Научная статья на тему 'Приборы для измерения импульсного сопротивления заземляющих устройств'

Приборы для измерения импульсного сопротивления заземляющих устройств Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
1790
323
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИМПУЛЬСНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ / ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО / СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ / IMPULSE IMPEDANCE / GROUNDING / EQUIVALENT CIRCUIT

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Джура Дмитрий Алексеевич, Селиванов Василий Николаевич

Представлен аналитический обзор приборов для измерения импульсных характеристик заземляющих устройств электроустановок.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Джура Дмитрий Алексеевич, Селиванов Василий Николаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Instruments to measure impulse response of grounding

An analytical survey of field tools to measure impulse response of power equipment grounding is given.

Текст научной работы на тему «Приборы для измерения импульсного сопротивления заземляющих устройств»

УДК 621.311

Д.А.Джура, В.Н.Селиванов

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Аннотация

Представлен аналитический обзор приборов для измерения импульсных характеристик заземляющих устройств электроустановок.

Ключевые слова:

импульсное сопротивление, заземляющее устройство, схема замещения.

D.A.Djura, V.N.Selivanov

INSTRUMENTS TO MEASURE IMPULSE RESPONSE OF GROUNDING

Abstract

An analytical survey of field tools to measure impulse response of power equipment grounding is given.

Keywords:

impulse impedance, grounding, equivalent circuit.

Одним из факторов, влияющих на надежность защиты электроустановок в условиях плохопроводящих грунтов, является величина импульсных сопротивлений заземляющих устройств (ЗУ) подстанций и опор линий электропередачи (ЛЭП) на подходах. Импульсное сопротивление заземлителя - величина комплексная, в схему замещения входят также реактивные элементы. Простейшая схема замещения

заземлителя при импульсном воздействии показана на рис. 1.

В первые микросекунды после прихода импульса перенапряжения на оборудовании определяются индуктивностью заземляющей ошиновки L , локальной емкостью C и переходным сопротивлением R ближнего участка заземлителя. В [1] введено понятие локального импульсного заземления - расчетной, динамически изменяющейся во времени величины, равной отношению мгновенных значений импульсного напряжения на заземлителе и импульсного тока через

него z (t) = U (t), при временах, не превышающих

I (t)

первых единиц микросекунд, когда можно считать, что растекание происходит лишь с ближней зоны заземляющего устройства аппарата и не охватывает все ЗУ электроустановки. По сути это мгновенное сопротивление, величина и форма которого зависит от формы импульсного воздействия. В [2] оперируют понятием переходного сопротивления, которое численно равно напряжению на ЗУ при воздействии единичного скачка тока и определяется по осциллограммам напряжения U (t) для любого испытательного импульса тока I (t). Информация о переходном сопротивлении используется для синтеза схемы замещения ЗУ.

Рис.1. Схема замещения сосредоточенного заземлителя при импульсном воздействии

В эксплуатации использование временных зависимостей не всегда удобно и оправданно, обычно стремятся охарактеризовать состояние оборудования каким-либо конкретным параметром. Для заземляющих устройств при низкочастотном воздействии используется понятие стационарного сопротивления Я . Для импульсного воздействия такой общепринятой характеристики нет. В работе [3] дается несколько определений импульсных сопротивлений, которые можно проиллюстрировать рис.2:

Z1 = шах^(£)) - максимальное значение мгновенного сопротивления;

Z _ и (?1) - сопротивление в момент ?1 максимума напряжения;

2 I (^)

Z _ и(£0 - отношение максимальных значений падения напряжения и

3 I (^)

тока, причем эти величины могут достигаться в различные моменты времени [4];

Z _ и (£2) - сопротивление в момент £2 максимума тока (как указывается в [5],

4 I (£2)

именно этот параметр следует использовать для расчета грозозащиты).

Рис.2. Экспериментальные кривые тока и напряжения на ЗУ и расчетное мгновенное сопротивление (к определению понятия импульсного сопротивления)

В [3] показано, что по крайней мере для сосредоточенных заземлителей выполняется условие >Я. Однако в работе [6] исследована взаимосвязь между

импульсными и стационарными сопротивлениями при различных проводимостях грунтов и показано, что в грунтах с плохой проводимостью сопротивление в импульсном режиме может быть меньше установившегося значения. Это подтверждается экспериментами по исследованию сопротивлений заземлителей опор воздушных линий (ВЛ), сооруженных на скалистых грунтах [7] (характерная осциллограмма представлена на рис.3). С ростом удельного сопротивления грунта растет активное сопротивление и все большую роль начинает играть емкостная составляющая. Кроме того, при определенных соотношениях емкостного и индуктивного сопротивлений могут возникать колебательные процессы, как показано на осциллограмме на рис.4.

Разработка новых средств экспериментального определения импульсных характеристик заземляющих устройств признана актуальной как научно-исследовательскими организациями [8], так и электроэнергетическими компаниями [9].

I, и,

А В 45 900

I

V V

/ А ц.

2

1 1,

Рис.3. Кривые тока, напряжения и сопротивления при емкостном характере сопротивления заземлителя

Рис.4. Иллюстрация колебательных процессов в ЗУ

Прототипы подобных устройств давно используются при выполнении научно-исследовательских работ [10-12]. Экспериментальная установка, как правило, состоит из генератора импульсных сигналов (серийного или специально изготовленного), первичных преобразователей тока и напряжения, протяженных проводников для подключения токового и потенциального электродов и цифрового осциллографа (автономного или в комплексе с компьютером). Результатом измерений являются кривые тока и напряжения на ЗУ, для обработки которых используются различные алгоритмы. Работа с таким программно-аппаратным комплексом требует специальной научной подготовки и определенного исследовательского энтузиазма. В условиях промышленной эксплуатации требуется законченное устройство с минимальным количеством составляющих единиц и соединений, с предельно ясным алгоритмом получения и последующего использования результата измерений.

Разработка такого устройства ведется в ЦФТПЭС КНЦ РАН в сотрудничестве с СПбГПУ и НИИПТ. Предлагается новый подход к решению всего комплекса задач грозозащиты, основанный на повышении адекватности расчетных моделей ЗУ, применении нового экспериментального оборудования и современного математического и программного обеспечения. Предлагается перейти от существующей резистивной модели ЗУ, описываемой стационарным сопротивлением, к Я£С-модешм, а также моделям, включающим элементы с распределенными параметрами, учитывающими реальный активно-реактивный характер сопротивления ЗУ на частотах грозового импульса. Ведется разработка автономного аппаратно-измерительного комплекса, предназначенного для экспериментального определения и исследования стационарного сопротивления и импульсных характеристик ЗУ опор линий электропередач (с грозозащитным тросом и без него) и распределительных устройств.

Работы в этом направлении также активно ведутся и за рубежом, причем уже сейчас предлагаются коммерческие разработки, в большей или меньшей степени отвечающие задаче измерения импульсных характеристик ЗУ. Ниже приводится краткий обзор устройств, информация о которых имеется в свободном доступе.

Тестер импульсных импедансов FET-l

Тестер импульсных импедансов был разработан компанией Hokkei Industries (г.Хакусан, Япония) для измерения полного сопротивления ЗУ опор ЛЭП. Первое обнаруженное упоминание относится к 2003 г. и описывает модификацию тестера PET-5 (есть файл, загруженный нами ранее, но документ уже удален с сайта компании). С 2008 г. выпускается модификация PET-l [13], которая и будет описана ниже.

Тестер PET-l состоит из генераторно-измерительного блока весом б кг и набора принадлежностей весом 13 кг, в который входят батарея питания и калибровочное сопротивление, размещенные в одном корпусе, 10 заземляющих электродов длиной 440 мм, две катушки провода длиной по 65 м и соединительные проводники и кабели (рис.5).

Лицевая панель генераторно-измерительного блока показана на рис.б. Тестер питается от восьми батарей типоразмера D, обеспечивающих напряжение 12 B в течение 1 ч непрерывной работы (имеется возможность подключения к внешнему источнику питания 12 B, например бортовой сети автомобиля). На выходе блока генерируется импульс постоянного тока амплитудой 0.4 A, со временем нарастания 1 мкс и длительностью 256 мкс (рис.1). Напряжение на нагрузке не превышает 1500 B. Диапазон измеряемых сопротивлений разбит на три поддиапазона: 1-20 Ом, 20-200 Ом, 200-999 Ом. Процесс измерения и обработки данных управляется 32-разрядным центральным процессором.

Рис.5. Общий вид тестера Рис.6. Лицевая панель тестера импульсных

импульсных импедансов РЕТ-7 импедансов РЕТ-7 [13]:

(http://www.sankosha-usa.com/ 1 - жидкокристаллический дисплей;

graphics/surge-1.jpg) 2 - кнопки управления; 3 - кнопка запуска

измерений; 4 - тумблер включения питания; 5 - предохранитель; 6 - зажимы

для подключения источника питания; 7 - зажим для подключения токового электрода; 8 - зажим для подключения потенциального электрода; 9 - зажим для подключения заземляющего устройства; 10 - печатающее устройство

Схема измерения основана на известном способе измерения сопротивлений (метод трех электродов) и показана на рис.8. К зажиму Tower проводом длиной не более 2.5 м подключается заземляющее устройство опоры. К зажимам C-wire и V-wire подключаются проводники длиной по 65 м, которые разматываются с катушек в противоположные стороны перпендикулярно оси фазных проводов ЛЭП. Концы токового и потенциального проводников присоединяются к группам из пяти погруженных в землю электродов, расположенных на расстоянии l.5 м друг от друга и соединенных между собой проводниками. В токовый контур подается импульс тока, при этом измеряется напряжение на ЗУ опоры относительно потенциального электрода. Процесс измерения напряжения и тока д лится в течение l мкс, причем можно задавать центральный момент времени tm (рис.1), когда производится измерение, из следующего временного ряда:

l, 2, 3, 5, lO, 20, 30 мкс. При измерении сопротивлений ЗУ опор ЛЭП без отсоединения грозозащитного троса обычно задают время l или 3 мкс, чтобы избежать влияния отраженных от соседних опор сигналов. Результатом процесса измерения является отношение среднего значения напряжения, достигнутого в течение выборки длительностью l мкс, к значению тока (оно задается источником тока). Результат измерения, время измерения и значения уставок сохраняются во внутренней памяти (до 500 измерений), отображаются на жидкокристаллическом дисплее, а также распечатываются встроенным печатающим устройством (чековый термопринтер). Данные из внутренней памяти могут быть переписаны в персональный компьютер через интерфейс USB. Кроме того, с помощью программного обеспечения PET-Navigator можно посредством компьютера программировать некоторые опции генераторно-измерительного блока, например, устанавливать время и место проведения измерений, необходимые для протокола.

0 1 tm 256 t, мкс

Рис.?. Кривая импульса напряжения Рис.8. Схема измерения импульсного на выходе тестера импульсных сопротивления опоры линии импедансов PET-? [13] электропередач [13]

В [l4] описана также более современная модификация тестера PET-1, внешний вид которого показан на рис.9. В этой модификации аккумуляторная батарея и калибровочное сопротивление размещены в общем корпусе с генераторно-измерительным блоком.

Как справедливо указано в описании устройства [l4], сопротивление заземляющего устройства носит комплексный характер и поэтому форма волны напряжения не будет подобна форме тока. На рисЛ0 показаны характерные формы сигналов напряжений при емкостном, индуктивном и резонансном характере сопротивления ЗУ. Очевидно, что показания тестера будут отличаться для различных центральных моментов времени tm. Серия измерений, выполненных в моменты l, 2, 3 мкс, позволит, вероятно, приблизительно оценить характер сопротивления заземления опоры. Таким образом, прибор PET-l следует, скорее всего, отнести к разновидности измерителей импульсного сопротивления Z 3,

так как значения тока и напряжения измеряются не в фиксированный момент времени, а могут соответствовать разным отсчетам в пределах выборки.

Рис.9. Внешний вид модификации тестера импульсных импедансов PET-? [14]:

1 - жидкокристаллический дисплей; 2 - кнопки управления; 3 - кнопка запуска измерений; 4 - тумблер включения питания; З - индикатор питания; б - индикатор зарядки; ? - зажим для подключения

потенциального электрода; 8 - зажим для подключения заземляющего устройства; 9 - зажим для подключения токового электрода; 1O - разъем интерфейса USB; 11 - батарейный отсек; 12 - печатающее устройство

Рис.10. Характерные формы напряжения на заземляющем устройстве [14] Измеритель импульсных сопротивлений ЖС-407

Измеритель импульсных сопротивлений ^С-407 производится польской компанией АТМОЯ s.c. [15]. Процедура измерения величины импульсного сопротивления соответствует определению X 3, данному в Европейском стандарте 1ЕС 61024-1 [4]:

«отношение максимальных значений падения напряжения и тока, причем эти величины могут достигаться в различные моменты времени». Характерные осциллограммы импульсов тока и напряжения, генерируемых измерителем, показаны на рис.11. Импульс тока имеет амплитуду до 1 А и длительность фронта порядка 4 мкс. Максимальное значение напряжения на ЗУ не превышает 1000 В, при этом диапазон измеряемых сопротивлений лежит в пределах 0-200 Ом. Частота следования - 5 импульсов в секунду. Результатом измерения является отношение пиковых значений напряжения и тока - импульсное сопротивление ЗУ. Результат фиксируется во внутренней памяти прибора емкостью 126 значений.

Общий вид прибора показан на рис.12. Генераторно-измерительный модуль выполнен в едином модуле размером 100x195x40 мм и весом 0.4 кг. Встроенный источник питания напряжением 4.8 В обеспечивает выполнение 1000 измерений. В комплект входят также две катушки с проводом длиной 40 и 30 м для подключения токового и потенциального электродов, два заземляющих электрода длиной 0.6 м. Сопротивление потенциального и токового электродов не должно превышать 1000 Ом, в противном случае измеритель выдает ошибку.

Схема измерений представлена на рис.13. В описании прибора указано, что областью его применения является в том числе измерение сопротивления опор без отсоединения грозотроса. Однако при фронте 4 мкс и скорости пробега волны 300 м/мкс отраженные волны от соседних опор вернутся еще на фронте импульса тока, что исказит результат измерения. Несмотря на то что прибор есть в продаже (стоимостью порядка 15000 руб.), отсутствует информация об опыте его эксплуатации, поэтому трудно оценить эффективность использования данного метода измерения.

Рис. 11. Осциллограммы тока, генерируемого Рис. 12. Общий вид измерителя импульсных измерителем WG-407, и напряжения сопротивлений ^0-407 (16) на заземляющем устройстве (http://www.atmor.pl/english_files/ image006.jpg)

Іиіемлнюіцес устройство

Рис.13. Схема измерения импульсного сопротивления заземления [16]

Проект ІЕБ-теіег

Разработка программно-измерительного комплекса ZED-meter ведется в Институте электроэнергетических исследований ЕРШ с 2004 г. [17]. Разработка до сих пор поддерживается, однако в эксплуатацию прибор еще не внедрен и в свободной продаже отсутствует. В свободном доступе информации по комплексу мало, в основном она касается результатов выполненных измерений [11, 18]. Некоторое представление о внешнем виде прибора можно получить из рис. 14.

В состав комплекса входят генератор импульсов, датчики тока и напряжения, аналого-цифровой преобразователь, персональный компьютер со специализированным программным обеспечением, коаксиальные кабели для подключения токового и потенциального электродов. На выходе генератора на холостом ходу формируется прямоугольный импульс амплитудой до 200 В и длительностью 1.4 мкс (рис. 15).

Рис.14. Внешний вид комплекса Рис.15. Форма импульса напряжения ХЕБ-тегвг [18] на въаоде генератора 7ЕЛ-тегвг [19]

Схема измерений такая же, как в предыдущих методах (см. рис.8 и 13), угол между токовым и потенциальным проводниками составляет 900 для уменьшения их взаимного влияния. Прибор имеет три разъема для подключения к заземляющему устройству опоры и к токовому и потенциальному электродам. В качестве токового и потенциального проводников используется оболочка коаксиальных кабелей с волновым сопротивлением порядка 400 Ом и длиной по 60 м. Такая длина выбрана, чтобы обеспечить время двойного пробега по проводнику больше 0.44 мкс. Ток измеряется широкополосным трансформатором тока (вероятно, поясом Роговского).

Проблема измерения импульсных характеристик состоит не столько в получении мгновенных зависимостей тока и напряжения на ЗУ, сколько в последующей обработке этих сигналов и получении значимых для эксплуатации результатов. В проекте ZED-meter наибольшее внимание уделяется именно разработке алгоритмов цифровой обработки сигналов. Входящий в состав программно-измерительного комплекса компьютер используется как для управления генератором, так и для обработки входных данных и визуализации результатов. На рис.16 показан снимок с экрана компьютера, демонстрирующий результаты измерений высокоомной опоры ЛЭП Можно видеть информацию о месте проведения измерений, амплитуде импульса напряжения, форме вычисленного мгновенного сопротивления Z2 (^, величине стационарного сопротивления Я и стандартного отклонения его определения по результатам нескольких измерений (в приведенном примере обработаны результаты 10 измерений).

В отличие от приборов РЕТ-7 и ^С-407, ZED-meter позволяет получить не только значение импульсного сопротивления ЗУ, но и увидеть кривую мгновенного сопротивления и оценить по ней импульсные характеристики ЗУ. Однако нет информации о том, можно ли с помощью ZED-meter получить какие-либо количественные оценки параметров схемы замещения заземлителей.

epajss. Zed-Mete г..s.™»

7fipm l?-'«:11PM

Рис.16. Снимок экрана с программой EPRI Zed-meter [18]

Выводы

1. Предлагаемые в настоящее время приборы, принцип действия которых основан на импульсном воздействии на ЗУ, в реальности предназначены для получения единственной импульсной характеристики: либо сопротивления Z3 (PET-7, WG-407),

либо значения стационарного сопротивления сосредоточенных заземлителей (ZED-meter) (например опор ЛЭП без отсоединения грозозащитного троса).

2. Необходимо разработать программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий получение набора импульсных характеристик, адекватно отражающих поведение заземляющего устройства при грозовом воздействии и позволяющих синтезировать простейшие схемы замещения для использования их при анализе молниезащиты электроустановок.

Литература

1. Методика и результаты измерений локальных импульсных сопротивлений заземлителей оборудования подстанций / А.Н.Данилин, В.В.Колобов, В.Н.Селиванов, П.И.Прокопчук // Сборник докладов 9-й Российской научно-технической конференции по электромагнитной совместимости технических средств и электромагнитной безопасности «ЭМС-2006», г.Санкт-Петербург, 20-22 сентября 2006 г. - СПб.: ВИТУ, 2006. - С. 426-430.

2. Анализ результатов измерений сопротивления заземления опор ВЛ с тросом при модернизации заземляющих устройств / А.Н.Новикова, А.Н.Лубков, О.В.Шмараго, Л.И.Галкова, В.Р.Бельцер, О.А.Прохореня, С.И.Кривошеев,

А.П.Ненашев, А.А.Парфентьев // Электрические станции. - 2007. - № 9. - С. 53-59.

3. Behaviour of a grounding system under impulse lightning current / I.F.Gonos, M.K.Antoniou, F.V.Topalis, I.A.Stathopulos // VI International Conference and Exhibition on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM ’98), May, 1998, Brasov, Romania. Р. 171-174 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.researchgate.net/publication/ 3763541_Behaviour_Of_A_Grounding_System_Under_Impulse_Lightning_Current/file/79e4 150a8fe29d1762.pdf

4. МЭК 61024-1: 1990 Защита объектов от молнии. Ч.1. Общие принципы.

5. Рябкова Е.Я. Заземления в установках высокого напряжения / Е.Я.Рябкова. - М.: Энергия, 1978. - 224 с.

6. Герасимович Д.А. Математическое моделирование импульсных характеристик вертикальных стержневых заземлителей / Д.А.Герасимович, Е.А.Дерюгина // Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. Энергетика: междунар. науч.-техн. жур. - 2012. - № 1. - С. 5-8 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://rep.bntu.by/bitstream/data/2857/1/9-16.pdf

7. Данилин А.Н. Исследование локальных импульсных сопротивлений протяженных подземных проводников / А.Н.Данилин, Д.В.Куклин, В.Н.Селиванов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2010. - № 1(95). - С. 250-254.

8. Решения III Российской Конференции по молниезащите [Электронный ресурс]. - Режим

доступа: http ://www.streamer.ru/events/5 8 http ://www.streamer.ru/files/File/

decision_IIIRCLP.pdf

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Группа молодых ученых под руководством профессора Николая Коровкина победила

в конкурсе «Энергетика будущего» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.energo-info.ru/2011-11-08-20-23-16/2011-11-16-14-56-28/22002--------1-r.html

10. Методика импульсных измерений сопротивления растеканию заземлителей опор высоковольтных линий электропередачи под грозозащитным тросом / А.Н.Данилин,

В.В.Колобов, В.Н.Селиванов, П.И.Прокопчук // Технико-экономические и электрофизические проблемы развития энергетики Севера. - Апатиты: Изд. Кольского научного центра РАН, 2007. - С. 79-85.

11. Chisholm W.A. Comparison of low frequency resistance and lightning impulse impedance on transmission towers / W.A.Chisholm, E.Petrache, F.Bologna // X International Symposium on Lightning Protection, 9-13 November 2009, Curitiba, Brazil. Р. 329-334 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ws9.iee.usp.br/SipdaXI/papersX/ sessao_03/174.pdf

12. Идентификация RLC-параметров заземляющих устройств опор воздушных линий с тросом импульсным методом / С.И.Кривошеев, Ю.Н.Бочаров, НВ.Коровкин, К.И.Нетреба, С.Л.ТТТитттигин // Труды КНЦ РАН. Энергетика. Вып.1. - Апатиты: Изд. Кольского научного центра РАН, 2010. - С. 26-32.

13. Operation manual for single-impedence tester type-Pet-7 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.pands.co.kr/images/products/catalog/PET-7OPERATION MANUALa.pdf

14. Surge impedance tester model: Pet-7 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.pands.co.kr/2010/bbs/downloadFiles.html?bo_table=pns_product_7&wr_id=1&nu m=101&flen=2+PET-7+%BB%E7%BF%EB%BC%B3%B8%ED%BC%AD.pdf

15.Wojtas S. Impulse measurement of lightning protection earthing impedances /

S.Wojtas, M.Woloszyk, M.Galevski [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.atmor.pl/english.htm

16. Earthing impulse meter type WG-407. User manual [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http ://www.atmor.pl/User_manual_W G407.pdf

17. EPRI Portfolio 2013 - 35 Overhead Transmission [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://mydocs.epri.com/docs/Portfolio/ PDF/2013_P035.pdf

18. Chisholm W.A. Panel paper 2010TD0683: Grounding of overhead transmission lines // Panel Session on Lightning Performance of Overhead Lines, 2010 IEEE T&D Expo [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ieee-pes.org/ images/pes-ws/td2010/slides/td2010p-000683.pdf

19. Petrache E. Evaluating the transient impedance of transmission line towers / E.Petrache, W.A.Chisholm, A.Phillips // IX International Symposium on Lightning Protection, 26-30 November 2007, Foz do Igua^u, Brazil [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ws9.iee.usp.br/sipdax/papersix/sessao08/8.2.pdf

Сведения об авторах Джура Дмитрий Алексеевич

студент Кольского филиала Петрозаводского государственного университета Россия, 184209, Мурманская область, г.Апатиты, ул.Космонавтов, д.3 эл. почта: dzhura@email.com

Селиванов Василий Николаевич

ведущий научный сотрудник лаборатории высоковольтной электроэнергетики и технологии Центра физико-технических проблем энергетики Севера КНЦ РАН, кандидат технических наук

Россия, 184209, Мурманская область, г.Апатиты, мкр.Академгородок, д.21А эл. почта: selivanov@ien.kolasc.net.ru

УДК б21.311

М.Б.Баранник, В.В.Колобов

РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ТОКА С ИНДУКТИВНЫМ НАКОПИТЕЛЕМ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Аннотация

Рассмотрены преимущества применения импульсных источников тока на основе индуктивного накопителя энергии в экспериментальных установках для измерения импульсных сопротивлений заземляющих устройств. Приведена схема источника с индуктивным накопителем и описан принцип работы.

Ключевые слова:

генератор импульсов тока, индуктивный накопитель энергии, заземляющее устройство, импульсное сопротивление.

M.B.Barannik, V.V.Kolobov

DEVELOPMENT OF CURRENT PULSE GENERATOR

WITH INDUCTIVE ENERGY STORAGE TO MEASURE IMPULSE RESPONSE

OF GROUNDING

Abstract

Applying advantages of inductive pulse generator for measuring grounding impulse response are described. Some aspects of electronic circuit design and electronic components of the device are presented.

Keywords:

current pulse generator, inductive energy storage, grounding, impulse impedance.

Одним из факторов, влияющих на надежность защиты электроустановок, является величина импульсных сопротивлений заземляющих устройств (ЗУ) подстанций и опор линий электропередачи. Под локальным импульсным сопротивлением заземления понимается расчетная величина, равная отношению мгновенных значений импульсного напряжения на заземлителе и импульсного тока через него, при временах, не превышающих первых единиц микросекунд, когда растекание происходит лишь с ближней зоны заземляющего устройства аппарата и не охватывает все заземляющие устройства электроустановки [1]. Так как при импульсных воздействиях не существует такой общепринятой характеристики заземляющих устройств, как понятие стационарного сопротивления R при низкочастотных воздействиях [2], то для определения импульсных характеристик заземляющих устройств необходимо иметь кривые тока и напряжения на ЗУ, которые затем могут обрабатываться с помощью различных алгоритмов. Примеры экспериментальных кривых тока и напряжения на ЗУ и расчетного мгновенного сопротивления приведены в [2].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.