Microprocessormeters INF-200 en IS-10

In de energie-industrie worden verschillende soorten weerstandsmeters gebruikt: micro-ohmmeters, milliohmmeters, ohmmeters, megohmmeters, impedantiemeters, enz. Dit artikel behandelt: de IFN-200 «fase nul» lusweerstandsmeter en de IS-10 aardingsweerstandsmeter.

De lusweerstandsmeter «fase nul» is een apparaat voor het meten van de weerstand van een elektrisch netwerk direct onder spanning.

Het IFN-200-apparaat voert de volgende functies uit:

• meting van de totale, actieve en reactieve weerstand van het fase-nulcircuit zonder de stroombron los te koppelen met een nominale spanning van 220 V;

• AC-spanningsmeting;

• DC-weerstandsmeting (ohmmetermodus);

• het meten van de weerstand van een metalen verbinding met een stroom tot 250 mA voor weerstanden <20 Ohm;

• berekening van de te verwachten kortsluitstroom op het aansluitpunt van het apparaat.

Het «fase nul»-circuit is een deel van het netwerk van de secundaire wikkeling van een vermogenstransformator tot een elektrische ontvanger.Zo'n deel van het netwerk kan worden weergegeven in de vorm van een equivalente schakeling bestaande uit een wisselspanningsbron Uc en weerstanden Rc en Xc, zoals weergegeven in Fig. 1.

Rijst. 1. Equivalent netwerkcircuit met het aangesloten IFN-200-apparaat

Eerst meet het apparaat IFN-200 met een open schakelaar S (zie Fig. 1) de waarde van de amplitude en fase van de spanning Uc. De schakelaar S wordt vervolgens 25 ms gesloten, waardoor de belasting Rn = 10 Ohm op het netwerk wordt aangesloten. In dit geval wordt de waarde van de amplitude en fase van de belastingsstroom In gemeten. Het resultaat is een stelsel van twee vergelijkingen:

waarbij j het faseverschil is tussen de spanning Uc en de stroom In.

Na het oplossen van het stelsel kunnen uitdrukkingen voor Rc en Xc worden verkregen. Deze uitdrukkingen worden gebruikt door de apparaatsoftware.

De waarden van Rc en Xc kunnen worden gebruikt om de kwaliteit van de bedrading te beoordelen, evenals voor de juiste selectie van stroomonderbrekers.

De kwaliteit van de bedrading in het elektriciteitsnet is twijfelachtig wanneer Rc > 0,5 Ohm; Xc > 1 ohm. De belangrijkste reden voor deze situatie is een toename van de contactweerstand in schakelborden, aansluitdozen en contacten. De juistheid van de selectie van de onderbreker kan worden gecontroleerd aan de hand van de conditie

Iem.r < Ikz,

waar Iem.r - operationele stroom van de elektromagnetische release van de breker; Isc — nominale kortsluitstroom.

Het IS-10-apparaat is ontworpen om de weerstand van aardingselementen, metalen verbindingen en de continuïteit van beschermende geleiders te meten met behulp van de vierdraadsmethode. Het heeft een functie om automatisch de bodemweerstand te berekenen.Met behulp van een stroomtang meet het apparaat de wisselstroom in de aardelektroden zonder het gemeten circuit te onderbreken, waardoor een kwalitatieve beoordeling van hun toestand mogelijk is.

De «MODE»-knop wordt gebruikt om het apparaat om te schakelen naar de modi van twee-, drie- en vierdraads meetmethoden, metingen met automatische berekening van de bodemweerstand en werken met klemmen voor het meten van stroom of het bepalen van de procentuele verdeling van stromen. Bij het openen van de «MENU»-modus heeft deze knop de functie om omhoog door het menu te gaan.

Met de «MENU»-knop wordt het apparaat in de parametreermodus gezet. Na het invoeren voert de knop «MENU» de functie uit van het naar beneden gaan in het menu. Meetbereik aardlusweerstand: 1 mOhm tot 10 kOhm.

Het functionele diagram van de aardingsweerstandsmeting volgens de vierdraadsmethode wordt getoond in Fig. 2.

Rijst. 2. Circuit voor het meten van de aardingsweerstand volgens de vierdraadsmethode

Het apparaat heeft stroomuitgangen T1 en T2 en potentiaalingangen P1 en P2. Via de uitgangen T1 en T2 vormt hij een meetgestabiliseerde pulsstroom met variabele polariteit (meander) met een frequentie van 128 Hz. De piekwaarde van de stroomsterkte is niet meer dan 260 mA, de maximale piekwaarde van de uitgangsspanning zonder belasting is niet meer dan 42 V. De spanningsval in het gemeten circuit bij gestabiliseerde stroom is evenredig met de weerstand ervan.

Deze spanning wordt gemeten over ingangen P1 en P2, gefilterd en toegevoerd aan de ingangsversterker en vervolgens aan de ADC.De door de ADC gegenereerde binaire codes worden doorgegeven aan de microcontroller waar de vereiste waarden worden berekend en op het display worden weergegeven. De verbinding met de aarddraden wordt gemaakt met behulp van speciale sondes en klemmen, en de verbinding met de aarde wordt gemaakt met 1 m lange ondergedompelde metalen pinnen.

De procedure voor het bepalen van de aardingsweerstand met behulp van de vierdraadsmethode is als volgt:

1. Bepaal de maximale diagonaal D van het aardingsapparaat (ZU).

2. Sluit de lader met meetsnoeren aan op bus T1 en P1.

3. Potentiaalpen P2 in de grond geplaatst op een afstand van 1,5D, maar niet minder dan 20 m van het gemeten aardingsapparaat.

4. Plaats de stroompen T2 in de grond op een afstand van meer dan 3 D, maar niet minder dan 40 m van het aardingsapparaat. Sluit de aansluitkabel aan op de T2-connector op het apparaat. Voer een serie aardingsweerstandmetingen uit door achtereenvolgens de potentiaalpen P2 in de grond te monteren op afstanden van 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 en 90% van de afstand tot de stroompen T2 met behulp van de vier -draad methode.

5. Teken de afhankelijkheid van de weerstand van de afstand tussen het aardingsapparaat en de potentiaalpen P2. Als de curve monotoon toeneemt en in het midden een redelijk horizontaal gedeelte heeft (bij afstanden 40 en 60% is het verschil in weerstandswaarden kleiner dan 10%), dan wordt de weerstandswaarde op een afstand van 50% genomen als WAAR. Anders moeten alle afstanden tot de pinnen 1,5-2 keer worden vergroot of moet de installatierichting van de pinnen worden gewijzigd om de invloed van lucht- of ondergrondse communicatie te verminderen.

Het schema voor het bepalen van de bodemweerstand met behulp van het IS-10-apparaat wordt getoond in Fig. 3.

Rijst. 3. Schema voor het bepalen van de bodemweerstand

De bodemweerstandswaarde wordt berekend volgens de meetmethode van Werner. Deze techniek impliceert gelijke afstanden tussen de elektroden d, die minstens 5 keer groter moeten zijn dan de onderdompelingsdiepte van de pennen.

De meetpennen worden in een rechte lijn in de grond geplaatst, op gelijke afstanden d, en worden aangesloten op de meetbussen T1, P1, P2 en T2, waarbij de modus van de vierdraads meetmethode wordt geselecteerd.

Dan moet je op "Rx" drukken, lees de aflezingen van de weerstandswaarde RE.

Bodemweerstand wordt berekend met de formule: