способ определения глубины залегания элементов заземляющего устройства из любой точки пространства
Классы МПК: | G01V3/08 с использованием магнитных или электрических полей, создаваемых или изменяемых объектом или геологическими структурами или детектирующими устройствами |
Автор(ы): | Кандаев Василий Андреевич (RU), Авдеева Ксения Васильевна (RU), Свешникова Наталья Юрьевна (RU), Кандаев Андрей Васильевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2006-06-26 публикация патента:
20.01.2008 |
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения глубины залегания элементов заземляющего устройства объектов энергоснабжения и тяговых подстанций железнодорожного транспорта. Сущность: измеряют напряженность H1 электромагнитного поля на поверхности земли над элементом заземляющего устройства. Перемещают датчик в любую точку пространства на известное расстояние "а" в сторону от элемента заземляющего устройства и известную высоту "b" над поверхностью земли и измеряют напряженность Н2 электромагнитного поля. Глубину залегания элементов заземляющего устройства определяют по соотношению . Технический результат: исключение необходимости перемещения датчика в сторону от элемента заземляющего устройства на поверхности земли и определение глубины залегания из любой точки пространства. 1 ил.
Формула изобретения
Способ определения глубины залегания элементов заземляющего устройства из любой точки пространства, включающий подключение источника переменного тока к заземляющему устройству, определение трассы прокладки элементов заземляющего устройства, измерение напряженности электромагнитного поля H1 на поверхности земли над элементом заземляющего устройства, отличающийся тем, что датчик перемещают в любую точку пространства на известное расстояние "а" в сторону от элемента заземляющего устройства и известную высоту "b" над поверхностью земли, измеряют напряженность электромагнитного поля Н 2, глубину залегания горизонтального элемента заземляющего устройства определяют по соотношению
где H1 - напряженность электромагнитного поля на поверхности земли над элементом заземляющего устройства;
H2 - напряженность электромагнитного поля в любой точке пространства;
а - расстояние, на которое перемещают датчик в сторону от элемента заземляющего устройства;
b - высота, на которую поднимают датчик над поверхностью земли.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения глубины залегания элементов заземляющего устройства объектов энергоснабжения и тяговых подстанций железнодорожного транспорта.
Известен способ определения глубины залегания подземных сооружений, согласно которому выход генератора подключают к подземному сооружению, определяется трасса подземного сооружения, ось индукционной рамки поворачивают на угол 45 градусов к вертикальной плоскости, проходящей через кабель, отводят рамку в сторону от намеченной трассы. Расстояние от трассы подземного сооружения до зоны отсутствия ЭДС считают равным глубине залегания подземного сооружения (Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. - М., 1982.).
Недостатком известного способа является то, что процесс ориентирования катушек в пространстве значительно усложняет измерения, приводит к существенным временным и трудовым затратам и не позволяет получить достоверные результаты.
Наиболее близким к предлагаемому является способ определения глубины залегания горизонтальных заземлителей, согласно которому источник переменного тока подключают к заземляющему устройству, определяют трассу прокладки элементов заземляющего устройства, измеряют напряженность электромагнитного поля на поверхности земли над элементом заземляющего устройства H 1, перемещают датчик на известное расстояние "а" в сторону от элемента заземляющего устройства, измеряют напряженность электромагнитного поля Н2, глубину залегания горизонтального элемента заземляющего устройства определяют по соотношению
(Патент 2245558, Россия, МКИ G01R 27/20. Способ определения глубины залегания элементов заземляющего устройства / Кандаев В.А., Свешникова Н.Ю., Кандаев А.В.).
Недостатком данного способа является необходимость перемещения датчика в сторону от элемента заземляющего устройства, что по различным причинам не всегда возможно.
Цель изобретения - возможность определения глубины залегания элементов заземляющего устройства из любой точки пространства.
Для достижения этой цели в предлагаемом способе определения глубины залегания элементов заземляющего устройства из любой точки пространства, включающем подключение источника переменного тока к заземляющему устройству, определение трассы прокладки элементов заземляющего устройства, измерение напряженности электромагнитного поля H 1 на поверхности земли над элементом заземляющего устройства, перемещение датчика в любую точку пространства на известное расстояние "а" в сторону от элемента заземляющего устройства и известную высоту "b" над поверхностью земли, измерение напряженности электромагнитного поля Н2 , глубину залегания горизонтальных элементов заземляющего устройства определяют по соотношению:
На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующая измерения по данному способу.
Устройство содержит ортогональную систему индукционных катушек 1, блок вычисления модуля ЭДС 2, измерительный прибор 3 и генератор 4, подключенный к заземляющему устройству 5.
Глубина залегания горизонтального элемента определяется следующим образом. При подключении генератора 4 к заземляющему устройству и расположении предлагаемого устройства на поверхности земли над элементом 5, расположенным на глубине h, магнитное поле тока горизонтального элемента наводит в индукционных катушках ортогональной системы 1 ЭДС Ex, Ey и Ez, которые подаются на вход блока вычисления модуля 2. На выходе блока вычисления модуля 2 появляется сигнал Е1, равный модулю ЭДС, наведенной в индукционных катушках ортогональной системы 1. Этот сигнал подается на вход измерительного прибора 3. При расположении устройства на известном расстоянии "а" в сторону от заземляющего устройства и известной высоте "b" над поверхностью земли на выходе блока вычисления модуля 2 появляется сигнал Е2, равный модулю ЭДС, наведенной в индукционных катушках ортогональной системы 1. Этот сигнал подается на вход измерительного прибора 3.
Определение глубины залегания элемента заземляющего устройства производится следующим образом. Напряженность магнитного поля от тока в элементе заземляющего устройства наводит в катушках ортогональной системы ЭДС "Е" с коэффициентом преобразования К, т.е.
Е=КН.
Тогда при расположении датчика на поверхности земли над горизонтальным элементом заземляющего устройства ЭДС в системе индукционных катушек
где I - ток в элементе заземляющего устройства,
h - глубина залегания элемента заземляющего устройства.
При расположении датчика в любой точке пространства на известном расстоянии "а" в сторону от заземляющего устройства и известной высоте "b" над поверхностью земли ЭДС в системе индукционных катушек равна:
где I - ток в элементе заземляющего устройства,
h - глубина залегания элемента заземляющего устройства,
а - расстояние, на которое перемещают датчик в сторону от элемента заземляющего устройства,
b - высота, на которую поднимают датчик над поверхностью земли.
Откуда, приравняв токи, зная расстояния "а" и "b", находим
или
В данном способе исключается необходимость перемещения датчика в сторону от элемента заземляющего устройства, что позволяет определить глубину залегания горизонтального элемента заземляющего устройства из любой точки пространства.
Класс G01V3/08 с использованием магнитных или электрических полей, создаваемых или изменяемых объектом или геологическими структурами или детектирующими устройствами