PL173563B1 - Sposób i układ do pomiaru rezystancji uziemienia i prądów błądzących, zwłaszcza silników maszyn górniczych - Google Patents

Abstract

1 Sposób pomiaru rezystancji uziemieniai prądów błądzących, zwłaszcza silników maszyn górniczych, w układzie zawierającym urządzenie zasilające, korzystnie rozrusznik kopalniany i silnik, znamienny tym, ze dokonuje siępomiaruchwilowych wartości dwóch napięć, z których pierwsze napięcie (Up)mierzy sięnarezystorzepomiarowym(Rp)zwyjściaprzetwornika pomiarowego do pomiaru prądów błądzących (T) o przekładni (z), zaś drugie napięcie (Uu) mierzy się jako suma dwóch napięć, napięcia na rezystancji uziemienia (Ru) i napięcia diody (Uv) na diodzie kontrolnej (V) silnika (M) jako skutek przepływu sumy dwóch prądów, prądu błądzącego (Ib)iprądu pomiarowego(Ip)o znanej wartości, przy czymwartość chwilową prądu błądzącego (Ib) oblicza się ze wzoru ϋβ N a natomiast wartość chwilową rezystancji uziemienia (Ru) oblicza się ze wzoru Ru = Rp(Uu-Uv) zUp 2 Układ pomiarurezystancji uziemieniai prądówbłądzących, zwłaszcza silnikówmaszyn górniczych, zawierający urządzenie zasilające i silnik, znamienny tym, ze urządzenie zasilające, korzystnie rozrusznik kopalniany, zawiera urządzenie pomiarowe (1), korzystnie mikroprocesorowe, które dokonujeobliczeń wartościprądubłądzącego (Ib)irezystancji uziemienia (Ru), przy czymzaciskuziemiający (PE)urządzeniazasilającego (2)jestpołączony z pierwszymzaciskiem(a)urządzeniapomiarowego (1), zaśpoprzezprzewód uziemiający o rezystancji uziemienia (Ru) i przetwornik (T), korzystnie z otworem przelotowym jest połączony z zaciskiem uziemienia (PE') silnika (M), połączonego poprzez diodę (V) z drugim zaciskiem (b) urządzenia pomiarowego (1), którego trzeci zacisk (c)jest połączony z zaciskiempomiarowym (P) przetwornika pomiarowego (T)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do pomiaru rezystancji uziemienia i prądów błądzących, zwłaszcza silników maszyn górniczych.

Znane są sposoby pomiaru rezystancji uziemienia za pomocą sygnałów prądu przemiennego o częstotliwościach powyżej 50 Hz i małych odpornościach na zakłócenia prądami błądzącymi.

Znane są również sposoby pomiaru prądów błądzących za pomocą amperomierza magnetoelektrycznego, bądź za pomocą przetwornika i przekaźnika elektronicznego, wyposażonych w sondy pomiarowe.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 107 545 miernik prądów błądzących umożliwia mierzenie wartości szczytowej prądów błądzących oraz identyfikację czasu trwania impulsu prądowego za pomocą wskaźnika pracy, zaś znany z polskiego opisu patentowego nr 119 539 układ umożliwia wykrywanie prądów błądzących o dowolnej polaryzacji za pomocą przyrządu przeznaczonego dla górników prowadzących roboty strzałowe.

173 563

Znany również z polskiego opisu patentowego nr 167 017 układ do kontroli rezystancji przewodu ochronnego zawiera element prostowniczy, którego anoda jest przyłączona do pierwszego zacisku obwodu pomiarowego przekaźnika elektronicznego, zaś katodajest przyłączona do zacisku korpusu silnika, przy czym początek przewodu ochronnego podłączony jest do korpusu silnika. Koniec przewodu ochronnego jest podłączony do zacisku uziemiającego przewodu ochronnego, do którego jest podłączony drugi zacisk obwodu pomiarowego przekaźnika elektronicznego. Układ zapewnia tylko pomiar rezystancji uziemienia i nie jest odporny na zakłócenia prądami błądzącymi.

Przedstawione rozwiązania pomiaru rezystancji izolacji i prądów błądzących stosowane niezależnie nie pozwalająna zapewnienie dużego bezpieczeństwaprzeciwporażeniowego, zwłaszcza obsłudze ruchomych maszyn górniczych zasilanych z urządzeń zasilających wyposażonych tylko w układy do pomiaru rezystancji uziemianie oraz są mało odporne na zakłócenia prądami błądzącymi, przemiennymi o zróżnicowanych częstotliwościach, stałymi, impulsowymi i innymi o nieokreślonym w czasie charakterze.

Sposób pomiaru rezystancji uziemienia i prądów błądzących według wynalazku polega na tym, że dokonuje się pomiaru chwilowych wartości dwóch napięć, z których pierwsze napięcie mierzy się na rezystorze pomiarowym z wyjścia przetwornika pomiarowego do pomiaru prądów błądzących. Drugie napięcie mierzy się jako suma dwóch napięć, napięcia na rezystancji uziemienia i napięcia na diodzie kontrolnej silnika jako skutek przepływu sumy dwóch prądów, prądu błądzącego i prądu pomiarowego o znanej wartości.

Wartość chwilową prądu błądzącego oblicza się ze wzoru:

Ib = z

U£

Rp

-Ip gdzie, Ib - wartość chwilowa prądu błądzącego, z - przekładnia przetwornika pomiarowego do pomiaru prądu błądzącego, Up - pierwsze napięcie pomiarowe mierzone na rezystorze pomiarowym R, Ip - prąd pomiarowy.

Natomiast wartość chwilową rezystancji uziemienia oblicza się ze wzoru:

Rp(Uu-Uv) zUp gdzie: Ru - wartość chwilowa rezystancji uziemienia, Uu - drugie napięcie pomiarowe będące sumą dwóch napięć, napięcia na rezystancji uziemienia Ru i napięcia Uv na diodzie silnika.

Układ pomiaru rezystancji uziemienia i prądów błądzących, według wynalazku zawierający urządzenie zasilające i silnik charakteryzuje się tym, że urządzenie zasilające, korzystnie rozrusznik kopalniany, zawiera urządzenie pomiarowe, korzystnie mikroprocesorowe, które dokonuje obliczeń wartości prądu błądzącego i rezystancji uziemienia, przy czym zacisk uziemiający urządzenia zasilającego jest połączony z pierwszym zaciskiem urządzenia pomiarowego, zaś poprzez przewód uziemiający o rezystancji uziemienia i przetwornik, korzystnie z otworem przelotowym jest połączony z zaciskiem uziemienia silnika, połączonego poprzez diodę z drugim zaciskiem urządzenia pomiarowego, którego trzeci zacisk jest połączony z zaciskiem pomiarowym przetwornika pomiarowego.

Korzyści techniczne wynikające z zastosowania rozwiązania według wynalazku polegają na umożliwieniu dokonywania praktycznie w tym samym czasie pomiaru rezystancji uziemienia nie obarczonego błędami w wyniku zakłóceń prądami błądzącymi, zagrażającymi porażeniu przy wzroście rezystancji uziemienia, zaś sam pomiar prądów błądzących realizowany w sposób ciągły umożliwi załodze górniczej wykonywanie robót strzelniczych przy bezpiecznych wartościach tych prądów błądzących. W przypadku wzrostu wartości rezystancji uziemienia i/lub wartości prądu błądzącego ponad wartości dopuszczalne urządzenie zasilające maszynę górniczą jest wyłączane, co zmniejsza niebezpieczeństwo porażenia prądem elektrycznym.

173 563

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku będącym schematem ideowym układu, który zawiera oznaczenia wielkości fizycznych do pomiaru i obliczeń realizowanych sposobem według wynalazku.

Sposób pomiaru rezystancji uziemienia i prądów błądzących polega na tym, że dokonuje się pomiaru chwilowych wartości dwóch napięć, z których pierwsze napięcie Up mierzy się na rezystorze pomiarowym Rp z wyjścia przetwornika pomiarowego do pomiaru prądów błądzących T o przekładni z, zaś drugie napięcie Uu mierzy się jako suma dwóch napięć, napięcia na rezystancji uziemienia Ru i napięcia diody Uv na diodzie kontrolnej V silnika M jako skutek przepływu sumy dwóch prądów, prądu błądzącego Ib i prądu pomiarowego Ip o znanej wartości.

Wartość chwilową prądu błądzącego Ib oblicza się ze wzoru:

n,=z^-ⁱp

Natomiast wartość chwilową rezystancji uziemienia Ru oblicza się ze wzoru:

_{Ru =} Rp(Uu-Uv) zUp

Układ pomiaru rezystancji uziemienia i prądów błądzących, do realizacji sposobu przedstawiony na rysunku zawiera urządzenie zasilające, korzystnie rozrusznik kopalniany i silnik, przy czym urządzenie pomiarowe 1, korzystnie mikroprocesorowe dokonuje obliczeń wartości prądu błądzącego Ib i rezystancji uziemienia Ru i stanowi wyposażenie urządzenia zasilającego 2, korzystnie rozrusznika kopalnianego, którego zacisk uziemiający PE jest połączony z pierwszym zaciskiem a urządzenia pomiarowego 1. Poprzez przewód uziemiający o rezystancji uziemienia Ru i przetwornik T, korzystnie z otworem przelotowym, zacisk uziemiający PE jest połączony z zaciskiem uziemienia PE' silnika M, połączonego poprzez diodę V z drugim zaciskiem b urządzenia pomiarowego 1. Trzeci zacisk c urządzenia pomiarowego jest połączony z zaciskiem pomiarowym P przetwornika pomiarowego T.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposobi os>miaro rezystreicji aziemiznia ii nrądów błądzącycZ, zwłaszcza silzików maszyn górniczych, w układzie zawierającym urządzenie zasilające, korzystnie rozrusznik kopalniany i silnik, znamienny tym, że dokonuje się pomiaru chwilowych wartości dwóch napięć, z których pierwsze napięcie (Up) mierzy się na rezystorze pomiarowym (Rp) z wyjścia przetwornika pomiarowego do pomiaru prądów błądzących (T) o przekładni (z), zaś drugie napięcie (Uu) mierzy się jako suma dwóch napięć, napięcia na rezystancji uziemienia (Ru) i napięcia diody (Uv) na diodzie kontrolnej (V) silnika (M) jako skutek przepływu sumy dwóch prądów, prądu błądzącego (Ib) i prądu pomiarowego (Ip) o znanej wartości, przy czym wartość chwilową prądu błądzącego (Ib) oblicza się ze wzoru

   Ib = z

   Up

   Rp natomiast wartość chwilową rezystancji uziemienia (Ru) oblicza się ze wzoru

   Ru =

   Rp(Uu - Uv) zUp
2. 2. Układ pomćaru rezyulmzy uaiemiema m prądów błcódąąy ch, zwchszewa sbcików maLswyn górniczych, zawierający urządzenie zasilające i silnik, znamienny tym, że urządzenie zasilające, korzystnie rozrusznik kopalniany, zawiera urządzenie pomiarowe (1), korzystnie mikroprocesorowe, które dokonuje obliczeń wartości prądu błądzącego (Ib) i rezystancji uziemienia (Ru), przy czym zacisk uziemiający (PE) urządzenia zasilającego (2) jest połączony z pierwszym zaciskiem (a) urządzenia pomiarowego (1), zaś poprzez przewód uziemiający o rezystancji uziemienia (Ru) i przetwornik (T), korzystnie z otworem przelotowym jest połączony z zaciskiem uziemienia (PEO silnika (M), połączonego poprzez diodę (Y) z drugim zaciskiem (b) urządzenia pomiarowego (1), którego trzeci zacisk (c) jest połączony z zaciskiem pomiarowym (P) przetwornika pomiarowego (T).