Mikroprozessormessgeräte INF-200 und IS-10

In der Energiewirtschaft werden verschiedene Arten von Widerstandsmessgeräten verwendet: Mikroohmmeter, Milliohmmeter, Ohmmeter, Megaohmmeter, Impedanzmessgeräte usw. In diesem Artikel geht es um das Schleifenwiderstandsmessgerät IFN-200 „Phase Null“ und das Erdungswiderstandsmessgerät IS-10.

Der Schleifenwiderstandsmesser „Phase Null“ ist ein Gerät zur Messung des Widerstands eines elektrischen Netzes direkt unter Spannung.

Das IFN-200-Gerät führt die folgenden Funktionen aus:

• Messung des Gesamt-, Wirk- und Blindwiderstands des Phase-Null-Stromkreises ohne Trennung der Stromquelle mit einer Nennspannung von 220 V;

• Wechselspannungsmessung;

• DC-Widerstandsmessung (Ohmmeter-Modus);

• Messung des Widerstands einer Metallverbindung mit einem Strom von bis zu 250 mA für Widerstände <20 Ohm;

• Berechnung des zu erwartenden Kurzschlussstroms am Anschlusspunkt des Gerätes.

Der „Phase-Null“-Stromkreis ist ein Abschnitt des Netzwerks von der Sekundärwicklung eines Leistungstransformators bis zu einem elektrischen Empfänger.Ein solcher Netzabschnitt kann in Form eines Ersatzschaltbildes bestehend aus einer Wechselspannungsquelle Uc und den Widerständen Rc und Xc dargestellt werden, wie in Abb. 1.

Reis. 1. Äquivalenter Netzwerkschaltkreis mit dem angeschlossenen IFN-200-Gerät

Zunächst misst das Gerät IFN-200 bei geöffnetem Schalter S (siehe Abb. 1) den Wert der Amplitude und Phase der Spannung Uc. Anschließend wird der Schalter S für 25 ms geschlossen und die Last Rn = 10 Ohm mit dem Netzwerk verbunden. Dabei wird der Wert der Amplitude und Phase des Laststroms In gemessen. Das Ergebnis ist ein System aus zwei Gleichungen:

Dabei ist j die Phasendifferenz zwischen der Spannung Uc und dem Strom In.

Nach dem Lösen des Systems können Ausdrücke für Rc und Xc erhalten werden. Diese Ausdrücke werden von der Gerätesoftware verwendet.

Die Werte von Rc und Xc können zur Beurteilung der Qualität der Verkabelung sowie zur richtigen Auswahl von Leistungsschaltern herangezogen werden.

Die Qualität der Verkabelung im Stromnetz ist fraglich, wenn Rc > 0,5 Ohm; Xc > 1 Ohm. Der Hauptgrund für diese Situation ist ein Anstieg der Kontaktwiderstände in Schalttafeln, Anschlusskästen und Kontakten. Die Richtigkeit der Auswahl des Leistungsschalters kann anhand der Bedingung überprüft werden

Iem.r < Ikz,

wobei Iem.r der Betriebsstrom des elektromagnetischen Auslösers des Leistungsschalters ist; Isc – Bemessungskurzschlussstrom.

Das Gerät IS-10 dient zur Messung des Widerstands von Erdungselementen, Metallverbindungen und der Kontinuität von Schutzleitern im Vierleiterverfahren. Es verfügt über eine Funktion zur automatischen Berechnung des Bodenwiderstands.Mithilfe einer Stromzange misst das Gerät den Wechselstrom in den Erdungselektroden, ohne den Messstromkreis zu unterbrechen, was eine qualitative Beurteilung ihres Zustands ermöglicht.

Mit der Taste „MODE“ wird das Gerät in die Modi Zwei-, Drei- und Vierleiter-Messverfahren, Messungen mit automatischer Berechnung des Bodenwiderstands und Arbeiten mit Zangen zur Strommessung oder Bestimmung der prozentualen Stromverteilung umgeschaltet. Beim Aufrufen des „MENU“-Modus übernimmt diese Taste die Funktion, durch das Menü nach oben zu navigieren.

Mit der Taste „MENU“ wird das Gerät in den Parametriermodus geschaltet. Nach dem Aufrufen führt die Taste „MENU“ die Funktion aus, im Menü nach unten zu navigieren. Messbereich des Erdschleifenwiderstands: 1 mOhm bis 10 kOhm.

Das Funktionsschema der Erdungswiderstandsmessung im Vierleiterverfahren ist in Abb. dargestellt. 2.

Reis. 2. Schaltung zur Messung des Erdungswiderstands im Vierleiterverfahren

Das Gerät verfügt über Stromausgänge T1 und T2 sowie Potenzialeingänge P1 und P2. Über die Ausgänge T1 und T2 bildet es einen messstabilisierten Impulsstrom variabler Polarität (Mäander) mit einer Frequenz von 128 Hz. Der Spitzenwert der Stromstärke beträgt nicht mehr als 260 mA, der maximale Spitzenwert der Ausgangsspannung ohne Last beträgt nicht mehr als 42 V. Der Spannungsabfall im Messkreis bei stabilisiertem Strom ist proportional zu seinem Widerstand.

Diese Spannung wird an den Eingängen P1 und P2 gemessen, gefiltert und dem Eingangsverstärker und dann dem ADC zugeführt.Die vom ADC erzeugten Binärcodes werden an den Mikrocontroller weitergeleitet, wo die erforderlichen Werte berechnet und auf dem Display angezeigt werden. Der Anschluss an die Erdungskabel erfolgt über spezielle Sonden und Klemmen, der Anschluss an die Erde erfolgt über 1 m lange, unter Wasser liegende Metallstifte.

Zur Bestimmung des Erdungswiderstandes im Vierleiterverfahren gehen Sie wie folgt vor:

1. Bestimmen Sie die maximale Diagonale D der Erdungseinrichtung (ZU).

2. Schließen Sie das Ladegerät mit Messleitungen an die Buchsen T1 und P1 an.

3. Der Potenzialstift P2 wird in einem Abstand von 1,5 D, jedoch nicht weniger als 20 m, vom gemessenen Erdungsgerät in den Boden gelegt.

4. Platzieren Sie den Stromstift T2 in einem Abstand von mehr als 3 D, jedoch nicht weniger als 40 m vom Erdungsgerät im Boden. Verbinden Sie das Verbindungskabel mit dem T2-Anschluss am Gerät. Führen Sie eine Reihe von Erdungswiderstandsmessungen durch, indem Sie nacheinander den Potentialstift P2 in Abständen von 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 und 90 % des Abstands zum Stromstift T2 mit den vier in den Boden einbauen -Draht-Methode.

5. Zeichnen Sie die Abhängigkeit des Widerstands vom Abstand zwischen der Erdungsvorrichtung und dem Potenzialstift P2 grafisch auf. Steigt die Kurve monoton an und weist im Mittelteil einen eher horizontalen Abschnitt auf (bei den Abständen 40 und 60 % beträgt der Unterschied der Widerstandswerte weniger als 10 %), dann wird der Widerstandswert bei einem Abstand von 50 % angenommen WAHR. Andernfalls müssen alle Abstände zu den Stiften um das 1,5- bis 2-fache vergrößert oder die Einbaurichtung der Stifte geändert werden, um den Einfluss der Luft- oder Untergrundkommunikation zu verringern.

Das Schema zur Bestimmung des Bodenwiderstands mit dem IS-10-Gerät ist in Abb. dargestellt. 3.

Reis. 3. Schema zur Bestimmung des Bodenwiderstands

Der Bodenwiderstandswert wird nach der Messmethode von Werner berechnet. Diese Technik erfordert gleiche Abstände zwischen den Elektroden d, die mindestens fünfmal größer sein müssen als die Eintauchtiefe der Stifte.

Die Messstifte werden im gleichen Abstand d geradlinig in den Boden eingebaut und mit den Messbuchsen T1, P1, P2 und T2 verbunden, wodurch der Modus des Vierleiter-Messverfahrens ausgewählt wird.

Dann müssen Sie „Rx“ drücken und die Messwerte des Widerstandswerts RE ablesen.

Der Bodenwiderstand wird nach folgender Formel berechnet: