Электроразведочная генераторная станция типа ЭРГС-16,5-58

19.01.2017

1. Назначение и краткая техническая характеристика станции. Электроразведочная генераторная станция типа ЭРГС-16,5-58 предназначена для питания линий AB при проведении электроразведочных работ на постоянном токе (методы ВЭЗ, ДЭЗ и зондирование становлением магнитного поля) с большими (2000 м и более) разносами AB.
Станция монтируется на автомобиле ГАЗ-69, в кузове которого размещаются мощный генератор ПН-145, силовая панель, панель управления, аппаратура для измерения разности потенциалов в линии MN и радиостанция РПМС или «Недра-1». Общий вес станции около 1900 кг. На вертолете МИ-4 за два рейса станция может быть доставлена в труднопроходимый район.
Генератор ПН-145 приводится во вращение от двигателя автомобиля через специальную коробку отбора мощности. Он развивает мощность 16,5 квт при напряжении 460 в. Его скорость вращения регулируется оборотами двигателя автомобиля при помощи рычага управления газом.
Сила тока в питающей линии измеряется амперметром, установленным на панели управления.
Для измерения разности потенциалов между электродами M и N могут применяться прибор ЭСК-1, осциллограф ЭПО-7Б (или ЭПО-7М) с панелью ИПО-6 и другая аппаратура.
2. Панель управления станции. Панель управления станции ЭРГС-16,5-58 (рис. 50) служит для подачи в линию AB тока, измерения его величины и измерения напряжения на выходе генератора.
Электроразведочная генераторная станция типа ЭРГС-16,5-58

Напряжение на зажимах генератора измеряется вольтметром V, сила тока в цепи AB — амперметром А. Переключатель П3 позволяет установить пределы измерения тока амперметром (15, 30 или 60 а). При помощи переключателей П1 и П2 в линию AB можно подавать импульсы тока одинаковой величины, но разной полярности, что называется режимом удвоения. В связи с изменением полярности тока, соответственно меняется разность потенциалов между электродами M и N. При регистрации последней осциллографом амплитуда отклонения блика гальванометра удваивается и это позволяет увеличить относительную точность определения разности потенциалов.
Непосредственное подключение тока от зажимов генератора в линию AB производится контакторами — устройствами, позволяющими включать и выключать электрические цепи под нагрузкой. От обычного рубильника контактор отличается быстротой действия и наличием искрогасящих приспособлений. Подключение питания контакторов производится при установке переключателя П1 в положение «Контакторы». Управление работой контакторов осуществляется посредством переключателя П2. При его установке в положение «АВ» срабатывает первый контактор, включая в линию AB ток определенного направления. В положении «BA» переключателя П2 первый контактор отключается, но срабатывает второй контактор, включая в линию AB ток обратного направления.
При срабатывании первого или второго контакторов загораются соответственно сигнальные лампы ЛС1 и ЛС2.
Перед началом работы со станцией ЭРГС-16,5-58 зажигание автомобиля выключается. Дальнейшее его включение производится путем установки тумблера T в положение «Зажиг.» и переключателя П1 — в положение «Выкл.». В этот момент цепь зажигания замыкается через контакты переключателя П1.
После запуска двигателя и включения питания контакторов переключателем П1 цепь зажигания на контактах последнего размыкается, но одновременно с этим замыкаются контакты так называемого минимального реле в схеме панели, замыкая цепь зажигания через контакты специального блокировочного устройства.
Контакты блокировочного устройства замыкают цепь зажигания и цепь управления контакторами в том случае, если закрыты наружные дверки панели силового блока. Блокировочное устройство, таким образом, предохраняет обслуживающий персонал от возможности соприкосновения с токонесущими деталями цепи генератора. Минимальное реле замыкает цепь зажигания в том случае, когда через питающую цепь протекает ток. Если по каким-либо причинам питающая линия будет разорвана, то контакты минимального реле размыкаются, цепь зажигания разрывается и двигатель автомобиля останавливается.
3. Осциллографы ЭПО-7Б и ЭПО-7М. Осциллограф ЭПО-7Б предназначен для регистрации на фотобумаге разности потенциалов. Он имеет три канала, из которых два позволяют регистрировать разности потенциалов, снимаемые одновременно с двух линий MN, третий служит для нанесения на фотобумагу марок времени.
Оптическая схема осциллографа приведена на рис. 51. Луч света от осветителя 1 через конденсорную линзу 2 попадает на линзу 3 гальванометра, затем на зеркало 11 гальванометра и, отразившись от него, направляется на зеркала 6 и 8, попадает на цилиндрическую линзу 10, а затем на движущуюся фотобумагу на валике 5. Часть света отражается зеркалом 7 на шкалу визуальных наблюдений 9, расположенную на панели управления осциллографом.
Электроразведочная генераторная станция типа ЭРГС-16,5-58

Гальванометр по принципу действия аналогичен гальванометру осциллографа сейсмостанции. Угол отклонения луча и соответственно отклонение блика гальванометра на фотобумаге пропорциональны величине тока, протекающего через рамку 4, т. е. величине разности потенциалов на электродах M и N.
В осциллографе ЭПО-7Б имеются три гальванометра, которые смонтированы в кассете. Кассета вставляется в магнитный блок и включается в электрическую схему осциллографа. Два гальванометра используются для регистрации разности потенциалов, один — для нанесения марок времени. Марки времени наносятся в виде поперечных линий на ленте через 5 и 60 сек специальным осветителем, цепь которого периодически замыкается вследствие работы кулачкового устройства, соединенного со специальным моторчиком времени. Марки времени через 60 сек (опорные) наносятся в виде более жирных линий.
Передвижение фотобумаги в осциллографе обеспечивается лентопротяжным механизмом, работающим от электродвигателя МУ-30 через редуктор марки Б. Электродвигатель питается напряжением 12 в. Скорость движения фотобумаги при наличии редуктора марки Б может регулироваться в пределах 2—15 мм/сек. Фотобумага, имеющая ширину 100 мм, протягивается из магазинной кассеты в приемную. Емкость магазинной кассеты 20 м, приемной 10 м.
Вес осциллографа 11 кг.
Органы управления лентопротяжным механизмом и осветительной системой осциллографа установлены на лицевой панели прибора (рис. 52). В верхней левой части панели имеется шкала визуального наблюдения за бликами гальванометров, в нижней левой части — крышка открывающая доступ к кассетам с фотобумагой. Двигатель лентопротяжного механизма включается тумблером B1, осветительная система — тумблером B2. Помимо тумблера B1, двигатель лентопротяжного механизма может быть включен и выключен кнопками КП2 и КП1. При помощи реостата R1 изменяется напряжение на зажимах двигателя и тем самым регулируется скорость протяжки бумаги от 3 до 15 мм/сек. Реостат R2 позволяет изменять напряжение накала лампы осветителя гальванометров первого и второго канала. Напряжение на зажимах двигателя и напряжение накала лампы осветителя контролируются по вольтметру V при установке переключателя B3 соответственно в положения «V двиг.» и «V луч».
Электроразведочная генераторная станция типа ЭРГС-16,5-58

Лампа ЛH является индикатором работы лентопротяжного механизма. При протяжке фотобумаги периодически замыкается цепь питания накала лампы ЛH, обусловливая мигание последней. Штепсельный разъем ШР служит для подключения питания осциллографа и внешнего датчика марок времени, а клеммы Г1 и Г2 — для подачи на гальванометры осциллографа измеряемых разностей потенциалов.
Осциллограф ЭПО-7М отличается от ЭПО-7В отсутствием кнопок КП2 (Пуск») и KП1 («Стоп») и наличием в лентопротяжном механизме редуктора марки М, обеспечивающего передвижение фотобумаги со скоростью 0,5—2,5 мм/сек.
4. Измерительная панель ИПО-6. Осциллографы ЭПО-7Б и ЭПО-7М применяются обычно совместно с измерительной панелью ИПО-6, на которой сосредоточены органы управления двух каналов для измерения разности потенциалов (рис. 53). Панель подключается к осциллографу путем соединения одноименных гнезд Г1 и Г2, имеющихся как на панели, так и на осциллографе.
В левой части панели ИПО-6 расположены органы управления первым каналом осциллографа, в правой — аналогичные органы управления вторым каналом. Провода от двух измерительных линий подключаются к гнездам M1 и N1, M2 и N2.
Переключатели «Чувствит.» в положениях «1; 2; 3; 4; 5» позволяют установить пределы измерения разности потенциалов каналами осциллографа соответственно 1; 3; 10; 30 и 100 мв. Компенсаторы поляризации КП обеспечивают грубую компенсацию э. д. с. поляризации в пределах ± 100 мв. При помощи компенсаторов плавной поляризации («КП; плавно») осуществляется компенсация в пределах ±2 мв. В схеме компенсатора поляризации каждого канала имеется по одному элементу типа 1,6-ФМЦ-У-3,2. Включение элементов в цепи компенсации производится тумблером «КП; выкл».
Электроразведочная генераторная станция типа ЭРГС-16,5-58

Измерительная панель содержит градуировочное устройство, при помощи которого в измерительные каналы поочередно могут быть поданы калибровочные значения разностей потенциалов. Величины этих значений (0,3; 1; 3; 10; 30 мв) задаются переключателем «Градуир. напряжение». Адрес подачи градуировочных напряжений (в первый или второй канал) определяется положением переключателя «Градуир. каналов I; II». Полярность градуировочных разностей потенциалов устанавливается переключателем «Градуировка; +; 0; -».
В схеме градуировочного устройства имеется один элемент типа 1,6-ФМЦ-У-3,2. Ток питания в цепи устройства контролируется по миллиамперметру mА и при помощи реостата «Градуир. ток больше» устанавливается равным 10 ма; только при этой силе тока градуировочные разности потенциалов соответствуют тем величинам, которые зафиксированы на панели переключателя «Градуир. напряжение».
Градуировочное напряжение подается в измерительный канал для того, чтобы определить цену отклонения светового блика на фотобумаге в мв/мм. Известно, что при осциллографическом измерении разности потенциалов величина отклонения блика гальванометра зависит не только от измеряемой разности потенциалов, но и от сопротивления всей измерительной цепи гальванометра, включая сопротивления RM и RN заземлений. Если бы сопротивление цепи гальванометра было постоянным, то по величине отклонения светового блика можно было бы непосредственно определить разность потенциалов. Однако условия заземления в точках M и N резко зависят от сопротивления почвы, типа заземления и т. д., поэтому на каждой новой точке заземления сопротивление измерительной цепи гальванометра имеет другое значение. Кроме того чувствительность гальванометра изменяется под влиянием изменения температуры, натяжения подвесов рамки и под влиянием других факторов.
Таким образом, равные отклонения блика гальванометра на разных точках наблюдения еще не говорят о равенстве разностей потенциалов между электродами M и N на этих точках.
Смысл градуировки измерительного канала заключается в том, что при выключенном токе питания в линии AB в измерительную цепь гальванометра подается известная разность потенциалов ΔUгр, под действием которой блик гальванометра отклоняется на расстояние lгр. Полученные данные позволяют вычислить цену п отклонения блика (в мв/мм) для конкретных условий измерений в данной точке наблюдений (при данном сопротивлении измерительной цепи и данной чувствительности гальванометра) по формуле
n = ΔUгр/lгр.

Если после подачи градуировочной разности потенциалов отключить градуировочное устройство, включить ток в линии AB и записать отклонение блика lизм, вызванное разностью потенциалов ΔUMN то, очевидно, истинное значение последней (в мв) определится путем умножения величины отклонения блика lизм на цену n, так как условия измерения величины ΔUMN (сопротивление измерительной цепи и чувствительность гальванометра) остались теми же, что и при записи градуировочного значения ΔUгр. Таким образом, величина ΔUMN в данной точке измерений определится по формуле
ΔUMN = nlизм = ΔUгр/lгр lизм.

Градуировка измерительных каналов выполняется на каждой точке измерений.
На измерительной панели имеются реостаты «Затухание», при помощи которых внешнее сопротивление цепи гальванометров устанавливается близким к критическому (до 0,7Rкр). Тем самым устанавливается оптимальный режим успокоения рамки гальванометра, близкий к критическому режиму. Критический режим успокоения означает, что рамка гальванометра наиболее быстро достигает положения равновесия, т. е. блик гальванометра наиболее быстро достигает необходимого отклонения lизм, пропорционального измеряемой величине.
Для установления оптимального режима успокоения рамки гальванометра в измерительный канал подаются П-образные градуировочные импульсы и наблюдается форма их записи на фотобумаге при разных положениях реостата «Затухание». После анализа полученных данных реостат устанавливается в такое положение, при котором форма П-образного импульса, записанного на фотобумаге, имеет минимальное искажение.
5. Порядок работы с электроразведочной станцией ЭРГС-16,5-58. Рассмотрим порядок работы со станцией ЭРГС-16,5-58 с применением осциллографа ЭПО-7Б и измерительной панели ИПО-6 при выполнении наблюдений по методу ВЭЗ.
Перед началом работ при помощи мегометра и тестера проверяют сопротивление изоляции генератора и токоведущих частей в генераторной установке, сопротивление изоляции регистрирующих каналов и панели управления относительно корпуса осциллографа. Если сопротивление изоляции будет меньше 5 Mom (это обычно наблюдается у отсыревшей аппаратуры), то аппаратуру просушивают. Силовую проводку и генератор просушивают путем отбора большой мощности при напряжении 100—200 в до восстановления необходимого сопротивления. Панель управления и осциллограф просушивают в сухом отапливаемом помещении.
Пока составляется схема измерений (растягиваются и заземляются питающая и приемные линии), подготовляют осциллограф к работе в следующем порядке (см. рис. 52, 53).
1. Осциллограф заряжают фотобумагой и подключают питание лентопротяжного механизма и осветительной системы.
2. Включают тумблер B1 осциллографа (при этом лампа «Индик.» должна периодически вспыхивать), переключатель B3 ставят в положение «V; двиг.» и реостатом R1 устанавливают необходимую скорость протяжки фотобумаги, отмечая величину напряжения по вольтметру V.
3. Включают осветительную систему осциллографа тумблером B2, переключатель B3 переводят в положение «V; луч» и реостатом R2 регулируют яркость накала осветителя первого и второго гальванометров, контролируя величину напряжения накала по вольтметру V. Напряжение накала не должно превышать 7 в.
4. Включают гальванометры тумблером B4, проверяют на шкале визуального наблюдения положение бликов и контролируют по секундомеру работу отметчика марок времени. Через каждые 5 сек на шкале визуального наблюдения должен появляться блик гальванометра марок времени и через каждые 60 сек яркость блика должна увеличиваться.
5. Подключают к осциллографу измерительную панель ИПО-6 путем соединения одноименных гнезд Г1 и Г2 осциллографа и панели и замыкают накоротко гнезда M1 и N1, M2 и N2 измерительной панели.
6. Проверяют работу компенсаторов поляризации, градуировочного устройства и переключателей чувствительности. Для проверки работы переключателя чувствительности и градуировочного устройства переключатель «Чувствит.» панели ИПО-6 устанавливают в положение «5», переключатель «Градуир. напряжение» — в положение «30», подключают при помощи переключателя «Градуир. каналов» измерительный канал I, переключатель «Градуировка» ставят в положение «+», реостатом «Градуир. ток больше» устанавливают по миллиамперметру mА силу ток 10 ма и наблюдают за отклонением блика гальванометра канала I от нулевого положения.
Блик должен отклониться от нулевого положения в правую сторону на 0,3 длины шкалы. При установке переключателя «Градуировка» в положение «-» блик должен отклониться на такую же длину от нулевого положения в левую сторону. Допустимая разница между величинами отклонения блика в правую и левую сторону от нулевого положения не должна превышать 2%.
Далее переключатель «Градуир. напряжение» переводят последовательно в положения «10; 3; 1; 0,3», а переключатель «Чувствит.» — соответственно в положения «4; 3; 2; 1» и наблюдают за отклонением блика при положениях «+» и «-» переключателя «Градуировка». Отклонение блика гальванометра от нулевого положения в ту и другую сторону должно составлять 0,3 длины шкалы.
После выполнения операций, указанных в п. 6, переключатель «Градуир. каналов» переводят в положение «II» и проводят аналогичную проверку канала II.
Градуировочное устройство выключают путем установки переключателей «Градуировка» и «Градуир. каналов» в нейтральные положения.
Для проверки компенсаторов поляризации включают тумблеры КП и наблюдают за перемещением бликов гальванометров при вращении реостатов грубой и плавной компенсации. При этом, если проверяют работу реостатов грубой компенсации, переключателем «Чувствит.» устанавливают грубые пределы измерения (положения «4» и «5»). Работу реостатов плавной компенсации проверяют на высокой чувствительности (положения «1» и «2» переключателя «Чувствит.»).
7. В измерительные каналы осциллографа подают П-образные импульсы от калибровочного устройства и устанавливают реостатами «Затухание» необходимый режим успокоения гальванометров.
После выполнения перечисленных проверок осциллограф выключают, к гнездам M1 и N1, M2 и N2 измерительной панели подключают провода от электродов двух измерительных линий, питающую линию подключают к гнездам А и В силового блока и через переговорное устройство предупреждают рабочих на электродах А и В о начале измерений и о соблюдении техники безопасности.
Измерения выполняют в следующем порядке.
1. Переключатель П1 пульта управления генераторной станции (см. рис. 50) устанавливают в положение «Выкл.», а тумблер T — в положение «Зажиг.».
2. Водитель запускает двигатель автомашины, подключает через коробку отбора мощности генератор ПН-145 и регулирует путем изменения газа число оборотов двигателя таким образом, чтобы прибор V пульта управления станцией показывал необходимую величину напряжения генератора. Последняя зависит от длины линии AB, условий заземления, сопротивления пород и выбирается оператором.
3. Оператор устанавливает необходимую чувствительность измерительных каналов осциллографа, включает осветительную систему и гальванометры осциллографа, включает в измерительные каналы компенсаторы поляризации, при помощи которых блики первого и второго гальванометров устанавливает на нулевое положение шкалы визуального наблюдения (компенсирует э. д. с. поляризации).
4. Далее оператор включает лентопротяжный механизм осциллографа, переключатель П1 устанавливает в положение «Контакторы» (см. рис. 50) и, меняя поочередно положения «АВ» и «BA» переключателя П2, посылает в питающую линию несколько импульсов тока разной полярности.
В процессе подачи импульсов тока гальванометры осциллографа на движущейся фотобумаге записывают соответствующие импульсы разности потенциалов. Во время подачи импульсов тока оператор измеряет величину тока по амперметру А и записывает ее в журнал.
Число импульсов тока при работе с разносами AB≥1000 м должно быть не менее пяти, а при наличии помех оно увеличивается. Минимальная длительность импульса 5 сек.
Скорость вращения двигателя лентопротяжного механизма подбирают таким образом, чтобы длина импульсов на фотобумаге была равна 2—6 см.
Чувствительность измерительного канала выбирают так, чтобы величину разности потенциалов, записанной на фотобумаге, можно было определить с точностью до 3%. При низком уровне помех минимально допустимая величина отклонения блика составляет 10 мм. При этом число импульсов тока должно быть не менее величины 10000/9n2, где n — величина отклонения блика гальванометра в мм.
5. После окончания записи величин ΔUMN оператор посылает несколько коротких импульсов тока в линию АВ, предупреждая рабочих о конце измерений, выключает из линии AB ток (переключатель П1 устанавливает в позицию «Выкл.») и производит градуировку измерительных каналов: с градуировочного устройства посылает в измерительные каналы несколько градуировочных импульсов разной полярности при тех же положениях переключателей «Чувствит.» (см. рис. 53), при которых выполнялись измерения.
Величины градуировочных импульсов должны быть близки к значениям записанных разностей потенциалов, но не должны быть менее 25 мм. При высоком уровне помех подается 8—10 градуировочных импульсов и более.
6. После окончания градуировки двигатель автомобиля останавливают, все переключатели переводят в положение «Выкл.», наблюдение документируют в полевом журнале, осциллограмму проявляют, и после того как оператор убедится в хорошем качестве замеров, производят измерения разности потенциалов в измерительных линиях на следующем (большем) разносе AB. Большую линию AB обычно готовят во время измерений на малой линии AB.
Разности потенциалов ΔUMN на малых линиях AB (до 1000—2000 м) можно измерять приборами ЭП-1 или ЭСК-1. При переходе от измерений с приборами ЭП-1 и ЭСК-1 к осциллографической записи необходимо иметь 1—2 общие точки измерений.
В процессе измерений питающую линию AB систематически проверяют на утечку. В сухую погоду проверку на утечку выполняют при переходе с минимальной приемной линии на следующую и при максимальных разносах А В. В сырую погоду, а также в случае нарушения плавного хода кривой ВЭЗ контроль на утечку производят по каждой приемной линии при максимальных разносах AB для данной линии MN.
Наличие утечек проверяют путем попеременного отключения заземлений А и В и подачи в линию серии импульсов тока, как при записи ΔU, при самой высокой чувствительности измерительных каналов. Изоляция линии AB считается удовлетворительной, если на осциллограмме не заметно отклонений блика гальванометра при включении тока.
6. Обработка осциллограмм. После проявления и просушивания осциллограммы на ее оборотной стороне составляют паспорт по специальной форме, в котором указывают номер осциллограммы и точки ВЭЗ, дату и время измерении, величину полуразноса AB/2 и полуразносов MN/2, на которых выполнены измерения. В паспорте записывают чувствительность измерительных каналов, величины градуировочных импульсов и величины при которых выполнялись измерения с каждым из каналов, силу тока в линии AB. Указывают адрес и название организации, номер партии и фамилию оператора.
На осциллограмме определяют среднее расстояние (в мм) между линиями записи градуировочной разности потенциалов ΔUгр разной полярности (величину lгр) и среднее расстояние между линиями записи измеряемой разности потенциалов при всех импульсах тока в цепи AB (величину lизм).
Величину измеренной разности потенциалов ΔUизм (в мв) вычисляют по формуле
Электроразведочная генераторная станция типа ЭРГС-16,5-58

Кажущееся сопротивление ρк вычисляют по формуле
Электроразведочная генераторная станция типа ЭРГС-16,5-58

где К — коэффициент установки; I — сила тока в питающей линии в ма.