СИГНАЛИЗАТОР ОПАСНОГО ПРИБЛИЖЕНИЯ К ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ УСТАНОВКАМ Российский патент 2013 года по МПК H02H5/12 

Изобретение касается охраны труда и предназначено для сигнализации о приближении к частям электроустановок переменного тока, находящихся под напряжением.

Известно устройство для сигнализации об опасном приближении к высоковольтным установкам, прикрепленное к каске электромонтера (Патент США №3309890, кл. 340-385, 1967). Устройство содержит антенну, усилитель низкой частоты, выпрямитель, исполнительную часть, содержащую пороговый элемент и звуковой генератор. При приближении к проводам линии электропередачи в антенне наводится электродвижущая сила (ЭДС), которая усиливается и подается на исполнительный блок, в котором срабатывает пороговый элемент, запускающий звуковой генератор.

Недостатком этого устройства является нестабильность и низкая надежность. Нестабильность обусловлена наличием усилителя, свойства которого, как известно, зависят от температуры и напряжения источника питания. При отрицательных температурах параметры усилителя и источника питания меняются особенно заметно, что сказывается на изменении расстояния до высоковольтной установки, при котором устройство срабатывает. Это снижает условия электробезопасности. Возможен зимой и полный отказ устройства.

Низкая надежность обусловлена наличием большого количества элементов, а также источника питания, который нуждается в постоянном обслуживании - контроле уровня напряжения, подзарядке или своевременной замене.

Известно устройство для сигнализации о приближении на опасное расстояние к токоведущим частям электроустановок RU 92003055 A, Н02Н 5/12, 10.03.1995). Устройство содержит электрическую антенну, присоединенную к входу узла защиты, выход которого связан с входом повторителя напряжения, а его выход соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входом выпрямителя, а также пьезоэлектрический звукоизлучатель, выключатель питания и аккумуляторную батарею. Кроме того, в устройство введен генератор, управляемый напряжением, функционально объединенный с пороговым элементом, причем его вход соединен с выходом выпрямителя, а его выход соединен с пьезоэлектрическим звукоизлучателем и одновременно с входом узла световой сигнализации. Устройство подает тревожные звуковые и световые сигналы с нарастающей частотой по мере приближения к токоведущим частям электроустановок напряжением от 0,4 кВ до 500 кВ.

Известно устройство для сигнализации об опасном приближении к высоковольтным установкам, не содержащее источника питания (АС СССР №758360, МПК Н02Н 5/12. Н.И. Азаров, А.С. Бочев, С.М. Голутвин и Е.П. Фигурнов. Заявка №2608714, заявл. 25 апреля 1978 г., опубл. 23.08.80, Бюл. №31). Оно содержит антенну и корпус, в котором размещены выпрямитель и подключенные к нему со стороны выпрямленного тока сигнальный блок, блок индикации и конденсатор, при этом конденсатор включен параллельно сигнальному блоку и блоку индикации, соединенным последовательно, а со стороны переменного тока один из выводов выпрямителя подключен к антенне, а другой - к корпусу. Сигнальный блок выполнен в виде элемента (прибора) с S-образной вольтамперной характеристикой (порогового элемента).

При приближении антенны устройства к частям электроустановки, находящихся под высоким напряжением, за счет разности потенциалов между антенной и корпусом конденсатор начинает заряжаться выпрямленным емкостным током. Когда напряжение на конденсаторе достигнет заданного уровня, срабатывает сигнальный блок и конденсатор разряжается на контур, состоящий из соединенных последовательно сигнального блока и блока индикации. Сигнальный блок закрывается и конденсатор начинает снова заряжаться. Периодический разряд конденсатора (с периодичностью от одного разряда за несколько периодов частоты переменного тока высоковольтной установки до нескольких разрядов за один период) вызывает протекание импульсов тока через блок индикации. Если этот блок выполнен в виде громкоговорителя, зуммера, звонка и т.п., то протекающие через него импульсы тока разряда конденсатора вызывают звучание. Возникновение звучания является признаком опасного приближения к высоковольтной электроустановке.

Недостатком двух последних устройств является нестабильность, приводящая к изменению расстояния до электроустановки, на котором оно срабатывает, и недостаточная надежность. Нестабильность обусловлена тем, что срабатывание устройства зависит от разности потенциалов ЭДС, наведенных в антенне, и на корпусе, при этом потенциал корпуса не зафиксирован. Если корпус находится в руке, то его потенциал может зависеть от наличия перчаток (зимой) и свойств обуви. Надежность может быть повышена за счет снижения числа элементов устройства, присоединенных к выпрямителю.

В этом устройстве, принятом в качестве аналога, имеются следующие признаки, совпадающие с заявляемым изобретением: антенна, выпрямитель, пороговый элемент с S-образной вольтамперной характеристикой и пьезоэлектрический преобразователь, причем антенна подключена к первому входу выпрямителя со стороны переменного тока, а пороговый элемент подключен к первому и второму выводам выпрямителя со стороны выпрямленного тока.

Техническим результатом является повышение стабильности срабатывания и надежности устройства.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что в устройство, содержащее антенну, выпрямитель, пороговый элемент с S-образной вольтамперной характеристикой и пьезоэлектрический преобразователь, причем антенна подключена к первому входу выпрямителя со стороны переменного тока, а пороговый элемент подключен к первому и второму выводам выпрямителя со стороны выпрямленного тока, дополнительно введен заземлитель, присоединенный ко второму входу выпрямителя со стороны переменного тока, а пьезоэлектрический звуковой преобразователь подключен к пороговому элементу параллельно.

Схема устройства изображена на приведенной фигуре, где приняты следующие обозначения: 1 - антенна; 2 - выпрямитель; 3 - пороговый элемент; 4 - блок индикации (пьезоэлектрический звуковой преобразователь); 5 - заземлитель; 6 - земля.

Устройство содержит антенну 1, подключенную к первому выводу выпрямителя 2 со стороны переменного тока, к выводам выпрямителя со стороны постоянного тока подключены соединенные параллельно пороговый элемент 3 и блок индикации 4. Дополнительно введенный заземлитель 5 присоединен ко второму входу выпрямителя со стороны переменного тока и заземлитель соединен с землей 6.

Элементы 1, 2, 3 могут быть выполнены известным образом, например как в аналоге. Блок 4 выполняется в виде пьезоэлектрического звукового преобразователя, например телефона, громкоговорителя или другого известного пьезоакустического прибора. Элемент 5 может быть выполнен в виде гибкого проводника с заостренным штырем на одном из концов для вдавливания в землю или с приспособлением для его крепления к металлической опоре высоковольтной линии, рельсам железнодорожного пути, другим заземленным конструкциям.

Устройство работает следующим образом.

При приближении антенны 1 к частям электроустановки, находящейся под напряжением, в антенне относительно земли наводится переменная ЭДС с частотой напряжения электроустановки, которая прикладывается к выпрямителю 2. Выпрямленный выпрямителем 2 ток заряжает естественную емкость пьезоэлектрического преобразователя 4 и напряжение на нем начинает возрастать. Когда это напряжение достигнет уровня срабатывания порогового элемента 3, последний открывается и емкость преобразователя 4 разряжается на образовавшийся при этом замкнутый контур. После разряда пороговый элемент 3 закрывается, а емкость пьезоэлектрического преобразователя снова начинает заряжаться и весь процесс повторяется снова. При каждом разряде емкости возникающий импульс тока разряда преобразуется в пьезоэлектрическом звуковом преобразователе в звуковой сигнал. Таким образом, при приближении к частям электроустановки, находящимся под напряжением, сигнализатор начинает издавать звуковой сигнал, состоящий из отдельных звуковых импульсов, следующих друг за другом с частотой заряда естественной емкости пьезоэлектрического преобразователя, чем и обеспечивается бесконтактная индикация наличия (или отсутствия) напряжения на контролируемой электроустановке.

Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию и фиксирует потенциал корпуса на уровне земли. Тем самым повышается стабильность работы и надежность устройства.

Изобретение используется в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности и стабильности срабатывания. Устройство содержит антенну, выпрямитель, пороговый элемент с S-образной вольтамперной характеристикой и пьезоэлектрический преобразователь, причем антенна подключена к первому входу выпрямителя со стороны переменного тока, а пороговый элемент подключен к первому и второму выводам выпрямителя со стороны выпрямленного тока. Дополнительно в устройство введен заземлитель, присоединенный ко второму входу выпрямителя со стороны переменного тока, а пьезоэлектрический звуковой преобразователь подключен к пороговому элементу параллельно. 1 ил.

Сигнализатор опасного приближения к высоковольтным установкам, содержащий антенну, выпрямитель, пороговый элемент с S-образной вольт-амперной характеристикой и пьезоэлектрический преобразователь, причем антенна подключена к первому входу выпрямителя со стороны переменного тока, а пороговый элемент подключен к первому и второму выводам выпрямителя со стороны выпрямленного тока, отличающийся тем, что в него дополнительно введен заземлитель, присоединенный ко второму входу выпрямителя со стороны переменного тока, а пьезоэлектрический звуковой преобразователь подключен к пороговому элементу параллельно.