ДАТЧИК НАЛИЧИЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК G01R19/165 

Изобретение относится к приборам индикации наличия токов или напряжений в сетях распределительных устройств, а именно к датчику наличия высокого напряжения в сетях 6-35 кВ.

Существуют различные приборы и способы для индикации наличия напряжения в сетях распределительных устройств. Например, в патенте RU 2293995 C1 раскрыт способ определения отсутствия или наличия напряжения в токоведущих частях электроустановок, при котором создают дополнительную внешнюю измерительную цепь, используя контактный принцип контроля напряжения, при котором фиксируют результирующее напряжение, и проводят анализ его параметров, при этом если параметры результирующего напряжения совпадают с параметрами напряжения, ожидаемого в контролируемой токоведущей части электроустановки, то результирующее напряжение преобразуют в сигнал наличия напряжения, который подают на индикатор наличия напряжения, если параметры результирующего напряжения совпадают с параметрами эталонного напряжения, то его преобразуют в сигнал отсутствия контакта, и если параметры результирующего напряжения не совпадают ни с параметрами эталонного напряжения, ни с параметрами напряжения, ожидаемого в контролируемой токоведущей части электроустановки, то результирующее напряжение преобразуют в сигнал отсутствия напряжения.

В качестве прототипа выбрано устройство для сигнализации о высоком напряжении на шинах комплектных распределительных устройств, патент RU 2015516 C1. Такое устройство содержит опорный изолятор, емкостной датчик, диэлектрическую втулку и индикаторный блок и предназначено для сигнализации о наличии высокого напряжения на токоведущих шинах 6-35 кВ комплектных распределительных устройств. Здесь, при перенапряжении в сети возможен пробой конденсатора, что создает аварийную обстановку. Также стоимость, габариты и вес такого устройства относительно высоки, а его установка в существующих сетях ограничена объемом ячеек распределительных устройств.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы датчика, уменьшения его размеров и стоимости, а также простота и удобство его установки.

Для решения поставленной технической задачи, предлагается датчик наличия высокого напряжения, включающий корпус датчика, шинку, выходящую из корпуса датчика и разъем для индикатора, установленный на корпусе датчика. Новым является то, что датчик наличия высокого напряжения содержит блок датчика из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, установленный внутри корпуса так, что с одной стороны он соединен с шинкой, а с другой стороны - с разъемом для индикатора.

Корпус датчика может быть выполнен в виде полого цилиндра. Например, может быть использована пластиковая трубка небольшого диаметра 20-50 мм и длиной 120-200 мм.

Шинка может быть выполнена из гибкого немагнитного металла и покрыта термоусадочной пленкой. Предпочтительно, если шинка выходит из корпуса датчика наличия высокого напряжения на расстояние 50-150 мм и имеет крепежное отверстие на свободном конце.

Блок датчика может включать несколько малогабаритных резисторов и конденсаторов, соединенных последовательно. Здесь резисторы и конденсаторы могут быть закреплены между двумя изоляционными пластинами.

Пустое пространство внутри корпуса датчика может быть заполнено эпоксидной смолой.

Разъем для индикатора служит для подключения индикатора любого подходящего типа, например неоновые газонаполненные лампочки.

Далее предлагаемое изобретение будет пояснено более подробно на примерах с использованием одной фигуры чертежей, на которой показан вид в поперечном сечении датчика наличия высокого напряжения по настоящему изобретению.

Как показано на фигуре 1, датчик наличия высокого напряжения по настоящему изобретению включает корпус датчика 1, шинку 2, индикатор 3, блок датчика, содержащий десять резисторов 4 и семь конденсаторов 5 и две изоляционные пластины 6.

Корпус датчика 1 выполнен в виде полого пластикового цилиндра диаметром 30 мм, длиной 130 мм с толщиной стенки 2 мм. С одной торцевой части корпуса датчика 1 установлена шинка 2, покрытая термоусадочной пленкой.

Шинка выходит из корпуса на расстояние 80 мм. Выполнение ее из немагнитного и гибкого материала позволяет подключаться к силовым шинам под любым углом, что очень удобно при установке уже в существующих устройствах с малыми свободными площадями.

Шинка 2 внутри корпуса датчика 1 соединена с блоком датчика, состоящим из последовательно соединенных десяти резисторов 4 по 1,2 МОм каждый и семи конденсаторов 5 по 42 пФ каждый.

Резисторы 4 и конденсаторы 5 закреплены между двумя изоляционными пластинами 6.

Такое соединение обеспечивает надежность работы, так как в нормальных режимах работы сети индикация наличия высокого напряжения определяется емкостным током конденсаторов 5 с частичным падением напряжения на подключенных резисторах 4. В случае перенапряжения в сети или высоковольтных испытаниях и пробоя конденсаторов 5, замыкание на землю может спровоцировать аварию в системе, но подключенные резисторы 4 ограничивают возросший ток индикации, что делает датчик «резистивным», ток датчика при этом не превысит номинального тока индикации и тока в резисторах.

Лучше, если полость внутри корпуса залита эпоксидной смолой, что уменьшает поверхностные токи.

На ту часть корпуса, в которой расположен разъем для индикатора, может быть одет хомут или другое крепежное устройство для фиксации датчика напряжения и предотвращения его задевания и смещения.

Очевидно, что стоимость изготовления датчика напряжения по настоящему изобретению очень низка в сравнении с аналогами, так как применяются резисторы и конденсаторы промышленного производства. Также такой датчик имеет относительно низкий вес и небольшие габариты, что придает удобство при установке на уже существующих устройствах.

Отсутствие магнитных свойств способствует независимости влияния на датчик больших динамических усилий, возникающих в распределительных устройствах при коротких замыканиях.

Описанный выше пример осуществления подходит для контроля наличия высокого напряжения в сетях 6 кВ 50 Гц распределительных устройств. Количество резисторов и конденсаторов, а также их показатели могут отличаться от вышеописанных в зависимости от параметров сети.

Следует понимать, что приведенные выше примеры использованы только для целей иллюстрации возможности осуществления настоящего изобретения и ряда его преимуществ, и эти примеры не ограничивают объем правовой охраны, представленный в формуле изобретения, при этом специалист в этой области относительно просто способен осуществить и другие варианты изобретения без отхода от сущности изобретения в рамках объема правовой охраны.

Датчик наличия высокого напряжения, включающий корпус датчика (1), шинку (2), выходящую из корпуса датчика, и разъем для индикатора (3), установленный на корпусе датчика, отличающийся тем, что содержит блок датчика из последовательно соединенных резисторов (4) и конденсаторов (5), установленный внутри корпуса так, что с одной стороны соединен с шинкой, а с другой стороны - с разъемом для индикатора.

Техническим результатом при реализации заявленного решения является повышение точности определения наличия высокого напряжения и уменьшение габаритных размеров. Также такой датчик имеет относительно низкий вес и небольшие габариты, что придает удобство при установке на уже существующих устройствах. Отсутствие магнитных свойств способствует независимости влияния на датчик больших динамических усилий, возникающих в распределительных устройствах при коротких замыканиях. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Датчик наличия высокого напряжения, включающий корпус датчика, шинку, выходящую из корпуса датчика, и разъем для индикатора, установленный на корпусе датчика, отличающийся тем, что содержит блок датчика из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, установленный внутри корпуса так, что с одной стороны соединен с шинкой, а с другой стороны - с разъемом для индикатора.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что корпус датчика выполнен в виде полого цилиндра.

3. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что шинка выполнена из гибкого немагнитного металла и покрыта термоусадочной пленкой.

4. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что блок датчика для системы 6 кВ включает десять резисторов по 1,2 МОм каждый, и семь конденсаторов по 420 пФ каждый, соединенных последовательно, и закрепленных между двумя изоляционными пластинами.

5. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что пустое пространство внутри корпуса датчика заполнено эпоксидной смолой.