УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАЛИЧИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКЕ Российский патент 2021 года по МПК G01R19/155 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при сооружении и эксплуатации систем напряжением до 10 кВ в частотном диапазоне от 17 до 60 Гц.

Известно устройство для контроля высокого напряжения на токоведущих элементах электроустановки, содержащее индикатор ровного света, первый электрод которого гальванически соединен с контролируемым токоведущим элементом, а второй электрод емкостно связан с заземленными частями электроустановки, отличающееся тем, что с целью повышения надежности контроля, в него дополнительно введен индикатор прерывистого света, а индикатор ровного света выполнен в виде разрядного стабилизатора напряжения с корректорами положения и площади второго электрода, причем оба индикатора соединены между собой параллельно [1].

Это известное устройство индикации высокого напряжения основано на принципе определения наличия напряжения на контролируемом токоведущем элементе по свечению проходящего импульсного тока, что существенно усложняет его конструкцию, поскольку приходится вводить в него индикаторы ровного и прерывистого света, разрядный стабилизатор напряжения и другие электрические элементы.

Известны также устройство для контроля наличия напряжения высоковольтных сетей и правильности фазировки, содержащее емкостной датчик и аналого-цифровой преобразователь (АПЦ), при этом емкостной датчик выполнен в виде изолятора, внутри которого установлены с зазором два электрода, вывод одного из которых предназначен для подключения к высоковольтной шине через сигнальную шину, а вывод другого электрода через сигнальный экранированный провод подключен к аналоговому входу АПЦ, причем экран сигнального провода заземлен [2], и устройство для контроля наличия высокого напряжения и фазировки высоковольтных линий трехфазной сети в энергоустановке, содержащее для каждой фазы со стороны сборных шин датчик напряжения, подключенный к входу энергоустановки, выход которого соединен со входом соответствующего компаратора, и индикатор, отличающееся тем, что оно снабжено для каждой фазы со стороны отходящих шин датчиком напряжения и дополнительным индикатором [3].

Данные известные устройства характеризуется высокой сложностью конструкции емкостного датчика напряжения, выполненного в виде емкостного делителя, и устройства индикации.

Заявитель настоящего изобретения ставил перед собой задачу существенно упростить конструкцию емкостного датчика напряжения за счет изменения конструкции емкостного электрода связи путем введения в нее металлического датчика низкой емкости, что существенно повышает чувствительность емкостного электрода связи, а также обеспечить снижение напряжения на сигнальном проводе емкостного электрода связи при отключенном блоке индикации и повысить эксплуатационную надежность устройства индикации. Вышеотмеченный положительный технический результат был достигнут за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков устройства для контроля наличия напряжения в электроустановке, выполненного согласно настоящему изобретению, и представленной в нижеследующей формуле: «устройство для контроля наличия напряжения в электроустановке, содержащее индикатор напряжения, емкостные электроды связи для каждой шины электроустановки, датчики напряжения и соединительные кабели; каждый электрод связи представляет из себя высоковольтное плечо емкостного делителя напряжения, конструктивно выполненного в виде опорного полимерного изолятора с встроенным в него металлическим датчиком напряжения низкой емкости, при этом электрод связи соединен с индикатором напряжения посредством сигнального провода, один конец которого присоединен к датчику напряжения, а второй конец присоединен к емкости индикатора напряжения, выполняющей функцию низковольтного плеча вышеуказанного емкостного делителя напряжения; индикатор напряжения содержит, по меньшей мере, три идентичных канала, каждый функционально состоящий из узла выпрямителя-накопителя, компаратора и преобразователя накопленной электрической энергии в световой импульс; металлический датчик напряжения низкой емкости выполнен в виде шара; металлический датчик напряжения низкой емкости выполнен в форме пластины; металлический датчик напряжения низкой емкости выполнен в форме цилиндра».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена электрическая схема устройства для контроля наличия напряжения в электроустановке, выполненного согласно настоящему изобретению.

Предлагаемое устройство для контроля наличия напряжения в электроустановке, выполненное согласно настоящему изобретению, предназначено для визуального контроля наличия напряжения между шиной и корпусом распределительного устройства независимо в каждой из фаз в электроустановках на номинальное напряжение до 10 кВ в частотном диапазоне 17÷60 Гц. Оно состоит из индикатора напряжения 1, емкостных электродов связи 2, например, трех для каждой шины электроустановки, датчиков напряжения 3 и соединительных кабелей 4 (например, трех штук).

Индикатор напряжения 1 представляет собой элемент системы обнаружения, оснащенный специализированной схемотехникой, которая обнаруживает сигнал, подаваемый емкостным электродом связи 2, и показывает состояние напряжения (наличие или отсутствие) на главных цепях сети в электроустановках переменного тока напряжением до 10 кВ, в частотном диапазоне до 60 Гц. Конструкция схемотехники обеспечивает индикацию при экстремально слабых мощностях сигнала.

Индикатор напряжения 1 содержит, например, три идентичных канала, каждый функционально состоящий из узла выпрямителя-накопителя, компаратора и преобразователя накопленной электрической энергии в световой импульс. Светодиодная лампа канала мигает с частотой не менее 1,0 Гц при наличии контролируемого высокого напряжения. При отсутствии высокого напряжения индикация не производится.

Конструктивно индикатор напряжения выполняется в виде металлического или пластмассового корпуса с задним подключением проводников. На его лицевой панели располагаются светодиодные лампы 5 и разъем 6 для подключения кабеля устройства фазирования. На задней стенке индикатора напряжения 1 располагается соединительный разъем для подключения датчиков высокого напряжения и заземления 7.

Электрод связи 2 - это элемент, который создает емкость для индикатора напряжения 1 с помощью диэлектрика соединения и представляет из себя высоковольтное плечо емкостного делителя напряжения, конструктивно выполняемого в виде опорного полимерного облегченного изолятора с встроенным в него металлическим датчиком напряжения 3 низкой емкости. Электрод связи 2 соединяется с индикатором напряжения 1 посредством сигнального провода, один конец которого присоединяется к датчику напряжения 3, а второй конец присоединяется к емкости индикатора напряжения 1, выполняющей функцию низковольтного плеча вышеуказанного емкостного делителя напряжения.

По конструкции датчик напряжения 3 низкой емкости изготавливается в виде металлической пластины или металлического шара с выводом для крепления соединительного кабеля 4 с индикатором напряжения 1.

Изобретение работает следующим образом.

В индикатор напряжения 1 контролируемое напряжение поступает из первичной цепи через три электрода связи 2 типа ИОРПЭЛ на классы напряжения до 10 кВ. Электроды связи 2 крепятся с обеспечением электрического контакта между корпусом и соответствующей фазой и соединяются с индикатором напряжения 1 соединительными кабелями 4. На передней панели индикатора напряжения 1 присутствуют три светодиода 5 и разъем 6 для подключения кабеля устройств внешнего фазирования. Мигание светодиодов 5 индуцирует присутствие рабочего напряжения. Электроды связи 2 подключаются к индикатору напряжения 1 соединительными кабелями 4 через соединительный разъем, который располагается на задней стенке индикатора напряжения 1.

Перед включением и во время работы модуль индикации мнемосхем должен быть надежно заземлен посредством подключения провода заземления к контакту 1 разъема задней стороны устройства. Внешние электрические цепи подключаются к соединительному блоку, расположенному на задней стороне устройства.

Предлагаемое устройство для контроля наличия напряжения в электроустановке представляет собой техническое решение с затратами значительно меньшими, чем у аналогов и становится привлекательным в том числе и для низко бюджетных проектов, так как: 1) блок индикации со специализированной схемотехникой обеспечивает индикацию при экстремально слабых мощностях сигнала; 2) электрод связи с низкой емкостью обеспечивает высокий уровень безопасности работы при отключенном блоке индикации, а также создает абсолютно безопасный уровень напряжения сигнальных цепей; 3) электрод связи выполняется на базе облегченного полимерного изолятора.

Источники информации. [1] Описание изобретения к авторскому свидетельству №811154 «Устройство для контроля высокого напряжения на токоведущих элементах электроустановки», G01R 19/00, заявлено 16.03.79, опубликовано 07.03.81.

[2] Описание изобретения к авторскому свидетельству №1735959 «Устройство для контроля высокого напряжения на токоведущих элементах трехфазной электроустановки», Н02Н 3/24, G01R 19/00, заявлено 29.07.86, опубликовано 23.05.92.

[3] Описание полезной модели к патенту №61957 «Устройство для контроля наличия высокого напряжения и фазировки линий трехфазной сети в энергоустановке», Н02Н 9/04, G01R 19/155, заявлено 06.07.2006, опубликовано 10.03.2007.

[4] Описание полезной модели к патенту №108852 «Устройство для контроля наличия напряжения высоковольтных сетей и правильности фазировки и емкостной датчик», G01R 19/155, заявлено 05.07.2011, опубликовано 27.09.2011.

[5] Долин П. А., Фомин. А., Д. «Устройство сигнализации и блокировки от опасного приближения грузоподъемных механизмов к воздушным линиям электропередачи», Промышленная энергетика, 1974, №9, стр. 29. [6] Патент ФРГ №1294543, класс 21е 19/16, 1964.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при сооружении и эксплуатации систем напряжением до 10 кВ в частотном диапазоне от 17 до 60 Гц. Устройство состоит из индикатора напряжения (1), емкостных электродов связи (2), например, трех для каждой шины электроустановки, датчиков напряжения (3) и соединительных кабелей 4 (например, трех штук). Индикатор напряжения (1) представляет собой элемент системы обнаружения, оснащенный специализированной схемотехникой, которая обнаруживает сигнал, подаваемый емкостным электродом связи (2), и показывает состояние напряжения на главных цепях сети в электроустановках. Индикатор напряжения (1) содержит три канала, каждый функционально состоящий из узла выпрямителя-накопителя, компаратора и преобразователя накопленной электрической энергии в световой импульс. Индикатор напряжения (1) выполняется в виде корпуса с задним подключением проводников. На его лицевой панели располагаются светодиодные лампы (5) и разъем (6) для подключения кабеля устройства фазирования. На задней стенке индикатора напряжения (1) располагается соединительный разъем для подключения датчиков высокого напряжения и заземления (7). Электрод связи (2) представляет собой высоковольтное плечо емкостного делителя напряжения, выполненного в виде опорного изолятора с встроенным в него металлическим датчиком напряжения (3) низкой емкости. Электрод связи (2) соединяется с индикатором напряжения (1) посредством сигнального провода, один конец которого присоединяется к датчику напряжения (3), а второй конец присоединяется к емкости индикатора напряжения (1), выполняющей функцию низковольтного плеча вышеуказанного емкостного делителя напряжения. Предлагаемое устройство для контроля наличия напряжения в электроустановке представляет собой техническое решение с затратами значительно меньшими, чем у аналогов, и становится привлекательным в том числе и для низкобюджетных проектов. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для контроля наличия напряжения в электроустановке, содержащее индикатор напряжения, емкостные электроды связи для каждой шины электроустановки, датчики напряжения и соединительные кабели, отличающееся тем, что каждый электрод связи представляет собой высоковольтное плечо емкостного делителя напряжения, конструктивно выполненного в виде опорного полимерного изолятора с встроенным в него металлическим датчиком напряжения низкой емкости, при этом электрод связи соединен с индикатором напряжения посредством сигнального провода, один конец которого присоединен к датчику напряжения, а второй конец присоединен к емкости индикатора напряжения, выполняющей функцию низковольтного плеча вышеуказанного емкостного делителя напряжения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индикатор напряжения содержит по меньшей мере три идентичных канала, каждый функционально состоящий из узла выпрямителя-накопителя, компаратора и преобразователя накопленной электрической энергии в световой импульс.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что металлический датчик напряжения низкой емкости выполнен в виде шара.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что металлический датчик напряжения низкой емкости выполнен в форме пластины.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что металлический датчик напряжения низкой емкости выполнен в форме цилиндра.