Индикатор опасного приближения передвижного механизма к линии электропередачи Советский патент 1991 года по МПК H02H5/12 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты пере- движных механизмов от опасного приближения к токоведущим проводам линий электропередачи (ЛЭП), и может быть использовано, например, различными строительными организациями, где при работе вблизи ЛЭП применяют передвижные механизмы.

Изобретение может быть применено также для сигнализации об опасном приближении к ЛЭП летательных аппаратов, например вертолетов, используемых при строительно-монтажных работах.

Цель изобретения - повышение надежности защиты путем исключения зон нечувствительности.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого индикатора.

Устройство содержит размещенный на конце стрелы передвижного механизма выносной датчик 1 в виде шара с тремя орто- гонально расположенными на его поверхности чувствительными элементами- диполями в виде сферических сегментов 2 и изолированного от них чувствительного элемента в виде проводящей сферической оболочки 3. Внутри датчика 1 расположены дифференциальные усилители 4 по числу чувствительных элементов-диполей и электрометрический усилитель 5. Входы усилителей подключены соответственно к диполям 2 и оболочке 3. Выходы усилителей 4 и усилителя 5 подсоединены соответственно к блоку 6 вычисления модуля вектора и линейному детектору 7. Выход блока 6 вычисления модуля вектора через накопительный детектор I подключен к входу делителя блоС

О

о о о ел

ка 9 деления, а выход линейного детектора 7 к входу делимого блока 9 деления. Блок 9 через компаратор 10 подсоединрн к. исполнительному органу 11

Сущность изобретения состоит в следующем. Потенциал /) , индуцированной зарядами q на датчике или на его оболочке при внесении в электрическое поле (ЭП) определяется емкостью Сдс относительно заземленной стрелы согласно выражению

Ф ДА

q

В предлагаемом устройстве происходит непосредственное измерение изменяемого текущего значения потенциала р , который пропорционален емкости Сдс и обратно пропорционален заряду q.

Модуль вектора напряженности (Е) измеряют в соответствии с выражением

|Е | Vr:2 , С2 , г 2 1е- УЕХ -г Еу + Ez,

где Ех, Еу, Ez - составляющие напряженности ЭП по осям, обеспечивающие получение одного и того же значения сигнала пропорционально Е в данной точке пространства при повороте сферического датчика относительно его средней точки, т.е. без его ориентации относительно проводов ЛЭП.

Использование совмещенных в одном корпусе сферического датчика ортогонально расположенных чувствительных эоле- ментов-диполей для измерения Е и металлической оболочки для измерения Ф обеспечивает единство получения параметров практически в одной точке. Известно, что для уединенной проводящей сферы соотношение и Е определяется выражением Е -grad ПФ /dr, где г - сферическая координата или радиус-вектор. Поэтому вычисление отношения Ф к Е с определенным допущением позволяет оценивать расстояние от датчика до проводов ЛЭП с учетом возмущения ЭП, вызванного стрелой передвижного механизма. Благодаря этому возможно размещение датчика не только на конце стрелы, но и на кабине (сверху) механизма.

Деление указанных параметров, т.е. Ф на Е, дает возможность вырабатывать пороговые значения сигналов для двухступенчатой защиты при помощи компараторов, которые управляют исполнительным блоком сигнализации (световой или звуковой) или отключения цепи зажигания передвижного механизма.

Индикатор работает следующим образом.

При приближении передвижного механизма, например автокрана, на конце стре лы которого расположен датчик 1, к линии электропередачи на чувствительных злементах-диполях 2 в оболочке 3 индицируются заряды, пропорциональные составляющим напряженности Ех, Еу, Ez и потенциалу Ф соответственно. Электрические сигналы, пропорциональные Ех, Ev, E2,

или соответствующие им разности потенциалов на диполях 2 усиливаются дифференциальными усилителями, выполненными, например, на микросхеме К284 УД1А, и поступают на входы блока б вычисления моду5 ля вектора напряженности, собранного, например, на микросхеме К525ПС 2. С блока 6 сигнал, пропорциональный модулю вектора напряженности Е, поступает на накопительный детектор 8, который с наибольшей

0 точностью восстанавливает по мгновенным значениям непрерывное напряжение перед подачей на первый вход блока 9 деления.

Одновременно при помощи электрометрического усилителя 5, выполненного,

5 например, на микросхеме К284УД2, усиливается сигнал, пропорциональный потенциалу р оболочки 3 датчика, и его выход согласуется с кабелем, по которому происходит передача на вход линейного детекто0 ра 7. Использование последнего позволяет получать выпрямленное выходное напряжение, пропорциональное Ф , в большом динамическом диапазоне, которое поступает на вход делителя блока 9 деления.

5Подключенный к входу блока 9 деления компаратор 10 настроен на заданное пороговое значение частного отделения сигналов, пропорциональных Ф и Е, обеспечивающего соответствующий уровень

0 срабатывания исполнительного органа 11. При пороговом значении, соответствующем приближению стрелы передвижного механизма к линии электропередач на предельно допустимое расстояние, срабатывает

5 компаратор 10, подключающий световой или акустический сигнализатор предупреждения исполнительного органа 11.

Преимущество описанного устройства 0 по сравнению с прототипом заключается в уменьшении погрешности порога срабатывания и исключении зоны нечувствительности при различных углах приближения передвижного механизма к линии электро- 5 передачи напряжением 0.4-10 кв. При этом чувствительность устройства для указанного диапазона напряжений и соответствующих предельно допустимых расстояний практически одинакова, что повышает надежность работы предложенного индикатора.

Формула изобретения Индикатор опасного приближения передвижного механизма к линии электропередачи, содержащий датчик направленности электрического поля, выход которого подключен к первому усилителю, детектор, блок деления, второй и третий усилители, компаратор, выход которого подключен к исполнительному органу, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности защиты путем исключения зон нечувствительности, дополнительно введены блок вычисления модуля вектора, электрометрический усилитель, накопительный детектор, а датчик напряженности электрического поля выполнен в виде шзра с тремя парами ортогонально расположенных на его поверхности чувствительных элементов-диполей в форме сферических сегментов и изолированного от них чувствительного элемента - проводящей оболочки, занимающей оставшуюся часть поверхности серы, причем чувствительные элементы-диполи датчика напряженности электрического поля через

соответствующие усилители подключены к входу блока вычисления модуля вектора, выход которого через накопительный детектор подключен к входу делителя блока деления, а проводящая оболочка подсоединена через

последовательно соединенные электрометрический усилитель и детектор к входу делимого блока деления, выход которого подключен к компаратору.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты пере- движных механизмов от опасного приближения к токоведущим проводам линий электропередачи. Целью изобретения является повышение надежности защиты путем исключения зон нечувствительности. При приближении передвижного механизма с датчиком 1 на чувствительных элементах-диполях 1 и оболочке 3 датчика индуцируются заряды, пропорциональные составляющим напряженности и потенциалу. Измеренные сигналы усиливаются, на блоке 5 вычисляются модуль вектор напряженности Е, и на блоке 9 вычисляется отношение р к Е, на соответствующий уровень которого настраивается компаратор 10, управляющий работой исполнительного органа 11. Компаратор 10 срабатывает при приближении передвижного механизма к линии электропередачи на предельно допустимое расстояние, что предотвращает попадание в опасную зону. 1 ил. с/ С

--э