Устройство для сигнализации об опасном приближении к воздушной линии электропередачи Советский патент 1992 года по МПК H02H5/12 

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство сигнализации об опасном приближении к воздушной линии электропередачи. Оно содержит два датчика напряженности электрического поля, два детектора, два делителя напряжения, четыре органа сравнения, источника напряжения уставки, источник опорного напряжения, элемент ИЛИ. исполнительный орган. С целью повышения надежности работы устройства в него введены последовательно соединенные третий датчик напряженности электрического поля и третий детектор, выход которого подключен к выходу второго детектора. Определение номинальных напряжений ВЛ-0,4 и ВЛ-6 кВ и выбор соответствующей уставки срабатывания происходит по выполнению условия:

1

где EI и Е2 - напряженности электрического поля в двух точках пространства вблизи ВЛ;

b - постоянный коэффициент, оптимальное значение которого близко к 2.

По мере приближения самоходного механизма к ВЛ при достижении неравенства (1) появляется возможность по значению напряженности электрического поля на датчике, находящемся на конце стрелы, определить номинальное напряжение воздушной линии.

Определение номинального напряжение ВЛ-35 и ВЛ-110 и кВ и выбор соответст- вующей уставки происходит по факту насыщения усилителей постоянного тока. Определение предельно-допустимых расстояний происходит путем сравнения уставок с сигналом, поступающим с ближайшего к проводам ВЛ датчика.

Недостатком известного устройства предупредительной сигнализации является сильное влияние на величину сигнала, получаемого с антенн, деревьев, зданий или других экранирующих объектов, находящихся в достаточной близости от механизма. При размещении устройства на самоходных крана/ наблюдается измене-- ние опорного сигнала антенн в зависимости от угла подьема или поворота стрелы. Также существенным недостатком является наличие ложных срабатываний за пределами зоны контроля.

Цель изобретения - повышение точности и надежности срабатывания устройства вне зависимости от ориентации высокогабаритных механизмов относительно воздушной линии и экранирующих объектов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для сигнализации об опасном приближении к воздушной линии электропередачи, содержащее первый, второй, тре5 тий антенные датчики напряженности электрического поля, первый и второй усилители, первый и второй детекторы, блок сравнения с уставкой и исполнительный орган, дополнительно введены четвертый и

10 пятый антенные датчики напряженности электрического поля, третий усилитель, усилитель высокой частоты, усилитель с регули- руемым коэффициентом усиления и резонансный фильтр, выходы первого и вто15 рого датчиков напряженности электрического поля соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами первого усилителя, входы третьего и четвертого датчиков напряженности элект20 рического поля соединены соответственно с инверстирующим и неинвертирующим входа ;1/ второго усилителя, к инверстирую- щему входу третьего усилителя подключен выход четвертого датчика напряженности

25 электрического поля, а к неинвертирующему входу третьего усилителя подключены выход пятого датчика напряженности электрического поля и вход резонансного фильтра, выход которого через последовательно

30 соединенные усилитель высокой частоты и первый детектор подключен к управляющему входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого соединен с выходами первого, второго и третьего уси35 лителей, а выход соединен со входом второго детектора, выход которого через блок сравнения с уставкой соединен с исполнительным органом, при этом датчики напряженности электрического поля

40 предназначены для размещения на конце стрелы, первый, второй, третий, четвертый датчики в одной плоскости под углом 90° друг к другу, а пятый датчик в перпендику лярной плоскости по направлению движе45 ния самоходного механизма.

На фиг,1 изображена функциональная схема устройства; на фиг,2 - расположение датчиков на конце стрелы.

Блок антенн состоит из пяти датчиков

50 1-5. Все датчики имеют шарообразную форму, четыре датчика 1-4 расположены в одной плоскости на двух изолированных штангах, составляющих между собой угол 90°. Пятый датчик находится также на изо55 пирующей штанге, перпендикулярной плоскости, в которой располагаются первые четыре датчика. Длина обеих изолирующих штанг выбирается из условия, что все датчики находятся друг от друга на расстоянии,

близком к одному метру. Блок антенных датНИКОЕ установлен на конце стрелы механизма. Выходы датчиков 1и2, Зи4, 4и5 попарно соединены со входами трех дифференциальных усилителей б, 7, 8.

Один из датчиков, например, датчик 5, подсоединен на вход высокочастотного измерительного канала, состоящего из резонансного фильтра 9 усилителя высокой частоты 10 и детектора 11. Выходы усилителей 6, 7, 8 соединены параллельно и связаны с входом усилителя 12 с регулируемым коэффициентом усиления. Регулирование осуществляется с помощью изменения сопротивления в цепи обратной связи усилителя 12. Сигнал с выхода усилителя 12 через детектор 13 подается на один из входов сравнения 14, на другой вход которого подается напряжение с источника опорного напряжения. Выход органа сравнения 14 соединен со входом исполнительного органа 15, обеспечивающего прерывистую звуковую или световую сигнализацию.

Выбор расстояния между датчиками, приблизительно равного одному метру, обусловлен следующими соображениями. Анализ кривых распределения напряженности электрического поля для ВЛ напряжением 0,4; 6,3; 10 кВ показывает, что при расстоянии между проводом ВЛ и ближним датчиков, соответствующем допустимому согласчо строительным нормам и правилам, разнос,fo между напряженностью в точке расположения ближнего датчика и напряженностью в точке, находящейся на расстоянии 1 м от нее есть величина постоянная, не зависящая от напряжения ВЛ. Аналогичная картина распределения напряженности справедлива и для ВЛ электропередачи напряжением 35 и 11 кВ, с отличием, что эта разность имеет большее значение. Таким образом, воздушные линии электропередачи и различного напряжения можно условно разделить на две группы: первая - ВЛ напряжением 0,4; 6,3; 10 кВ и вторая-35 и 110 кВ. Экспериментально установлено, что устойчивое существование коронного разряда на проводах ВЛ при нормальных атмосферных условиях возможно при напряжении линии 35 кВ и выше, Следовательно, факт существования коронного разряда, то есть, наличие высокочастотных помех в пространстве вблизи ВЛ, может являться основанием для определения группы, к которой относится данная линия. В устройстве предусмотрен высокочастотный измерительный канал коронного разряда. Сигнал с выхода этого блока изменяет сопротивление цепи обратной связи усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. Вход этого усилителя соединен с

выходами дифференциальных усилителей, а выход - с органом сравнения, сигнал которого подается на вход исполнительного органа.

Устройство работает следующим образом. При приближении механизма к ВЛ электропередачи напряжением менее 35 кВ, блок выделения коронного разряда не срабатывает, и на его выходе отсутствует

0 сигнал. В цепь обратной связи усилителя 9 включено определенное сопротивление. На датчиках 1-5 антенного блока наводятся ЭДС, пропорциональные напряженности электрического поля в точках их размеще5 ния. При этом в зависимости от положения механизма по отношению к линии разность потенциалов для различных пар датчиков будет не одинакова. Максимальное значение будет иметь та пара датчиков, у которой

0 прямая, соединяющая точки размещения датчиков, лежит в плоскости перпендикулярной направлению подвеса проводов. Именно этот сигнал и будет подаваться через один из усилителей 6, 7, 8 через усили5 тель 12, детектор 13 на вход органа сравнения 14. При достижении этого сигнала определенного значения уставки, соответствующего опасному расстоянию приближения к проводам ВЛ, выдается пре0 дупредительный сигнал, оповещающий машиниста об опасности. При приближении механизма к ВЛ электропередачи напряжением 35 кВ и выше на расстоянии 20-30 м до линии блок, состоящий из резонансного

5 фильтра 9, высокочастотного усилителя 10, детектора 11 зафиксирует наличие коронного разряда на проводах. На выходе детектора 11 появляется сигнал, под действием которого изменится значение сопротивле0 ния в цепиобратной связи усилителя 12. Это компенсирует изменение величины сигнала на выходе дифференциальныхусилителей 6, 7, 8 при работе вблизи воздушных линий электропередачи напряжением 35 и 110 кВ.

5 При дальнейшем сближении с линией устройство работает аналогичным образом. Формула изобретения Устройство для сигнализации об опасном приближении к воздушной линии элек0 тропередачи, содержащее первый, второй, третий антенные датчики напряженности электрического поля, первый и второй усилители, первый и второй детекторы, блок сравнения с уставкой и исполнительный ор5 ган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы устройства вне зависимости от ориентации передвижного механизма относительно воздушной линии электропередачи, дополнительно введены четвертый и пятый антенные датчики напряженности электрического поля, третий усилитель, усилитель высокой частоты, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления и резонансный фильтр, выходы первого и второго датчиков напряженности электрического поля соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами первого усилителя, выходы третьего и четвертого датчиков напряженности электрического поля соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами второго усилителя, к инвертирующему входу третьего усилителя подключен выход четвертого датчика напряженности электрического поля, а к неинвертирующему входу третьего усилителя подключены выход пятого датчика напряженности электрического поля и вход резо

нансного фильтра, выход которого через последовательно соединенные усилитель высокой частоты и первый детектор подключен к управляющему входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого соединен с выходами первого, второго и третьего усилители, а выход соединен с входом второго детектора, выход которого через блок сравнения с уставкой соединен с исполнительным органом, при этом датчики напряженности электрического поля предназначены для размещения на конце стрелы, первый, второй, третий, четвертый датчики - в одной плоскости под углом 90 друг к другу , а пятый датчик - в перпендикулярной плоскости по направлению движения самоходного механизма.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты персонала при работе передвижных механизмов вблизи воздушных линий (ВЛ) электропередачи. Цель изобретения - повышение точности и надежности работы устройства вне зависимости от ориентации передвижного механизма относительно воздушной линии электропередачи. При приближении передвижного механизма к линии электропереИзобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты персонала при работе высокогабаритных механизмов вблизи воздушных линий (ВЛ) электропередачи. Известно устройство для сигнализации опасного приближения к ВЛ электропередачи, в котором на одном датчике напряженности электрического поля (антенне), внесенном в поле, наводится ЭДС, зависящая от расстояния датчика до проводов воздачи на датчиках 1-5 антенного блока наводится ЭДС, пропорциональная напряженности электрического поля в точках размещения датчиков. Максимальное значение сигнала от соответствующих датчиков усиливается усилителем 12 и через детектор 13 поступает на блок 14 сравнения. При превышении сигнала отдатчиков предельно допустимого значения с выхода блока 14 сравнения выдается сигнал на исполнительный орган 15, предупреждающий об опасности. В случае приближения передвижного механизма к линии электропередачи 35 кВ и более сигнал от датчика 5 поступает через резонансный фильтр 9, высокочастотный усилитель 10, детектор 11 на управляющий вход усилителя 12 для автоматического выбора предельно допустимого значения расстояния вблизи высоковольтных линий. При этом датчики 1-5 антенного блока размещены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, что исключает зависимость работы устройства от ориентации передвижного механизма относительно линии электропередачи. 2 ил. душной линии. Эта ЭДС усиливается, выпрямляется и сравнивается с уставкой срабатывания. К таким устройствам относятся выпускаемые серийно АСОН-1, УАС-1 и другие. Недостатком этих устройств является необходимость выбора уставки срабатывания персоналом, обслуживающим самоходный механизм, в зависимости от номинального напряжения ВЛ. Я 00 а 4

|+ U nt/m|

Лч

Фиё.1

г

cv