Устройство для защиты от прикосновения подвижной установки к токопроводу воздушной линии электропередачи Советский патент 1980 года по МПК H02H5/12 

Изобретение относится к устройствам защиты подвижных агрегатов от опасного приближения к токоведущим проводам и линиям сети. Известны устройства для защиты от прикосновения, использующие магнитное поле. Они имеют точечный чувстви тельный элемент. Для них характерна невысокая точность измерений, больша зависимость от углового расположения, а также зависимость от положения по высоте. Две расположенные пер пендикулярно одна к другой катушки имеют направленную характеристику, которая соответствует плоской четырехлучевой звезде (если они соеди нены последовательно). Измеряемый сигнал зависит не от напряжения, а от тока ЛЭП, который может изменять например, от 0,6А до нескольких сотен Ампер. Направленная характеристика ухудшается от теней стрелы кр на, индуктивные двигатели создают помехи измеряемому сигналу (1, Известен также способ защиты от прикосновения, по которому напряжен ность электрического поля измеряетс в двух различных точках крана, .удаленных одна от другой в зависимости от заданного значения. Из этих вели чин образуется соотношение, которое затем сравнивают с заданным значением. Предварительное соотношение напряжен-, ности полей возникает в двух точках пространства на расстояниях, которые соответствуют допустимому расстоянию до проводов ЛЭП 12. Известно также устройство для за1даты от прикосновения, содержащее два датчика, расположенные на стреле и на корпусе, усилители, измерительный орган соотношения напряженности полей и реагирующий орган 2. Однако кран соприкасается с землей, что существенно влияет на напряженность поля (экранирование). Емкость земля-кран, зависящая от погодных условия, также ухудшает результаты измерений. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для защиты от прикосновения подвижной установки к токопроводу воздушной ЛЭП, содержащее датчик напряженности электрического поля, установленный на стреле подвижной установки и соединенный с усилителем сигнала частоты тока ЛЭП, воздействующий на исполнительный блок, выполненный на световом индикаторе.

акустическом элементе и отключающем органе 3. Однако погодные условия сильно влияют на результат измерений. Кроме того, погрешность измерения из-за экранирования чувствительного элемента датчика приводит к уменьшению расстояния срабатывания.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования устройства.

Это достигается тем, что в предложенном устройстве содержащем датчик напряженности электрического поля, установленный на стреле подвижной установки и соединенный с усилителем сигнала частоты тока линии электропередачи, исполнительный блок выполненный на световом индикаторе, акустическом элементе и отключающем органе, датчик напряженности электрического поля выполнен в виде конденсатора, выход которого соединен со входами вновь введенного измерителя емкости, выход последнего подключен к первому- входу вновь введенного блока перемножения, второй вход которого соединен с выходом упомянутого усилителя сигнала частоты тока линии электропередачи, а выход блоки перемножения подключен ко входу исполнительного органа. Измеритель емкости может быть выполнен в виде генератора с трансформатором на выходе, вторичная обмотка которого имеет несимметричный вывод, причем часть вторичной обмотки с мень11ШМ числом витков включена между обкладкой конденсатора и входом предварительЕ1Ого усилителя, выход которого соединен с последовэ.тельно соединенным усилителем сигва/га. частоты генератора и выпрямителем, а часть вторичной обмотки трансформатора с большим числом валиков подключена к первой обкладке подстроечного конденсаторау вторая обкладка которого подключена к корпусу подвижной установки. В исполнительный блок могут быть введены компараторы, включенны между выходом блока перемножения и, соответственно, входами акустического элемента и отключаюгцего органа, а компаратор, соединенный со световы индикатором, своим входом подключен к выходу указанного измерителя емкости .

Изобретение позволяет обеспечить многоступенчатое предупреждение. Например, по достижении пятикратного разрешаемого минимального рас-, стояния выдается акустический сигнал позволяющий машинисту подвижного агрегата маневрировать, и если подвижный агрегат всё еще приближается и достигает разрешаемого минимального расстояния, агрегат отключает автоматом.

Надежность защ1-5ты и безопасность могут быть повышены за счет подключения к выходу блока измерения емкости для замера емкости обкладкамасса компаратора, к выходу которого подсоединен показывающий прибор. Это обеспечивает сигнализации о том, что устройство предупреждения и защиты от прикосновения к токопроводам работоспособно и функционирует.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для защиты от приконовения к токоведущим линиям сети; на фиг. 2 - схема генератора с трансформаторным выходом; на фиг.З - структурная схема предложенного устройства, смонтированного на автоклаве; на фиг. 4 - схема включения предложенного устройства.

Предложенное устройство содержит обкладку 1 емкостного датчика, которая размещена изолированно на подвижном агрегате и с одной стороны подведена к блоку 2 измерения емкости для замера емкости обкладка-масса, а с другой стороны подключена к усилителю 3 с-игнала частоты тока линий электропередачи. Блок 2 измерения -и усилитель 3 сигнала частоты (.частоты сети) своими выходами подсоединены к блоку умножения 4, выход которого подключен к исполнительному блоку 5.

Блок 2 емкости содержит генератор 6 с трансформаторным выходом. Трансформатор генератора 6 (фиг.2) имеет несимметричную разводку. Часть 7 вторичной обмотки имеет меньшее число витков, и включена последовательно между обкладкой и входом предварительного усилителя. Часть 8 вторичной обмотки имеет большее число витков и подключена к подстроечному конденсатору 9.

Обкладка может состоять из изолированных усиленных стальной проволокой проводников, которые по краям стальной конструкции параллельно проводом, перекинуты над кабельным барабаном и электрически соединены (фиг. 3) .

Емкость рассеяния С между обкладкой 1 и электролинией воздушной сети изменяется при отдалении их. Ток, протекающий через емкость зависит от величины сетевого напряжения и от значения самой емкости.

В то время как обкладка 1 перемещается в пространстве, изменяется и емкость рассеяния Ст между обкладкой и автокраном.-Измеряемое между автокраном и землей полное сопротивление в большей степени зависит от загрязнения автокрана и от атмосферных условий. Полное сопротивление (импеданс) может быть обозначено через емкость С и резистивное сопротивление RI, включенные параллельно между платформой автоклава и землей. Этот импеданс в любом случае на порядок ниже величины импеданса емкости оассеяния С, поэтому платформа или рама автоклава рассматриваются как зaзe ллeнныe.

При приближении автокрана к электролинии на мнимaльнo разрешаемое расстояние значение емкости С составляет, например, 5 пФ, емкость С 350-700 пФ. Емкости С, и С образуют делитель напряжения, и к обкладке 1 прикладывается напряжени которое отводится от воздушной сети электроснабжения как раз через этот делитель напряжения. С изменением емкости С- пропорционально этому изменению изменяется также и напряжение на обкладке 1. Изменения емкости С- не должны оказывать влияния на выходной сигнал устройства для защиты от прикосновения к токопроводам. Поэтому емкость С должна быть замерена и выходной сигнал скорректирован в зависимости от этой величины. В нашем примере емкость С-г снимается измерительным сигналом 5 кГц.

Вторичная обмотка трансформатора генератора 6 имеет вывод, подключенный к входу предварительного усилителя 10 с большим входным сопротивлением. На выходе усилителя 10 подключены, с одной стороны, усилитель (сигнала частоты сети с избирательным действием (фильтр.низких частот), а с другой стороны - усилитель 12 измерительной частотой 5 кГц. К выходам усилителей 11 и 12 подсоединено по одному выпрямителю 13 и 14, выходы которых присоединен к входам блока умножения 4. К выход блока умножения 4 подсоединены компараторы 15 и 16, пороговые значения которых различны, К выходу компаратора с меньшим поротовыМ значением подключен акустический элемент, а к компаратору с большим пороговым значением - отключающий орган, который прерывает цепь зажигания двигателя автокрана. К выходу выпрямителя 14 подключен третий компаратор 17, к выходу которого,например, подведен световой индикатор

Предлагаемое устройство обеспечивает трехступенчатую защиту. Еще перед тем, как автокран приблизится к открытой сети, на предельное (пороговое) допустимое расстояние выдается акустический сигнал (звуком) , после которого еще есть время для маневрирования и торможения. По достижении подвижным агрегатом (автокраном) предельно допустимого расстояния агрегат останавливается.

Предварительный усилитель 10 построен на каскаде транзистора с полевым эффектом, а усилители 11 и 12 - на операционных усилителях с обратной связью, компараторы построны на триггерных схемах с использованием интегральной схемной техники

пороговые значения которых регулируются при помощи потенциометра (фиг.4). Блок умножения 4 составлен на упомянутых транзисторах с полевым эффектом, причем может быть получен независящий от изменения емкости С, выходной сигнал.

Формула изобретения

0

1.Устройство для загшты от прикосновения подвижной установки к токопроводу воздушной линии электропередачи, содержащем датчик напряженности электрического поля, установ5ленный на стреле подвижной установки и соединенный с усилителем сигнала частоты тока линии электропередачи, исполнительный блoк выполненный на световом индикаторе, акустическом

0 элементе и отключающем органе, о тличающееся тем, что, с целью повьшения надежности функционирования, датчик напряженности электрического поля выполнен в виде

5 конденсатора, выход которого соединен .со уходами вновь введенного измерителя емкости, выход последнего подключен к первому входу вновь введенного блока перемножения, второй вход которого соединен с выходом

0 упомянутого усилителя сигнала частоты тока линии электропередачи, а выход блока перемножения подключен ко входу исполнительного органа.

5

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что измеритель емкости выполнен в виде генератора

с трансформатором на выходе, вторичная обмотка которого имеет несиммет0ричный вывод, причем часть вторичной об1 8этки с меньцмм числом витков включена между обкладкой конденсатора и входом предварительного усилителя, выход которого соединен с последовательно соединенным усилителем сигнала частоты генератора и выпрямителем, а часть вторичной обмотки трансформатора с большим числом витков подключена к первой обкладке подстроечного конденсатора,

0 вторая обкладка которого подключена к корпусу подвижной установки.

3.Устройство по ПП.1 и 2, о тличающееся тем, что в исполнительный блок введены компа,5раторы, включенные между выходом блока перемножения и, соответственно, входами акустического элемента

и отключающего органа, а компаратор, соединенный со световым индикатором,

0 своим входом подключен к выходу указанного измерителя емкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Козлов В.И. Прибор для защиты

5 от прикосновения к токоведущим час