Устройство для сигнализации опасного приближения к проводам воздушной линии электропередачи Советский патент 1981 года по МПК H02H5/12 

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для защиты человека от поражения электрическим током и может быть использовано на высокогабаритных самоходных механиз мах, в частности зерноуборочных ком байнах, работающих вблизи воздушных линий электропередачи (ВЛ) переменного тока напряжением 0,4-500 кВ, Устройство осуществляет автоматическую, т.е. не требующую переключе ния или перенастройки чувствительности или уставки сигнализацию при приближении к проводам ВЛ на расстояния, предельно допустимые по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ). Известно устройство для сигнализации опасного приближения к ВЛ с реакцией на электрическое поле ВЛ Принцип устройства заключается в то что на датчике напряженности электрического поля (антенна).внесенном в электрическое поле ВЛ, наводится ЭДС, зависящая от расстояния дат чика до проводов ВЛ. Эта ЭДС (сигнал) усиливается, детектируется и сравнивается с уставкой срабатывания 1 . Основной недостаток устройств, работающих по этому принципу, - неавтоматический способ работы, требующий переключения чувствительности или уставки при работе вблизи ВЛ разных номинальных напряжений. Известно также устройство для сигнализации, содержащее два идентичных, датчика напряженности электрического поля, два усилителя, измерительный орган отношения и исполнительный орган, причем датчики, устанавливаются на защищаемом механизме на некотором расстоянии друг от.друга. При превышении значения отношения напряженностей определенной величины (уставки) происходит срабатывание устройства. Между антеннами и измерительным органом отношения включены линейные усилители. Таким образом, достигается автоматическая, защита вблизи ВЛ напряжением 0,435 кВ. Г2. Такое ограничение напряжений ВЛ , обусловлено недостаточной точностью условия срабатывания и применением линейных усилителей, имеющих узкий динамический диапазон входных величин .

Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для сигнализации опасного приближения к проводам воздушной линии электропередачи, содержащее два идентичных датчика напряженности электрического поля, два резонансных усилителя и орган сравнения, выход которого подключен ко входу исполнительного органа,введены

два логарифмических усилителя,два детектора, делитель напряжения и источник опорного напряжения,причем первый и второй логарифмические усилители включены соответственно между выходами первого и второго датчиков напряженности электрического поля и входами первого и второго резонансных усилителей, выход первого резонансного усилителя через первый детектор подключен к первому входу органа сравнения, выход второго резонансного усилителя через последовательно соединенные делитель напряжения и второй детектор - ко второму входу органа сравнения, а выход источника опорного напряжения - к третьему входу органа сравнения.

Кроме того, один датчик напряженности электрического поля имеет горизонтальную направленность чувствительности, а второй - вертикальную.

Еа, фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 графики характеристик срабатывания известных и предла -аемого устройств для сигнализации.

Устройство состоит из датчиков

Iи 2 напр1яженности электрического поля, идентичных логарифмических услителей 3 и 4, идентичных резонанс-ных усилителей 5 и б, делителя 7 напряжения, детекторов 8 и 9, источни 10 опорного напряжения, органа 11 сравнения и дополнительного органа 12.

Датчик 1, расположенный ближе к проводам ВЛ, имеет горизонтальную направленность чувствительности, датчик 2 - вертикальную. Сигналы с датчиков 1 и 2, обозначаемые далее Е и E/J,, поступают на логарифмические усилители 3 и 4. После логарифмирования сигналы усиливаются резонансными усилителями 5 и б, которые для подавления помех выполнены с частотой настройки, равнЬй частоте переменного тока в ВЛ. Сигнал с датчика 2 затем ослабляется делителем напряжения с коэффициентом передачи а (О а 1). Детекторы 8 и 9 преобразовывают поступающий сигнал в-пропорциональные постоянные напряжения которые подаются на входы органа

IIсравнения. Его порог срабатывани определяется значением напряжения.

подаваемого.с источника 10 опорного напряжения. Орган 11 сравнения управляет исполнительным органом 12.

Срабатывание устройства происходит при выполнении условия

, (i) причем значение коэффициента а определяется делителем 7 напряжения, постоянная b - значением опорного напряжения, подаваемого на вход органа 11 сравнения с источника 10 опорного напряжения.

На фиг. 2 цифрами 13-16 обозначены значения напряженностей, измеренные датчиками 1 и 2 вблизи ВЛ, 0,4, б,- 35 и 220 кВ соответственно при расположении высокогабаритного механизма, соответствующем предельно допустимому по правилам приближения к ближайшему проводу. Прямая 17 соответствует характеристикесрабатывания предлагаемого устройства, описываемой выражением (1), Вертикальная прямая 18 описывает характеристику срабатывания известных устройств, работающих с одним датчиком. Изменяя уставку, линия 18 может быть смещена влево или вправо, и таким образом устройство может быть настроено на любое определенное напряжение ВЛ. Прямая 19 описывает характеристику срабатывания известного устройства с двумя датчиками, соответствующую определенному значению E j/Eij. Как видно из диаграммы, такая характеристика срабатывания достаточно близка к требуемой в определенном диапазоне напряжений ВЛ, например.0,4-35 кВ. Однако в широком диапазоне напряжений ВЛ требуемая характеристика срабатывания достаточно точно аппроксимируется только прямой 17, которая соответствует характеристике предлагаемого устройства. Кроме того,тольк применение логарифмических усилителей во входной цепи обеспечивает надежную работу схемы в широком динамическом диапазоне, достигающем в устройстве сигнализации для ВЛ 0,4500 кВ 10.0 дБ.

Таким образом, устройство обладает повышенной точностью, что позволяет более четко фиксировать опасное, приближение к проводам ВЛ, а также применить его и при наличии ВЛ высокого (до 500 кВ) напряжения.

Формула изобретения

1. Устройство для сигнализации опасного приближения к проводам воздушной линии электропередачи,содержащее два идентичных датчика напряженности электрического поля,дра резонансных усилителя и орган Сравнния, выход которого подключен ко входу исполнительного органа, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, введены два логарифмических усилителя, два детектора, делитель напряжения и источник опорного напряжения, причем первый и второй логарифмические усилители включены соответственно между выходами первого и второго датчиков на пряженности электрического поля и входами первого и второго резонансвых усилителей, выход первого реэоиансиого усилителя через первый детектор подключен к первому входу органа сравнения, выход второго резонансного усилителя через последовательно соединенные делитель напряжения и второй детектор - ко второму

входу органа сравнения, а.выход источника опорного напряжения - к третьему входу органа сравнения.

2. Устройство по п.1, о т л ичающееся тем, что один датчик напряженности электрического по- ля имеет горизонтальную направленносгг чувствительности, а второй - вертикальную. . .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 321775, кл. 340258, 1963.

2.Авторское свидетельство СССР № 549853, кл. Н 02 Н 5/12, 1978.