Устройство для сигнализации наличия напряжения на токоведущих частях электрооборудования и сетях переменного тока

 

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ-СИГНАЛИЗАЦИИ НАЛИЧИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА .ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЯХ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И В СЕТЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее антенну, пороговыйэлемент, вход которого подключен к антенне, интегратор, присоединенный своим входом к выходу порогового элемента, электронный ключ, выполненный на транзисторе, база которого подключена к выходу интегратора, a эмитсгер соединен с первым полюсом источника питания, генератор звуковой частоты , имеющий транзистор, конденсатор и два резистора, причем первый резистор и конденсатор соединены последовательно, свободный вывод конЙенсатора и один вывод второго регистора подключены к;базе транзистора , эмиттер которого и Другой вывод второго резистора соединены с первымполюсом источника питания, и телефон , один вывод первой катушки которого присоединен к второму полюсу источника питания, отличающ ее с я тей, что, с целью его (Л упрощения, повышения надежности и снижения потребления мощности, телефон снабжен второй катушкой, я с один вывод которой соединен со свободным выводом первого резистора, другой ее вывод подключен-к коллектору транзистора электронного ключа, го a другой вывод первой катзппки теле00 фона подключен к коллектору транзистора генератора звуковой частоты. оь 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что введен диод электроды которого подключены раздель .но к эмиттеру и коллектору транзистора электронного ключа в обратной полярности....

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН аю пи

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

S А ТОИ НОМ Идя Г Л»С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3534255/24-21 (22) 03. 04;83 (46) 07 ° 12.84. Бюл. N -45 (72) Л.О. Петри, Е.E. Чаплыгин и Е.В. Долбилина (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Ушанов В.П., Каськов К.K.

Индивидуальный.сигнализатор напряжения. — "Электрические станции";

1973, 9 6, с. 53.

2. Индикатор напряженности электрического поля. Информационный листок В 655-75, Новосибирскии межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды.

3. Фигурнов Е., Азаров Н., .Бочев A. Бесконтактный сигнализатор напряжения в каске..— "В помощь радиолюбителю". ДОСААФ СССР, вып. 77, 1982, с. 14-2О, рис. 1 (прототип). (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ. СИГНАЛИЗАЦИИ НАЛИЧИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА .ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЯХ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ, И В СЕТЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее антенну, пороговый элемент, вход которого подключен к антенне, интегратор, присоединенный своим входом к выходу порогового элемента, электронный ключ, выполненный на транзисторе, база которого подключена к выходу интегратора, а змитер. соединен с первым полюсом источника питания, генератор звуковой частоты, имеющий TpBHSHcTop> конденсатор и два резистора, причем первый резистор и конденсатор соединены последовательно, свободный вывод конденсатора и один вывод второго регистора подключены к базе транзистора, эмиттер которого и другой вывод второго резистора соединены с первым. полюсом источника питания, и телефон, один вывод первой катушки которого присоединен к второму полюO су источника питания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью его упрощения, овышения надежности и снижения потребления мощности, телефон снабжен второй катушкой, один вывод которой соединен со свободным выводом первого резистора, другой ее вывод подключен .к коллекВаий тору транзистора электронного ключа, а другой вывод первой катушки теле- М фона подключен к коллектору тран- Оо зистора генератора звуковой частоты.

Об

2. Устройство по и. 1, о т л и- ч а ю щ е е с я тем, что введен дИод, электроды которого подключены pas» дельно к эмиттеру и коллектору транзистора электронного ключа в обрат-: ной полярности.

1128 1.80 2

Указанное устройство имеет недостаточную чувствительность и повышенное потребление мощности от анто- иомного источника питания, что

45 обусловлено использованием в генераторе низкой частоты интегральной микросхемы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст- 5О ройство для сигнализации наличия напряжения на токоведущих частях электрооборудования и сетях переменного -тока, содержащее антенну, пороговый элемент, вход которого 55 подключен к антенне, интегратор, присоединенный своим входом к выходу порогового элемента, электронный ключ

Изобретение относигся к электроизмерительной технике и может быть использовано для обнаружения и сигнализации наличия напряжения на токоведущих частях электрооборудования и сетях переменногш тока.

Известно .устройство для сигнализации наличия напряжения на токоведущих частях электрооборудования и сетях переменного тока, содержащее антенну, выполненную в виде металлической пластины, истоковый повторитель, вход которого связан. с антенной, мультивибратор, подключенный своим входом к выходу ис- 15 токового повторителя, автогенератор низкой частоты, вход которого присоединен к выходу мультивибратора, и громкоговоритель, подключенный к выходу автогенератора низкой час- 2п тоты (1 ).

Недостатками данного устройства являются сложность и, как следствие, невысокая надежность, а также повышенные массы и габариты..

Известно также устройство для сигнализации наличия напряжения на токоведущих частях электрооборудова-. ния .и сетях переменного тока, содержащее антенну, выполненную в ЗО виде диска из немагнитного материала подключенный к антенне предва.— рительный усилитель с электрометрическим входом, двукаскадный усилитель, вход которого соединен с выходом предварительного усилителя, генератор низкой частоты, связанный с выходом двухкаскадного усилителя, и электро динамический громкоговоритель, подключенный к выходу генератора низкой частоты 12 3.. выполненный на транзисторе, база которого подключена к выходу интегратора, змиттер соединен,с одним

:,из полюсов источника питания, а в

Ъ цепь коллектора включен генератор звуковой частоты, выполненный в виде мультивибратора, содержащего два транзистора, четыре резистора и конденсатор, причем первый и второй резисторы соединены последовательно, свободный вывод первого резистора и эмиттер первого транзистора подключены к коллектору транзистора электронного ключа, база второго транзистора .связана с объединенными выводами первого и второго резисторов и одновременно через последовательно соединенные конденсатор и третий резистор подключена к коллектору первого транзистора, база которого через четвертый резистор соединена с коллектором второго транзистора, а свободный вывод второ"

ro резистора и эмиттер второго транзистора подключены к другому полюсу источника питания, и миниатюрный телефон, катушка которого включена последовательно в цепь коллектора первог- транзистора генератора звуковой частоты (3 3.

Недостатком известного устройства является сложность генератора звуковой частоты, связанная с наличием в схеме генератора повышенного числа активных элементов. — транзисторов, что снижает надежность устройства, повышает потребление мощности, массу и габариты устройства. Включение электронного ключа в цепь питания звукового-генератора вызывает необходимость повышения мощности электронного ключа, что также вызы вает повышение потребления мощности, увеличение массы и габаритов устройства. Цель изобретения — упрощение. устройства, повышение его надежности и снижение потребления мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сигнализации наличия напряжения на токоведущих частях электрооборудования и в сетях переменного тока, содержащем антенну, пороговый элемент, вход которого подключен к антенне, интегратор, присоединенный своим входом к выходу порогового элемента, электронный ключ, выполненный. на тран1128180

3 зисторе., база которого подключена к выходу интегратора, а эмиттер соединен с первым полюсом источника питания, генератор звуковой частоты, .имеющий транзистор, конденсатор и два резистора, причем первйй резистор и конденсатор соединены последовательно, свободный вывод конденсатора и один вывод второго резистора подключены к базе транзистора, эмит- !О тер которого и другой вывод второго резистора соединены с первым полюсом источника питания,. и телефон, один вывод первой катушки которого присоединен к Второму полюсу источ ника нита-.:ия, телефон снабжен второй катушкой, один вывод которой соединен со свободным выводом первого резистора, другой ее вывод подключен к коллектору транзистора электрон-, ного ключа, а другой вывод первой катушки телефона подключен к кол- лектору транзистора генератора звуковой частоты. роме того в устройство введен 25 диод, электроды которого подключены раздельно к эмиттеру и коллектору транзистора электронного ключа в обратной. полярности.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит автономный источник 1 питания, в качестве которого может быть использована З5 гальваническая батарея, антенну 2, выполненную, например, в виде полос ки медной фольги, пороговый элемент

3, вход которого связан с антенной 2, интегратор 4, подключенный к выходу 4р порогового элемента 3, электронный ключ 5.на транзисторе, база которого подключена к выходу интегратора 4, а эмиттер соединен с первым, отри-. цательным, полюсом автономного источ-45 ника питания, генератор 6 звуковой частоты и телефон 7. Генератор 6 звуковой частоты содержит транзистор 8, резистор 9, соединенный последовательно с конденсатором 10, резистор 11, причем свободнйй вывод конденсатора 10 н один вывод резистора 11 подключены к базе транзистора

8 генератора 6 звуковой частоты, а другой вывод резистора 11 и эмит- 55 тер транзистора 8 присоединены к первому, отрицательному, полюсу .автономного источника 1 питания, Телефон 7, выполняющий функции звукового индикатора, имеет две катушки 12 и 13, причем один вывод катушки 12 телефона 7 подключен. к второму, положительному, -полюсу автономного источника 1 питания, а другой ее вывод подключен к коллектору транзистора 8 генератора 6 звуковой частоты. Катушка 13 телефона 7 выполняет роль элемента положительной обратной связи в генераторе 6 звуковой частоты, и, один ее вывод .подключен к коллектору транзистора электронного ключа 5, а другой- соединен со свободным выводом резистора 9.

Для защиты тразистора 8 от перенапряжений параллельно катушке 12 телефона 7 в направлении, противоположном полярности автономного источника 1 питания, включен .диод 14, Для повышения надежности работы транзистора электронного ключа 5 и обеспе чения быстрого разряда конденсатора

10, когда транзистор электронного ключа 5 заперт, дополнительно введен диод 15, электроды которого раздельно подключены к эмиттеру и коллектору транзистора электронного ключа 5, прячем в обратной полярности по отношению к электродам транзистора электронного ключа 5.

Пороговйй элемент 3, как и в известном устройстве, может быть выполнен в виде. триггера с эмиттерной связью с полевым транзистором на входе, связанным с антенной 2. Такое выполнение порогового элемента 3 позволяет иметь большую чувствитель-. ность устройства.

Интегратор 4 так же, как и в известном устройстве, целесообразно выполнить в виде пассивного интегрирующего RC -звена, что способствует снижению потребления мощности при сохранении чувствительности устройства. В качестве телефона 7 целесообразно испольэовать малогабаритный телефон (наушники).

Устройство работает следующим образом., При приближении устройства к токоведущим частям электрооборудова-. ния или сети переменного .тока, находящимся под напряжением, на антенне

2 наводится. напряжение переменного тока по отношению к земле. При увеличении этого напряжения по мере приближения к токоведущим элемеи1128180

На протяжении длительности импульса коллекторного тока транзистор 8 находится в состоянии насыщения, цадение напряжения на промежутке коллектор †. эмиттер транзистора 8 мало и находится на постоянном уровне. В результате этого напряжение на катушке 12 телефона 7 -сохраняется неизменным и близко к напряжению автономного источника 1 питания. По окончании длительности импульса коллекторного тока транзистора 8 возникает обратный лавинообразный процесс, при котором ток базы транзистора 8 переходит в об.л ласть противоположного, запирающего транзитор 8, направления,.что способствует быстрому переходу тран50 там, находящимся под напряжением переменного тока, до уровня, доста точного для срабатывания порогового элемента 3, на его выходе формируются прямоугольные импульсы напряжения, следующие с частотой контролируемого переменного напряжения.

Эти импульсы поступают на вход интегратора 4 и преобразуются в сглаженное напряжение постоянного тока, 10 которое поступает иа вход электронного ключа 5> образованный переходом база - эмиттер транзистора электронного ключа 5. При этом транзистор электронного ключа 5 от- 1S крывается, подключая вывод катушки

13 телефона 7, связанный с коллектором транзистора электронного ключа

8, к первому, отрицательному, полюсу автономного источника 1 питания, 20 что определяет возникновение положишельной обратной связи между коллекторной и базовой цепями транзистора 8 генератора 6 звуковой частоты, обусловленной электромагнитной связью25 между катушкам 12 и 13 телефона 7. .При открывании транзистора электронного ключа 5 за счет возникновения указанной положительной обратной связи в генераторе 6 звуковой 30 частоты развивается лавинообразный процесс нарастания базового и кол- лекторного токов транзистора 8, в результате которого формируется импульс коллекторного тока транзис- 35 тора 8, протекающий rio катушке t2 телефона 7, Процесс нарастания этого импульса продолжается до тех пор, пока транзистор 8 не достигает .состояние насыщения. 49 зистора 8 из открытого в закрытое состояние. При этом диод 14 ограничивает выброс напряжения на катушках 12 и 13 телефона 7, который возникает из-за накопившейся в магнитном поле этих катушек энергии. Длительность паузы между очередными импульсами коллекторного тока транзистора 8 зависит от значений параметров элементов цепи положительной обратной связи генератора 6 звуковой частоты: сопротивленин резистора 9, емкости конденсатора 10, сопротивления резистора

11 и коэффициента трансформащии между катушками 12 и 13 телефона.

При закрывании транзистора электронного ключа 5 цепь положитель1 ной обратной связи в генераторе 6 звуковой частоты разрывается и лавинообразный процесс формирования импульсов тока в цепи коллектора транзистора 8 прекращается. Частота . повторения этих импульсов может быть выбрана в пределах 1 - 3.êÃö. Таким образом„ при открывании транзистора электронного ключа 5 телефон ? выдает звуковые сигналы заданной частс ы. При закрывании транзистора электронного ключа 5 звуковые сигналы прекращаются, что свидетельствует об отсутствии напряжения переменного тока на токоведущих элементах или сети переменного тока, либо о нахождении наблюдателя, снабженного предлагаемым устройством.„ на безопас" ном расстоянии от токоведущих частей, находящихся под напряжением переменного тока.

По сравнению с известным предла гаемое устройство имеет более простую электрическую схему и обладает повышенной надежностью, обусловленной снижением числа наиболее нагруженных и работающих в условиях недостаточного охлаждения активных элементов — транзисторов в. генераторе 6 звуковой частоты. Выполнение генератора звуковой частоты в виде магнитотранзисторного генератора повышает его КПД, снижает потребление мощности в режиме сигнализации, что позволяет уменьшить установленную мощность активных элементов— транзисторов — и снизить вес и габариты устройства., В то же время повышение КПД генератора звуковой частоты облегчает тепловой режим

1128180

Составитель С. Вейскнй

Редактор В. Петраш Техред И. Кузьма Корректор A. Обрачар

Заказ 9023/33 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб-., д. 4/5 филиал ППП "Патент"„ г. Ужгород, ул. Проектная, 4 работы элементов устройства, что также способствует повышению его надежности.

Уменьшение веса и габаритов устройства делает.его эксплуатацию более удобной, а повышение надежности работы устройства повышает элек-. тробезопасность работающих вблизи токоведушнх частей электрооборудо5 вания, находищихся под напряжением переменного тока.