Устройство для защиты от прикосновения подвижной установки к токопроводу воздушной линии электропередачи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (8() Дополнительный к патенту (22) Заявлено270576 (21) 2362210/24-07 (23) Приоритет — (32) 27.05.75 (3)) Е 1-621 (33) BHP

Опубликовано 2504.80. Бюллетень ЭЙ1 5

Лата опубликования описания 250480

Союз Советскнк

Социалнстическнк

Республик ()730320 (5l) М. КЛ.

Н 02 Н 5/12

Государственный комитет с.сср оо делам изобретений н открытий (53) УДК 621.316.

o25 (088 8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Петер Кольта и Иштван Конц (ВНР) Иностранное предприятие Эпитеипари Саллиташй Валлалат (ВНР) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭАЩИТЫ ОТ ПРИКОСНОВЕНИЯ

ПОДВИЖНОЙ УСТАНОВКИ К ТОКОПРОВОДУ ВОЗДУШНОЙ

ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

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 чувствительный элемент. Для них характерна невысокая точность измерений, большая зависимость от углового расположения, а также зависимость от положени я по высоте . Две расположенные перпендикулярно одна к другой катушки имеют направленную характеристику, которая соответствует плоской четырехлучевой звезде (если они соединены последовательно) . Измеряемый сигнал зависит не от напряжения, а от тока ЛЭП, который может изменяться, например, от 0,6А до нескольких сотен Ампер. Направленная характеристика ухудшается от теней стрелы крана, индуктивные двигатели создают помехи измеряембму сигналу (1) .

Известен также способ защиты от прикосновения, по которому напряженность электрического поля измеряется в двух различных точках крана, уда.ленных одна от другой в зависимости от заданного значения. Из этих величин 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 (2) .

Известно также устройство для защиты 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 прикоснове-. ния 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, 730320 акустическом элементе и отключающем органе (3) . Однако погодные условия сильно влияют на результат измере— ний. Кроме того, погрешность измерения из-за экранирования чувствительного элемента датчика приводит к уменьшению расстояния срабатывания„

Целью изобретения является повышение надежности функционирования у строй ств а.

Это достигается тем, что в предложенном устройстве, содержащем датчикк напряженности электриче ского 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 сос динен со входами вновь введенного измерителя емкости, выход послецнего подключен к первому входу вновь введенного блока перемножения, второй вход которого соединен с выходом упомянутого усилителя сигнала частоты тока линии электропередачи, а выход блока перемножения подключен ко входу исполнительного органа. Измери— тель емкости может быть выполнен в виде генератора с трансформатором на выходе, вторичная обмотка которог o имеет несимметричный вывод, при чем часть вторичной обмотки с меньшим 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 валиков подключена к первой обкладке подстроечного конденсатора, вторая обкладка которого подключена к корпусу подвижной устано вки, В исполнительный блок мо гут быт ь введены компараторы, включенные между выходом блока перемножения и, соответственно, входами акустического элемента и отключающего органа, а компаратор, соединенный со световым 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 поцвижного агрегата маневрировать, и если подвижный агрегат все еще приближается и достигает разрешаемого минимального расстояния, агрсгат отключает автоматом.

Надежность защиты и безопасность мог т быть повышены за счет под5

1О

ЗО

35 ф )

6О

65 к ючения к выходу блока измерения емкости для замера емкости обкладкама сса комп ар ат ор а, к выходу которого подсоединен показывающий прибор. Это о беспечи вает си гн алия ации о том, что устройство предупреждения и защиты от прикосновения к токопроводам работоспособно и функционирует.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для защиты от прикос новения к токоведущим линиям сети; н а фиг. 2 — схема генератора с трансформаторным выходом; на фиг.3 структурная схема предложенного устройства, смонтированного на автоклаве; н а фи г. 4 — схема включени я предложенного устройства.

Предложенное устройство содержит обклад <у 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 сигнала 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 б 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 параллельчо проводом, перекинуты над кабельным барабаном и электрически соединены (фиг. 3) .

Емкость рассеяния См между обкладкой 1 и электролинией воздушной сети изменяется при отдалении их.

Ток, протекающий через емкость См, зависит от величины сетевого напряжения и от значения самой емкости.

В то время как обкладка 1 перемещается в пространстве, изменяется и емкость рассеяния С между обкладкой и автокраном. Измеряемое между автокраном и земпей полное сопротивление в большей степени зависит от загрязнения автокрана и от атмосферных условий. Полное сопротивление (импеданс) может быть обозначено через емкость Су и резистивное сопротивление R,,включенные параллельно между платформой автоклава и землей. Этот импеданс в любом случае на порядок ниже величины ивптеданса ем730320

15

55 кости oac:ñåÿíèя С, поэтому платформа или рама автоклава рассматривают— ся как заземленные.

При приближении автокрана к электролинии на минимально р-зрешаемое расстояние значение емкости См составляетет, например, 5 пФ, емко ст ь

С 350-700 пФ. Емкости См и С образуют делитель напряжения, и к обкладке 1 прикладывается напряжение, 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 емкостии С не должны оказыват ь вли яни я н а выходной си гн ал у стройства для защиты от прикосновения к токопроводам. Поэтому емкость С т должна быть замерена и выходной сигнал скорректирован в зависимости от этой величины. В нашем примере емкость С снимается измерительным сигналом 5 кГц.

Вторичная обмотка трансформатора генератора б 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 присоединены к входам блока умножения 4. К выходу блока умножени я 4 подсоединены компараторы 15 и 16, пороговые значения которых различны, К выходу компаратора с меньшим пороговым 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 выдаетая акустический сигнал (звуком), после которого еще есть время для маневрирования и торможения.

По достижении подвижным агрегатом (автокраном) предельно допустимого расстояния агрегат останавливаеTcR

Предварительный .усилитель 10 построен на каскаде транзистора с полевым эффектом, а усилители 11 и

12 — на операционных усилителях с обратной связью, компараторы построены на триггерных схемах с использованием интегральной схемной техники,. пороговые значения которых регулируются при помощи пот енциометра (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

1. Устройство для защиты от прикосновения подвижной установки к токопроводу воздушной линии электропередачи, 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, о тличающееся тем,что,с целью повышения надежности функционирования, 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 блока перемножения подключен ко входу исполнительного органа.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измеритель емкости выполнен в виде генератора с трансформатором на выходе, вторичная обмотка которого имеет несимметричный вывод,. причем часть вторичной обмотки с меньшим 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, вторая обкладка которого подключена к корпусу подвижной установки.

3, Устройство по пп1 и 2, о тличающееся тем,что в исполнительный блок введены компараторы, включенные между выходом блока перемножения и, соответственна, входами акустического элемента и отключающего органа, а компаратор, соединенный со световым индикатором, своим входом подключен к выходу указанного измерителя емкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Козлов В.И, Прибор для защИты от прикосновения к токоведущим час730320

Фиа 4

ЦЧИИПИ Заказ 1352/58 Тираж 783 Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул. Проектная, 4 тям. Известия ВУЗов серия Приборостроение, 1967, т. 10 9 4.

2. Авторское свидетельство СССР 9 549853, кл. H 02 H 5/12, 1973, 3. Мазаник Л.A. Применение радиоэлектроники при эксплуатации стреловых самоходных кранов вблизи линий электропередач. Безопасность труда в промышленности, 1970, Р 12.