УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАЛИЧИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ СЕТЕЙ И ПРАВИЛЬНОСТИ ФАЗИРОВКИ И ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК

Полезная модель относится к области электротехнике.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является устройство для контроля наличия высокого напряжения на шинах 3-35 кВ, содержащее опорный изолятор, емкостный датчик, выполненный в виде металлического кольца, заделанного в специальный кольцевой паз в теле изолятора, и индикаторный блок, содержащий три накопительных конденсатора, каждый из которых включен между датчиком и землей, три разрядника, включенных параллельно каждому конденсатору, три неоновые индикатора, три резистора, включенные последовательно с лампочками, ручной коммутационный элемент, выполненный в виде переключателя с фиксатором положения с тремя замыкающимися и тремя размыкающимися контактами. Каждый индикатор включен последовательно с резистором и замыкающимся контактом между датчиком и землей (RU 61957U1, G01R 19/155, 2007).
Недостатками известного устройства являются низкая надежность применяемых элементов и недостаточная достоверность контроля высокого напряжения устройством в целом. Неоновые лампы, применяемые в качестве индикатора высокого напряжения, не контролируются постоянно в процессе работы, что может привести к ложному восприятию отсутствия высокого напряжения-при неисправной неоновой лампе или обрыве (или коротком замыкании) питающих ее цепей.
Задачей полезной модели является повышение надежности устройства и повышение достоверности контроля высокого напряжения.
Поставленная задача достигается за счет следующей совокупности существенных признаков.
Устройство для контроля наличия напряжения в высоковольтных сетях и правильности фазировки, содержащее емкостный датчик и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), при этом емкостный датчик выполнен в виде изолятора, внутри которого установлены с зазором два электрода, вывод одного из которых предназначен для подключения к высоковольтной шине, а вывод другого электрода через сигнальный экранированный провод подключен к аналоговому входу АЦП, причем экран сигнального провода заземлен.
Емкостный датчик для контроля наличия напряжения в высоковольтных сетях, содержащий изолятор с развитой наружной поверхностью, внутри которого установлены с зазором два электрода, вывод одного из которых предназначен для подключения к высоковольтной шине, а вывод другого электрода предназначен для подключения через сигнальный экранированный провод к аналоговому входу аналого-цифрового преобразователя, при этом экран сигнального провода заземлен.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 представлена схема устройства, а на фиг.3 - емкостной датчик в разрезе.
Устройство для контроля наличия напряжения в высоковольтных сетях, содержит емкостный датчик 1 и аналого-цифровой преобразователь 2 (фиг.1 и фиг.2 и 3). Емкостный датчик 1 выполнен в виде изолятора 3 (фиг.3), внутри которого установлены с зазором два электрода 4 и 5. Вывод одного из электродов 4 предназначен для подключения к фазной высоковольтной шине 6, а вывод другого электрода 5 через сигнальный экранированный провод 7 подключен к аналоговому входу АЦП 2 (фиг.1), причем экран 8 сигнального провода заземлен. Изолятор 3 выполнен с развитой наружной поверхностью.
Емкостный датчик 1 является емкостным делителем напряжения, состоящим из емкости непосредственно датчика С1 и входных емкостей АЦП и подводящего провода С2 и позволяет снизить напряжение до величины, необходимой для обработки в электронных цифровых системах и устройствах.
Расстояние между электродами 4 и 5 емкостных датчиков для различных напряжений выбирается из расчета одинаковой напряженности электрического поля в зоне второго электрода. То есть, если расстояние между электродами емкостного датчика на напряжение 10 кВ. взять равным 25 мм, то исходя из равенства напряженности электрического поля 10 и 20 кВ, и используя уравнение Максвелла:
можно посчитать, что расстояние между электродами 4 и 5 емкостного датчика на напряжение 20 кВ будет равным, примерно, 35 мм.
Крепление емкостного датчика 1 осуществляется непосредственно на высоковольтную шину 6. С другой стороны к датчику присоединяются монтажные экранированные сигнальные провода, которые образуют информационный канал с соответствующими электронными устройствами и системами.
Напряжение на выходе датчика при подаче высокого напряжения 3000 В промышленной частоты 50 Гц со стороны шины должно быть не менее 5 В.
Длина монтажного экранированного провода от датчика до АЦП (входное сопротивление АЦП не менее 1 мОм) должна быть 2±0,1 м.
Длина путей утечки датчиков по ГОСТ 9920-89 должна быть не менее 1,6 см/кВ.
Сопротивление изоляции датчиков должно быть не менее 100 ГОм.
Полезная модель обеспечивает создание простого и надежного устройства для использования в высоковольтных сетях с последующей возможностью обработки информации в цифровых устройствах, при этом передача данных может осуществляться по радиоканалу. Кроме того, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить контроль правильности фазировки (чередования фаз) высоковольтных сетей в автоматическом режиме.