К сожалению, современные УН также не лишены недостатков. Рабочие части некоторых типов УН имеют большие габаритные размеры (УВНК-6-З5кВ – разработчик «Электроком», г. Москва; УВН80-2М - разработчик ООО "Энергозащита", г. Ереван), оснащены встроенным источником питания (УВНК 6-35кВ, УВНИ-10СЗ-ИП - разработчик РЭТО г. Москва), обладают значительной массой (УВНИШ-10СЗИП – разработчик РЭТО, г. Москва, УВНК6-35кВ).
Но даже такой УН обладает некоторыми недостатками: большие габаритные размеры, высокая стоимость. В связи с этим очевидна задача разработки новых более удобных и надежных УН, удовлетворяющих следующим требованиям:
· минимальная масса и размеры рабочей части;
· яркость светового сигнала должна быть достаточной для уверенного распознавания при высоком уровне внешней засветки;
· уровень звукового давления должен быть достаточным для уверенного распознавания при высоком уровне внешних шумов;
· высокая надежность;
· малая стоимость.
БЕСКОНТАКТНЫЕ УКАЗАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ ВЫШЕ 1000 В.
Принцип действия бесконтактного указателя основан на электростатической индукции.
УНБ состоят из рабочей части, изолирующей части и рукоятки. Рабочая часть содержит источник питания, измеритель и индикатор напряжения В зависимости от уровня напряжения ВЛЭП расстояние срабатывания УНБ может составлять от нескольких сантиметров до метра. УНБ и изготавливаются в металлических или пластмассовых корпусах при этом оба варианта допускают непосредственный контакт с проводом ВЛЭП. УНБ в металлическом корпусе не обладают направленностью срабатывания, что позволяет произвольно располагать их относительно провода.
В отличие от УН, отсутствие необходимости непосредственного контакта с проводом упрощает позиционирование УНБ относительно провода, но при этом снижается достоверность тестирования на наличие напряжения. Отсутствие прямого контакта с проводом ВЛЭП не позволяет создать УНБ без источника питания в рабочей части, что усложняет и удорожает его конструкцию в целом. Наличие источника питания вынуждает устанавливать переключатель питания, снижающий надежность работы УНБ.
Эту проблему можно решить, например, с помощью устройства автоматического включения при установке рабочей части УНБ на штангу
Анализируя характеристики УНБ, находящихся в эксплуатации и новейших разработок (УВНБ - разработчик КБ "Луч", г. Ярославль; УН 6-10/Б01 и УВНК 6-35 - разработчик "Электроком", г. Москва), можно сделать вывод, что все они обладают примерно одинаковыми параметрами, за исключением типа источника питания и общей массы.
Специфика эксплуатации и проверки УНБ ставит под сомнение использование их как основного средства защиты, к каковым их относят некоторые производители. Встроенная проверка не может гарантировать достоверности работоспособности УНБ, а тестирование с помощью приборов для проверки контактных указателей напряжения в полевых условиях затруднено или невозможно.
Поэтому, при эксплуатации УНБ необходимо помнить, что они являются только дополнительным средством защиты и не могут быть единственным средством для проверки наличия напряжения.
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПРОВЕРКИ УКАЗАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ ВЫШЕ 1000 В В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
Перед началом работы с указателем напряжения свыше 1000 В (УН) необходимо проверить его исправность путем прикосновения контактного электрода к токоведущим частям, заведомо находящимся под напряжением. На практике нередки случаи, когда поблизости от места, где должно быть проведено определение отсутствия напряжения, нет токоведущих частей, заведомо находящихся под напряжением (полевые условия). Поэтому, в таких случаях рекомендуется использовать для проверки специальные приборы, служащие носимыми источниками высокого напряжения (ППУ).
Ранее в качестве ППУ использовались мегомметры на 1000 В и 2500 В, при вращении рукоятки которых вырабатываемое ими напряжение подводилось к контактному электроду УН. Этот способ проверки исправности указателей имеет явный недостаток – требует наличия специального устройства, которое нередко тяжелее указателя и более громоздко. Еще один способ проверки УН, применяющийся за границей, заключается в том, что указатель, изолирующие трубки которого изготовлены из специального материала (например, пластического поливинилхлорида), натирается сухой тканью. В результате на нем возникает электростатический за ряд, который при касании контактом-наконечником указателя заземленного предмета стекает в землю, вызывая свечение лампочки. Достоинство этого способа является его простота, а недостатком - то, что он обеспечивает проверку главным образом лампы, а не указателя в целом.
Существует еще один способ, обладающий теми же достоинствами и недостатками, что и предыдущий. Он основан на использовании специальной неоновой лампы, внутри которой имеется маленькая капелька ртути. При легком покачивании лампы (т.е. указателя) капелька ртути генерирует электрический заряд, благодаря которому происходит ионизация инертного газа, заключенного в колбе лампы, и его свечение в виде неярких вспышек.
Данный способ применяется в указателях, изготовленных в Германии и США. Ранее на практике часто применялся способ проверки исправного УН путем приближения его щупа к свече зажигания работающего двигателя автомашины или мотоцикла. Однако, сейчас это строго запрещено правилами, Все вышеописанные способы проверки не являются эквивалентными по отношении к реальной воздушной линии (ВЛ), т.к. не обеспечиваю условии проверки, эквивалентных тем, в которых УН используется на практике, т.е. форма напряжения не является синусоидальной, а его значение не составляет 25% от физического напряжения ВЛ и частота не равна 50 Гц.
Анализируя устройства для проверки указателей напряжения свыше 1000 В, как находящиеся в эксплуатации, так и представленные на прошедших за последние годы выставках на ВВЦ (г. Москва), можно также сделать вывод о том, что далеко не все они соответствуют существующим требованиям.
Основным недостатком большинства устройств является отличная от 50 Гц частота испытательного напряжения (15 кГц – УПУН-1 и УПУН-2 – разработчик «Электроприбор», г. Краснодар). Повышение частоты испытательного напряжения влечет за собой снижение емкостного сопротивления указателя, что снижает напряжения зажигания. При этом неисправные указатели, имеющие высокие токи утечки (потребления), повышенное напряжение и т.п., уверенно срабатывают при проверке, но могут неправильно указать отсутствие напряжения на контролируемом с их помощью электрооборудовании в сетях с частотой 50 Гц.
Для подтверждения факта влияния частоты на параметры указателя были проведены испытания рабочей части УН типа "Оса" (разработчик НПЦ «Электробезопасность" ВятГУ, г. Киров). Для этого человек, держащий рабочую часть УН в руке, контактом-наконечником прикасался к электроду генератора синусоидального напряжения, корпус которого неизменном значении выходного напряжения, изменялась его частота с фиксацией интервала мигания индикаторного светодиода (рисунок 3). Во втором, при выбранной постоянной частоте мерцания, фиксировалось значение выходного напряжения в зависимости от его частоты (рисунок 9б).
Рисунок 3. Графики зависимости:
а – интервала мерцания светодиода от частоты выходного напряжения;
б – выходного напряжения от его частоты.
Аналогичные зависимости были получены и для других типов УН. Результаты испытаний подтвердили то, что с ростом частоты выходного значения напряжения происходит снижение напряжения срабатывания УН, что обусловлено уменьшением его емкостного сопротивления.
В Южных электрических сетях Кировэнерго на макете реальной ВЛ проведены экспериментальные исследования по определению напряжения срабатывания различных УН. Результаты экспериментов показали, что значение напряжения срабатывания УН составляет порядка 1,5 кВ (25% от фазного напряжения), что соответствует требованиям.
Следует отметить, что широко используемое для проверки УН устройство "Кристалл", согласно паспортным характеристикам, обеспечивает выходное напряжение не ниже 6,5 кВ, что выше фазного напряжения сети 10 кВ и почти в 2 раза выше фазного напряжения сети 6 кВ, испытания должны проводиться напряжением, составляющим 25 % фазного). Выходное напряжение является несинусоидальным (близким к экспоненциальному), что тем более ставит под сомнение эквивалентность проверки указателей подобным устройством.
Так как рассмотренные указатели высокого напряжения имеют большие габаритные размеры и массу, начинают разрабатываться малогабаритные устройства для проверки высокого напряжения, которые находят применение в полевых условиях. По сравнению с УВН, использующие пьезоэлементы и высокочастотные преобразователи, которые формируют на выходе сигнал, значительно отличающийся от напряжения в линии электропередачи (обычно это серия коротких высоковольтных импульсов), что не позволяет в полной мере проверить исправность указателя напряжения, так как могут не отреагировать на напряжение промышленной частоты.
Разработанное устройство, в отличие от вышеупомянутых, формирует на контрольном выводе синусоидальное напряжение 1.5 кВ (действующее значение) частотой 50 Гц. Устройство оснащено световой и звуковой сигнализацией наличия испытательного напряжения 1,5 кВ, системой контроля состояния источника питания. Для проверки указателя высокого напряжения с помощью разработанного устройства достаточно прикоснуться щупом указателя к контрольному выводу включенного устройства. Исправный указатель должен показать наличие напряжения. Блок-схема устройства приведена на рисунке 4.
Рисунок 4. Блок-схема устройства.
1- генератор синусоидального (опорного) напряжения;
2- генератор высокочастотных импульсов;
3- компаратор для сравнения выходного напряжения с опорным;
4- выходной каскад;
5- высоковольтный трансформатор;
6- высоковольтный управляемый выпрямитель;
7- фильтр.
Принцип действия прибора основан на получении высоковольтного высокочастотного амплитудно-модулированного напряжения U5 (рисунок 5), которое затем выпрямляется управляемым выпрямителем (рисунок 5).
