|
Рисунок 7.
а – применение СНИ для тестирования наличия напряжения в ВЛЭП;
б – СНИ «ИВА-Н» производства НПЦ «Электробезопасность»;
в – «ПИОН - 2001» производства ЗАО «Техношанс».
СНИ, предназначенные для использования в руке (рисунок 14а), обладают высокой чувствительностью и позволяют определять наличие напряжения на проводах ВЛЭП с земли без подъема на опору. В момент измерения СНИ должен находиться в руке выше головы. Одно из достоинств СНИ, по сравнению с СНК, заключается в том, что в них можно использовать более дешевые и доступные гальванические элементы питания ("ИВА-Н", рисунок 14б) или другие источники, например динамо-машину ("Пион-2001").
Прибор «ИВА-Н» предназначен для оценки напряженности электрического поля (ЭП) промышленной частоты и индикации допустимого времени пребывания в таком поле ремонтного и обслуживающего персонала, производящего работы в зоне сильных ЭП, а также для лиц инженерно-технического состава, осуществляющих регламентацию различных видов работ в зоне ЛЭП сверхвысокого напряжения.
Прибор "ИВА-Н" измеряет напряженность ЭП в диапазоне от 5 до 30 кВ/м, он имеет светодиодную линейку (11 сегментов), шкалу напряженности ЭП и шкалу допустимого времени пребывания персонала в ЭП. Прибор оснащен устройством звуковой сигнализации, срабатывающим при напряженности ЭП более 5 кВ/м.
Питание прибора - автономное, от элемента "Крона" или аккумулятора со встроенным выпрямителем для подзарядки от сети 220 В. Прибор имеет систему контроля работоспособности. Габаритные размеры прибора 195x52x22 мм. масса - 150 г. Прибор комплектуется измерительной штангой для обеспечения необходимого, при определении допустимого времени пребывания персонала в ЭП, расстояния между телом оператора и прибором. В корпусе прибора имеется гнездо для крепления измерительной штанги.
Работа прибора "ИВА-Н" основана на электростатической индукции заряда, пропорционального напряженности внешнего ЭП, в измерительном преобразователе емкостного типа, выполненном в виде металлической пластины, усилении и индикации измеренного значения с помощью светодиодной линейки.
Прибор состоит из пяти основных блоков (рисунок 8): измерительного усилителя (ИУ), выпрямителя (В) амплитудного значения сигнала, преобразовательного устройства (ПУ), компаратора (К) и генератора звуковых импульсов (ГЗИ).
Рисунок 8. Структурная схема прибора «ИВА-Н».
Индуцируемый заряд формируется при помощи преобразователя, выполненного в виде металлической пластины. Блок ИУ имеет переменный коэффициент усиления, регулируемый при настройке прибора. Усиленный сигнал подается на выпрямитель амплитудного значения. Преобразователь уровня (ПУ) зажигает один из 1 светодиодов при поступлении на его вход соответствующего постоянного напряжения с выпрямителя. Сигнал с выпрямителя подается также на компаратор (К), который при определенном уровне включает генератор звуковых импульсов. ГЗИ работает на пьезоизлучающую головку, генерируя прерывистый звуковой сигнал частотой 1 кГц.
Модификация прибора имеет два диапазона: помимо вышеописанного еще диапазон с высокой чувствительностью, измеряющий напряженность ЭП от 0,5 до 5 кВ/м. Переход в соответствующий измеряемому юлю режим осуществляется автоматически. На лицевой панели два круглых светодиода указывают, в каком диапазоне работает прибор.
Наличие второго диапазона позволяет использовать прибор для определения наличия напряжения на проводах, розетках, распределительных коробках, для поиска трассы скрытой проводки напряжением 127 В и выше в производственных и жилых помещениях, для проверки заземления работающего оборудования.
Бесконтактный сигнализатор напряжения «ИВА-Н» позволяет измерять напряженность ЗП от 0,5 кВ/м, можно использовать для контроля соблюдения предельно допустимых уровней ЭП промышленной частоты внутри жилых помещений и на территории зоны жилой застройки, установленных действующими санитарными нормами.
Сигнализатор также позволяет оперативно определить исправность защитного заземления электрооборудования. При приближении к незаземленному корпусу включенной установки, он срабатывает на расстоянии больше, чем при приближении к отдельному проводу. Если же заземление исправно, то сигнализатор на расстоянии 10-15 мм от корпуса будет оставаться в дежурном режиме.
Зависимость показаний сигнализатора от положения его по отношению к источнику электрического поля, позволяет по максимальному числу горящих светодиодов определять расположение находящегося под напряжением провода, в том числе и скрытой проводки 220 В.
СИГНАЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ КАСОЧНЫЕ (СНК).
При работе на ВЛЭП наиболее правильным является крепление СН на каске (рисунок 16), так как в большинстве вариантов расположения работающего электрическое поле имеет максимальную напряженность в зоне над головой человека.
Основной недостаток многих касочных сигнализаторов (СНК) заключается в их сравнительно больших габаритах и массе. Размещение такого прибора на каске работника создает значительные неудобства в работе и вызывает утомление шейного отдела позвоночника. Большая масса прибора обычно вызвана использованием элементов питания устаревших типов с малой энергоемкостью и конструкцией датчика электрического поля.
а - НИК 6-10 производства "РЭТО";
б - СНИ-3 производства КБ "Луч";
в - СНИ-5 производства Армавирского электротехнического завода.
Расположение СНК снаружи на каске опасно из-за возможности зацепов. При снижении размеров сигнализатора и при увеличении надежности крепления данный недостаток практически устраняется.
Другой, не менее важный, недостаток заключается в том, что расположение прибора на каске не обеспечивает защиту его от воздействия атмосферных оса солнечной радиации и пыли, что значительно еж надежность работы, особенно контактных элементов ввиду повышения вероятности их окисления. Проблема может быть частично решена созданием герметичных корпусов с повышенной влагозащитной, как это сделано с СНК "Кристалл" производства «ИНВАРЭЛТРАНС».
Сложность обеспечения бесконтактного автоматического включения прибора вынуждает практически всех разработчиков применять ненадежный механический переключатель. Использование герконов час решает проблему повышения надежности включения, но при этом появляются проблемы с размещением магнита. Применение бесконтактного переключателя позволяет повысить надежность включения прибора, хотя в этом случае имеют место дополнительные потери электроэнергии, вызванные падением напряжения на электронном ключе, что приводит к снижению ре работы источника питания.
Попытка создания сигнализаторов с расширенным диапазоном измерений ведет к необходимости использования дополнительных переключателей, что снижает надежность и увеличивает риск, связанный с неправильным выбором рабочего диапазона напряжений.
К недостаткам касочных сигнализаторов можно отнести и то, что звуковой сигнал направлен от оператора, что ухудшает его восприятие при сильном и при отсутствии предметов, от которых звук может хорошо отражаться. Этот факт следует учитывать при оценке действительной эффективности указываемых разработчиками уровней звукового давления излучаемой мощности сигналов опасности. Если также учесть, что чувствительность человеческого зависит от частоты сигнала, то сравнивать по уровню сигналы разной частоты и длительности (в случае прерывистого сигнала) некорректно.
Учитывая все описанные выше недостатки, сформулируем требования к СНК нового поколения:
• касочный СН не должен содержать выключателя питания, переключателя диапазонов, подверженных внешним воздействиям;
• минимально возможные масса и размеры инструкции; масса сигнализатора должна намного меньше массы каски;
• центр тяжести каски с сигнализатором не должен быть смещен в сторону;
• звуковая сигнализация должна иметь различимые интонации;
• уровень звукового давления должен быть достаточным для уверенного распознавания высоком уровне внешних шумов;
• наличие системы автоматической самодиагностики всей цепи без дополнительных органов управления;
• работоспособность (без замены источника питания) в течение всего срока службы каски.
Сочетать малую массу сигнализатора, длительную работу от одного комплекта батарей и большой уровень звукового сигнала крайне сложно. Как вариант решения этой проблемы может быть использовано разделение сигнализатора на два блока, один из которых, миниатюрный расположен внутри каски и осуществляет непосредственно контроль электрического поля, а второй блок индицирует превышение порогового уровня сигнала и управляет работой первого блока. Второй блок может находиться на спецодежде. Связь между блоками должна быть надежной и не создавать неудобств во время работы. Наиболее оптимальной с этой точки зрения является радиосвязь.
В результате проведенных исследований распределения электрического поля вблизи проводов ВЛЭП и анализа конструкций СНК с учетом сформированных требований разработан касочный сигнализатор "Радиус", состоящий из расположенного внутри каски заподлицо в ребре жесткости миниатюрного (массой 10 г) блока контроля электрического поля и блока сигнализации, располагаемого в руке или на спецодежде. Блоки связаны с помощью радио, причем блоков сигнализации может быть несколько, что позволяет один из них укрепить, например, в нагрудном кармане работающего человека в каске с блоком контроля, а другой будет находиться у напарника или у наблюдающего.
Помимо основной системы сигнализации о приближении на опасное расстояние к проводам ВЛЭП (прерывистые световые и звуковые сигналы) СНК "Радиус" имеет дополнительную систему сигнализации (непрерывный сигнал), включающуюся в случае нарушения радиосвязи блоков или иной неисправности.
СНК срабатывают при приближении к находящимся под напряжением токопроводам в тот момент, когда напряженность контролируемого ими электрического поля превышает установленное пороговое значение. В связи с этим для повышения надежности защиты человека необходимо знать уровень и особенности изменения напряженности электрического поля вблизи проводов ВЛЭП 6-35 кВ (в первую очередь непосредственно под ними), для этого был разработан расчёт напряжённости электрического поля, создаваемого ВЛ.
