CS229608B2 - Zařízeni na ochranu před dotykem - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zařízení pro ochranu pojízdných zařízení před nebezpečným přiblížením k elektrickým sítovým vedením, kteréžto zařízeni je opatřeno kapacitním měřicím čidlem připojeným na zesilovač sítových frekvencí. Účelem vynálezu je vyvinout zařízení pro pojízdná zařízeni, například pracovní stroje, namontovaná na vozidle, podílející se na veřejné dopravě. Uvedeného účelu je dosaženo tím, že měřicí čidlo je tvořeno polepem pojízdných zařízení a je připojeno ke kapacitní měřicí jednotce pro měření kapacity mezi polepem a hmotou pojízdných zařízení.přičemž kapacitní měřici jednotka pro měřeni kapaci(y mezi polepem a hmotou a zesilovač sítových frekvenci jsou přes své výstupy připojeny na vstupy násobícího obvodu, na jehož výstup je připojena indikační jednotka.

Description

Předmětem vynálezu je zařízení na ochranu před dotykem pro ochranu pojízdrp ch zařízení před nebezpečným přiblížením k elektrickým sílovým vedením»

Zařízení na ochranu před dotykem, která by byla vhodná k takovéto ochraně pojízdných zařízení před nebezpečným přiblížením k elektrickým sítovým vedením, nejsou v současné době známá.

Exis^tují závazné předpisy, v nichž je stanoveno, na jakou vzdálenost je možné přibližovat se k elektrickým sítovým vedením, což je určeno pro různá sítová napětí. V současné době však neexistuje možnost sledovat dodržování těchto předpisů měřicí technikou, zvláště pak není v důsledku současného stavu techniky možné automaticky zjišťovat vzdálenost při pohybu pojízdných zařízení»

Pro ochranu montérů, kteří pracují na sítích pod napětím je známo takové řešení, které spočívá na zabudování induktivního signalizačního zařízení do helmy, kdy se v podstatě jedné o indukční cívku připojenou na reproduktor» froud, který se při přiblížení k vedení v cívce indukuje, budí v reproduktoru tón, jehož hlasitost je závislá na míře přiblížení k vedení» Toto řešeni však není vhodné pro ochranu pojízdných zařízení, protože v něm použité motory a transformátory budí v důsledku jejich magnetického pole v cívce rovněž proud a protože jsou v praxí tato magneticv ká pole mnohonásobně větší než pole sítového vedení, překrývá rušivý signál úplně použitelný signál měřicí»

2·^; 229 808

Cílem vynálezu je vyvinutí zařízení na ochranu před dotekem, které by umožňovalo zaručit ochranu před nebezpečným přiblížením k sííovým vedením pojízdným zařízením, např_e pracovním strojům, ktepé jsou montovány no vozidla podílející se na veřejné dopravě.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny a uvedeného cíle je dosaženo u zařízení na ochranu před dotykem podle vynálezu, jehož podstatou je, že měřicí čidlo je tvořeno polepem pojízdných zařízení a je připojeno ks kapacitní měřici jednotce pro měření kapacity mezi polepem a hmotou pojízdných zařízení, přičemž kapacitní měřicí jsdnotka pro měření kapacity mezi polepem a hmotou a zesilovač sílových frekvencí jsou přes své výstupy připojeny na vstupy násobícího obvodu, na jehož výstup je připojena indikační jednotka.

Zařízení pro ochranu před dotykem zhotovené podle vynálezu automaticky signalizje dosažení zakázané vzdálenosti, přičemž se tato zakázaná vzdálenost mění v závislosti na napětí sítového vedení - odpovídá přitom zadané bezpečnostní velikosti - a funkce zařízení není ovlivňována rušivými působeními, které pocházejí z elektrických přístrojů pojízdného zařízení nebo vznikají při změnách kapacity mezi hmotou a polepem.

Je výhodné, obsahuje-li kapacitní měřicí jednotka pro měření kapacity mezi polepem a hmotou generátorový obvod s transformátorovým výstupem, sekundární cívka trar.sfcrmá*oru je asymetricky rozdělená, přičemž část sekundární

229 «Μ cívky s menším počten závitů je zapojena do série mezi polep 9 vstup předzesil* vače a část sekundární cívky s větším počtem závitů je připojena na trimrcvý kondenzátor·

Toto řešení umožňuje měření kapacity mezi hmotou a polepem v měřicí smyčce, s malou kapacitou, která v podsta tě neovlivňuje . kapacitní poměry·

Je účelné opatřit indikační jednotku jedním nebo -více komparátory, které jsou připojeny na výstup násobícího obvodu a na jejichž výstupy jsou připojeny na obvody pro akustickou, případně optickou signalizaci a/nabo na obvody pro spínání·

Toto řešení umožňuje vícestupňový poplach, popřípadě násah· Například může být při dosažení pětinásobku zakázaná vzdálenosti . generován akustický signál, přičemž je obsluze pojízdného zařízení ještě ponechána možnost k manévrování, a jestliže pak pojízdné zařízení přesto dosáhne zak?zané vzdálenosti, je odpojeno·

Provozní bezpečnost může být déle zvýšena variantou provedení vyrálezu, u níž je na výstup ka^citní měřicí jednotky pro měření kapacity mezi polepem a hmotou připojen komparétor a na jeho výstup je připojena indikační jednotka.

Toto řešení signalizuje, že zařízeni pro ochranu před dotykem je provozuschopné a fungující·

Příklad zařízení na ochranu před dotykem podlflkyná229 608 lesu bude nyní podrobněji popsán s odvoláním na výkresy, znázorňující příklady provedení» kde znázorňuje obr» 1 blokové schéma zařízení pro ochranu ořed dotykem podle vynálezu, obr. 2 generátorový obvod s transformátorovým výstupem a propojení transformátoru, obr. 3 detailnější blokové schéma zařízení pro ochranu před dotykem podle vynálezu a obr. 4 propojovací s^chéma tohoto zařízení. Zařízení pro ochranu před dotykem zhotovené podle tohoto vynálezu je opatřeno polepem 1 kapacitního čidla, přičemž tento polep pojízdném zařízení připevněn izolovaně a je na jedné*ot i aně připojen ns kapacitní měřicí jednotku 2 pro měření kapacity mezi polejŽn JL a hmotou, na druhé straně pak je připojen na zesilovač 2 sílových frekvencí. Kapacitní měřicí jednotka 2 pro měření kapacity mezi polepem 1 a hmotou a zesilovač 2 sílových frekvencí jsou přes své výstupy spojeny se vstupy násobícího obvodu 4, přičemž výstup tohoto násobícího obvodu 4 je připojen na indikační jednotku 2 (obr. 1).

Kapacitní měřicí jednotka 2 pro měření kapacity mezi polepem 1 a hmotou obsahuje generátorový obvod 10 s transformátorovým výstupem. Transformátor 6 generátorového obvodu 10 (obr. 2) je na výstupní straně asymetricky rozdělen. Část 2 sekundární cívky s menším počtem závitů je připojena do série mezi polep 1 a vstup předzesilovače 11» část 3 sekundární cívky s větším počtem závitů a je připojena na trimrcvý kcnder.Zcátor 2^a

- 5 _t 229 808

Obr. 3 znázorňuje blokové schéma zařízení pro ochranu před dotekem podle vynálezu, které je umístěno na jeřábo vém vozidle* V temto případě je polep 1 tvořen vedením, které je taženo paralelně s jeřábovým, lanem a zároveň s tímto lanem se paralelně pohybuje a přitom sleduje v každém stavu jeřábové věže a jeřábového háku obalevou křivku jeřábového vezu*

První řídicí kapacita mezi polepem ]. a sílovým vedením se mění se vzdáleností mezi polepem 1 a sílovým vedením·, udává tedy, kdy se jeřábový vůz blíži k sílovému vedení. Proud, který přes první řídicí kapcitu protéká, závisí známým způsobem jak na hustotě sílového napětí, tak i na hodnotě první řídicí kapacity C^.

Zatímco se polep 1 pohybuje, mění se také druhá řídicí kapacita mezi polepem 1 a jeřábovým vozem.

Impedance měřitelná mezi jeřábovým vozem a zemí závisí ve velké míře na zneěiětění jeřábového vezu a na atmosférických poměrech, může být zakreslena jako kapcita proti zemi a odpor R^ proti zemi, které jsou paralelně zapojeny mezi podvozek jeřábového vozu a zem. Tato impedance je rovněž nejméně o řád meněí, než je impedance reprezentovaná druheu řídicí kapacitou C^. Z tohoto důvodu lze považovat podvozek jeřábového V02U za uzemněný.

V pozici, ve které se jeřábový vůz přiblíží k sílovému vedení až na zakázanou vzdálenost, činí hodnota první řídicí kapacity například 5 pF., V této pozici se

- 6 pohybuje druhá řídicí kapacita Cg, mezi 350 až 700 pF. První řídicí kapacita a druhá řídicí kapacita Cg, tvoří napěťový dělič a na polepu 1 je napětí, které je tímto napěťovým děličem odvozeno od napětí sítě; se změnou druhé řídicí kapacity Cg, se tedy mění také úměrné napětí na polepu 1» Změny druhé řídicí kapacity Cg, však v žádném případě nemohou mít vliv na výstupní signál zařízení pro ochranu před dotykem. Proto musí být druhá řídicí kapacita Cg, měřena a výstupní signál musí být v závislosti na tomto měření korigováno V našem příkladu je druhá řídicí kapacita Gg, napájena měřicím signálem 5 kHz. Sekundární cívka transformátoru 6 generátorového obvodu je dělená, jak již bylo .uvedeno.

Střední vývod sekundárního vinutí transformátoru 6, je připojen na vstup předzesilovače 11 s velkou vstupní impedancí. Na výstup tohoto předzesilovače 11 je připojen na jedné straně filtrovací zesilovač 12 sítové frekvence s filtrovacím účinkem selektivní nebo dolní propusti, na druhé straně zesilova č 1£ s měřicí frekvencí 5 kHz. Na výstupy filtrovacího zesilovače 12 síťové frekvence je připojen první usměrňovač 13 a na výstup zesilovače 14 s měřicí frekvencí 5 kHz je připojen druhý usměrňovač 15, jejichž výstupy jsou připojeny na vstupy násobícího obvodu

Na výstup násobícího obvodu jsou připojeny první kompardtor 16 a druhý komparátor 17> jejichž prahové hodnoty jsou rřzné, a na výstup toho z nich, který má menší prahovou hcdr.otu, je připojen například obvod elektrické sig22SMM nální houkačky a na výstup tcho z nich, který má vyšší prahovou hodnotu, je př'pojen řiditelný vypínač, který může přerušit zapalovací obvod motoru jeřábového vozu.

Na výstup druhého usměrňovače 15 je připojen třetí komparétor 18, na jehož výstup je připojen například obvod signální žárovky.

Příklad provedení zařízení na ochranu před dotykem podle vynálezu zaručuje třístupňovou ochranu :

- ještě než se přiblíží jeřábový vůz k sílovému vedení na prahovou vzdálenost, vybudí se akustický signál, po kterém ještě zbývá čas k manévrování a brzděni;

- jakmile pojízdné zařízení - jeřábový vůz - dosáhne prahovou vzdálenost, je zastaveno;

- je indikována|provozní funkce zařízení pro ochranu před dotykem.

V /

Obr. 4 znázorňuje schéma zapojení zařízení ne ochranu před dotykem podle obr. 3.

Předzesilovač 11 je opatřen tranzistorem, řízeným elektrickým polem, filtrovací zesilovač 12 siíové frekvence a zesilovač li s měřicí frekvencí 5 kHz zpětnovazebními operačními zesilovači, první komparétor 16 a druhý kcmparétor 17 jsou klopné obvody s integrovanými obvody, jejichž prahové hodnoty mohou být nastavovány přes potenci ometr 19. U příkladu provedení je filtrovací zesilovač 12 sííové frekvence selektivní, zesilovač 14 s měřicí frek·

- 8 voncí 5 kHz je pak proveden jako dolní propust,

229 908

Násobící obvod J. je také opatř£RⁿřÍ£tŠ8$&^ínelektrickým polem. Výstupní signál nezávislý na změně druhé řídicí kapcity C^, může být získán tím způsobem, že se mění odpovídajícím způsobem zesílení kapacitní měřicí jednotky 2 pro měření kapacity mezi hmotou a polepem 1,

Zařízení podle tohoto příkladu signalizuje v oblasti sítových frekvencí mezi. 220 V a 150 kV. vždy vzdálenost patřící ke stejné intenzitě pole, což umožňuje zjistit optimální zakázanou vzdálennst. Tato zek ézaná vzdálenost je tedy v závislosti na sítovém napětí plynule proměnná, je-li například při 220 V 0,5 η» činí při 150 kV 3,5 n.

Je třeba ještě poznamenat, že hodnoty zakázaných vzdáleností měřené pomocí uvedeného zařízení se také za deště a rosy mění jen v malé míře a to směrem k výhodnějším větším hodnotám.

Claims (4)

1« Zařízení na ochranu před dotykem pro ochranu pojízdných zařízení před nebezpečným přiblížením k elekv trickým sítovým vedením, kteréžto zařízení je opatřeno kapacitním měřicím čidlem připojeným na zesilovač sílových frekvencí, vyznačující se tím, že měřicí čidlo je tvořeno polepem (1) pojízdných zařízení a je připojeno ke kapacitní měřici jednotce (2) pro měření kapacity mezi polepem (1) a hmotou pojízdných zařízení, přičemž kai&itní měřicí jednotka (2) pro měření kapacity mezi po· lepem (1) a hmotou a zesilovač (3) sílových frekvencí jsou přes své výstupy připojeny na vstupy násobícího obvodu (4), na jehož výstup je připojena indikační jednotka (5).

2* Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že kapacitní měřicí jednotka (2) pro měření kapacity mezi polepem a hmotou obsahuje generátorový obvod (10) s transformátorovým výstupem a sekundární cívka transformátoru (6) je asymetricky dělena, přičemž část (7) sekundární cívky s měnším počtem závitů je zapojena do adrie mezi polep (1) a vstup predzesilovače (11) a část (8) sekundární cívky s větším počtem závitů jc připojena na trimrový kondensátor (9)·

3. Zařízení podle bodů 1 nebo 2, vyznačující se tím že indik notka (5) obsahuje jeden nebo více komrarátorá jsou připojeny na výstup násobícího ob10

229 SOB vodu (4) a jejichž výstupy jsou připojeny na obvody pro akustickou, případně optickou signalizaci a/nebo na obvody pro spínání.

4. Zařízení podle kteréhokoliv z bodů 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že na výstup kapacitní měřicí jednotky (2) pro měření kapacity mezi polepem (1) a hmotou je připojen komparétor a na jeho výstup je připojena indikační jednotka.