RU2319159C1

RU2319159C1 - Device for detection of electric field of power line

Info

Publication number: RU2319159C1
Application number: RU2006133822/09A
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Воронежцев; Алексей Борисович Макаров; Энвер Акрамович Казаков; Алексей Иванович Мамонов; Виктор Иванович Чубаров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт стреловых кранов"
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-03-10

Abstract

FIELD: lifting and transportation mechanical engineering, namely system for ensuring safety of operation of lifting equipment; possible use for preventing dangerous approach of jib type cranes with telescopic crane arms to power lines.

SUBSTANCE: device for detection of electric field of power line contains an antenna and antenna amplifier, where at least a part of antenna is made in form of flat capacitor mounted on rotary device of crane, and current-conductive plates of flat capacitor are connected to input of antenna amplifier. Positioning of antenna in form of flat capacitor not on the head of crane arm, but on rotary device, ensures safety of crane operation during installation of fly jib, and also results in increased comfort of operation, particularly, low length of communication line and exclusion of drum for winding cable, removing causes for cable tearing under conditions of real applications.

EFFECT: increased efficiency.

2 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Предлагаемое техническое решение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к системе обеспечения безопасности работы подъемного крана. Оно может быть использовано для защиты от опасного приближения к линии электропередачи (ЛЭП) стреловых кранов с телескопическими стрелами.The proposed technical solution relates to hoisting and transport machinery, and in particular to a system for ensuring the safety of a crane. It can be used to protect jib cranes with telescopic booms from a dangerous approach to the power line (power transmission line).

Уровень техникиState of the art

Известно устройство обнаружения электрического поля линии электропередачи, содержащее антенный датчик приближения к ЛЭП и антенный усилитель (см. Приборы безопасности грузоподъемных кранов, ред. Сушинского В.А., М., 1996 г., раздел Ш, стр.1-14). В источнике аналог назван универсальный автоматический сигнализатор УАС-1. Антенный датчик состоит из нескольких последовательно соединенных элементов, выполненных в виде петель из изолированного провода. Концы этой цепи присоединены к входу антенного усилителя, выходной сигнал с которого используется для сигнализации.A device is known for detecting the electric field of a power line containing an antenna proximity sensor to the power transmission line and an antenna amplifier (see Safety devices for cranes, ed. Sushinsky V.A., M., 1996, section W, pages 1-14). In the source, the analogue is called the universal automatic signaling device UAS-1. The antenna sensor consists of several series-connected elements made in the form of loops from an insulated wire. The ends of this circuit are connected to the input of the antenna amplifier, the output signal from which is used for signaling.

Принцип действия прототипа заключается в том, что на петлях антенного датчика, имеющих емкость относительно проводов ЛЭП, создается напряжение, которое затем усиливается и используется в блоке сигнализации. Оно должно быть пропорционально рабочему напряжению ЛЭП, чтобы имелась возможность калибровать расстояние до заданной ЛЭП.The principle of operation of the prototype is that a voltage is created on the loops of the antenna sensor having a capacitance relative to the wires of the power lines, which is then amplified and used in the signaling unit. It should be proportional to the operating voltage of the power line, so that it is possible to calibrate the distance to the given power line.

Известный антенный датчик имеет ряд существенных недостатков, которые заключаются в следующем:The known antenna sensor has a number of significant disadvantages, which are as follows:

1. Антенный датчик аналога, кроме емкостной реакции на напряжение ЛЭП, имеет еще и индуктивную реакцию на ток в проводах ЛЭП, так как он состоит из петель (витков) провода. В результате этого полное наводимое в нем напряжение будет зависеть как от напряжения, так и от тока в проводах ЛЭП. Это делает невозможным производить однозначную калибровку расстояния от датчика до заданной ЛЭП, так как ток в проводах изменяется в зависимости от нагрузки на ЛЭП.1. The analogue antenna sensor, in addition to the capacitive response to the power line voltage, also has an inductive reaction to the current in the power line wires, since it consists of loops (turns) of the wire. As a result, the total voltage induced in it will depend on both the voltage and the current in the wires of the power lines. This makes it impossible to unambiguously calibrate the distance from the sensor to a given power line, since the current in the wires varies depending on the load on the power line.

2. Антенный датчик приближения к ЛЭП, входящий в состав аналога, имеет по азимуту и углу места неравномерную диаграмму направленности, которая к тому же может изменяться при движении стрелы (или воздействии ветра) вследствие нежесткого закрепления датчика на стреле. Это также не позволяет получить однозначную калибровку датчика и может привести к аварии из-за несрабатывания УАС-1 при приближении датчика к проводам ЛЭП под определенными пространственными углами.2. The antenna proximity sensor to the power transmission line, which is part of the analogue, has an uneven radiation pattern in azimuth and elevation, which can also change when the arrow moves (or when exposed to wind) due to non-rigid mounting of the sensor on the arrow. It also does not allow to obtain an unambiguous calibration of the sensor and can lead to an accident due to the failure of the UAS-1 when the sensor approaches the power lines at certain spatial angles.

3. Вследствие малой величины поверхности провода такого датчика емкостная связь между ним и проводами ЛЭП будет также мала. Поэтому напряжение, поступающее с датчика на вход усилителя, будет незначительным. В результате сигнал, достаточный для срабатывания УАС-1 от ЛЭП с напряжением 220В, вырабатывается на расстоянии от датчика до проводов ЛЭП, равном 1,5-1,7 м. Такого расстояния для надежного срабатывания сигнализатора при максимальной длине стрелы крана 22-28 м недостаточно для обеспечения безаварийной работы крана, так как колебания напряжения на выходе датчика из-за вышеуказанных факторов могут быть весьма велики и превышать напряжение, соответствующее перемещению датчика на 1,5-2,0 м. Поэтому, например, слабонагруженную ЛЭП или ЛЭП без нагрузки, но под напряжением, такой датчик может вообще не обнаружить.3. Due to the small size of the wire surface of such a sensor, the capacitive coupling between it and the wires of the power transmission line will also be small. Therefore, the voltage supplied from the sensor to the amplifier input will be negligible. As a result, a signal sufficient for the UAS-1 to operate from the 220 V transmission line is generated at a distance from the sensor to the transmission line wires of 1.5-1.7 m. Such a distance for reliable operation of the signaling device with a maximum crane arm length of 22-28 m insufficient to ensure trouble-free operation of the crane, since the voltage fluctuations at the output of the sensor due to the above factors can be very large and exceed the voltage corresponding to the movement of the sensor by 1.5-2.0 m. Therefore, for example, lightly loaded power lines or power lines without load , but when energized, such a sensor may not be detected at all.

4. Расположение антенного датчика приближения к ЛЭП на стреле крана приводит к ряду неудобств при эксплуатации, самым главным из которых являются частые обрывы линии связи датчика и сигнализатора в реальных условиях применения, например, при выдвижении стрелы крана, торможении вращения барабана вследствие обледенения или попадания в него посторонних предметов, передвижении крана в непосредственной близости от деревьев и т.д.4. The location of the antenna sensor for approaching the power transmission line on the crane boom leads to a number of inconveniences during operation, the most important of which are frequent breaks in the communication line between the sensor and the signaling device under real conditions of use, for example, when the crane boom extends, the drum rotation is inhibited due to icing or falling into foreign objects, the movement of the crane in the immediate vicinity of trees, etc.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство обнаружения электрического поля линии электропередачи «Азон» (см. Приборы безопасности грузоподъемных кранов, ред. Сушинского В.А., М., 1996 г., раздел III, стр.32-34), содержащее антенну и антенный усилитель. Данные признаки совпадают с признаками изобретения.The closest technical solution (prototype) is the electric field detection device for the Azon power line (see Safety devices for hoisting cranes, ed. V. Sushinsky, M., 1996, section III, pages 32-34), comprising an antenna and an antenna amplifier. These signs coincide with the signs of the invention.

Антенна состоит из сферического металлического сегмента, укрепленного на диэлектрическом основании, которое установлено на оголовке стрелы. Подключение устройства к исполнительному блоку производится также с помощью кабеля, намотанного на барабан. Прототип имеет более стабильную диаграмму направленности вследствие жесткого закрепления на оголовке стрелы, однако в нем сохраняются основные недостатки вышеописанного аналога.The antenna consists of a spherical metal segment mounted on a dielectric base, which is mounted on the head of the boom. Connecting the device to the executive unit is also carried out using a cable wound on a drum. The prototype has a more stable radiation pattern due to the rigid fastening on the head of the arrow, however, it retains the main disadvantages of the above analogue.

1. Напряжение на выходе зависит от тока в проводах ЛЭП, так как магнитные силовые линии электромагнитного поля проводов ЛЭП пересекают поверхность металлического сегмента под различными углами, в связи с чем на нем наводятся токи, создающие в конечном счете напряжение на выходе датчика.1. The voltage at the output depends on the current in the wires of the power lines, since the magnetic field lines of the electromagnetic field of the wires of the power lines cross the surface of the metal segment at different angles, in connection with which currents are induced on it, which ultimately create the voltage at the output of the sensor.

2. Неравномерная диаграмма направленности датчика по азимуту и углу места вследствие закрепления его на оголовке стрелы.2. Uneven directional pattern of the sensor in azimuth and elevation due to fixing it on the head of the boom.

3. Малая величина сигнала на выходе, что приводит к недопустимо малому расстоянию срабатывания защиты (1,5 м) от ЛЭП с напряжением 220В.3. The small value of the signal at the output, which leads to an unacceptably small distance of the operation of the protection (1.5 m) from the transmission line with a voltage of 220V.

4. Большая длина кабеля связи антенного усилителя с блоком сигнализации, что приводит к обрывам кабеля. Наличие кабельного барабана также снижает надежность работы устройства.4. A large length of the communication cable of the antenna amplifier with the alarm unit, which leads to cable breaks. The presence of a cable drum also reduces the reliability of the device.

5. Кроме того, в данном техническом решении добавляется недостаток, который заключается в невозможности использования такого датчика после установки гуська на стреле крана по причине экранировки антенны гуськом.5. In addition, this technical solution adds a drawback, which consists in the impossibility of using such a sensor after installing the jib on the crane boom due to the shielding of the antenna in jib.

Эти недостатки приводят к тому, что практическое применение указанного датчика не может обеспечить безаварийную работу крана вблизи ЛЭП.These shortcomings lead to the fact that the practical application of the specified sensor cannot ensure trouble-free operation of the crane near the transmission line.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей предлагаемого решения является обеспечение безаварийной работы крана вблизи ЛЭП.The objective of the proposed solution is to ensure trouble-free operation of the crane near power lines.

Указанная задача достигается тем, что устройство обнаружения электрического поля линии электропередачи содержит антенну и антенный усилитель и, по меньшей мере, часть антенны выполнена в виде плоского конденсатора, установленного на поворотном устройстве крана, причем токопроводящие пластины плоского конденсатора соединены с входом антенного усилителя.This task is achieved in that the device for detecting the electric field of the power line contains an antenna and an antenna amplifier and at least part of the antenna is made in the form of a flat capacitor mounted on a rotary device of the crane, and the conductive plates of the flat capacitor are connected to the input of the antenna amplifier.

Новым в предлагаемом техническом решении является использование плоского конденсатора в качестве антенны, токопроводящие пластины которого соединены с входом антенного усилителя, и установка его на поворотном устройстве крана.New in the proposed technical solution is the use of a flat capacitor as an antenna, the conductive plates of which are connected to the input of the antenna amplifier, and its installation on a rotary device of the crane.

Сравнение предлагаемого решения с прототипом показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков: по меньшей мере, часть антенны выполнена в виде плоского конденсатора, установленного на поворотном устройстве крана, причем токопроводящие пластины плоского конденсатора соединены с входом антенного усилителя.A comparison of the proposed solution with the prototype shows that it has a new set of essential features: at least part of the antenna is made in the form of a flat capacitor mounted on a rotary device of the crane, and the conductive plates of the flat capacitor are connected to the input of the antenna amplifier.

Плоский конденсатор может быть прикреплен снаружи к кабине крановщика (например, над кабиной, к задней стенке кабины, к одной из боковых стенок, передней стенке).A flat capacitor can be attached externally to the crane operator’s cab (for example, above the cab, to the rear wall of the cab, to one of the side walls, the front wall).

Токопроводящие пластины плоского конденсатора могут быть соединены с входом антенного усилителя посредством проводов (кабеля, радиоканала связи или посредством пластин конденсатора).The conductive plates of a flat capacitor can be connected to the input of the antenna amplifier via wires (cable, radio channel, or by means of capacitor plates).

Токопроводящие пластины плоского конденсатора могут быть закреплены на поворотном устройстве под углом между отвесной линией и плоскостью пластины плоского конденсатора, не равным нулю (в частности, под углом 0.01°-90° к отвесной линии).The conductive plates of the flat capacitor can be fixed to the rotary device at an angle between the plumb line and the plane of the plate of the flat capacitor, non-zero (in particular, at an angle of 0.01 ° -90 ° to the plumb line).

Обозначим угол между отвесной линией и плоскостью пластины плоского конденсатора через «α». Тогда в формализованном виде способ крепления антенны может быть записан так: антенна выполнена в виде плоского конденсатора, установленного на поворотном устройстве крана под углом α между отвесной линией и плоскостью пластины плоского конденсатора, причемDenote the angle between the plumb line and the plane of the plate of the flat capacitor by “α”. Then, in a formalized form, the antenna mounting method can be written as follows: the antenna is made in the form of a flat capacitor mounted on a rotary device of the crane at an angle α between the plumb line and the plane of the plate of the flat capacitor, moreover

α≠0,α ≠ 0,

и при этом токопроводящие пластины плоского конденсатора соединены с входом антенного усилителя.and while the conductive plate of a flat capacitor is connected to the input of the antenna amplifier.

Токопроводящие пластины плоского конденсатора могут быть закреплены на поворотном устройстве под углом между отвесной линией и плоскостью пластины плоского конденсатора, равным нулю (вертикально).The conductive plates of the flat capacitor can be mounted on the rotary device at an angle between the plumb line and the plane of the plate of the flat capacitor equal to zero (vertically).

Ориентация антенны выбирается исходя из условий работы крана. Требование к креплению антенны следующее: антенна должна быть жестко закреплена на поворотном устройстве крана таким образом, чтобы силовые линии электрического поля ЛЭП проходили через пластины антенны (плоского конденсатора).The orientation of the antenna is selected based on the operating conditions of the crane. The requirement for mounting the antenna is as follows: the antenna must be rigidly fixed to the rotary device of the crane so that the power lines of the electric field of the power transmission line pass through the plates of the antenna (flat capacitor).

Отвесная линия - это линия, по которой действует сила тяжести. Отвесная линия в каждой ее точке определяется отвесом (или другим устройством). Отвесная линия плоского конденсатора проходит через плоский конденсатор.A plumb line is a line along which gravity acts. A plumb line at each point is determined by a plumb line (or other device). The plumb line of the flat capacitor passes through the flat capacitor.

Относительно отвесной линии задается (определяется) пространственное положение плоского конденсатора.With respect to the plumb line, the spatial position of the flat capacitor is set (determined).

Технические результаты предлагаемого изобретения следующие:The technical results of the invention are as follows:

1. Напряжение на выходе устройства не будет зависеть от наличия или отсутствия тока в ЛЭП 6 (см. фиг.1), так как антенна выполнена в виде плоского конденсатора 2 (см. фиг.1 и 2), Токопроводящие пластины которого расположены под углом α, не равным нулю (или равным нулю), к силовым линиям 7 электрического поля проводов ЛЭП 6. Это делает возможным обнаруживать линии электропередачи, по которым проходит ток, а также линии, находящиеся под напряжением, но без тока в проводах.1. The voltage at the output of the device will not depend on the presence or absence of current in the power line 6 (see figure 1), since the antenna is made in the form of a flat capacitor 2 (see figures 1 and 2), the conductive plates of which are located at an angle α, not equal to zero (or equal to zero), to the power lines 7 of the electric field of the wires of the power lines 6. This makes it possible to detect power lines through which current flows, as well as lines that are energized but without current in the wires.

2. Антенна заявленного устройства имеет по азимуту и углу места равномерную круговую диаграмму направленности, которая не будет изменяться при движении стрелы, так как антенна закреплена на кране не на конце секции стрелы, а на поворотном устройстве крана, например на кабине крановщика.2. The antenna of the claimed device has in azimuth and elevation a uniform circular radiation pattern that will not change when the arrow moves, since the antenna is mounted on a crane not at the end of the boom section, but on a crane rotary device, for example, on a crane operator’s cabin.

3. Предлагаемое устройство обнаруживает слабонагруженную ЛЭП или ЛЭП без нагрузки, но под напряжением. Эффективность обнаружения источника электрического поля зависит от характеристик плоского конденсатора, в частности емкости, которая определяется площадью поверхности пластин конденсатора, типа диэлектрика, расстояния между пластинами и углом между отвесной линией и плоскостью конденсатора, а также характеристик антенного усилителя. Это позволяет обеспечить безопасность работы существующих и перспективных отечественных, а также зарубежных стреловых кранов с длиной стрелы до 100 м и более.3. The proposed device detects lightly loaded power lines or power lines without load, but under voltage. The detection efficiency of an electric field source depends on the characteristics of a flat capacitor, in particular, the capacitance, which is determined by the surface area of the capacitor plates, such as a dielectric, the distance between the plates and the angle between the plumb line and the plane of the capacitor, as well as the characteristics of the antenna amplifier. This allows you to ensure the safety of existing and promising domestic as well as foreign jib cranes with boom lengths of up to 100 m or more.

4. Расположение антенны в виде плоского конденсатора не на оголовке стрелы, а на поворотном устройстве (например, в области оси вращения поворотного устройства относительно неповоротного устройства крана) приводит к ряду удобств при эксплуатации, главными из которых являются: малая длина линии связи 4 и исключение барабана для намотки кабеля, что устраняет причины обрыва кабеля в реальных условиях применения. Плоский конденсатор (антенна) может быть закреплен на поворотном устройстве крана, в частности прикреплен к кабине крановщика или закреплен на крыше кабины крановщика. Кроме того, антенна может быть расположена (закреплена) на любой другой части поворотного устройства, например на поворотной раме, противовесе, опорно-поворотном устройстве, корпусе лебедки и др. элементах поворотного устройства.4. The location of the antenna in the form of a flat capacitor not on the head of the boom, but on the rotary device (for example, in the area of the axis of rotation of the rotary device relative to the non-rotary device of the crane) leads to a number of operating comforts, the main of which are: short communication line 4 and an exception cable winder, which eliminates the causes of cable breakage in real-world applications. The flat capacitor (antenna) can be mounted on a rotary device of the crane, in particular attached to the crane operator’s cabin or mounted on the roof of the crane operator’s cabin. In addition, the antenna can be located (fixed) on any other part of the rotary device, for example, on a rotary frame, counterweight, slewing ring, winch housing and other elements of the rotary device.

5. Вследствие расположения антенны в заявленном устройстве не на оголовке стрелы обеспечивается безопасность работы крана и при установке гуська.5. Due to the location of the antenna in the claimed device is not on the head of the boom ensures the safety of the crane and when installing the jib.

Исследования показали, что при площади поверхности пластин электрического конденсатора, равной 10-15 дм², емкостная связь между ним и проводами ЛЭП 6 будет существенно большей (на несколько порядков), чем у антенны прототипа. При этом сигнал с заявленного устройства обнаружения электрического поля ЛЭП для срабатывания сигнализации от ЛЭП с напряжением 220 В вырабатывается на расстоянии от антенны до проводов ЛЭП, равном 30-40 м. Такого расстояния для надежного срабатывания сигнализатора при максимальной длине стрелы крана, равной 22-30 м, достаточно для обеспечения безаварийной работы крана. С увеличением площади поверхности пластин конденсатора увеличивается заряд конденсатора, что приводит к срабатыванию сигнализатора на большем расстоянии.Studies have shown that when the surface area of the plates of the electric capacitor is 10-15 dm ² , the capacitive coupling between it and the wires of the power transmission line 6 will be significantly larger (by several orders of magnitude) than that of the prototype antenna. In this case, the signal from the claimed electric field detection device for the power transmission line for triggering an alarm from the power transmission line with a voltage of 220 V is generated at a distance from the antenna to the power transmission lines of 30-40 m. Such a distance for reliable operation of the signaling device with a maximum crane arm length of 22-30 m, enough to ensure trouble-free operation of the crane. With an increase in the surface area of the capacitor plates, the capacitor charge increases, which leads to the operation of the detector at a greater distance.

Краткое описание чертежей. На фиг.1 представлено устройство обнаружения электрического поля ЛЭП, установленное в зоне кабины крановщика 1. На фиг.2 представлен фрагмент крана с устройством обнаружения электрического поля ЛЭП в увеличенном масштабе. Устройство содержит плоский конденсатор 2, антенный усилитель 3, линию связи 4, подключенную к сигнализатору 5. На фиг.3 и 4 представлены возможные рабочие положения антенны относительно силовых линий ЛЭП и отвесной линией 12.A brief description of the drawings. Figure 1 shows the device for detecting the electric field of power lines installed in the area of the crane operator's cab 1. Figure 2 shows a fragment of a crane with a device for detecting the electric field of power lines on an enlarged scale. The device comprises a flat capacitor 2, an antenna amplifier 3, a communication line 4 connected to the signaling device 5. FIGS. 3 and 4 show the possible working positions of the antenna relative to the power lines of the power transmission line and a plumb line 12.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Устройство обнаружения электрического поля линии электропередачи содержит антенну 2 и антенный усилитель 3, и, по меньшей мере, часть антенны выполнена в виде плоского конденсатора, установленного на поворотном устройстве крана 1 (например, на кабине крановщика) под углом между отвесной линией и плоскостью пластины плоского конденсатора, не равным нулю, причем токопроводящие пластины плоского конденсатора соединены с входом антенного усилителя.The device for detecting the electric field of a power line contains an antenna 2 and an antenna amplifier 3, and at least a portion of the antenna is made in the form of a flat capacitor mounted on a rotary device of a crane 1 (for example, on a crane operator’s cabin) at an angle between a plumb line and a plane of a flat plate a non-zero capacitor, the conductive plates of a flat capacitor connected to the input of the antenna amplifier.

Устройство обнаружения электрического поля ЛЭП работает следующим образом. Провода ЛЭП 6 при наличии на них напряжения создают электромагнитное поле (см. фиг.1 и 2), электрические линии 7 которого вблизи поверхности земли подходят к ней под прямым углом. Пластины плоского конденсатора 2 закреплены на поворотном устройстве таким образом, чтобы силовые линии проходили через пластины (например, под углом между отвесной линией и плоскостью пластины плоского конденсатора, не равным нулю).A device for detecting the electric field of a power line works as follows. The wires of the power lines 6 in the presence of voltage create an electromagnetic field (see figures 1 and 2), the electric lines 7 of which near the surface of the earth come to it at right angles. The plates of the flat capacitor 2 are fixed on the rotary device so that the lines of force pass through the plates (for example, at an angle between the plumb line and the plane of the plate of the plane capacitor, non-zero).

Целесообразно располагать антенну под углом α=90°±10° к отвесной линии.It is advisable to position the antenna at an angle α = 90 ° ± 10 ° to the plumb line.

В случае если α=90° электрическое поле проводов, пропорциональное напряжению ЛЭП и перпендикулярное к плоскому конденсатору 2, будет максимально использоваться для создания напряжения между пластинами плоского конденсатора 2. Магнитное поле, создаваемое током в проводах ЛЭП 6, не будет наводить токи на пластинах плоского конденсатора 2, так как находится в плоскости, параллельной пластинам. В результате амплитуда напряжения между пластинами плоского конденсатора 2 не зависит от величины тока в проводах ЛЭП 6 и в соответствии с теорией и практикой электромагнитного поля обратно пропорциональна расстоянию от плоского конденсатора 2 до проводов ЛЭП 6.If α = 90 °, the electric field of the wires, proportional to the voltage of the power lines and perpendicular to the flat capacitor 2, will be used to the maximum to create a voltage between the plates of the flat capacitor 2. The magnetic field created by the current in the wires of the power lines 6 will not induce currents on the plates of the flat capacitor 2, as it is in a plane parallel to the plates. As a result, the voltage amplitude between the plates of the flat capacitor 2 does not depend on the current in the wires of the power transmission lines 6 and, in accordance with the theory and practice of the electromagnetic field, is inversely proportional to the distance from the flat capacitor 2 to the wires of the power lines 6.

Это напряжение поступает на антенный усилитель 3 и далее по линии связи 4 постоянной длины на вход сигнализатора 5, который находится в кабине крановщика 1. Если напряжение превышает порог, выставленный в сигнализаторе в соответствии с типом ЛЭП, на пульте сигнализатора загорается лампочка, подается звуковой сигнал или блокируется движение стрелы. Например, для надежного обеспечения безаварийной работы крана с полностью выдвинутой стрелой и надетым гуськом (общая длина 28 м) вблизи ЛЭП напряжением 220 В порог должен быть такой величины, которую показывает устройство обнаружения электрического поля ЛЭП на расстоянии 30 м от ЛЭП напряжением 220 В.This voltage is supplied to the antenna amplifier 3 and then through a constant-length communication line 4 to the input of the signaling device 5, which is located in the crane operator’s cabin 1. If the voltage exceeds the threshold set in the signaling device in accordance with the type of power transmission line, a lamp lights up on the remote control panel, an audible signal or the boom is blocked. For example, in order to reliably ensure trouble-free operation of a crane with a fully extended boom and a put-on jib (total length 28 m) near a 220 V transmission line, the threshold should be the same value as the electric field detection device at a distance of 30 m from a 220 V transmission line shows.

В случае выполнения угла α из диапазона значений, больших нуля, но меньших 90° (см. фиг.3), потребуется увеличить площадь поверхности пластин плоского конденсатора 2 и/или применить диэлектрик с повышенной диэлектрической проницаемостью. В целом эффективность применения антенны не уменьшится.If the angle α is fulfilled from a range of values greater than zero but less than 90 ° (see FIG. 3), it will be necessary to increase the surface area of the plates of the flat capacitor 2 and / or apply a dielectric with increased dielectric constant. In general, the effectiveness of the antenna will not decrease.

На фиг.3 провод ЛЭП 10 и антенна 2 располагаются так, что отвесная линия 12 и пластины конденсатора расположены под углом 45°. Угол обозначен позицией 11.In Fig.3, the power line wire 10 and antenna 2 are located so that the plumb line 12 and the capacitor plates are located at an angle of 45 °. The angle is indicated by 11.

На фиг.4 провод ЛЭП 10 и антенна 2 располагаются так, что отвесная линия 12 параллельна пластинам конденсатора.In Fig. 4, a power line wire 10 and an antenna 2 are arranged so that the plumb line 12 is parallel to the capacitor plates.

Расположение устройства обнаружения электрического поля ЛЭП в виде плоского конденсатора 2 на кабине крановщика 1 позволяет выполнить его пластины с такой площадью, при которой совместно с антенным усилителем 3 он обеспечит необходимую величину сигнала на входе сигнализатора 5 при расстоянии 30 м и более для ЛЭП с напряжением 220 В.The location of the device for detecting the electric field of power lines in the form of a flat capacitor 2 on the crane operator’s cabin 1 allows it to be made with such an area that, together with antenna amplifier 3, it will provide the required signal at the input of signaling device 5 at a distance of 30 m or more for power lines with voltage 220 AT.

Диаграмма направленности устройства обнаружения переменного электрического поля ЛЭП в виде горизонтально ориентированного плоского конденсатора 2 имеет в горизонтальной плоскости вид окружности, т.е. прием сигналов со всех азимутальных направлений одинаков, что обеспечивает постоянную амплитуду напряжения на плоском конденсаторе 2 при изменении угла направления на ЛЭП. При расположении проводов ЛЭП 6 сверху над плоским конденсатором 2 обнаружение их будет происходить на таком же расстоянии, как и в горизонтальном направлении.The directivity diagram of a device for detecting an alternating electric field of power lines in the form of a horizontally oriented flat capacitor 2 has a horizontal shape in the horizontal plane, i.e. reception of signals from all azimuthal directions is the same, which provides a constant amplitude of the voltage across the flat capacitor 2 when changing the direction angle on the power transmission line. When the wires of the power lines 6 are above the flat capacitor 2, their detection will occur at the same distance as in the horizontal direction.

Таким образом, предлагаемое техническое решение не только устраняет все недостатки прототипа, но и при его использовании вокруг крана создается полусфера безопасности 8 с радиусом 9, например, на 2 м большим, чем максимальная длина стрелы крана, что предохраняет не только стрелу, но и трос с грузом от соприкосновения с электрическими проводами.Thus, the proposed technical solution not only eliminates all the disadvantages of the prototype, but also when used around the crane creates a safety hemisphere 8 with a radius of 9, for example, 2 m greater than the maximum length of the crane jib, which protects not only the arrow, but also the cable with cargo from contact with electric wires.

Claims

1. A device for detecting an electric field of a power line comprising an antenna and an antenna amplifier, characterized in that at least a portion of the antenna is made in the form of a flat capacitor mounted on a rotary device of the crane, the conductive plates of the flat capacitor connected to the input of the antenna amplifier.

2. The device according to claim 1, characterized in that the flat capacitor is attached externally to the crane operator's cabin.