SU1128180A1

SU1128180A1 - Device for indicating presence of voltage on current-conducting parts of electrical equipment and in ac networks

Info

Publication number: SU1128180A1
Application number: SU833534255A
Authority: SU
Inventors: Лев Оттович Петри; Евгений Евгеньевич Чаплыгин; Елена Владимировна Долбилина
Original assignee: Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority date: 1983-01-03
Filing date: 1983-01-03
Publication date: 1984-12-07

Abstract

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ-СИГНАЛИЗАЦИИ НАЛИЧИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА .ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЯХ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И В СЕТЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее антенну, пороговыйэлемент, вход которого подключен к антенне, интегратор, присоединенный своим входом к выходу порогового элемента, электронный ключ, выполненный на транзисторе, база которого подключена к выходу интегратора, a эмитсгер соединен с первым полюсом источника питани , генератор звуковой частоты , имеющий транзистор, конденсатор и два резистора, причем первый резистор и конденсатор соединены пос- ледовательно, свободный вывод конЙенсатора и один вывод второго регистора подключены к;базе транзистора , эмиттер которого и Другой вывод второго резистора соединены с первымполюсом источника питани , и телефон , один вывод первой катушки которого присоединен к второму полю- су источника питани , отличающ ее с тей, что, с целью его (Л упрощени , повышени надежности и снижени потреблени мощности, телефон снабжен второй катушкой, с один вывод которой соединен со свободным выводом первого резистора, другой ее вывод подключен-к коллектору транзистора электронного ключа, го a другой вывод первой катзппки теле00 фона подключен к коллектору транзистора генератора звуковой частоты. оь 2. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что введен диод электроды которого подключены раздель .но к эмиттеру и коллектору транзистора электронного ключа в обратной пол рности....1, A DEVICE FOR-SIGNALING THE AVAILABILITY OF A VOLTAGE ON. to the integrator output, and the emitter is connected to the first pole of the power source, an audio frequency generator having a transistor, a capacitor and two resistors, the first resistor and the capacitor being connected The yena consistently, the free output of the capacitor and one output of the second register are connected to; the base of the transistor, the emitter of which and the other output of the second resistor are connected to the first pole of the power source, and the telephone, one output of the first coil of which is connected to the second pole of the power source, distinguishing her with that, for the purpose of his (L simplify, increase reliability and reduce power consumption, the phone is equipped with a second coil, one output of which is connected to the free output of the first resistor, the other its output connecting It is connected to the collector of the electronic key transistor, and a different terminal of the first background tele00 is connected to the transistor collector of the audio frequency generator. o 2. Device according to claim 1, characterized in that a diode is inserted whose electrodes are connected separately to the emitter and collector of the electronic key transistor in reverse polarity ....

Description

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл обнаружени и сигнализации наличи напр жени на токоведущих част х электрооборудовани и сет х переменного тока. Известно устройство дл сигнали зации наличи напр жени на токоведущих част х электрооборудовани и сет х переменного тока, содержащее антенну, выполненную в виде металлической пластины, истоковый повторитель, вход которого св зан с антенной, мультивибратор, подключенный своим входом к выходу истокового повторител , автогенератор низкой частоты, вход которого при-, соединен к выходу мультивибратора, и громкоговоритель, подключен ьй к выходу автогенератора низкой частоты fl 3. Недостатками данного устройства вл ютс сложность и, как следствие невысока надежность, а также повышенные массы и габариты. Известно также устройство дл сигнализации наличи напр жени на токоведущих част х электрооборудова ни -И сет х переменного тока, содержащее антенну, выполненную в виде диска из немагнитного материала , подключенный к антенне предварительный усилитель с электрометрич ким входом, двукаскадный усилитель, в1ход которого соединен с выходом пред варительного усилител , генератор низкой частоты, св занный с выходом двухкаскадного усилител , и электро динамический громкогойоритель, подключенный к выходу генератора низкой частоты Г2.Л« Указанное устройство имеет недостаточную чувствительность и повы шенное потребление мощности от авто номного источника питани , что обусловлено использованием в генераторе низкой частрть интегральной микросхемь. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс уст ройство дл сигнализации наличи напр жени на токоведущих част х электрооборудовани и сет х переменного тока, содержащее антенну, пороговьй элемент, вход которого подключен к антенне, интегратор, пр срединенйьй своим входом к выходу порогового элемента, электронный кл 802 выполненньш на транзисторе, база которого подключена к выходу интегратора , эмиттер соединен .с одним из полюсов источника питани , а в цепь коллектора включен генератор звуковой частоты, выполненный в виде мультивибратора, содержащего два транзистора, четыре резистора и конденсатор, причем первый и второй резисторы соединены последовательно , свободный вывод первого резистора и эмиттер первого транзистора подключены к коллектору транзистора электронного ключа, база второго транзистора св зана с объединенными выводами первого и второго резисторов и одновременно через последовательно соединенные конденсатор и третий резистор подключена к коллектору первого транзистора, база которого через четвертый резистор соединена с коллектором второго транзистора, а свободный вывод второго резистора и эмиттер второго транзистора подключены к другому полюсу источника питани , и миниатюрный телефон , катушка которого включена последовательно в цепь коллектора первог- транзистора генератора звуковой частоты Из 1 Недостатком известного устройства вл етс сложность генератора звуковой частоты, св занна с наличием в схеме генератора повышенного числа активных элементов - транзисторов, что снижает надежность устройства, повьшхает потребление мощности, массу и габариты устройства. Включение электронного ключа в цепь питани звуковоГотенератора вызывает необходимость повышени мощности электронного ключа, что также вызывает повышение потреблени мощности, увеличение массы и габаритов устройства . Цель изобретени - упрощение устройства, повьшение его надежности и снижение потреблени мощности. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл сигнализации наличи напр жени на токоведущих част х электрооборудовани и в сет х переменного тока, содержащем антенну, пороговый элемент, вход которого подключен к антенне, интегратор , присоединенный своим входом к выходу порогового элемента, электронный ключ, выполненный, на транзисторе ., база которого подключена к выходу интегратора, а эмиттер Соединен с первым полюсом источника питани , генератор звуковой частоты . имеющий транзистор, конденсатор и два резистора, пригчем первйй резист и конденсатор соединены последовательно , свободный вывод конденсатора и один вывод второго резистора подключены к базе транзистора, эмит тер которого и другой вьтод второго резистора соединены с первым полюсом источника питани , и телефон, один вывод первой катушки которого присоединен к второму полюсу источника питагш , телефон снабжён второ катушкой, один вывод которой соединен со свободным выводом первого резистора, другой ее вывод подключен к коллектору транзистора электр ного ключа, а другой вывод первой катушки телеФока подключен к кол- лектору транзистора генератора звуковой частоты. Кроме того, в устройство введен диод, электроды которого подключены раздельно к эмиттеру и коллектору транзистора электронного ключа в обратной пол рности. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит автономный источник 1 питани , в качестве которого может быть использована гальва1 ическа батаре , антенну 2, выполненную, например, в виде полос ки медной фольги, пороговьй элемент 3, вход которого св зан с антенной интегратор 4, подключенный к выходу порогового элемента 3, электронный ключ 5 на транзисторе, база которог подключена к выходу интегратора- 4, а эмиттер соединен с первым, отрицательным , полюсом автономного исто ника 1 питани , генератор 6 звуково частоты и телефон 7. Генератор 6 звуковой частоты содержит транзистор 8, резистор 9, соединенный посл довательно с конденсатором 10, ре- эистор 11, причем свободньШ вывод конденсатора ТО и один вывод резистора 11 подключены к базе транзисто 8 генератора 6 звуковой частоты, а другой вывод резистора 1t и эмиттер транзистора 8 присоединены к первому, отрицательному, полюЬу .авт номного источника 1 питани . Телефон 7,выполн ющий функции звукового индикатора, имеет две катушки 12 и 13, причем один вьтод катушки 12 телефона 7 подключен, к второму, положительному, полюсу ав.тономного источника 1 питани , а другой ее вывод подключен к коллектору транзистора 8 генератора 6 звуковой частоты. Катушка 13 телефона 7 выполн ет роль элемента положительной обратной св зи в генераторе 6 звукойой частоты, и, один ее вывод подключен к коллектору транзистора электронного ключа 5, а другой-соединен со свободным выводом резистора 9. Дл защиты тразистора 8 от перенапр жений параллельно катушке 12. телефона 7 в направлении, противоположном пол рности автономного источника 1 питани , включен-диод 14, Дл повьш1ени надежности работы транзистора электронного ключа 5 и обеспечени быстрого разр да конденсатора 10, когда транзистор электронного ключа 5 заперт, дополнительно введен диод 15, электроды которого раздельно подключены к эмиттеру и коллектору транзистора электронного ключа 5, пр1-1чем в обратной пол рности по отношению к электродам транзистора электронного ключа.5, Пороговый элемент 3, как и в известном устройстве, может быть выполнен в виде-триггера с эмиттерной св зью с полевым транзистором на входе, св занном с антенной 2. Такое выполнение порогового элемента 3 позвол ет иметь большую чувствитель-. ность устройства. Интегратор А так же, как и в известном устройстве, целесообразно выполнить в виде пассивного интегрирующего RG-звена, что способствует снижению потреблени мощности при сохранении чувствительности устройства . В качестве телефона 7 целесообразно использовать малогабаритный телефон (наушники). Устройство работает следующим образом.. При приближении устройства к уоковедущим част м электрооборудова ни или сети переменного .тока, наход щимс под напр жением, на антенне 2 наводитс напр жение переменного тока по отношению к земле. При уве;1ичений этого налр жени по мере приближени к токоведущш- элемеи-The invention relates to electrical measuring technology and can be used to detect and signal the presence of voltage on live parts of electrical equipment and AC networks. A device for signaling the presence of voltage on current-carrying parts of electrical equipment and AC networks, comprising an antenna made in the form of a metal plate, a source follower, whose input is connected to an antenna, a multivibrator connected by its input to the output of the source follower, a low-frequency auto-generator, is known. frequency, the input of which is connected to the output of the multivibrator, and the loudspeaker, is connected to the output of the low-frequency oscillator fl 3. The disadvantages of this device are complexity and, to a consequence of low reliability, as well as increased weight and dimensions. It is also known a device for signaling the presence of voltage on current-carrying parts of electrical equipment and AC networks, comprising an antenna made in the form of a disk of non-magnetic material, a preamplifier with an electrometric input connected to the antenna, a two-stage amplifier, which is connected to the output a preamplifier, a low-frequency generator connected to the output of a two-stage amplifier, and an electro-dynamic loudspeaker connected to the output of the low-frequency generator G2. seemed device has insufficient sensitivity and power consumption povy-progress from of an autonomous power source, which is caused in the generator using low chastrt integrated circuits. The closest in technical essence to the invention is a device for signaling the presence of voltage on current-carrying parts of electrical equipment and AC networks, comprising an antenna, a threshold element, whose input is connected to an antenna, an integrator, with its input to the output of the threshold element, The electronic C 802 is made on a transistor, the base of which is connected to the integrator output, the emitter is connected to one of the poles of the power source, and an audio frequency generator is included in the collector circuit in the form of a multivibrator containing two transistors, four resistors and a capacitor, the first and second resistors are connected in series, the free terminal of the first resistor and the emitter of the first transistor are connected to the collector of the electronic switch transistor, the base of the second transistor is connected to the combined terminals of the first and second resistors and at the same time through a series-connected capacitor and the third resistor is connected to the collector of the first transistor, the base of which is connected to the coil through the fourth resistor The lecturer of the second transistor, and the free output of the second resistor and the emitter of the second transistor are connected to another pole of the power source, and a miniature telephone, the coil of which is connected in series to the collector circuit of the first-transistor of the audio frequency generator From 1 A disadvantage of the known device is the complexity of the audio frequency generator, associated with the presence in the generator circuit of an increased number of active elements - transistors, which reduces the reliability of the device, increases power consumption, mass and gab arity device. The inclusion of an electronic key in the power supply circuit of the sound generator necessitates an increase in the power of the electronic key, which also causes an increase in power consumption, an increase in mass and dimensions of the device. The purpose of the invention is to simplify the device, increase its reliability and reduce power consumption. The goal is achieved by the fact that in the device for signaling the presence of voltage on current-carrying parts of electrical equipment and in AC networks containing an antenna, a threshold element whose input is connected to an antenna, an integrator connected by its input to the output of the threshold element, an electronic key, made on a transistor., the base of which is connected to the integrator output, and the emitter is connected to the first pole of the power source, an audio frequency generator. having a transistor, a capacitor and two resistors, a first resist and a capacitor are connected in series, the free terminal of the capacitor and one output of the second resistor are connected to the base of the transistor, the emitter of which and the other second of the second resistor are connected to the first pole of the power supply, and the telephone, one output of the first the coils of which are connected to the second pole of the power source, the telephone is equipped with a second coil, one output of which is connected to the free output of the first resistor, its other output is connected to the trans collector of the electrical switch key, and the other output of the first telephoto coil is connected to the collector of the transistor of the audio frequency generator. In addition, a diode is inserted into the device, the electrodes of which are connected separately to the emitter and collector of the electronic key transistor in reverse polarity. The drawing shows a block diagram of the proposed device. The device contains an autonomous power source 1, which can be a galvanic battery, an antenna 2 made, for example, in the form of a strip of copper foil, a threshold element 3 whose input is connected to an antenna integrator 4 connected to the output of threshold element 3 the electronic key 5 on the transistor, the base of which is connected to the output of the integrator-4, and the emitter is connected to the first, negative, pole of the autonomous source 1 power supply, the audio frequency generator 6 and the telephone 7. The audio frequency generator 6 contains a transis torus 8, a resistor 9 connected sequentially with a capacitor 10, a resistor 11, with the free output of the capacitor TO and one output of the resistor 11 connected to the base of the transistor 8 of the audio frequency generator 6, and the other output of the resistor 1t and the emitter of the transistor 8 are connected to the first , negative, field of automatic source of power 1. The telephone 7, which functions as an audible indicator, has two coils 12 and 13, one coil 12 of telephone 7 being connected, to the second, positive pole of the autonomous power source 1, and its other output connected to the collector of transistor 8 of the sound generator 6 frequencies. The coil 13 of the telephone 7 performs the role of a positive feedback element in the sound frequency generator 6, and one of its outputs is connected to the collector of the electronic switch 5 and the other is connected to the free output of the resistor 9. To protect the trazistor 8 from overvoltages parallel to the coil 12. Telephone 7 in the direction opposite to the polarity of the autonomous power source 1, on-diode 14, to ensure the reliability of the electronic key transistor 5 and to ensure fast discharge of the capacitor 10 when the electronic transistor the key 5 is locked, a diode 15 is additionally inserted, the electrodes of which are separately connected to the emitter and collector of the electronic key transistor 5, in reverse polarity with respect to the electrodes of the electronic key transistor 5, the threshold element 3, as in the known device, can be made in the form of a trigger with an emitter connection with a field-effect transistor at the input connected to antenna 2. Such an implementation of the threshold element 3 makes it possible to have a greater sensitivity. device. Integrator As well as in the known device, it is advisable to perform as a passive integrating RG-link, which helps reduce power consumption while maintaining the sensitivity of the device. As the phone 7, it is advisable to use a small phone (headphones). The device operates as follows. When the device is approached to the striking parts of electrical equipment or an alternating current network under voltage, the alternating current is applied to antenna 2 relative to ground. When uve; 1Nucheniya this narya zheniya as you approach the current-carrying element

1one

там, наход щимс под напр жением переменного тока, до уровн , достэ точного дл срабатывани порогового элемента 3, на его выходе формируютс пр моугольные импульсы напр жени , следующий с частотой контролируемого переменного напр жени , Эти импульсы поступают на вход интегратора 4 и преобразуютс в сглаженное напр жение посто 1 ного тока, которое поступает на вход электронного ключа 5 образованньй переходом база - эмиттер транзистора электронного ключа 5, При этомтранзистор электронного ключа 5 открываетс , подключа вывод катушки ТЗ телефона 7, св занньй с коллектором транзистора электронного ключа 8, к первому, отрицательному, полюсу автономного источника 1 питани ,. что определ ет возникновение положительной обратной св зи между коллекторной и базовой цеп ми транзистора 8 генератора 6 звуковой частоты обусловленной электромагнитной св зь между катушкам 12 и 13 телефона 7.there, under alternating current, to a level sufficient to trigger threshold element 3, rectangular voltage pulses are generated at its output, followed by a frequency of controlled alternating voltage. These pulses are fed to the input of the integrator 4 and converted into a smoothed the voltage of the direct current that arrives at the input of the electronic key 5 formed by the transition of the base-emitter of the transistor of the electronic key 5, this opens the transistor of the electronic key 5, connecting the output coil W phone 7 Zann communication with the electronic key collector of transistor 8, to the first, negative, pole auxiliary power source 1,. which determines the occurrence of positive feedback between the collector and base circuits of the transistor 8 of the sound frequency generator 6 caused by the electromagnetic coupling between the coils 12 and 13 of the telephone 7.

При открывании транзистора электронного ключа 5 за счет возникновени указанной положительной обратНой св зи в генераторе 6 звуковой частоты развиваетс лавинообразный процесс нарастани базового и коллёкторного токов транзистора 8, в результате которого формируетс импульс коллекторного тока транзистора 8, протекающий по катушке 12 телефона 7. Процесс нарастани этого импульса продолжаетс до тех пор, пока транзистор 8 не достигает сос то ние насыщени . . When the electronic key 5 transistor is opened, due to the occurrence of the specified positive feedback in the audio frequency generator 6, an avalanche-like process of the base and surge current of the transistor 8 rises, resulting in a pulse of the collector current of the transistor 8 flowing through the coil 12 of the phone 7. The process of this rise the pulse continues until the transistor 8 reaches the saturation state. .

На прот жении длительности импульса коллекторного тока транзистор 8 находитс в состо ний насыщени , падение напр жени на промежутке коллектор - эмиттер транзистора 8 мало и находитс на посто нном уровне. В результате этого напр жение на катушке 12 телефона .7 -сохран етс неизменным и близко к напр жен1ро автономного источника 1 питани . По окончании длительности импульса коллекторного -тока транзистора 8 возникает обратный лавинообразньй процесс, при котором ток базы транзистора 8 переходит в об.- ласть противоположного9 запирающего транзитор 8, направлени ,.что способствует быстрому переходу тран0 .6During the duration of the collector current pulse, the transistor 8 is in a state of saturation, the voltage drop across the collector-emitter gap of the transistor 8 is small and remains at a constant level. As a result, the voltage on the coil 12 of the telephone. 7 is kept constant and close to the voltage of the autonomous power source 1. At the end of the duration of the collector-current pulse of the transistor 8, a reverse avalanche-like process occurs, in which the base current of the transistor 8 goes to the opposite side of the blocking transistor 8, the direction that facilitates the rapid transition of trans0 .6

зистора 8 из открытого в закрытое состо ние. При этом диод 14 ограничивает выбр.ос напр жени на катушках 12 и 13 телефона 7, который возникает из-за накопившейс магнитном поле этик катушек энергии . Длительность паузы между очеред ными импульсами коллекторного тока транзистора 8 зависит от значений параметров элементов цепи поожительной обратной св зи генератора 6 звуковой частотьи сопротивени резистора 9, емкости конденсатора .10, сопротивлени резистора 11 и коэффициента трансформации между катушками 12 и 13 телефона.from open to closed. In this case, the diode 14 limits the voltage selection on the coils 12 and 13 of the telephone 7, which arises due to the accumulated magnetic field of these energy coils. The duration of the pause between successive pulses of the collector current of transistor 8 depends on the values of the parameters of the elements of the positive feedback generator 6 of the audio frequency resistance of resistor 9, capacitor capacitance of .10, resistance of resistor 11 and transformation ratio between the coils 12 and 13 of the phone.

При закрывании транзисто)а электронного ключа 5 цепь положительной обратной св зи в генераторе 6 звуковой частоты разрываетс и лавинообразный процесс формировани импульсов тока в цепи коллектора транзистора 8 прекращаетс . Частота повторени этих импульсов может быть выбрана в пределах 1 - 3. кГц. Таким образом, при открывании транзистора электронного ключа 5 телефон 7 вьщает звуковые сигналы заданной чаете ы. При закрывании транзистора электронного ключа 5 звуковые сигнаы прекращаютс , что свидетельствует об отсутствии напр жени переменного тока на токоведущих элементах или сети переменного тока, либо о нахождении наблюдател , снабженного предлагаемым устройством, на безопас ном рассто нии от токоведущих частей, наход щихс под напр жением переменного токаWhen the transistor is closed, the electronic key 5, the positive feedback circuit in the sound frequency generator 6 is broken and the avalanche-like process of the formation of current pulses in the collector circuit of transistor 8 stops. The repetition frequency of these pulses can be selected within 1 - 3. kHz. Thus, when the transistor of the electronic key 5 is opened, the telephone 7 emits the sound signals of a preset signal. When the transistor of the electronic key 5 is closed, the acoustic signals cease, which indicates that there is no alternating current voltage on the current-carrying elements or an alternating current network, or the observer equipped with the proposed device is at a safe distance from the current-carrying parts under alternating current. current

По сравнению с известным предла - гаемое устройство имеет более простую электрическую схему и обладает повышенной надежностью, обусловленной снижением числа наиболее нагруженных и работающих в услови х недоста- точного охлаждени активных элементов - транзисторов в- генераторе 6 звуковой частоты. Выполнение генератора звуковой частоты в виде магнитотранзисторного генератора повышает его КПД, снижает потребление мощности в режиме сигнализации, что позвол ет зменьшить установленную мощность активных элементов транзисторов - и снизить вес и габариты устройства. , В то же врем повьш1ение КПД генератора звуковой частоты облегчает тепловой режим работы элементов устройства, что также способствует повьшению его надежности. Уменьшение веса и габаритов ус ройства делает его эксплуатацию 1281808 более удобной, а повышение надежности работы устройства повьшает элекгтробезопасность работающих вблизи токоведутцих частей электрооборудо5 вани , находищихс под напр жением переменного тока.In comparison with the known, the proposed device has a simpler electrical circuit and has an increased reliability due to a decrease in the number of the most loaded and operating in conditions of insufficient cooling of the active elements — transistors in the 6-frequency generator. Performing an audio frequency generator in the form of a magnetotransistor generator increases its efficiency, reduces power consumption in the signaling mode, which allows reducing the installed power of the active elements of transistors and reducing the weight and dimensions of the device. At the same time, an increase in the efficiency of the audio frequency generator facilitates the thermal mode of operation of the elements of the device, which also contributes to its reliability. Reducing the weight and size of the device makes its operation 1281808 more convenient, and improving the reliability of the device increases the electrical safety of those working near current-carrying electrical equipment under alternating current.

Claims

1, DEVICE FOR · SIGNALING VOLTAGE AVAILABILITY 'ON CURRENT ELECTRICAL EQUIPMENT PARTS AND AC NETWORKS, containing an antenna. the base of which is connected to the output of the integrator, and the emitter is connected to the first pole of the power source, an audio frequency generator having a transistor, a capacitor and two resistors, the first resistor and capacitor connected in series, the free terminal of the capacitor and one terminal of the second register are connected to; the base of the transistor, the emitter of which and the other terminal of the second resistor are connected to the first pole of the power source, and the telephone, one terminal of the first coil of which is connected to the second pole of the power source, distinguishing it with the fact that, in order to simplify it, increase reliability and reduce consumption power, the phone is equipped with a second coil, one terminal of which is connected to the free terminal of the first resistor, its other terminal is connected to the collector of the transistor of the electronic key, and the other terminal of the first coil of the telephone is connected to the collector in audio-frequency transistor oscillator.

2. The device according to π. 1, distinguished by the fact that a diode is introduced, the electrodes of which are connected separately to the emitter and collector of the electronic key transistor in reverse polarity.

SU ... „1128180