Устройство для сигнализации об опасном приближении к токоведущим частям электроустановки

)5 Н 02 Н 5/12 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) чюгапъъ Р"ч1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИОБ ОПАСНОМ ПРИБЛИЖЕНИИ К ТОКОВЕДУЩИМ ЧАСТЯМ ЗЛЕКТРОУСТАНОВКИ(57) Изобретение относится к средствам защиты человека, находящегося в непосредственной близости от токоведущих частейвысокого напряжения промышленной частоты. Поскольку частота импульсов, вызванных электростатическими помехами, значительно ниже промышленной частоты, то постоянное выходное напряжение фильтра 8 может достигать уровня запуска тактового генератора 20 только при сигнале промышленной частоты, Поэтому исключается ложное срабатывание сигнализации, чем повышаются эксплуатационные характери. стики устройства. Тактовый генератор 20, имея частоту 1+2 Гц, запускает звуковой Генератор 21, выдающий прерывистый сигнал на вход транзисторного усилителя 22, нагруженного параллельно обьединенными эвукоиэлучателем 23 и светодиодом 24, Причем светодиод включен обратной полярностью по отношению к источнику питания и работает за счет энергии ЗДС самоиндукции катушки звукоизлучателя. 1 ил.Предполагаемое изобретение относится к технике безопасности, в частности, кустройствам защиты человека, находящегося в непосредственной близости от токоведущих частей высокого напряжения 5промышленной частоты,Цель изобретения - повышение надежности работы и удобства эксплуатации.Выполнение блока согласования на делителе постоянного напряжения позволяет 10получить необходимую чувствйтельность .устройства без применения усилителя напряжения, который потребляет энергию источника питания. Ждущий мультивибратор,подключенный через вновь введенный ин- .15вертор к аноду диода, совместно с зарядноразрядной ВС-цепьюконденсатор которойподключен ко входу. вновь введенного тактового генератора, образуют фильтр высо- .ких. частот, исключающий ложное 20срабатывание сигнала от импульсных электростатических: помех, возникающих притрении (соприкосновении) с одежной оператора корпуса устройства, Введенйе в индикатор устройства, светодиода, 25подключенного параллельно звукоизлучателю обратной полярностью по отношению кисточнику питания., дублирует звуковую индикацию световой, повышая надежность устройства. При этом светодиодом.не 30потребляется ток от источника питания, аиспользуется энергия ЭДС самоиндукциякатушки звукоизлучателя,На чертеже приведена функциональная,электрическая схема устройства для сигнализации об опасном приближении к токоведущим частям электроустановки.Устройство содержит датчик входногосигнала 1, блок согласования 2, представляющий собой делитель постоянного напря-. 40жения на резисторах 3, 4 и двапоследовательно включенных резистора 5,6, соединяющих выход делителя со входомпорогового элемента 7, причем.к общей точке резисторов 5, 6 подключен датчик входного сигнала 1. Выход порогового элемента7 соединен со входом фильтра 8, состоящегоиз последовательно-включенных ждущегомультивибратора на логических элементах9, 10, инвертора 11, диода 16 и зарядно-разрядной ЯС-цепи 17, 18. 19. Мультивибраторсодержит дифференцирующую йС-цепь нарезисторе 12 и конденсаторе 13., а такжезарядно-разрядную ЙС-цепь на резисторе14 и конденсаторе 15. Выход инвертора 11 55соединен с анодом диода 16, а его катодподключен к резистору 17 зарядной ВС-цепи, К конденсатору 18 этой цепи параллельно подключен разрядный резистор 19 и вход тактового генератора 20, выход которого соединен с последовательно-включенным звуковым генератором 21 и усилителем 22. К выходу усилителя 22 подключены параллельно звукоизлучатель 23 и светодиод 24, включенный обратной полярностью по отношению к источнику питания 25. Выход датчика входного сигнала 1 соединен через замыкающий контакт кнопки 26 с выходом ждущего мультивибратора,Устройство работает следующим образом.Электрическое поле наводит в датчике входного сигнала 1 напряжение, которое поступает на блок согласования, позволяющий согласовать низкое выходное напряжение датчика с более высоким напряжением переключения порогового элемента 7., выполненного на инверторе,. Нормально порог открытия (переключения) инвертора составляет около половины значения напряжения его источника питания. Для уменьшения порога открытия, резистор 5, определяющий величину наведенного напряжения в датчике входного сигнала 1, подключается не к общей точке схемы, а к выходу делителя напряжения на резисторах 3, 4. Благодаря этому происходит смещение (приближение) нулевого уровня наведенного напряжения к порогу переключения инвертора (образование постоянной составляющей в результирующем напряжении), Вследствие этого открытие порогового элемента 7 наступает при меньшем значении наведенного переменного напряжения. Этим способом возможно снижение напряжения открытия порогового элемента 7 по сравнению с нормальным значением до десяти крат без ухудшения работы устройства, что равноценно повышению во столько раз его чувствительности. Поэтому стало возможным без применения усилителя напря- . жения получить необходимую чувствительность устройства и при этом сохранить. относительно невысокое его входное сопротивление 15+20 МОм Для уменьшения тока потребления от источника питания 25 суммарное сопротивление резисторов 3, 4 выбирается в пределах 3-5 МОм. С целью защиты входных цепей порогового элемента 7 от повреждения сверх номинальными токами, возникающими при больших напряженностях электрических полей. вход порогового элемента 7 подключен к датчику входного сигнала 1 через резистор 6.С выхода порогового элемента 7.напряжение положительной полярности и частотой соответствующей частоте наведенного напряжения в датчике входного сигнала 1 подается на фильтр 8. Длительность импуль 183393551015 20 30 40 50 чв на выходе порогового элемента 7 для промышленной частоты не превышает 10 .1 с, а для электростатических помех может иметь значения вдесятки и сотни раз больое, Фильтром 8 формируются импульсы постоянной длительности и амплитуды, а также преобразуются в постоянное напряжение, пропорциональное их частоте, Фильтр содержит ждущий мультивибратор нэ логических элементах 2 И - НЕ 9, 10 с дифференцирующей ЯС-цепью 12, 13, зарядноразрядной ЯС-цепью 14, 15 и инвертором 11. На выходе инвертора 11 формируются положительные прямолинейные импульсы с амплитудой, близкой к напряжению источника питания устройства и длительностью 7-8 мс, определяющуюся параметрами ЯС- цепи 14, 15, Для преобразования импульсного напряжения в постоянное служит зарядно-рэзрядная цепь с необходимой поСтоянной времени, состоящая из зарядного резистора 17, конденсатора 18 и разрядного резистора 19. Напряжение на зарядную цепь подается через кремниевый диод 16, препятствующий разряду конденсатора 18 через выход инвертора 11 в паузах между импульсами. Величина постоянного напряжения на конденсаторе 18 пропорциональна частоте импульсного напряжения на выходе порогового элемента 7, Параметры импульсов, формируемых ждущим мульти- вибратором, и постоянная времени заряд- но-разрядной ЯС-цепи 17, 18,.19 выбраны такими, что только при частоте импульсов не менее промышленной конденсатор 18 может заряжаться до уровня, достаточного для запуска тактового генератора 20. Импульсы, вызванные электростатическими помехами, не могут зарядить конденсатор 18 до уровня запуска тактового генератора 20, тем самым исключается ложный запуск сигнала,Тактовый генератор 20 запускает звуковой генератор 21, на выходе которого образуются пачки прямоугольных импульсов частотой 1000+2000 Гц и периодом следования 0,3 05 с.Напряжение звукового генератора 21 подается на вход однокаскадного транзисторного усилителя 22. работающего в ключевом режиме. Нагрузкой усилителя являются параллельно-соединенные электромагнитный звукоизлучатель 23 и светодиод 24, включенный обратной полярностью по отношению к источнику питания 25, При таком включении светодиод не потребляет ток от источника питания 25. а использует энергию ЭДС самоиндукции катушки звукоиэлучателя 23, возникающую в паузах звукового сигнала. Для автономного контроля исправности устройства служит кнопка 26 с залыкдющим контактом, соединяющая выход датчика входного сигнала 1 с выходом ждущего мультивибратора, При нажатии кнопки 26 ждущий мультивибратор и пороговый элемент 7 переходят в режим генерации, вызывая появление импульсов на выходе инвертора 11 с частотой выше 50 Гц, которые запускают сигнал, Его параметры (частота, период аналогичны вызываемому действием электрического поля.Устройство для сигнализации об опасном приближении к токоведущим частям электроустановки выполнено в корпусе габаритами 45 х 41 х 16 мм и предназначено для крепления на запястье руки подобно наручным часам. Датчик входного сигнала представляет металлическую пластину с отверстием для передачи звукового сигнала. Расположен датчик с лицевой стороны корпуса и закрыт несъемной передней крышкой, имеющей несколько продольных щелей над отверстием датчика; Задняя сьемная крышка корпуса выполнена из нержавеющей стали и имеет электрический контакт с общим проводом схемы устройства. Внутри корпуса расположены в отдельных отсеках выключатель. батарея питания,. звукоизлучатель, контакты кнопки и специально-разработанная микросборка. Кнопка и светодиод расположены на боковых сторонах корпуса с учетом удобств обзора светового сигнала и управления кнопкой, В качестве источника применяются два миниатюрных элемента СЦили СЦ,12, обеспечивающих работу устройства в течение года без выключения питания, если длительность действия сигнализаций зэ сутки не превысит одну минуту. Учитывая это, в отдельных модификациях устройс 1 в с целью повышения надежности может не устанавливаться выключатель питания, если будет исключена вероятность нахождения устроства в электроустановках с 5 олее высоким классом напряжения, чем то, для которых устройства предназначены. Общая масса устройства не превышает 50 г.Формула изобретения Устройство для сигнализации об опасном приближении к токоведущим частям электроустановки, содержащее датчик входного сигнала, выполненный в виде метэллическои пластины, выход которого через блок согласования соединен с входом порогового элемента, выход которого подключен к входу ждущего мультивибратора, последовательно соединенные генератор звуковой частоты, усилитель и индикатор, включающий в себя звукоизлучатель, а так1833935 Составитель ВгЖибургТехред МгМоргентэл Корректор Т.Вэшкович Редактор ьтЗаказ 2690 Тираж. ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035 Москва. Ж.Зб, Рвушсквя нвб 4/бПроизводственно.издвтельскив комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гвгарима. 101 же кнопку контроля, источник питания,. резисторы, ЯС-цепь и диод, катод которого соединен с зарядным резистором ЯС-цепи, к конденсатору которой параллельно подключен разрядный резистор ЯС-цепи, о.т л ич а ю щ е е с я тем. что. с целью повышения надежности работы и удобства эксплуатации, блок согласования выполнен на делителе по. стоянного напряжения, выход которого через последовательно соединенныедва резистора подключен к входу порогового элемента; выполненного на инверторе, общая точка резисторов соединена с датчиком входного сигнала, к выходу ждущего мультивибрато. ра через вновь введенный инвертор подключен анод диода, а конденсатор ЯС-цепи подключен к входу вновь введенного такто вого генератора, выход которого соединен свходом генератора звуковой частоты,. а в индикатор введен светодиод, подключенный параллельно звукоизлучателю с полярностью, обратной по отношению к 10 источнику питания, при этом выход датчикавходного сигнала через кнопку контроля соединен с выходом ждущего мультивибратора