173066. lajstromszámú szabadalom • Berendezés feszültség alatt álló vezetékek érintésnélküli feszültségkémlelésére, különösen energia elosztó távvezetékeknél
3 173066 4 szülék vezérlő feszültsége az érzékelő elektróda és az erősítő nullpontja között jelenik meg. Tekintve, hogy hordozható készüléknél az erősítő nullpontjának leföldelésére nincs mód, így a készülék nullpontjának potenciálja a földhöz képest nulla érték és az érzékelő elektróda potenciáljához közeli értékig változhat. Emiatt az érzékenység nagyon változó, és kedvezőtlen körülmények között annyira lecsökkenhet, hogy a jelzés kiváltásához a vezetéket nem megengedhető távolságra kell megközelíteni. A fenti hiányosság miatt ezen készülékek a gyakorlatban nem terjedtek el. Célunk olyan megoldás kialakítása, amely a fenti hátrányokat kiküszöböli. Feladatunkat úgy oldjuk meg, hogy két különböző hosszúságú érzékelő elektródát alkalmazunk, és az érzékelő elektródákon megjelenő feszültségek különbségével — erősítő, előnyösen differenciálerősítő közbeiktatásával — vezéreljük a kijelzőszervet. Ezzel a megoldással elérjük, hogy a berendezés érzékenysége állandó, mert a berendezést vezérlő feszültség - tekintve, hogy az érzékelő elektródák méretei is és egymástól való távolságuk is állandó - a térerősségtől függ. A találmány lényege tehát olyan berendezés feszültség alatt lévő vezetékek feszültségkémlelésére, amely érzékelő elektródával, ahhoz erősítőn keresztül csat 1 akozó kijelző készülékkel rendelkezik. A berendezés fő jellegzetessége az, hogy két külön álló érzékelő elektródája van, amelyek különbségképzésre alkalmas erősítőre csatlakoznak. A találmány egy előnyös kiviteli alakjánál az érzékelő elektródák impedanciatranszformáló fokozatokon keresztül csatlakoznak a különbségképzésre alkalmas differenciálerősítőre. A találmány értelmében előnyös, ha az érzékelő elektródák hosszméretének egymáshoz viszonyított aránya 1 :1,5. Találmányunkat rajzok alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon az 1. ábra az ismert megoldású készüléket és a kialakuló impedanciaviszonyokat mutatja egy távvezeték erőterében; a 2. ábra a találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakját és alkalmazásakor kialakuló részkapacitásokat és szigetelési ellenállást ábrázolja szintén egy távvezeték erőterében; a 3. ábra a találmány szerinti berendezés egy további előnyös kiviteli alakja. A találmány szerinti berendezés előnyös voltát az ismert berendezések alkalmazásánál jelentkező hátrányok ismertetésével az 1. ábra alapján mutatjuk be. A 2 doboz, amelybe az érzékelő készülék van beépítve, kinyúló 3 érzékelő elektródával rendelkezik. A feszültség alatt levő 1 vezeték, a 3 érzékelő elektróda és a föld között a 4 és 5 részkapacitások alakulnak ki. A 3 érzékelő elektródán megjelenő feszültség az 1 vezeték feszültségétől és az 1 vezetéktől való távolságtól függ. Ugyanakkor a 2 doboz és így az érzékelő berendezés erősítőjének nullpontja a 6 és 7 részkapacitások, és a 8 szigetelési ellenállás révén szintén feszültség alatt van. A készülék vezérlőfeszültsége, mely a 3 érzékelő elektróda és az erősítő nullpontja között jelentkezik változó lesz, mivel a nullponton is feszültség van. Ennek értéke azonban nagyon függ a 7 részkapacitás és 8 szigetelési ellenállás értékétől, melyek a földhöz képest több nagyságrendet is változhatnak, pl. a berendezés kézben tartása vagy munkaruhában történő hordása, vagy műanyag védősisakra történő szerelése, stb. esetén. Látható, hogy az ismert berendezés vezérlő jele, és így jelzési érzékenysége nagyon változó és annak mértéke az alkalmazási körülményektől függ. A találmány szerinti berendezés a fenti hiányosságot megszünteti. A találmány lényegét a 2. ábra alapján ismertetjük részletesen, ahol az 1 vezeték a feszültség alatt lévő vezeték, a 2 doboz az érzékelő berendezést tartalmazza, a 3, 9 érzékelő elektródák a 2 dobozból nyúlnak ki. A 3 érzékelő elektródánál a 4 és 5 részkapacitás ok; a 9 érzékelő elektródánál pedig a 10 és 11 részkapacitások jelennek meg az 1 vezeték és a föld felé. A 2 doboz a 6 és 7 részkapacitásokkal és 8 szigetelési ellenállással rendelkezik. A 9 érzékelő elektróda hosszmérete nagyobb a 3 érzékelő elektródáénál. Ha a 3 érzékelő elektróda feszültsége Uj, a 9 érzékelő elektróda feszültsége U2, a 2 dobozban lévő erősítő nullpontjának feszültsége pedig U3, akkor az erősítő vezérlő feszültsége a 3 érzékelő elektródáról U1-U3 a 9 érzékelő elektródáról pedig U2-U3. így a differenciál erősítő az (U1-U3) — (U2-U3) = Ui~U2 feszültséget erősíti, azaz U3 feszültség kiesik. Látható, hogy az ismert megoldásokhoz képest a találmány szerinti berendezésnél az erősítő nullpontjának potenciálváltozása nem zavaró és a kijelzés első közelítésben csak a térerősségtől függ. A két vezérlő elektróda eltérő mérete biztosítja azt, hogy a jelzés ne teljesen a térerő gradiensétől függjön, azonban a gradiens hatás biztosít egy irányfüggést is. Ez nem hátrányos, tekintettel a berendezés hordozható kivitelére, annak elforgatásával ez megszüntethető. Az irányfüggés még azzal a többlethatással is jár, hogy egymás közelében lévő vezetékek közül a feszültség alatt lévő könnyen megkülönböztethető (pl. transzformátor-állomásoknál, szakaszolóknál stb.). A találmány szerinti berendezés további kiviteli alakját a 3. ábrán mutatjuk be. A 3, 9 érzékelő elektródák külön-külön a 12 impedancia transzformáló fokozatokra csatlakoznak — melyek célszerűen az ismert emitterkövető kapcsolásként vannak kialakítva - és ezek kimenetei a 13 differenciál erősítő bemenetéire csatlakoznak. A 13 differenciálerősítő kimenetén a két bemenőjel különbsége felerősítve jelenik meg, mely a 18 diódán egyenirányítva, a 19 kondenzátorral szűrve a 14 potenciométeren keresztül a 15 kijelzőegységre csatlakozik. A berendezés érzékenysége a 14 potenciométerrel változtatható. A 15 kijelző egység célszerűen egy feszültségszinttel indítható oszcillátort tartalmaz, melynek kimenetére a 16 jelzőlámpa és 17 hangszóró csatlakozik. A berendezés korszerű tranzisztorokkal vagy integrált áramkörökkel kis méretben és hordozható kivitelben megvalósítható. A Ids méretek révén alkalmas a munkaruhára tűzve vagy annak zsebében való állandó használatára, vagy védősisakra szerelve. így a magasfeszültséggel dolgozók részére fontos élet- vagy balesetvédelmi eszközként kerülhet alkalmazásra. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
