Дистанционное обнаружение высоковольтного постоянного напряжения, Как обнаружить 3кВ постоянного напряжения на расстоянии 1,5...2м? Опции

[Dir]

В очередной раз погиб человек от того, что не отключили напряжение ПОСТОЯННОГО тока при ремонтных работах. Он полез на столб, не выполнил как обычно все действия, предписанные по инструкции, и ...

А вот если бы у него был прибор для индикации приближения к этому напряжению, все могло бы быть иначе. Кто-нибудь может что-то сказать по этому вопросу?
Можно поставить вопрос и шире. Высоковольтное постоянное напряжение есть не только на высоких столбах, но и пониже. А вот про про средства дистанционного обнаружения такого не очень высокого напряжения что-то не слышно. Возможно ли создать такой переносной малогабаритный прибор по разумной (до 500...1000$) цене? Прибор, естественно, должен эксплуатироваться в реальных условиях (ЖД, метро, ЛЭП...), а не быть поверочным средством в метрологических центрах.

[rezident]

Он полез на столб, не выполнил как обычно все действия, предписанные по инструкции, и ...

А не лучше ли наконец научиться соблюдать правила ТБ, которые писаны такими вот жизнями?

А вот если бы у него был прибор для индикации приближения к этому напряжению, все могло бы быть иначе.

Для проверки наличия напряжения на килоВольтных линиях переменного тока использут что-то типа шеста с проводником и индикатором. Только все же полное и постоянное соблюдение правил ТБ (особенно при работе с электроустановками выше 1кВ) никто не отменит и не заменит! Надеюсь знаете, что допуск не ниже 4-го должен быть для производства таких работ?

[Dir]

Для проверки наличия напряжения на килоВольтных линиях переменного тока использут что-то типа шеста с проводником и индикатором. Только все же полное и постоянное соблюдение правил ТБ (особенно при работе с электроустановками выше 1кВ) никто не отменит и не заменит! Надеюсь знаете, что допуск не ниже 4-го должен быть для производства таких работ?

Но тем не менее по разным причинам (их множество) люди гибнут. Причем очень часто ошибаются не электрики, а разные конторские крысы. Так что проблема не надумана и нужно именно техническое, а не организационное решение (или дополнительное техническое решение к уже существующему организационному).

ПРАВКА. Не обратил внимание, что Вы сказали ПЕРЕМЕННОГО тока. Про переменный ток разговор не идет. Там такие индикаторы существуют и Вы, очевидно, про них и говорите. Речь идет о линиях ПОСТОЯННОГО тока.

Сообщение отредактировал Dir - May 20 2006, 14:59

[sK0T]

Для проверки наличия напряжения на килоВольтных линиях переменного тока использут что-то типа шеста с проводником и индикатором. Только все же полное и постоянное соблюдение правил ТБ (особенно при работе с электроустановками выше 1кВ) никто не отменит и не заменит! Надеюсь знаете, что допуск не ниже 4-го должен быть для производства таких работ?

Но тем не менее по разным причинам (их множество) люди гибнут. Причем очень часто ошибаются не электрики, а разные конторские крысы. Так что проблема не надумана и нужно именно техническое, а не организационное решение (или дополнительное техническое решение к уже существующему организационному).

ПРАВКА. Не обратил внимание, что Вы сказали ПЕРЕМЕННОГО тока. Про переменный ток разговор не идет. Там такие индикаторы существуют и Вы, очевидно, про них и говорите. Речь идет о линиях ПОСТОЯННОГО тока.

А правила ТБ оказывается написаны не только кровью, но и пеплом?

В общем идея выглядит как-то так: катушка, вращается с приличной скоростью. В ней от протекающего рядом тока в несколько кВ точно должно что-нибудь при этом навестись. А дальше — измерять, проверять, подтверждать или опровергать пригодность идеи. В случае положительного решения — делать промышленный образец.

В принципе, если подумать наверное можно и без движущихся частей придумать, но я уже сплю, спокойной всем ночи. ;-)

[Stanislav]

В очередной раз погиб человек от того, что не отключили напряжение ПОСТОЯННОГО тока при ремонтных работах. Он полез на столб, не выполнил как обычно все действия, предписанные по инструкции, и ...

А вот если бы у него был прибор для индикации приближения к этому напряжению, все могло бы быть иначе. Кто-нибудь может что-то сказать по этому вопросу?
Можно поставить вопрос и шире. Высоковольтное постоянное напряжение есть не только на высоких столбах, но и пониже. А вот про про средства дистанционного обнаружения такого не очень высокого напряжения что-то не слышно. Возможно ли создать такой переносной малогабаритный прибор по разумной (до 500...1000$) цене? Прибор, естественно, должен эксплуатироваться в реальных условиях (ЖД, метро, ЛЭП...), а не быть поверочным средством в метрологических центрах.

Давайте подумаем...
Электрический провод под напряжением на расстоянии может проявить себя только электрическим и магнитным полем. При отсутствии тока магнитное поле также будет отсутствовать, поэтому отбросим его рассмотрение.
Для обнаружения электрического поля потребуется датчик потенциала. Абсолютный потенциал (или, точнее, потенциал относительно Земли), по-моему, измерить невозможно из-за утечек (поправьте, если ошибаюсь). При условии, что датчик перемещается относительно провода, появляется возможность измерять изменение потенциала поля вследствие такого перемещения.
Хорошим датчиком изменения потенциала является обычный усилительный МОП-транзистор с обеднённым (встроенным) каналом и затвором, болтающимся "в воздухе". Помнится, в студенческие годы я экспериментировал с транзистором КП305. В эксперименте измерялся ток через канал ПТ с неподключенным выводом затвора. В сухом воздухе обычной общажной комнаты заряд затвора при напряжении на нём в несколько вольт за сутки менялся всего процентов на 25. Прибор заметно реагировал на приближение человеческого тела с расстояния порядка полуметра, а 9В батарейку, подключенную одним полюсом к истоку, а другим - к проволочке-антенне длиной в 4-5см - на расстоянии ~10-20см.
Для увеличения чувствительности к затвору следует подключить металлическую пластинку или шарик. При этом нужно обеспечить защиту датчика от статического электричества, а также минимально возможные токи утечки цепи затвора ПТ.
Если есть вопросы - задавайте. Задача, несомненно, имеет решение.

[Andy-L]

В очередной раз погиб человек от того, что не отключили напряжение ПОСТОЯННОГО тока при ремонтных работах. Он полез на столб, не выполнил как обычно все действия, предписанные по инструкции, и ...

А вот если бы у него был прибор для индикации приближения к этому напряжению, все могло бы быть иначе. Кто-нибудь может что-то сказать по этому вопросу?
Можно поставить вопрос и шире. Высоковольтное постоянное напряжение есть не только на высоких столбах, но и пониже. А вот про про средства дистанционного обнаружения такого не очень высокого напряжения что-то не слышно. Возможно ли создать такой переносной малогабаритный прибор по разумной (до 500...1000$) цене? Прибор, естественно, должен эксплуатироваться в реальных условиях (ЖД, метро, ЛЭП...), а не быть поверочным средством в метрологических центрах.

Лет 15 назад работал на эл. подстанциях линейщиком, а потом инженером релейной защиты и телемеханики. Тогда это было невозможно - чтобы кто-то вот так залез на напряжение (ну может только в районе, в поселке дремучем). В ПУЭ и других руководящих документах строго определен допуск на высоковольтные работы - допускающий должен показать отсутствие напряжения на токоведущих частях, сначала измерительными приборами или штангой с индикатором и после этого даже коснуться рукой токоведущих отключенных шин, где будет производиться работа. Все это оформлялось допуском и нарядом на работы. Неужели щас так все изменилось что "в очередной раз" погиб человек по такой халатности?!

[Stanislav]

...В ПУЭ и других руководящих документах строго определен допуск на высоковольтные работы - допускающий должен показать отсутствие напряжения на токоведущих частях, сначала измерительными приборами или штангой с индикатором и после этого даже коснуться рукой токоведущих отключенных шин, где будет производиться работа...

А какие индикаторы напряжения для линий постоянного тока Вам известны?

...Неужели щас так все изменилось что "в очередной раз" погиб человек по такой халатности?!

А чему тут, собственно, удивляться?

[rezident]

...Неужели щас так все изменилось что "в очередной раз" погиб человек по такой халатности?!

А чему тут, собственно, удивляться?

Это все от администрации и организации труда зависит. После того как директором сервиса, в котором я когда-то работал, стал человек, работавший до этого в Пермэнерго, у нас стала ежегодно проводиться проверка знаний ТБ. Поскольку я ремонтировал мониторы, то у меня была 4 группа допуска (работа с электроустановками свыше 1000В). В комиссии по проверке заний ТБ всегда был инспектор из Пермэнерго. Подчеркиваю, это было не на производстве, а в обычном сервисе по ремонту выч. техники! Но если уж ЧП связанные с нарушением правил ТБ происходят в организации типа Метрополитена, то это полный абзац! Уж там-то правила ТБ должны быть у сотрудников в крови. А первичный инструктаж вообще положено при приеме на работу проводить. Даже уборщица у нас в сервисе имела вторую группу допуска.

[Stanislav]

Это все от администрации и организации труда зависит. После того как директором сервиса, в котором я когда-то работал, стал человек, работавший до этого в Пермэнерго, у нас стала ежегодно проводиться проверка знаний ТБ. Поскольку я ремонтировал мониторы, то у меня была 4 группа допуска (работа с электроустановками свыше 1000В). В комиссии по проверке заний ТБ всегда был инспектор из Пермэнерго. Подчеркиваю, это было не на производстве, а в обычном сервисе по ремонту выч. техники! Но если уж ЧП связанные с нарушением правил ТБ происходят в организации типа Метрополитена, то это полный абзац! Уж там-то правила ТБ должны быть у сотрудников в крови. А первичный инструктаж вообще положено при приеме на работу проводить. Даже уборщица у нас в сервисе имела вторую группу допуска.

Простите, но заданный в теме вопрос - не об этом. Всё написанное Вами верно, однако...
Мне известен случай, когда человек лишился здоровья (хорошо, что не жизни) только потому, что какой-то пьяный м...к решил дёрнуть рубильник двумя этажами ниже, и в этом ему не успели воспрепятствовать.
Устройство, о котором идёт речь в теме, призвано помочь именно в таких ситуациях.

[rezident]

Мне известен случай, когда человек лишился здоровья (хорошо, что не жизни) только потому, что какой-то пьяный м...к решил дёрнуть рубильник двумя этажами ниже, и в этом ему не успели воспрепятствовать.
Устройство, о котором идёт речь в теме, призвано помочь именно в таких ситуациях.

Да я понимаю, что это оффтопик. По теме вопроса сложно что-либо конкретное посоветовать. Если течет постоянный ток, то сила Ампера действует. А если тока нет? Только потенциал и электростатическое поле остается. Кулоновские силы использовать? Электростатический вольтметр/кулонометр с зеркальной системой помню с универа - этакой монстр с "хоботом" в чугунном корпусе

[TED17]

Рамка, вращающаяся в статическом поле, вроде должна давать ток пропорционально сорости вращения и напряженности поля. У такого метода должна быть неплохая стабильность, хотя механика не есть хорошо.

[Stanislav]

Да я понимаю, что это оффтопик. По теме вопроса сложно что-либо конкретное посоветовать. Если течет постоянный ток, то сила Ампера действует...

Эти силы измерить индикатором невозможно, поэтому даже упоминать их ни к чему.

...Только потенциал и электростатическое поле остается. Кулоновские силы использовать? Электростатический вольтметр/кулонометр с зеркальной системой помню с универа - этакой монстр с "хоботом" в чугунном корпусе

Нет, боюсь, Вы не поняли. Попробую нарисовать для нагладности.



Здесь: Свз - взаимная ёмкость шины и датчика; Rут - сопротивление утечки; Cвх - общая входная ёмкость измерителя, Rут - сопротивление утечки входа. Красным изображены эквивалентные компоненты схемы.
Предположим, что между шиной и датчиком вначале есть разность потенциалов (это будет всегда выполняться в реальности). Перемещение датчика относительно шины вызовет изменение Свз, что вызовет изменение напряжения З-И, и тока стока. Правда, величина изменения зависит также от конструктивных особенностей индикатора.
При создании датчика важно обеспечить минимальную входную ёмкость, а также максимальное сопротивление утечки, так как от ёмкости зависит чувствительность (Кпр ~ S*Rн*Cвз/(Свх+Свз), где S - крутизна характеристики ПТ, а от тау входной цепи СвхRут - минимально детектируемая скорость изменения параметров поля.

Рамка, вращающаяся в статическом поле, вроде должна давать ток пропорционально сорости вращения и напряженности поля. У такого метода должна быть неплохая стабильность, хотя механика не есть хорошо.

Не всегда. Зависит от ориентации рамки относительно провода.
Кроме того, Вы, похоже, перепутали электрическое поле с магнитным.

[rezident]

Станислав, а что вы в вашей схеме обозначили за общий провод? Человека, минус питания прибора или землю? Это ведь ведь весьма существенно! Нужно обнаружить напряжение=разность потенциалов, дык что будет вторым потенциалом? Если человек изолирован от всего, то ему эти 3000В вроде как и не очень страшны. К тому же как только изолированный человек коснулся провода, то потенциалы выровнялись и прибор перестал показывать. С другой стороны если рядом будут два человека на которых различные статические напряжения (разница которых может быть весьма существенна), то прибор скорее покажет эту разницу, а не то, что над ними обоими провод с 3кВ.

[Stanislav]

Станислав, а что вы в вашей схеме обозначили за общий провод? Человека, минус питания прибора или землю?

Идеально было бы подключить общий провод к земле. На практике делать так, скорей всего, будет неудобно, поэтому нужно рассчитывать на корпус, имеющий ёмкостную связь с телом человека.

[rezident]

Т.е. получается что нужно специально создать утечку тока от человека на землю. Что опять же не есть хорошо.

[Stanislav]

...Это ведь ведь весьма существенно! Нужно обнаружить напряжение=разность потенциалов, дык что будет вторым потенциалом? Если человек изолирован от всего, то ему эти 3000В вроде как и не очень страшны. К тому же как только изолированный человек коснулся провода, то потенциалы выровнялись и прибор перестал показывать.

Наша задача - не допустить этого.

...С другой стороны если рядом будут два человека на которых различные статические напряжения (разница которых может быть весьма существенна), то прибор скорее покажет эту разницу, а не то, что над ними обоими провод с 3кВ.

Пусть показывает. Главное - тревога бУдет.

Т.е. получается что нужно специально создать утечку тока от человека на землю. Что опять же не есть хорошо.

Не надо утечки. Достаточно ёмкостной связи.

[_artem_]

Рамка, вращающаяся в статическом поле, вроде должна давать ток пропорционально сорости вращения и напряженности поля. У такого метода должна быть неплохая стабильность, хотя механика не есть хорошо.

Не всегда. Зависит от ориентации рамки относительно провода.
Кроме того, Вы, похоже, перепутали электрическое поле с магнитным.

имхо, если это будет не рамка а провод,(провод или будем его заумно называть датчик электрического полай ) ) то в результате врашения, согласно вашей схеме наверху, изменяется емкость между высоковольтной линией и входом усилителя, что при одном и том же заряде на датчике) должно быть промодулировано пропорционально величине электрического поля.

[Stanislav]

имхо, если это будет не рамка а провод,(провод или будем его заумно называть датчик электрического полай ) ) то в результате врашения, согласно вашей схеме наверху, изменяется емкость между высоковольтной линией и входом усилителя, что при одном и том же заряде на датчике) должно быть промодулировано пропорционально величине электрического поля.

Да, верно. Только неудобно - механика. Думаю, можно хитрее сделать, но об этом - позже.

[_artem_]

.. на нескольких одноразмерных датчиках переключаюшихся посредством ключей как в пеленгаторе (недавно тема была открыта)

[rezident]

Все, понял что в схеме не хватает. Емкость нужно перезаряжать! Потому что у провода с напряжением 3кВ заряд можно считать бесконечным, а у любого объекта по соседству с человеком он конечен. Поэтому общий провод прибора должен быть соединен с телом человека, а входную емкость нужно время от времени разряжать.

И монтировать этот прибор видимо нужно прямо в каске, как в самом выступающем и близком к проводу месте

[_artem_]

imho

q = C*U

C inter cable-human yemkost ?

[rezident]

imho

q = C*U

C inter cable-human yemkost ?

А можно у каски внутри делать металлическое покрытие и использовать его как обкладку конденсатора.

[Dir]

Давайте подумаем...
Электрический провод под напряжением на расстоянии может проявить себя только электрическим и магнитным полем. При отсутствии тока магнитное поле также будет отсутствовать, поэтому отбросим его рассмотрение.
Для обнаружения электрического поля потребуется датчик потенциала. Абсолютный потенциал (или, точнее, потенциал относительно Земли), по-моему, измерить невозможно из-за утечек (поправьте, если ошибаюсь). При условии, что датчик перемещается относительно провода, появляется возможность измерять изменение потенциала поля вследствие такого перемещения.
Хорошим датчиком изменения потенциала является обычный усилительный МОП-транзистор с обеднённым (встроенным) каналом и затвором, болтающимся "в воздухе". Помнится, в студенческие годы я экспериментировал с транзистором КП305. В эксперименте измерялся ток через канал ПТ с неподключенным выводом затвора. В сухом воздухе обычной общажной комнаты заряд затвора при напряжении на нём в несколько вольт за сутки менялся всего процентов на 25. Прибор заметно реагировал на приближение человеческого тела с расстояния порядка полуметра, а 9В батарейку, подключенную одним полюсом к истоку, а другим - к проволочке-антенне длиной в 4-5см - на расстоянии ~10-20см.
Для увеличения чувствительности к затвору следует подключить металлическую пластинку или шарик. При этом нужно обеспечить защиту датчика от статического электричества, а также минимально возможные токи утечки цепи затвора ПТ.
Если есть вопросы - задавайте. Задача, несомненно, имеет решение.

Ввиду того, что такой индикатор должен эксплуатироваться в производственных условиях и не должен усложнять работу электрика и вопросы:
1. Как автоматически учесть перемещение (его величину и направление) такого датчика относительно провода под постоянным напряжением?
2. Как отстроиться от влияния электростатики? Насколько я понимаю, электрическое поле провода ничем не отличается от поля, допустим, свитра, заряженного при трении.
3. Не будет ли на такой прибор влиять переменное поле промышленной частоты?
4. Чем обусловлено влияние на такой электрометр тела человека и как его убрать?
5. Какую чувствительность можно ожидать от такого метода? Собственно, хотелось бы как указано в названии темы (т.е. хотя бы 1,5м от 3кВ провода), но это только благое пожелание не подкрепленное никакими расчетами и экспериментами.

И спасибо, что восприняли вопрос всерьез. Может я не совсем правильно расставил акценты и людей под током гибнет не так и много. Но это периодически случается и говорить что такое невозможно нельзя. Тем более, что вопрос поднял не я. Мне его задал человек из минтранса после, как я уже сказал, "невозможного" ЧП.

[_artem_]

В какой то книжке советских времен я видел такую конструкцию , только вот точно ли касалось она данного вопроса и наименование книги не помню (.

[Tanya]

Представляется, что задача намного сложнее, чем кажется. Не надо забывать, что Земля заряжена - атмосфера и твердь образуют сферический конденсатор, который постоянно заряжен, причем напряженность поля порядка сотен вольт на метр (точно не помню), что измеряется механическим методом - вращающийся конденсатор. В данном случае надо, видимо, детектировать градиент электрического поля.
Поэтому для детектирования необходимы механические перемещения. Кроме того, сам человек (его проводящее тело) будет мешать бесконтактному детектированию. А контактные методы даже для очень высоких напряжений давно известны - электростатический вольтметр.

[TED17]

А чего зациклились на бесконтактных датчиках. В свое время делали заземленные резистивные делители для контроля и снятия остаточного заряда конденсаторов.
Два десятка двухватных резисторов в пластиковую трубку, ну а измеритель и сирену - по вкусу. Щепляешь крючком куда надо и нет проблем. На 30кВ такие штуки работали без осечек годами.
Изготовить можно за пару часов в любом месте. Когда речь идет о жизни все должно быть кондово. А то останется на выключенной линии пару киловольт - бесконтактным можно не учуять, потребуется выставлять расстояние в квадратичной зависимости.

[Andy-L]

...В ПУЭ и других руководящих документах строго определен допуск на высоковольтные работы - допускающий должен показать отсутствие напряжения на токоведущих частях, сначала измерительными приборами или штангой с индикатором и после этого даже коснуться рукой токоведущих отключенных шин, где будет производиться работа...

А какие индикаторы напряжения для линий постоянного тока Вам известны?

Да их много - хотя бы эти:
Указатели высокого напряжения УВН80-2М/1-C, УВНУ-2М/1-C

Указатели высокого напряжения переносные со светодиодной индикацией предназначены для проверки наличия или отсутствия напряжения в электроустановках постоянного и переменного тока промышленной частоты с номинальным напряжением от 6 до 10 кВ. Допустимый диапазон рабочих температур от -15 оС до +40 оС, при относительной влажности до 80% при 25 оС Указатели работают без заземления каких либо частей с любых опор и вышек. Указатель УВНУ-2М/1-С имеет встроенное устройство самопроверки.

...Неужели щас так все изменилось что "в очередной раз" погиб человек по такой халатности?!

А чему тут, собственно, удивляться?

Согласен - но если строго не придерживаться правил ТБ при работе в высоковольтных установках, то и индикатор не поможет. Залезет человек на провода, проверив что там нет напряжения, а какой нибудь м...к опять включит рубильник :-) Чтобы этого не было и описаны строгие процедуры допуска и производства работ

[Dir]

А какие индикаторы напряжения для линий постоянного тока Вам известны?

Да их много - хотя бы эти:
Указатели высокого напряжения УВН80-2М/1-C, УВНУ-2М/1-C

Указатели высокого напряжения переносные со светодиодной индикацией предназначены для проверки наличия или отсутствия напряжения в электроустановках постоянного и переменного тока промышленной частоты с номинальным напряжением от 6 до 10 кВ. Допустимый диапазон рабочих температур от -15 оС до +40 оС, при относительной влажности до 80% при 25 оС Указатели работают без заземления каких либо частей с любых опор и вышек. Указатель УВНУ-2М/1-С имеет встроенное устройство самопроверки.

Никто не спорит, что правила техники безопасности надо выполнять, но для переменного тока существуют бесконтактные (или комбинированные) девайсы, например:

УКАЗАТЕЛИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ УВНУ-10 СЗ ИП-КОМБИ
Светозвуковой указатель высокого напряжения имеющий возможность комбинированной контактной и бесконтактной работы. Контроль работы производится микропроцессором, при этом вначале оценивается наличие напряжения на контактной части устройства, а при его отсутствии уровень электромагнитного поля промышленной частоты. Бесконтактная часть индицирует наличие напряжения световым сигналом (ультра яркий красный светодиод) и звуковым сигналом частотой 1-2Гц, и автоматически выключается при появлении напряжения на контактной части. Индикация наличия напряжения контактным способом производится двумя светодиодами , а звуковой сигнал имеет частоту 4-5Гц. Устройство имеет систему самопроверки, а также возможность включения и выключения бесконтактной части. При отсутствии напряжения устройство через 30 секунд переходит в энергосберегающий режим, что существенно продлевает ресурс примененных элементов питания. Допустимый диапазон рабочих температур от -15 оС до +40оС и относительной влажности до 80% при 25оС

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Номинальное напряжение, кВ от 6,0 до 10
Напряжение индикации указателя, кВ не более 1,5
Минимальная дальность срабатывания бесконтактной части, кВ/м 10
Источник питания, В 6 (2 литиевых элемента марки CR2032)
Громкость звукового сигнала, ДБ 70
Длина рукоятки, мм 120
Длина изолирующей части, мм 340
Общая длина, мм 680
Габаритные размеры (в упаковке), мм 860х80х110
Масса указателя, кг не более 0,75


Для постоянного же тока я что-то таких не обнаружил. Все только контактные попадаются вроде тех, что Вы привели в качестве примера.

[Andy-L]

А какие индикаторы напряжения для линий постоянного тока Вам известны?

Да их много - хотя бы эти:
Указатели высокого напряжения УВН80-2М/1-C, УВНУ-2М/1-C

Никто не спорит, что правила техники безопасности надо выполнять, но для переменного тока существуют бесконтактные (или комбинированные) девайсы, например:

УКАЗАТЕЛИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ УВНУ-10 СЗ ИП-КОМБИ
Светозвуковой указатель высокого напряжения имеющий возможность комбинированной контактной и бесконтактной работы. Контроль работы производится микропроцессором, при этом вначале оценивается наличие напряжения на контактной части устройства, а при его отсутствии уровень электромагнитного поля промышленной частоты. Бесконтактная часть индицирует наличие напряжения световым сигналом (ультра яркий красный светодиод) и звуковым сигналом частотой 1-2Гц, и автоматически выключается при появлении напряжения на контактной части. Индикация наличия напряжения контактным способом производится двумя светодиодами , а звуковой сигнал имеет частоту 4-5Гц. Устройство имеет систему самопроверки, а также возможность включения и выключения бесконтактной части. При отсутствии напряжения устройство через 30 секунд переходит в энергосберегающий режим, что существенно продлевает ресурс примененных элементов питания. Допустимый диапазон рабочих температур от -15 оС до +40оС и относительной влажности до 80% при 25оС

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Номинальное напряжение, кВ от 6,0 до 10
Напряжение индикации указателя, кВ не более 1,5
Минимальная дальность срабатывания бесконтактной части, кВ/м 10
Источник питания, В 6 (2 литиевых элемента марки CR2032)
Громкость звукового сигнала, ДБ 70
Длина рукоятки, мм 120
Длина изолирующей части, мм 340
Общая длина, мм 680
Габаритные размеры (в упаковке), мм 860х80х110
Масса указателя, кг не более 0,75


Для постоянного же тока я что-то таких не обнаружил. Все только контактные попадаются вроде тех, что Вы привели в качестве примера.

Согласен с Вами - я тоже просмотрел инет на эту тему и видел много автономных бесконтактных, в том числе прикрепляемых на каску сигнализаторов переменного напряжения. В контексте беседы я отвечал автору вопроса на мое высказывание об индикаторных штангах (именно контактных) которые используются при допуске, а они есть для постоянного тока, о чем меня и спрашивали. Да - значит действительно есть над чем работать, согласен с вами как с автором топика

[Stanislav]

Представляется, что задача намного сложнее, чем кажется. Не надо забывать, что Земля заряжена - атмосфера и твердь образуют сферический конденсатор, который постоянно заряжен, причем напряженность поля порядка сотен вольт на метр (точно не помню), что измеряется механическим методом - вращающийся конденсатор. В данном случае надо, видимо, детектировать градиент электрического поля.
Поэтому для детектирования необходимы механические перемещения. Кроме того, сам человек (его проводящее тело) будет мешать бесконтактному детектированию. А контактные методы даже для очень высоких напряжений давно известны - электростатический вольтметр.

Всё верно. Задача не так уж проста. Я только обозначил принцип её решения. Мне он кажется единственно возможным...
От механики мы вынуждены отказаться по причине её практической неприменимости в реальных условиях.
Насчёт градиента - Вы совершенно правильно всё поняли! Это единственный надёжный способ (опять же, имхо). Правда, я хотел сказать об этом позже.
Электрическое поле Земли в этом смысле предлагаю не учитывать, поскольку оно может считаться однородным, и может быть исключено из расчёта.
Механические перемещения будут создаваться самим электриком.
Человеческая тушка, безусловно, будет влиять на результат измерения градиента поля. Однако, количественные измерения для нас не так уж важны. Нужно только зафиксировать явную аномалию.

Ввиду того, что такой индикатор должен эксплуатироваться в производственных условиях и не должен усложнять работу электрика и вопросы:
1. Как автоматически учесть перемещение (его величину и направление) такого датчика относительно провода под постоянным напряжением?

Никак. Перемещение вдоль провода нас не интересует, и оно не будет детектироваться (вероятно). Должно быть отслежено только приближение к высокопотенциальной шине.

2. Как отстроиться от влияния электростатики? Насколько я понимаю, электрическое поле провода ничем не отличается от поля, допустим, свитра, заряженного при трении.

Никак. Предлагаемый метод основан на измерении изменения электростатического поля. В момент электризации свитера возможно срабатывание датчика. Также, если случайно произошла подача напряжения на провод во время работ, прибор это зафиксирует.

3. Не будет ли на такой прибор влиять переменное поле промышленной частоты?

Конечно. Это только расширит ему область применения. При этом следует понимать, что устройство не будет реагировать на токи в относительно низковольтных цепях.

4. Чем обусловлено влияние на такой электрометр тела человека и как его убрать?

Никак. Для простейшего электрометра, приведённого мной, при определённой геометрической ориентации шины и измерителя возможна полная нечувствительность прибора к перемещению. Избежать этого можно только при измерении градиента поля. Для этого потребуется 3-4 пространственно разнесённых датчика.

5. Какую чувствительность можно ожидать от такого метода? Собственно, хотелось бы как указано в названии темы (т.е. хотя бы 1,5м от 3кВ провода), но это только благое пожелание не подкрепленное никакими расчетами и экспериментами.

Этим вопросом Вы меня ставите в тупик. Создание модели и её анализ потребует больших временнЫх затрат, которые вряд ли будут продуктивными. Здесь рулит эксперимент...
По интуитивным ощущениям, соответствие Вашим требованиям вполне реально.

[rezident]

А может все-таки контактный способ подойдет? Цена решения меньше чем в $100 укладывается.

Я таким щупом пользовался для измерения величины анодного напряжения в мониторах с ЭЛТ. В качестве измерителя годится любой цифровой мультиметр со входным сопротивлением 10МОм.

[_artem_]

Posvyaseno elektricheskim polyam , pravda atmosferi . Izmereniya - glava 6:

http://www.colutron.com/products/cosmos.html

[Dir]

Stanislav, спасибо за ответы и ...

имхо, если это будет не рамка а провод,(провод или будем его заумно называть датчик электрического полай ) ) то в результате врашения, согласно вашей схеме наверху, изменяется емкость между высоковольтной линией и входом усилителя, что при одном и том же заряде на датчике) должно быть промодулировано пропорционально величине электрического поля.

Да, верно. Только неудобно - механика. Думаю, можно хитрее сделать, но об этом - позже.

... что Вы имели в виду? Модулятор поля на основе коммутируемых неподвижных (а не вращающихся) экранов?

Сообщение отредактировал Dir - May 22 2006, 17:13

[Stanislav]

...что Вы имели в виду? Модулятор поля на основе коммутируемых неподвижных (а не вращающихся) экранов?

Принцип коммутации для меня непонятен. Может, поясните, в чём тут суть?
Я имел лишь в виду способ измерения градиента поля системой разнесённых в пространстве датчиков. Уважаемая Tanya меня опередила.
Писать сразу не хотелось - обмыслить надо было.
Вообще-то, необходим эксперимент. Иначе обсуждение темы рискует превратиться в пустое сотрясание воздуха.
О методике его проведения, наверное, и стоит поговорить.

[Dir]

...что Вы имели в виду? Модулятор поля на основе коммутируемых неподвижных (а не вращающихся) экранов?

Принцип коммутации для меня непонятен. Может, поясните, в чём тут суть?

Ну, это просто предположение, что такое возможно. Вращающимся между датчиком и высоковольтным проводом экраном (проводящий пропеллер, электрически соединенный с "землей датчика") наверное можно промодулировать электрическое поле и перевести измерение из области постоянных токов в область переменных на фиксированной частоте. Если это можно сделать с помощью механики (вращающегося пропеллера), то я предположил что тот же самый эффект будет если подобный экран (сетка) периодически подключать (отключать) к земле датчика. Почему то я подумал что вы именно это имели в виду.

Я имел лишь в виду способ измерения градиента поля системой разнесённых в пространстве датчиков. Уважаемая Tanya меня опередила.
Писать сразу не хотелось - обмыслить надо было.
Вообще-то, необходим эксперимент. Иначе обсуждение темы рискует превратиться в пустое сотрясание воздуха.
О методике его проведения, наверное, и стоит поговорить.

Вы правы. Без эксперимента над "голой" идеей придумывать способы как ее усовершенствовать явно преждевременно.

[Pasca]

я с такими вещами сталкивался на работе:
измерение импульсных электрических и магнитных полей от высоковольтного провода.
Емкостной зонд может работать на частотах от 10 Гц до сотен Мгц, как правило ограничивается полосой регистратора.
Для дистанионного измерения постоянного напряжения пользуются как правило вибрационными вольтметрами.
Буду краток :-)) отсканировал нужную страничку
перевод с немецкого под редакцией В.П. Ларионова
Техника высоких напряжений
1989
http://rapidshare.de/files/21519272/zond.rar.html

Сообщение отредактировал Pasca - May 27 2006, 13:53

[lks]

И спасибо, что восприняли вопрос всерьез. Может я не совсем правильно расставил акценты и людей под током гибнет не так и много. Но это периодически случается и говорить что такое невозможно нельзя. Тем более, что вопрос поднял не я. Мне его задал человек из минтранса после, как я уже сказал, "невозможного" ЧП.
[/quote]

Есть предложение. (Я внимательно следил за темой - не хотелось вмешиваться).

Пару лет назад у меня возникла необходимость найти провод в стене - провод был без электрического тока (можно считать под постоянным напряжением). Немного поэксперементировав соорудил поисковый прибор (детектор) и приставку. Приставка это генератор звуковой частоты - подключалась к проводу. Детектор имел вид маленького пенала 1.5 х 2.5 х 12 см - имел выход на наушник и светодиод. Все мои проблемы с поиском проводов я решил. Кроме этого сам детектор (без генератора) позволял находить источники эл/магнитного излучения - провода под напряжением, ВЧ и СВЧ устройства и т.д. На компьютерный монитор и телевизор реагировал с 5-6 метров.

Таким образом, можно подключить генератор НЧ к высоковольтному проводу - до рубильника - а в кармане (или каске) работника может находится детектор. Если рубильник включат, то вместе с высоким напряжением поступит и сигнал и далее - с расстояния в несколько метров НЧ сигнал будет принят детектором - и выдаст сигнал тревоги.
У меня устройство питалось от элемента CR2032 (кажется так) - 3 вольтовая литиевая батарея диаметром около 20 мм.
Принцип датчика индуктивный, но может иметь острую диаграмму направленности (например, 10-15 градусов на расстоянии 5 метров до монитора).

[AndreyVN]

Всем привет, скажу честно, всю ветку не читал, возможно в чем-то повторюсь,но, то, что Вы проектируете называется усилитель заряда (датчик постояннгого электрического поля) я с таким сталкивался в масс-спектрометрах. Чувствительность (без криогенной техники) может достигать 100 зарядов электрона. В лабораторных условиях регистрируют единичные электроны.

Первый каскад предложен правильно, среди отечественных полевиков с изолированным затвором рекордсмен по входному току - КП305Е. Затвор тр-ра следует отгнуть и установить на фторопластовый столбик. Работать только с браслетом, пробитый полевик продолжает работать, но с большим входным током.
Лучшие характеристики только у электрометрического тетрода (у него измерительный электрод изолирован янтарем) если надо - найду марку и характеристики.

После полевика - ОУ, желательно МДМ, можно попробовать 140УД17 - с малым дрейфом.

Только вот как быть со статическим электричеством? Одел монтажник шелковые трусы, и будет его прибор каждый шаг тревогу выдавать. Видимо поэтому такие виды защиты не получили распространения.

PS: К системам измерения постоянного эл. поля есть интерес у военки, дело в том, что на летательных аппаратах наводится высокий потенциал (то-ли от трения, то-ли еще от чего-то), есть предложение фиксировать низколетящие цели по электростатическому потенциалу (это не шутка, если надо найду ссылку). Так что изобретайте, не получиться защита электрика - получится локатор крылатых ракет.

Сообщение отредактировал AndreyVN - Jun 30 2006, 12:31

[Stanislav]

Первый каскад предложен правильно, среди отечественных полевиков с изолированным затвором рекордсмен по входному току - КП305Е. Затвор тр-ра следует отгнуть и установить на фторопластовый столбик. Работать только с браслетом, пробитый полевик продолжает работать, но с большим входным током...

Думаю, датчик на ПТ лучше всего будет залить хорошим изолятором. При этом полевик не следует включать в усилительный режим: электроны утечки со стока могут "перебежать" на затвор, и вывести его из линейного режима. Думается, лучшим решением было бы использовать ПТ в качестве управляемого потенциалом поля сопротивления. Измерение сопротивления канала нужно делать так, чтобы напряжение С-И не превышало примерно 100мВ. При этом потенциал затвора со временем будет гарантированно притянут к "земле".

...Только вот как быть со статическим электричеством? Одел монтажник шелковые трусы, и будет его прибор каждый шаг тревогу выдавать...

Монтажнику придётся выбирать между удовольствием щеголять в шёлковых трусах и собственной безопасностью...

[AndreyVN]

Думаю, датчик на ПТ лучше всего будет залить хорошим изолятором. При этом полевик не следует включать в усилительный режим: электроны утечки со стока могут "перебежать" на затвор, и вывести его из линейного режима. Думается, лучшим решением было бы использовать ПТ в качестве управляемого потенциалом поля сопротивления. ...

Боюсь, что хороших льющихся изоляторов нет, разве что янтарь. К стати, надо еще чтобы изолятор не поляризовался при деформации и не накапливал заряд как конденсатор. А решение со столбиком я сам видел, наверное даже пару раз.
Коаксиальные кабели на входе усилителя заряда дают очень хороший микрофонный эфект именно из-за дефформационной поляризации - стукнеш карандашом по кабелю, а на осциллографе всплеск. У меня на масс-спектрометре был специальный кабель с надписью "Low Noice", шел от цилиндра фарадея (на котором накапливался заряд) к операционнику с полевиком на входе.

К стати, "cтоковый повторитель" и "режим управляемого сопротивления", обе эти фразы встречаются в литературе, это одно и то-же, или имеются какие-то нюансы?

[Stanislav]

Боюсь, что хороших льющихся изоляторов нет, разве что янтарь. К стати, надо еще чтобы изолятор не поляризовался при деформации и не накапливал заряд как конденсатор...

Почему нет? Насколько я знаю, полистирол - очень хороший изолятор. Небольшие токи утечки даже полезны; главное - обеспечить тау затвора порядка нескольких десятков секунд. А вывод затвора всё равно нужно изолировать, предохранив как от непосредственного пробоя статикой, так и от воздействия среды.
Насчёт поляризуемости - не знаю, только если датчик будет в виде этакого кубика или бруска, этим эффектом можно пренебречь.

...К стати, "cтоковый повторитель" и "режим управляемого сопротивления", обе эти фразы встречаются в литературе, это одно и то-же, или имеются какие-то нюансы?

Нет, не одно и то же. В стоковом повторителе транзистор работает в активном режиме. Пассивный режим будет, если снять напряжение СИ, при этом сопротивление канала будет зависеть только от разности потенциалов З-И (что нас вполне устраивает). Строго говоря, при измерении этого сопротивления придётся подать небольшой ток в канал, но если напряжение при этом не превысит нескольких десятков милливольт, оно будет измерено правильно.

[DK64]

Как только мы внесем в электрическое поле подобный датчик на полевике, так сразу исказим его (поле). Затвор (вывод) - проводник, исток тоже , т.е. полевиком (его каналом) мы бедем измерять напряженность внешнего поля в канале. Не уверен что ее (величины напряженности внешнего поля) будет достаточно для заметных изменений свойств канала (он не очень большой). Т.о. возможно нужен большой например плоский кондесатор, а уже к нему полевик для измерения разности потенциалов между обкладками , созданной внешним полем.
Вообще электрическое поле еще имеет свойство откланять движущиеся заряженные частицы. Может развить эту тему и обратиться еще и к электровакумным приборам...

[Old Nick]

Все верно, для измерения градиента поля нужно минимум две точки, либо движущийся датчик.
Давно делал на сборку из двух полевиков и синхронного детектора.
Нассколько я помню, есть готовые датчики, кажется микромашинные.
Внутри колеблющийся сенсор. По-моему у Honeywell. К сожалению, старый винчестер недоступен, точно не помню, кажется был у меня пдф.
И здесь, на форуме с годик назад упоминали.

[Stanislav]

Вот, сегодня на форуме встретил чудную ссылку.
Документация, правда, мутная. Если кому действительно интересно, думаю, нужно писать на Мурату.
И ещё: такие датчики продаются в России! В чип-и-дипе есть.

[edc]

вот в прицепе схема, скачанная с radiofanat.ru (скачана давно, по-моему такая ссылка не работает)!!

Прикрепленные файлы

 chem.zip ( 12.73 килобайт ) Кол-во скачиваний: 64

 

[Old Nick]

вот в прицепе схема, скачанная с radiofanat.ru (скачана давно, по-моему такая ссылка не работает)!!

Это какая-то лабуда. Stanislav нашел как раз то, что я имел в виду.
Почему-то спутал Мурату с Хонейвелом.

Принцип действия общеизвестен, точнее их два противопложных: качающиеся электроды или движущаяся шторка, экранирующая неподвижные электроды. С винчестером воссоединился, если надо подробнее - пишите.

[Oldring]

Вот, сегодня на форуме встретил чудную ссылку.
Документация, правда, мутная. Если кому действительно интересно, думаю, нужно писать на Мурату.
И ещё: такие датчики продаются в России! В чип-и-дипе есть.

Еще бы хорошо взглянуть на параметр d.
http://search.murata.co.jp/Ceramy/Catalogs...ctive_Potential

Физику не обманешь. Расситать или просто оценить такой датчик легко. Напряжение между головой электрика и проводом постоянное и равно интегралу напряженности поля по прямой, соединяющей голову электрика с проводом. Расстояние изменяется - меняется также распределение напряженности электрического поля на этом пути, в частности, происходит изменение напряженности электрического поля у поверхности головы электрика. Совсем незначительное изменение, особенно, если диаметр головы электрика мал по сравнению с расстоянием до провода, и, тем более, если провод тонкий. Другими словами, относительное изменение емкости между проводом и головой электрика мало, гораздо меньше относительного изменения расстояния между головой и проводом, которое в любом случае мало само по себе. Так как провод далеко, а тело электрика прямо тут, это изменение напряженности поля вблизи поверхности головы электрика связано прежде всего с дополнительным зарядом, перетекающим на поверхность головы электрика из глубин его тела, изменением напряженности поля, формируемого проводом, в районе головы электрика в этом месте можно пренебрегать. Для оценки можно представить голову электрика в виде сферы в свободном пространстве - ошибка в несколько раз нам неинтересна. Вот этот притекающий заряд мы и пытаемся померить. Так как изменение напряженности поля мало, величина притекающего заряда также крайне мала. Боюсь, ничего не выйдет. Желающие могут подставить конкретные цифры в это рассуждение

[Oldring]

Добавлю.

Над чем можно подумать - над аэроионами. Закрепить на голове хорошо изолированный ионизатор воздуха. И мерить ток дрейфа высасываемых ионов в электрическом поле. Разумеется, не должно быть никаких шторок. Может быть поможет - но нужно придумать что делать с ветром

[Old Nick]

Еще бы хорошо взглянуть на параметр d.
http://search.murata.co.jp/Ceramy/Catalogs...ctive_Potential

А что там (у меня не работает)?

Физику не обманешь.

В каком смысле, Murata фуфло гонит? А я думал, что мы впереди планеты всей. :-)

[Oldring]

Еще бы хорошо взглянуть на параметр d.
http://search.murata.co.jp/Ceramy/Catalogs...ctive_Potential

А что там (у меня не работает)?

Физику не обманешь.

В каком смысле, Murata фуфло гонит? А я думал, что мы впереди планеты всей. :-)

Там d = 3 mm. Рабочее расстояние датчика.

[Old Nick]

Еще бы хорошо взглянуть на параметр d.
http://search.murata.co.jp/Ceramy/Catalogs...ctive_Potential

А что там (у меня не работает)?

Физику не обманешь.

В каком смысле, Murata фуфло гонит? А я думал, что мы впереди планеты всей. :-)

Там d = 3 mm. Рабочее расстояние датчика.

Могу предположить, что это опечатка.
Во-первых, много времени назад, в доинтернетные времена, я делал примитивное устройство с подобным принципом. Оно прекрасно чувствовало 600В на расстоянии порядка 20см.
Во-вторых, на картинках в pdf указано 3м.

[Oldring]

Могу предположить, что это опечатка.
Во-первых, много времени назад, в доинтернетные времена, я делал примитивное устройство с подобным принципом. Оно прекрасно чувствовало 600В на расстоянии порядка 20см.
Во-вторых, на картинках в pdf указано 3м.

pdf откуда скачивается?
Судя по следующему тексту из описания могу предположить, что опечатка - это про 3 метра.

Applications
1. Sensing of surface electric potential for
photosensitive drums used in PPC machines and
laser beam printers
2. High voltage measurement and detection for high
voltage equipment

Возможность детектирования 600 вольт на расстоянии 20 см зависит от геометрии электродов. Если электроды - плоскости с размерами гораздо больше 20 см, то это одно, а если один из электродов - острие иглы, то это совершенно другое. В случае тонкого длинного провода и шарика диаметром в 20 см рядом, находящихся на расстоянии 3 метра, мы имеем нечто промежуточное. У Ваших электродов какая была геометрия?

[Old Nick]

Могу предположить, что это опечатка.
Во-первых, много времени назад, в доинтернетные времена, я делал примитивное устройство с подобным принципом. Оно прекрасно чувствовало 600В на расстоянии порядка 20см.
Во-вторых, на картинках в pdf указано 3м.

pdf откуда скачивается?
Судя по следующему тексту из описания могу предположить, что опечатка - это про 3 метра.

Applications
1. Sensing of surface electric potential for
photosensitive drums used in PPC machines and
laser beam printers
2. High voltage measurement and detection for high
voltage equipment

Возможность детектирования 600 вольт на расстоянии 20 см зависит от геометрии электродов. Если электроды - плоскости с размерами гораздо больше 20 см, то это одно, а если один из электродов - острие иглы, то это совершенно другое. В случае тонкого длинного провода и шарика диаметром в 20 см рядом, находящихся на расстоянии 3 метра, мы имеем нечто промежуточное. У Ваших электродов какая была геометрия?

Примерно 1 кв. см.

[Zakhar]

Прошу пардону, уважаемые, не совсем по теме, но не смог пропустить..... Крысы, заразы, очень хорошо чуют напругу - от 220 В как ~, так и= . Проверял на практике - замучила стая здоровенных зараз. Сделал ловушку - в центре мет. миска, вокруг нее - жестяное кольцо, по размерам подобрал так, чтобы нельзя было в миску залезть помимо кольца. Думал - подам напругу, встанет зверушка - и все. Сначала прикормил без напряжения - ели с большим энтузиазмом все подряд. Потом подал переменку 3 кВ. Не подходят. Снял напругу - сожрали. Ладно, думаю, может быть, 50 Гц чуют. Подаю те же 3 кВ через выпрямитель - не подходят. И так - несколько серий с разными напряжениями. В конце концов подавал просто 220 В из розетки, опять 50 Гц и постоянку. Вывод однозначный - чувствуют напряженность поля. Для справки - я тогда емкостными накопителями занимался, блоков питания - пол-лаборатории было. К чему все это - может что-нибудь почитать про крысок? Ведь умеют же.... Или прозаичнее - приемник на МОП-полевичке. Техника эксперимента для измерения НЧ-СНЧ-КНЧ-и т.д. полей. Основное требование - входной импеданс порядка сотен Мом-Гом на нужной частоте. С импедансом Гом измеряется напряженность до сотен В/м на частотах до единиц Гц. Еще ниже - уже надо бы МДМ-усиление. А вообще, карманная для постоянного поля и чувствительностью порядка 10 В/м - уже достаточно серьезная мухарайка (имею в виду - такая требует серьезной проработки) .

[rezident]

Модератор.
Тема 3,5+ давности. Зачем ее поднимать, да еще и оффтопом про крыс? Закрываю.