Рисунок 6 . Обнаружение сигнала в вертикальном поле зрения
Узнаваемость сигнала может дополнительно обеспечиваться комбинацией таких характеристик, как: яркость, цвет, пространственное расположение, эффект мигания.
Улучшение восприятия опасной ситуации и снижение остроты внимания оператора можно получить, применяя комбинированную индикацию. Например, синхронная подача звуковых и световых сигналов расширяет возможности использования приборов в различных условиях.
В случаях затруднения восприятия оптической и звуковой информации необходимо передавать или дублировать данные тактильным способом, например вибрацией, пропорциональной уровню измеряемой величины. Высокой чувствительностью к тактильным индикаторам обладают руки, но следует учитывать случаи, когда необходимо применять перчатки, заметно снижающие надежность восприятия тактильного сигнала.
С появлением индивидуальных сигнализаторов напряжения стало возможным контролировать уровень напряжения с земли, что позволило лишний раз не рисковать своей жизнью.
Перед ними не стоит задача определения с заданной точностью значения контролируемой величины. Это обстоятельство позволяет упростить их конструкцию, повысить удобство эксплуатации и надежность.
Необходимость применения при работе на электроустановках устройств контроля наличия напряжения подтверждается материалами расследований несчастных случаев, происшедших в электроэнергетике. Анализ материалов по электротравматизму показывает, что наибольшее число травм связано с тем, что не было проверено наличие напряжения. Распространенной причиной является также нарушение безопасного расстояния. Установлено, в частности, что в электрических сетях РАО "ЕЭС России" в девяти случаях в 2000 г. и в десяти - в 2001 г. можно было предотвратить смертельные электротравмы при наличии у пострадавшего сигнализаторов напряжения (для сравнения, общее количество смертельных электротравм в РАО в 2000 г. - 34, в 2001 - 28). Причинами, по которым не было проверено наличие напряжения, являются: отсутствие необходимых приборов, их неисправность или неприменение. Помимо низкой производственной дисциплины, осознанное неприменение электрозащитных средств объясняется тем, что имеющееся оборудование неудобно в эксплуатации, громоздко и морально устарело.
Многолетняя статистика производственного травматизма в электроэнергетике дает стабильное соотношение между числом смертельных травм и общим травматизмом. Так, в случаях механического травмирования человека летальным исходом заканчивается приблизительно один случай из тридцати. Но при попадании человека под напряжение смертью пострадавшего заканчивается каждый второй несчастный случай, что объясняется, помимо физиологической несовместимости электрического тока и биологических процессов в организме человека, отсутствием внешних признаков опасности оголенных токоведущих частей или металлических конструкций, случайно оказавшихся под напряжением (отсутствуют свечение, звук, дым и другие устрашающие признаки). Генерируемые СН тревожные сигналы предупреждают человека, "озвучивают" для него опасность, исходящую от находящегося под напряжением оборудования, что способствует повышению внимания, ведет к более взвешенным действиям.
Начавшееся в последние годы широкое применение на эксплуатирующих энергопредприятиях новых, более совершенных УН и СН способствовало в существенной степени снижению электротравматизма, в том числе и смертельного. Помимо высоких технических характеристик новые УН и СН должны быть надежны, просты и удобны в эксплуатации, иметь малую массу, привлекательный внешний вид. Для достижения этих целей необходимо использовать новую элементную базу, схемные решения, применять самые совершенные технологии изготовления.
Контроль отсутствия напряжения на проводах воздушных линиях электропередачи (ВЛЭП) можно осуществлять с помощью индивидуальных сигнализаторов напряжения (СН), располагаемых на спецодежде. Они подают сигнал в случае внезапного появления напряжения на отключенных участках ВЛЭП. Различные конструкции СН такого типа разработаны для крепления на каске, в нагрудном кармане, на запястье руки и т.д., они должны находиться во включенном состоянии все время работы. В зависимости от применения СН можно разделить на сигнализаторы напряжения ручные (СНР), предназначенные для определения наличия напряжения без подъема на опору, и на сигнализаторы напряжения касочные (СНК), предназначенные для сигнализации о приближении к источнику опасного напряжения (провод ВЛЭП) на расстояние менее допустимого.
Основное назначение СНР - кратковременное тестирование наличия напряжения непосредственно с земли. Высокая чувствительность, большие потребления не позволяют использовать СНР для постоянного контроля, поэтому для этих целей применяются СНК.
Анализ существующих конструкций выявил ряд недостатков, снижающих надежность срабатывания и удобство эксплуатации СН. Так, различные требования к емкости и габаритам источника питания (вызванные различием в условиях эксплуатации СН) приводят к использованию разных элементов. В СНК размеры источника питания играют существенную роль (обычно применяются миниатюрные дорогостоящие химические источники тока), в то время как в СНР нет подобных ограничений. Попытки использовать нехимические источники тока (тем самым продлить срок эксплуатации без обслуживания), такие как солнечная батарея и динамо-машина ("Пион-2001", рисунок 7) снижают удобство и надежность эксплуатации. Применение аккумуляторов и конденсаторов увеличивает риск использования прибора с разряженным источником питания.
Рисунок 7 .
а – применение СНИ для тестирования наличия напряжения в ВЛЭП;
б – СНИ «ИВА-Н» производства НПЦ «Электробезопасность»;
в – «ПИОН - 2001» производства ЗАО «Техношанс».
СНИ, предназначенные для использования в руке (рисунок 14а), обладают высокой чувствительностью и позволяют определять наличие напряжения на проводах ВЛЭП с земли без подъема на опору. В момент измерения СНИ должен находиться в руке выше головы. Одно из достоинств СНИ, по сравнению с СНК, заключается в том, что в них можно использовать более дешевые и доступные гальванические элементы питания ("ИВА-Н", рисунок 14б) или другие источники, например динамо-машину ("Пион-2001").
Прибор «ИВА-Н» предназначен для оценки напряженности электрического поля (ЭП) промышленной частоты и индикации допустимого времени пребывания в таком поле ремонтного и обслуживающего персонала, производящего работы в зоне сильных ЭП, а также для лиц инженерно-технического состава, осуществляющих регламентацию различных видов работ в зоне ЛЭП сверхвысокого напряжения.
Прибор "ИВА-Н" измеряет напряженность ЭП в диапазоне от 5 до 30 кВ/м, он имеет светодиодную линейку (11 сегментов), шкалу напряженности ЭП и шкалу допустимого времени пребывания персонала в ЭП. Прибор оснащен устройством звуковой сигнализации, срабатывающим при напряженности ЭП более 5 кВ/м.
Питание прибора - автономное, от элемента "Крона" или аккумулятора со встроенным выпрямителем для подзарядки от сети 220 В. Прибор имеет систему контроля работоспособности. Габаритные размеры прибора 195x52x22 мм. масса - 150 г. Прибор комплектуется измерительной штангой для обеспечения необходимого, при определении допустимого времени пребывания персонала в ЭП, расстояния между телом оператора и прибором. В корпусе прибора имеется гнездо для крепления измерительной штанги.
Работа прибора "ИВА-Н" основана на электростатической индукции заряда, пропорционального напряженности внешнего ЭП, в измерительном преобразователе емкостного типа, выполненном в виде металлической пластины, усилении и индикации измеренного значения с помощью светодиодной линейки.
Прибор состоит из пяти основных блоков (рисунок 8): измерительного усилителя (ИУ), выпрямителя (В) амплитудного значения сигнала, преобразовательного устройства (ПУ), компаратора (К) и генератора звуковых импульсов (ГЗИ).
Рисунок 8 . Структурная схема прибора «ИВА-Н».
Индуцируемый заряд формируется при помощи преобразователя, выполненного в виде металлической пластины. Блок ИУ имеет переменный коэффициент усиления, регулируемый при настройке прибора. Усиленный сигнал подается на выпрямитель амплитудного значения. Преобразователь уровня (ПУ) зажигает один из 1 светодиодов при поступлении на его вход соответствующего постоянного напряжения с выпрямителя. Сигнал с выпрямителя подается также на компаратор (К), который при определенном уровне включает генератор звуковых импульсов. ГЗИ работает на пьезоизлучающую головку, генерируя прерывистый звуковой сигнал частотой 1 кГц.
Модификация прибора имеет два диапазона: помимо вышеописанного еще диапазон с высокой чувствительностью, измеряющий напряженность ЭП от 0,5 до 5 кВ/м. Переход в соответствующий измеряемому юлю режим осуществляется автоматически. На лицевой панели два круглых светодиода указывают, в каком диапазоне работает прибор.
Наличие второго диапазона позволяет использовать прибор для определения наличия напряжения на проводах, розетках, распределительных коробках, для поиска трассы скрытой проводки напряжением 127 В и выше в производственных и жилых помещениях, для проверки заземления работающего оборудования.
