Средства защиты работающих, применяемые в электроустановках - Указатели напряжения

Указателями напряжения являются переносные приборы, предназначенные для определения наличия или отсутствия напряжения на токоведущих частях электроустановок. Отсутствие напряжения должно быть проверено перед включением заземляющих ножей или наложением на токоведущие части переносного заземления. Устройства указателей напряжения до 1000 В и выше 1000 В принципиально различны.
Для электроустановок до 1000 В применяются указатели с газоразрядными лампами. Применение контрольных ламп (ламп накаливания) вместо указателей напряжения запрещено из-за имевших место травм при взрыве ламп и малой надежности их в работе.
Указатели напряжения до 1000 В. Указатели изготовляются двух типов: однополюсные, действующие при прохождении емкостного тока, и двухполюсные, действующие при прохождении активного тока. Однополюсные указатели предназначаются для электроустановок переменного тока и рекомендуются к применению при проверке схем вторичных соединений, определении фазного провода в электросчетчиках, патронах, выключателях, предохранителях и пр. Двухполюсные указатели пригодны для электроустановок переменного и постоянного тока.
Чувствительность указателей  напряжения характеризуется напряжением зажигания — минимальным напряжением, при котором наступает видимое устойчивое свечение сигнальной лампы.
Напряжение зажигания указателей не должно быть выше 90 В, а ток, проходящий через указатель при наибольшем рабочем напряжении, на которое он рассчитан, не должен превышать 0,6 мА для однополюсных указателей и 4 мА для двухполюсных указателей с шунтированной газоразрядной лампой. Для двухполюсных указателей с газоразрядной лампой, определяющих как наличие, так и значение напряжения, ток, проходящий через указатель, не должен превышать 10 мА.
Однополюсные указатели до 1000 В, изготовляемые отечественной промышленностью, обычно имеют электрическую схему, состоящую из газоразрядной индикаторной лампы с добавочным резистором, контакта-наконечника и контакта на торцовой части корпуса. Корпуса указателей выполняются из изоляционного материала и имеют упорные кольца, дальше которых захватывать указатель рукой не разрешается. При проверке наличия или отсутствия напряжения необходимо коснуться рукой контакта на торцевой части указателя. Тогда при наличии напряжения через указатель потечет емкостный ток, обусловленный емкостью «человек — земля» и индикаторная лампа загорится. При работе с указателями на панелях электросчетчиков в цепях вторичных соединений рекомендуется на контакт-наконечник надевать трубку из изоляционного материала, оставляя неизолированными участки длиной не более 5 мм.
Однополюсные указатели напряжения до 1000 В имеют примерно однотипную конструкцию, однако контактные наконечники указателей ИН-90 и ИН-91 выполнены в виде штыревого наконечника или отвертки.

Рис. 1. Однополюсный указатель напряжения до 1000 В типа ИН-90.
1 — корпус с ограничительным упором; 2 —колпак; 3—пружина; 4 — лампа неоновая; 5 — торцевой контакт; 6 — контакт-наконечник с изолирующей трубкой; 7 — резистор.
Недостатком всех однополюсных указателей является чувствительность к наведенному напряжению вследствие емкостных и индуктивных связей (между жилами в кабеле, проводами в пучке и т.д.), а указателя типа УНН-1, кроме того, малая чувствительность, так как напряжение зажигания его 120 В.
Общий вид указателя типа ИН-90 показан на рис. 1, Характеристики однополюсных указателей приведены в табл. 2.
Двухполюсные указатели состоят из двух корпусов, выполненных из изолирующего материала, в которых размещены элементы электрической схемы. Корпуса соединены гибким медным проводом длиной не более 1 м с изоляцией повышенной надежности, имеющим в местах ввода в корпус амортизационные втулки или утолщенную изоляцию. В указателях напряжения, применяемых только для BЛ до 1000 В, длина соединительного провода может быть увеличена.

Характеристики однополюсных указателей напряжения до 1000 В

Электрическая схема двухполюсного указателя содержит газоразрядную индикаторную лампу, зашунтированную резистором, добавочный резистор и контакты- наконечники. Шунтирование резистором индикаторной лампы указателя позволяет сделать его не чувствительным к наведенному напряжению. Корпуса указателей имеют  ограничительные кольца, за которыми прикасаться к указателям не разрешается. Во время проверки наличия или отсутствия напряжения контактами- наконечниками необходимо коснуться токоведущих частей разных фаз или полюсов проверяемой цепи. При наличии напряжения через указатель потечет активный ток, обусловленный значениями активных сопротивлений, из которых состоит электрическая схема указателя, и индикаторная лампа загорится. Общий вид одного из таких указателей типа УНН-10 показан на рис. 2.

Рис. 2. Двухполюсный указатель напряжения до 1000 В типа УНН-10.
1 — контакты-наконечники; 2 — корпуса; 3 — упорные кольца; 4 — вкладыш: 5 — неоновая лампа (тиратрон МТХ-90); 6— резистор МЛТ-0,5, 1 МОм; 7— резистор МЛТ-2, 200 кОм; 8 — контактная шайба; 9 — пружина; 10 — винт; II — бобышка; 12 — провод ПГВ-500 сечением 0,75 мм2.
Кроме указателя УНН-10 промышленность выпускает указатели: УНН-1Ш, созданный на базе указателя УНН-1; МИН-1, являющийся модифицированной моделью указателя УНН-90, и ПИН-90, предназначенный также для работы во взрывоопасных средах (например в шахтах, взрывоопасных по газу и пыли). Недостатком указателей типа УНН-90 и ПИН-90 является то, что они могут давать неправильные показания под влиянием наведенного напряжения. Недостатком указателя типа УНН-1 является малая чувствительность,
так как напряжение зажигания его 120 В. Отечественная промышленность выпускает также указатели с индикацией значения напряжения, электрическая схема которых содержит дополнительно резисторы, конденсаторы и диоды. К таким указателям относятся пробник напряжения типа УН-1 (ПН-1) и индикатор напряжения стрелочный типа ИН-92, общий вид которых показан на рис. 3 и 4.

Рис. 3. Указатель напряжения типа УН-1 (ПН-1).
1 — контакты-наконечники; 2 — корпуса; 3 — провод; 4 — газоразрядная лампа типа ИН-9, закрытая шкалой.

Указатель напряжения УН-1 предназначен для индикации и измерения напряжения переменного тока промышленной частоты. Он состоит из основного корпуса, внутри которого размещены линейный газоразрядный индикатор типа ИН-9 или ИН-9М, диод типа Д223Б, включенный параллельно индикатору ИН-9, и вспомогательного корпуса, внутри которого размещены конденсатор типа МБМ-160-0,5 и два резистора типа С2-23-224.9 кОм, соединенные последовательно. Основной и вспомогательный корпуса соединены между собой гибким изолированным проводом. Действие пробника напряжения основано на свойстве линейного газоразрядного индикатора типа ИН-9 менять длину светящегося столба вдоль стержневого катода пропорционально протекающему току.

Индикатор стрелочный типа ИН-92 представляет собой магнитоэлектрический измерительный прибор с равномерной односторонней шкалой длиной 36 мм. Индикатор напряжения предназначен для измерения напряжения переменного тока промышленной частоты через выпрямители и напряжения постоянного тока непосредственно через шунтирующие сопротивления.
Характеристики двухполюсных указателей напряжения до 1000 В, выпускаемых отечественной промышленностью, представлены в табл. 3.
Специальным конструкторско-технологическим бюро по высоковольтной и криогенной технике (СКТБ ВКТ) Мосэнерго разработаны и переданы в серийное производство универсальный двухполюсный указатель напряжения типа УННУ-1, позволяющий определять наличие напряжения как переменного, так и постоянного тока, указывать полярность напряжения постоянного тока (рис. 5), и двухполюсный указатель типа УННЛ, предназначенный для работ на BЛ 0,4 кВ, имеющий специальные удлиненные щупы, позволяющие с максимальной безопасностью определять отсутствие напряжения.

Указатели напряжения выше 1000 В. Для электроустановок выше 1000 В применяются указатели напряжения, принцип работы которых основан на свечении неоновой лампы при прохождении через нее емкостного тока. Указатель напряжения состоит из трех основных частей: рабочей части, изолирующей части и рукоятки. В рабочую часть входят контакт-наконечник, неоновая лампа и конденсаторы. Изолирующая часть расположена между рабочей частью и рукояткой.
Размеры рабочей части указателей напряжения не регламентируются и определяются конструкцией. Размеры изолирующей части и рукоятки должны быть не менее приведенных в табл. 4.
На изолирующей части указателей напряжения имеется ограничительное кольцо из изоляционного материала диаметром, превышающим наружный диаметр рукоятки не менее чем на 10 мм.
В электроустановках выше 10 кВ допускается применение указателей напряжения на 2—10 кВ, закрепляемых на изолирующих оперативных штангах, рассчитанных для применения в электроустановке соответствующего напряжения, при этом рабочая часть указателя
Минимальные размеры указателей напряжения выше 1000 В (по ГОСТ 20493-75)

Примечание. Указатели напряжения с длиной изолирующей частя I мм, выпущенные бывшим Ереванским заводом «Электроточприбор» по ТУ 76 г., допускаются к применению в электроустановках 2—6 кВ.
навинчивается на специальную муфту с резьбой на головке штанги (рис. 6).
Рис. 6. Рабочая часть указателя напряжения 2— 10 кВ, навинченная на головку оперативной штанги, имеющую специальную втулку с резьбой под рабочую часть указателя.
1 — контактный крючок: 2 — рабочая часть указателя; 3 — затенитель; 4 — оперативная штанга.
Рис. 7. Указатель напряжения типа УВН-80М.
1 — рабочая часть; 2 — изолирующая часть и рукоятка, 3 — затенитель; 4—указатель в транспортном положении.

Напряжение зажигания указателей до 1000 В должно быть не более 90 В, для указателей напряжением 2— 10 кВ — не более 550 В, а для указателей напряжением выше 10 кВ — не выше 25% наименьшего номинального напряжения электроустановки, в которой они применяются. В исключительных случаях для электроустановок 2 и 3 кВ могут быть допущены указатели с напряжением зажигания до 40% номинального напряжения электроустановки.
Для устранения ложных показаний указателей высокого напряжения типов УВН-10, УВН-80 и др. при проверке отсутствия напряжения на проводах ВЛ с деревянными или железобетонными опорами, а также с автовышек рабочая часть указателей должна заземляться. При опробовании отсутствия напряжения этими указателями напряжения в дневное время на них должны быть установлены затенители у индикаторной лампы.
Характеристики указателей напряжения выше 1000 В, выпускаемых серийно отечественной промышленностью, приведены в табл. 5.

Рис. 8. Указатель напряжения 35—110 кВ типа УВН-90.
а — общий вид указателя; б — разрез рабочей части указателя, переделанного на лампы МТХ-90; 1 — крышка; 2 — контактный крючок; 3 — стакан из винипласта; 4 — затенитель из резины; 5 — изолирующая телескопическая штанга, в — тиратроны МТХ-80; 7 — винт регулировки искрового промежутка; 8 — панель гетинаксовая.

Указатели напряжения до 10 кВ типов УВН-10 и УВН-80М состоят из двух изолирующих трубок (рис. 7). В трубке меньшего диаметра смонтирована рабочая часть, а трубка большего диаметра является изолирующей частью с рукояткой. Рабочая часть содержит неоновую лампу типа ТНУВ и конденсаторы или конденсаторную трубку. На изолирующих частях указателей имеются ограничительные кольца.
Указатель напряжения 35—110 кВ типа УВН-90 смонтирован в стакане из винипласта или бакелита. Рабочая часть указателя состоит из искрового промежутка и соединенной с ним спиральной неоновой лампы типа НС-110. Неоновая лампа соединена с металлическим крючком, расположенным на конце винипластового стакана (рис. 8,а). Для лучшей видимости светового сигнала на стакан надевается резиновый затенитель конусообразной формы. Указатель крепится на изолирующей бакелитовой телескопической штанге, состоящей из двух звеньев, соединенных между собой при помощи цангового зажима из полиэтилена. При раздвинутой штанге указатель применяется на 110 кВ, при сдвинутой — на 35 кВ.
К недостаткам этого указателя нужно отнести повышенную хрупкость неоновой лампы НС-110, являющейся к тому же весьма дефицитной.
В связи с этим при ремонте указателей напряжения УВН-90 вместо спиральной неоновой лампы НС-110 часто устанавливают два тиратрона типа МТХ-90, соединенных последовательно так, как это показано на рис. 8, б.
Указатель типа УВН-35-220, конструкции СКТБ ВКТ Мосэнерго, состоит из изолирующей трубки, внутри которой установлены последовательно две неоновые лампы МТХ-90 или МН-3. Один из контактов лампы подключен непосредственно к металлическим элементам, с помощью которых указатель сочленяется с рабочей частью изолирующей штанги, а другой контакт через искровой промежуток — к контактному крючку указателя.
Ереванским ПТО «Электроприбор» выпускается указатель напряжения универсальный типа УВНУ (рис. 9), Этот указатель рассчитан на применение в электроустановках напряжением до 10 кВ.
Изолирующая часть и рукоятка указателя типа УВНУ выполнена из дифлоновых (поликарбамидных) трубок. В комплект этого указателя входит дополнительная трубка для проведения фазировки. Кроме того, в корпус указателя для проверки его исправности встроен прибор, аналогичный прибору типа ППУ (ППИ-4). Для подзарядки аккумуляторной батареи, питающей этот прибор, придается зарядное устройство (отдельный блок). Описание прибора типа ППУ приведено ниже.
К недостаткам этого указателя нужно отнести то, что неоновая лампа в нем не шунтирована конденсатором, и поэтому при работе в качестве указателя для фазировки напряжения он может давать ложные показания. Кроме того, из-за прозрачности корпуса указателя свечение неоновой лампы даже при наличии затенителя мало заметно при достаточно яркой освещенности.

При пользовании указателями напряжения перечисленных типов их следует подносить к токоведущим частям на расстояние, необходимое для появления свечения лампы. При этом под действием электрического поля через конденсатор, имеющийся в указателе проходит емкостный ток. Последовательно с конденсатором включена неоновая лампа, которая и светится при наличии напряжения. Прикасаться указателем к токоведущим частям следует только в том случае, когда при приближении к токоведущим частям лампа не светится. Для лучшего наблюдения за свечением лампы указатели напряжения, применяемые в ОРУ и на BЛ снабжаются специальными затенителями.
При пользовании указателями заземлять их не следует, за исключением работ на деревянных и железобетонных опорах BЛ до 20 кВ, а также с автовышки, когда из-за недостаточной емкости по отношению к земле указатель может не действовать. Для заземления указателя напряжения (например типа УВН-80) заземляющий проводник сечением не менее 4 мм2 нужно присоединить к винтовому разъему между изолирующей и рабочей частями.
Все операции с указателями напряжения должны производиться в диэлектрических перчатках.
Непосредственно перед проверкой отсутствия напряжения необходимо проверить исправность указателя напряжения, приблизив его рабочую часть к токоведущим частям, заведомо находящимся под напряжением. Кроме того, для проверки исправности указателей напряжения выше 1000 В может применяться также разработанный СКТБ ВКТ Мосэнерго малогабаритный переносный прибор ППУ (ППИ-4), работающую по схеме двухтактного транзисторного преобразователя низшего напряжения постоянного тока (4 В) в высшее напряжение переменного тока (700—900 В).
Напряжение постоянного тока в приборе получают от малогабаритной аккумуляторной батареи. Для подзарядки аккумуляторной батареи предусмотрено зарядное устройство (отдельный блок).

Рис. 10. Прибор для проверки исправности указателей напряжения типа ППУ (ППИ-4).
При проверке указателя необходимо крючком на его рабочей части прикоснуться к контакту высшего напряжения прибора ППУ (ППИ-4).
С целью безопасности обслуживания пусковая кнопка прибора сблокирована с контактом высшего напряжения. Прибор смонтирован в пластмассовом корпусе. Общий вид прибора показан на рис. 10.
Кроме вышеупомянутых указателей с неоновой лампой промышленностью выпускается разработанный СКТБ ВКТ Мосэнерго указатель высокого напряжения бесконтактный типа УВНБ-35, предназначенный для проверки наличия или отсутствия напряжения переменного тока промышленной частоты в КРУ и КРУН 6— 10 кВ, где токоведущие части находятся за сетчатым ограждением, и на ВЛ 6—35 кВ. Этот указатель может применяться также и на одноцепных ВЛ 110 кВ. Указатель напряжения состоит из четырех основных частей: рабочей части, съемного выносного электрода, изолирующей штанги и зарядного устройства. Выносной электрод представляет собой изолированный металлический стержень, закрепленный на рабочей части, позволяющий проверять отсутствие напряжения непосредственно через сетчатое ограждение. Зарядное устройство (отдельный блок) предназначено для зарядки аккумуляторов указателя.
Действие указателя основано на использовании электростатической индукции в переменном электрическом поле, поэтому в отличие от указателей с неоновой лампой указатель типа УВНБ-35 не требует заземления при проверке отсутствия напряжения на ВЛ с деревянными опорами.
Указателем пользуются, навинтив его на рабочую часть изолирующей двухзвенной телескопической штанги с длиной изолирующей части 1700 мм.
Разность потенциалов, наведенная между двумя электродами (металлическая пластина и общая плата монтажа), создает в схеме ток смещения, который усиливается двухступенчатым транзисторным усилителем. Исполнительным элементом является мультивибратор, обеспечивающий прерывистое свечение сигнальной лампы накаливания, что дает четкую видимость сигнала при любой освещенности. Частота мигания лампы увеличивается при приближении к токоведущим частям. Указатель типа УВНБ-35 в рабочем состоянии показан на рис. 11.
Указатель высокого напряжения бесконтактный имеет следующие характеристики:
1. Минимальное расстояние между указателем и токоведущим проводом в режиме индикации составляет на ВЛ 6 кВ — 30—100 мм, 35 кВ — 1000 мм и 110 кВ — 3000—4000 мм.
2. Отношение расстояний между указателем и объектом, при которых срабатывает указатель, расположенный торцом или боковой частью к измеряемому объекту, должно быть не менее трех.

Рис. 11. Указатель напряжения типа УВНБ-35 в рабочем состоянии.
I — рабочая часть указателя; 2 — выносной электрод; 3 — штанга изолирующая.
Этот параметр характеризует помехоустойчивость прибора, т.е. чем выше это отношение, тем менее заметно влияние соседних источников высокого напряжения.
Питание осуществляется от четырех аккумуляторов типа Д-0,25. Потребляемый ток в режиме покоя 5 мА, в режиме индикации 150 мА.
Указатель удовлетворительно работает при колебаниях напряжения источника питания от 3,5 до 5 В.
Указатель удовлетворительно работает в диапазоне температур от —30 до +35 °С.
Конструкция указателя обеспечивает в любой момент полную и надежную проверку всей схемы и напряжения аккумуляторов, поэтому отпадает надобность в его предварительной проверке.
К бесконтактным указателям относятся также сигнализаторы напряжения индивидуального пользования, один из типов которых (СНИ) также разработан СКТБ ВКТ Мосэнерго. Назначение сигнализатора — предупреждать о наличии напряжения при случайном или ошибочном приближении на недопустимо близкое расстояние к находящимся под напряжением токоведущим частям.
В сигнализаторе не предусмотрены переключающие устройства, позволяющие применять прибор в широком диапазоне напряжений. Это вызвано тем, что имеется опасность ошибочного переключения пределов измерения и, следовательно, использования сигнализатора не на предусмотренный класс напряжения. Поэтому сигнализаторы предполагается выпускать для классов напряжения: 0,4—1; 6—10; 20 — 35 и 110 кВ.
Диапазон напряжений, на который рассчитан сигнализатор, обозначается надписью на корпусе прибора. Кроме того, предусматривается изготовление приборов в корпусах разной расцветки, в соответствии с диапазоном напряжений, на который данный сигнализатор рассчитан. Для удобства пользования сигнализатор может быть помещен в нагрудный карман спецодежды, укреплен специальным зажимом на каске, шапке, воротнике и борте пиджака или подвешен на одну из пуговиц с помощью ременной петли-ярлыка. Общий вид сигнализатора показан на рис. 12.
Сигнализатор типа СНИ дает прерывистые звуковые сигналы при приближении корпуса прибора к токоведущим частям на расстояние, допускаемое правилами техники безопасности, плюс 0,7 м (расстояние вытянутой руки).

Принцип действия сигнализатора основан на разности наведенных потенциалов между двумя электродами, внесенными в электрическое поле. Конструктивно од-
ним электродом является металлическая пластина, вторым — общая часть схемы. Наведенный на электродах сигнал усиливается четырехкаскадным резисторным усилителем и воздействует на моностабильный мультивибратор, обеспечивающий прерывистое срабатывание бесконтактного реле, которое включает звуковой генератор, нагруженный на микрогромкоговоритель.

Рис. 13. Указатель напряжения для фазировки до 10 кВ.
1 — указатель напряжения типа УВН-10 (УВН-80); 2 — трубка с резисторами; 3 — соединяющий провод.
Прерывистый звуковой сигнал четко выделяется на фоне постоянных шумов. В то же время прерывание сигнала позволяет экономить до 30% затрачиваемой энергии от источника питания. Схема прерывания звукового сигнала выполнена таким образом, что по мере приближения сигнализатора к источнику электрического поля (к объекту, находящемуся под напряжением) частота прерывания увеличивается. В сильном электрическом поле при недопустимом по правилам техники безопасности расстоянии частота прерывания настолько увеличивается, что индикация переходит в непрерывное звучание.
Сигнализатор заключен в корпус из диэлектрического материала с габаритами 90X60X32 мм (включая зажим). Масса прибора 140 г. На корпусе размещены: кнопка проверки исправности, выключатель питания и гнездо для подключения зарядного устройства. Питание сигнализатора осуществляется от четырех дисковых аккумуляторов типа Д-0,1. Для подзарядки аккумуляторов предусмотрено подзарядное устройство (отдельный блок). Работоспособность сигнализатора сохраняется при напряжении источника питания от 5 до 3,5 В.
Указатели напряжения типа УВН-10 (УВН-80) в комплекте с дополнительной трубкой (рис. 13) применяются в электроустановках 6—10 кВ для фазировки
кабельных и воздушных линий, а также силовых трансформаторов.
Дополнительная трубка, соединенная с указателем гибким изолированным проводом, состоит из рабочей части с токоограничивающим сопротивлением, изолирующей части и рукоятки. Дополнительная трубка применяется только с тем указателем напряжения, с которым она испытана. Сопротивление для трубок, применяемых в электроустановках 6 и 10 кВ, находится в пределах от 2,5 до 3,5 МОм и от 6 до 7 МОм соответственно. Гибкий провод длиной 1 м, соединяющий указатель напряжения с дополнительной трубкой, должен иметь усиленную изоляцию, выдерживающую испытательное напряжение 20 кВ (например, провода марок ПВЛ-1, ПВГ). Провод снабжается кольцевыми наконечниками для надежного присоединения к зажимам указателя напряжения и трубки с дополнительным сопротивлением. Конструкция наконечников должна исключать возможность случайного отсоединения их от зажимов.
Перед началом операций по фазировке проверяют исправность прибора. Для этого крючком на рабочей части указателя напряжения касаются токоведущих частей, находящихся под напряжением. Если при этом лампа светится — прибор указателя исправен. Затем к тому же месту прикасаются крючком на трубке с дополнительным сопротивлением; лампа при этом должна  погаснуть.
Возникают трудности в подборе указателя напряжения и добавочного сопротивления для удовлетворения норм по напряжению зажигания при «согласном» и «встречном» включениях, для чего потребовалось шунтирование сигнальной неоновой лампы Конденсатором типа ПОВ-15-390 или К74-7 на 16 кВ.
СКТБ ВКТ Мосэнерго разработало также указатель напряжения для фазировки типа УВНФ 35-110, предназначенный для фазировок непосредственно на токоведущих частях электроустановок 35—110 кВ. Корпус указателя разборный, состоящий из трех звеньев, одно из которых является рабочей частью.