Электричество напряжением 6000 вольт
Предмет неусыпной заботы коллектива участка релейной защиты и автоматики цеха № 014 — это английское, итальянское и даже советское электрооборудование, задействованное на производствах «Полимира». Специалисты заботятся о том, чтобы все работало стабильно, а в случае посадки напряжения или короткого замыкания не вышло из строя. Более 30 лет за этим следит и электромонтер Николай Блыкин. Его труд удостоился в 2011 году заслуженного признания. Портрет Николая Владимировича помещен на заводскую Доску почета.
Его рабочая биография уже более 30 лет прочно связана с бригадой № 3 участка релейной защиты полимировского электроцеха. Впервые Николай Блыкин пришел на завод на практику в 1979-м, будучи учащимся ПТУ-28. Спустя год, получив красный диплом по специальности «Электромонтер», попал по распределению в одно из самых сложных и ответственных подразделений цеха № 014 — на участок релейно-измерительной службы и автоматики.
— В училище нам неплохо преподавали электротехнику, заложили основы будущей специальности, — вспоминает Николай Владимирович. — Однако погружаться в профессию, осваивать все тонкости пришлось на практике. Ведь релейщиков в ссузах не готовили. Тогдашний начальник участка Игнатий Михайлович ШАМОВ к подбору кадров относился серьезно. Ведь объем знаний для грамотной работы нужно было держать в голове колоссальный. От подчиненных Шамов требовал ответственного отношения к делу. Вот и из меня старался сделать настоящего специалиста.
Николая приняли по 4-му разряду. Но уже через пару лет благодаря трудолюбию и усердию он заработал максимальный — 6-й.
Первые годы Блыкин перенимал опыт у более опытных коллег — Петра Чернявского, Станислава Твердова. А вскоре сам стал наставником для новичков. Опекал и натаскивал он и теперешнего напарника Николая Михайленко, который, по словам самого Николая Владимировича, со временем даже превзошел учителя.
На участке релейно-измерительной службы и автоматики начинали карьеру нынешние начальник цеха № 014 Александр САФОНЕНКО и его заместитель Вячеслав ГУГАЛИНСКИЙ, мастер Леонид ЗАЯЦ. Не раз предлагали сменить должность и нашему герою. Но, как заметил Николай Владимирович, он не привык бегать с места на место, а старается бить в одну точку.
По жизни Блыкин идет, не полагаясь на милости судьбы, рассчитывая на собственные силы. В конце 80-х не стал дожидаться медленно двигающейся заводской очереди на жилье, вступил в кооператив и построил двухкомнатную квартиру. После решил покончить с холостяцкой жизнью. Познакомился с прекрасной девушкой Ириной, с которой впоследствии связал свою судьбу. Супружеский стаж Блыкиных насчитывает уже 23 года. В багаже их главных семейных ценностей — сын Артемий, который окончил Новополоцкий лицей нефтехимии и делает первые уверенные шаги в самостоятельной жизни.
Несколько последних лет на «Полимире» поэтапно модернизируется электрическая составляющая основных производств. После ввода новой КГТУ на второй главной понижающей подстанции проводится замена устаревшего оборудования, устанавливаются новые газовые и вакуумные выключатели. Большинство работ связано с серьезным напряжением 6 кВт.
Как замечает Николай Блыкин, его бригаде, в которую входит 10 человек, сидеть без дела не приходится. Раньше коллектив участка обслуживал релейную защиту компрессоров, насосов и трансформаторов, работал на обеих главных понижающих подстанциях. Сегодня работники бригады № 3 задействованы в наладке, монтаже и демонтаже электрооборудования. Но такие профессионалы, как Николай Блыкин, и с повышенной ответственностью, и с тысячевольтным напряжением уверенно справляются, и надежно следят за электрической безопасностью «Полимира».
Источник
Измеряем высокое напряжение мультиметром
Остальные резисторы МЛТ-0,5, кнопка Д301 с контактами на размыкание, они будут работать при напряжении до 80 — 100 В.
Для корпуса использована пластмассовая трубка (от проточного водонагревателя) диаметром 20 мм и длиной 150 мм. В качестве платы для объемного монтажа резисторов использован шток от медицинского шприца. Подгоним его диаметр для плотного вхождения в трубку.
Наконечником приставки будет служить измерительный щуп от старого прибора.
Резьбовой частью щупа закрепим наконечник в упоре штока шприца. Определим положение микровыключателя в трубке, оно определяется длиной штока. По расположению выключателя, в стенке трубки обработаем отверстие диаметром 8 мм для доступа к кнопке.
4. Использование приставки
Провод черного цвета в усиленной изоляции является общим (-) для Vin и Vout. Так как он подключается к высоковольтной цепи, требования к его изоляции и правилам электробезопасности должны быть соответствующими. Этот провод выводится от контактов кнопки, в середине корпуса.
Низковольтная часть схемы делителя находится в задней части корпуса. Измерительный провод (+) к мультиметру проходит через колпачок на торце корпуса.
Для измерения высокого напряжения, подключаем мультиметр в диапазоне 100…200 V к соответствующим выводам приставки. Подсоединяем общий провод к высоковольтному устройству. Включаем ВВ устройство.
Измерительным щупом с передней стороны корпуса касаемся источника высокого напряжения.
Снимаем показания прибора в 1 диапазоне измерения «1000». При малых значениях напряжения на шкале прибора, нажимаем кнопку и переключаем приставку в диапазон 2 «100».
Проверим работу приставки на переменном токе в сети 220V.
Подключенный к сети тестер показывает ровно 220V.
Аналогичные измерения показывают, что выпрямленное ВЧ напряжение составляет около 10 кВ и то, что необходимо точнее подобрать сопротивление нижнего плеча делителя напряжения.
При необходимости в более точных измерениях высокого напряжения, можно подать сигнал с приставки на осциллограф, будет видно амплитуду и форму импульсов.
При желании собрать приставку на делителе напряжения с коэффициентом 10 000, можно собрать цепочку из десяти последовательно включенных высокоомных резисторов сопротивлением по 68 мОм (верхнее плечо делителя с суммарным сопротивлением 680 мОм) и одного резистора (нижнее плечо) сопротивлением 68 кОм. При монтаже, все резисторы нужно расположить равномерно в линейку, на длине не менее 200мм для исключения пробоя в приставке.
При использовании киловольтметра следует соблюдать меры техники безопасности.
Подключение и отключение прибора производить при обесточенной аппаратуре, после снятия заряда с токоведущих высоковольтных частей.
При подключении прибора к измеряемым цепям, заземление подключать в первую очередь.
При отключении щупа от измеряемых цепей, заземление отключать в последнюю очередь.
Источник
DC-генератор высокого напряжения
Как мы определяем, что напряжение высокое? 100, 1000, или 10000Вольт считается высоким напряжением? По сравнению с 10-тью Вольтами, все они могут считаться высоким напряжением.
Высокое напряжение опасно для человеческой жизни. Уровень опасности зависит от тока. Очевидно, что 1000 вольт с током 100 мА представляют большую опасность, чем 100 Вольт с таким же током, но это не означает, что с этой сотней Вольт можно халатно обращаться. Все же 100 Вольт все еще считается высоким напряжением и этот факт должен быть понят.
Генератор высокого напряжения приведенный в этой статье, способен выдавать 10000 Вольт. Столь высокое напряжение может ионизировать воздух и газы, заряжать высоковольтные конденсаторы, обеспечивать работу маленького лазера или кинескопа, а также может быть полезно для различных экспериментов.
Описание схемы
Выше приведена схема генератора высокого напряжения, в данном случае она работает от 12 вольт. Схема преобразует входные 12 Вольт в 10000 выходных вольт, но уже с другой частотой. К вторичной обмотке трансформатора подключен умножитель напряжения с которого можно снимать от 1 до 10 кВ. Микросхема CD4584 это триггера Шмитта. Триггер U1a работает как генератор прямоугольных импульсов. Выход генератора соединен с U1-b—-U1-f, а они соединены параллельно для увеличения тока. Затем с U1-b—-U1-f подаются импульсы на базу транзистора Q1, транзистор открывается и через него протекает нарастающий ток Iк. Этот же ток будет протекать и через обмотку W1 трансформатора Т1, что приведет к тому, что в сердечнике трансформатора увеличивается магнитный поток, при этом во вторичной обмотке W2 трансформатора наводится ЭДС самоиндукции. В конечном итоге на выходе диода VD появиться положительное напряжение. (При этом если мы будем увеличивать длительность импульса приложенного к базе транзистора VT1, во вторичной цепи будет увеличиваться напряжение, т.к энергии будет отдаваться больше, а если уменьшать длительность, соответственно напряжение будет уменьшаться. Таким образом, изменяя длительность импульса в цепи базы транзистора, мы можем изменять выходные напряжения вторичной обмотки Т1).
На выходе вторичной обмотки получается от 800 до 1000 вольт, потом идет умножитель напряжения который увеличивает выходное напряжение в 10 раз.
Для нормальной работы схемы нужно установить выходную частоту генератора (U1-а) элементами R1, R5 и C1 (приведенные на схеме номиналы составляет около 15 кГц). Потенциометр R5 используется для тонкой настройки выходной частоты генератора. Чем выше частота генератора, тем меньше емкостное сопротивление на множитель.
Светодиод показывает, что схема подключена к источнику питания, неоновая лампа дает нам знать, что схема работает нормально. Чтобы получить максимальное напряжение на умножителе нужно подключить к нему осциллограф через высоковольтный делитель и переменным резистором R5 добиться максимальной амплитуды сигнала. Если нет осциллографа, то можно визуально настроить схему, для этого нужно выходной провод умножителя разместить на полдюйма от провода заземления и вращая R5 добиться максимальной длинны искры.
Список деталей
Все резисторы 1/2Ватт, допуск 5%
R1 = 1K5 (1.5K) (коричневый-зеленый-красный)
R2 = 300 Ом (оранжевый-черный-коричневый)
R3 = 220 Ом (красный- красный-коричневый)
R4 = 1 МОм (коричневый-черный-зеленый)
R5 = 10K переменный резистор
Конденсаторы
C1 = 0.022uF, 50 Вольт, металлизированная пленка
C2 = нет
C3-C12 = 0.001uF, 2000 Вольт, керамический диск
С13 = 220uF, 25 Вольт, электролитический
C14 = 4700uF, 35 Вольт, электролитический
D1-D11 = 1N4007, 1А, 1000 Вольт
Q1 = TIP31A, NPN
U1 = MC1458BAL (CD4584) триггера Шмитта
LED1 = зеленый светодиод
Другие компоненты
Ne1 = Ne2—неоновые лампы
T1 = HVM COR-2B, ферритовый сердечник повышающего трансформатора (см. текст)
Высоковольтный трансформатор можно взять готовый (транс строчной развертки от лампового телевизора идеально подойдет), или намотать самому, пользуясь программой для расчета импульсных трансформаторов.
Внимание
Если вы дотронетесь до выходного провода умножителя, то получите сильный электрический удар. Кроме того, после отключения питания от схемы, заряд в конденсаторах сохраняется на некоторое время. В целях безопасности необходимо замыкать выходной провод умножителя на землю.
Микросхема U1 представляет собой устройство КМОП и является чувствительным к статическому электричеству. Максимальное напряжение питания 15 вольт. Диод D11 защищает схему от неправильной полярности.
Конденсаторы и диоды работающие в умножителе должны быть с двойным запасом по напряжению. Диоды D1— D10 состоят из двух последовательно включенных диода на 1000 Вольт 1 Ампер.
Само устройство может быть собрано на любой подходящей плате. Транзистор Q1 должен иметь хороший радиатор, иначе может случиться тепловой пробой. Умножитель собран таким образом, чтобы не было утечек (небольших крон) , все пайки должны быть закругленными и гладкими. В целях безопасности следует заизолировать умножитель, автор использовал высоковольтную шпатлевку. Выходной провод умножителя лучше взять с строчного трансформатора от телевизора, который идет на анод кинескопа. Этот провод может держать напряжение порядка 20000 вольт (зависит от модели телевизора)
Положительные и отрицательные ионы:
Полярность диода в умножителе будет определять полярность ионов. В прототипе автора, умножитель настроен на положительные ионы. Выходное напряжение 10000вольт. Если поменять полярность диодов, то будут отрицательные ионы. Выходное напряжение при этом будет — 10000вольт.
Эксперимент:
Если поместить выходной провод умножителя на расстояние от ½ до ¾ дюйма от провода заземления, то можно будет наблюдать искры. Следует помнить, что микросхема в генераторе чувствительна к статике, чтобы избежать выхода из строя микросхемы следует заземлить схему.
Если к умножителю подключить лампу, то в ней будут появляться небольшие грозы и вспышки. Конструкция умножителя позволяет снимать с него ряд напряжений от 1000 вольт до 10000 вольт.
Если схема не работает, то прежде всего нужно проверить напряжение питания, потом с помощью осциллографа посмотреть импульсы на 6 ножке U1, там должны быть прямоугольные импульсы частотой примерно 12 кГц. Транзистор Q1 должен быть установлен на радиатор.
Следует также проверить высоковольтный трансформатор, для этого нужно отключить умножитель и убедиться, что на выходе 800-1000вольт. Проверить компоненты умножителя, вначале прозвонить тестером диоды, а потом проверить конденсаторы. Все эксперименты следует проводить в хорошо проветриваемом месте, так как при разрядах выделяется много озона. Он является вредным в больших концентрациях. При разряде, схема излучает радио и телевизионные помехи (RFI). Они могут проявиться как шум на AM-радио или помехи на ТВ.
Эта статья первоначально была написана Vincent Vollono и опубликована в » Electronics Now » и «Popular Electronics» журналах 1992 г. Переписана и повторена Tony van Roon. (VA3AVR)
Источник