Студент Омского государственного технического университета Даниил Боровых создал прибор, который бесконтактным способом может измерить переменное напряжение и идентифицировать электрический пробой. В основу датчика заложен принцип электрометра. Подобных в сегменте электрической техники на рынке нет.
Конструкция прибора включает в себя измерительный чувствительный элемент, усилитель-преобразователь и цифровую схему обработки и передачи данных, выполненную на микроконтроллере. Корпус студент самостоятельно напечатал на 3Д-принтере. Размер датчика минимален – 3 на 7 сантиметров, его вес всего около 50 граммов, он с легкостью может уместиться в кармане.
На сегодняшний день, отмечает разработчик, существуют индикаторы напряжения, предназначенные для визуального и удаленного контроля наличия или отсутствия напряжения на главных электрических цепях в электроустановках. Также есть приборы для точного измерения тока – токовые клещи, датчики на эффекте Холла, пояса (катушки) Роговского и другие. Однако подобные им бесконтактные датчики напряжения с достаточно точным определением величины отсутствуют.
Даниил учится на третьем курсе энергетического института вуза и уже сегодня делает серьезные шаги в науке. Тяга к электроэнергетике и электронике появилась у него еще в детстве, ее привил отец, который работает в этой сфере. Будучи школьником, парень собирал различные электронные схемы, поэтому выбор учебного заведения был очевиден. Сейчас после учебы до позднего времени молодой человек остается в университете, чтобы совершенствовать свою разработку. В его мечтах – стать аспирантом Омского политеха.
Даниил Боровых, студент ОмГТУ:
«Наше устройство может определять наличие или отсутствие напряжения, а также измерять его величину, начальную фазу и производить запись осциллограмм.
Известно, что в системах питания высокого и среднего напряжения могут возникать перенапряжения, например из-за переключения или отключения потребителя. Следовательно, информация о перенапряжениях может быть получена с помощью данных датчиков, установленных на отдельных элементах, например на токоведущих частях. Данный прибор может использоваться для обнаружения электрических пробоев. Например, мы можем зафиксировать искрение при плохом контакте».
Для интерпретации полученных данных с датчика молодой человек написал специальную программу на языке С#. Она позволяет вычислять амплитудное и действующее значения напряжения, форму сигнала, количество перенапряжений, а также сохранять осциллограммы в файл.
Научный руководитель Даниила, доцент кафедры «Электрическая техника» Омского политеха Виктор Федянин, уверен, разработку ждет большое будущее.
Виктор Федянин, доцент кафедры «Электрическая техника» ОмГТУ:
«Актуальность применения бесконтактных датчиков напряжения и тока обусловлена цифровизацией электроэнергетических систем. Такие бесконтактные измерители могут использоваться для наблюдаемости в качестве сигнализации об авариях. Например, подстанции 6-10 кВ имеют на входе счетчик коммерческого учета, с помощью которого возможно идентифицировать параметры, однако на отходящие линии 0,4 кВ ничего не устанавливается. Применяя подобного рода устройства можно решить данную проблему, так как классические измерительные трансформаторы напряжения и тока имеют большие габаритные размеры и вес, сложность установки и высокую цену».
Политехник отмечает, разработка будет интересна крупным компаниям, работающим в области электроэнергетики и электротехники, а также тем, кто занимается разработкой приборов учета электрической энергии и терминалов релейной защиты и автоматики.
В планах ученых создать мобильное приложение, добавить в прибор возможность измерения тока и температуры токоведущих частей, а также организовать поддержку связи по протоколам цифровых подстанций для обмена информацией.