Устройство для сброса гололедных отложений с проводов линий электропередачи

Авторы патента:

H02G7/16 - устройства для очистки проводов или кабелей от снега или льда (для очистки изоляторов H01B 17/52)

Владельцы патента RU 2504880:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности при упрощении конструкции. Устройство для сброса гололедных отложений (1) с проводов (2) включает элемент (3) для импульсного встряхивания проводов, действующий от веса отложений на нем и встроенный в механическую цепь подвески провода к изолятору (4), состоящую из крюка (5), свободно вставленного резьбовой стороной (6) в сквозное отверстие (7) в опоре (8) и зафиксированного гайкой (9), при этом элемент для импульсного встряхивания выполнен в виде сферической хлопающей мембраны с отверстием (10), размещенной между гайкой и опорой и обращенной к опоре своей вогнутой стороной. 1 ил.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для механического удаления гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи.

Известны устройства для механического сброса мокрого снега и гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи с помощью размещенных в пролете элементов для импульсивного встряхивания провода и ударных пружинных элементов /см. а.с. СССР №754541, кл. H02G 7/00, 1978 [1]; а.с. СССР №1415309, кл. H02G 7/16, 1978 [2]; а.с. СССР №1415309, кл. H02G 7/16, 1986 [3]; а.с. СССР №700888, кл. H02G 7/00, 1978 [4]/

Недостатками известных устройств являются неспособность автоматического сброса гололедных отлажений при достижении их весом опасных значений, значительная сложность конструкции вследствии необходимости использования элементов со специальными физическими эффектами, короткозамыкателей, грозозащитных тросов, материалов с эффектом памяти формы /ЭПФ/ и т.п., дополнительные затраты электроэнергии, узкие возможности использования, ограниченные в каждом случае специфической конструкцией линии электропередачи.

Известно также устройство для сброса гололедных отложений с проводов линий электропередачи, содержащее молоток, ударяющий по проводу, и привод, действующий от веса отложений и выполненный в виде пространственного кинематического пружинного рычажно-зубчатого механизма, снабженного зубчатой рейкой, храповым механизмом и зубчатым сектором /см. а.с. СССР №252438, H02G 7/16, 1967 [5]/.

Недостатками известного устройства являются предельная сложность конструкции, ограниченные функциональные возможности и области применения, низкая эффективность сброса отложений и эксплуатационная надежность.

В типовых опорах воздушных линий электропередачи механическая цепь подвески провода к штыревому изолятору состоит из крюка или резьбового штыря, свободно вставленного резьбовой стороной в отверстие в опоре и зафиксированного гайкой /см., например, К.М. Поярков “Электрические станции, подстанции, линии и сети”, М., 1971, стр.223-234 [6]/.

Однако, в этих опорах в принципе отсутствуют устройства для сброса гололедных отложений, срыва паразитных колебаний проводов и т.п.

Наиболее близким устройством того же назначения к предлагаемому устройству по совокупности существенных признаков является устройство для сброса гололедных отложений с проводов линий электропередачи, содержащее молоток, ударяющий по проводу под действием веса отложений, и выполненное по типу пружинных весов, встроенных в механическую цепь подвески провода к изолятору, и кинематически связанных своим неподвижным стержнем с поворотной рукояткой молотка при помощи шарнирного коромысла и толкателя, сцепленных между собой посредством зубьев /см. а.с. СССР №115292, кл. H02G 7/16, 1957 [7]/, и принятое за прототип.

Недостатками устройства-прототипа являются предельная сложность конструкции, низкая эффективность сброса отложений и надежность, ограниченные функциональные возможности и области применения. Наличие отложений на проводах при определенном характере ветровых возмущений приводит к резонансным колебаниям проводов, возникновению их низкочастотных колебаний типа “пляски”, приводящим к повреждениями воздушных линий электропередачи. В устройстве-прототипе практически отсутствует возможность срыва вышеуказанных режимов, регулировки заданных усилий натяжения проводов, то есть предельно ограничены функциональные возможности.

Сущности изобретения заключается в создании устройства, обеспечивающего автоматический сброс гололедных отложений с проводов при достижении их весом значений, больших допустимых, за счет включения в механическую цепь подвески провода релейного элемента, обеспечивающего импульсное встряхивания проводов при критических нагрузках.

Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение эффективности сброса гололедных отложений, расширение функциональных возможностей устройства.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для сброса гололедных отложений с проводов линии электропередачи, включающем элемент для импульсного встряхивания проводов, действующий от веса отложений и встроенный в механическую цепь подвески провода к изолятору, состоящую из крюка, свободно вставленного резьбовой стороной в сквозное отверстие в опоре и зафиксированного гайкой, особенность заключается в том, что элемент для импульсного встряхивания провода выполнен в виде сферической хлопающей мембраны с осевым отверстием, размещенной между гайкой и опорой и обращенной к опоре своей вогнутой стороной, при этом конструктивно-технологические параметры мембраны подобраны так, что начальный, монотонно возрастающий участок ее характеристики перекрывает область номинальных значений натяжений проводов данного типа линии электропередачи, а усилие хлопка мембраны, соответствующее ее выходу на релейный участок характеристики, равно натяжению данного провода при максимально допустимом весе гололедных отложений на нем.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично показано предлагаемое устройство на общем виде с продольным разрезом.

Устройство для сброса гололедных отложений 1 с проводов 2 линии электропередачи включает элемент 3 для импульсного встряхивания проводов 2, действующий от веса отложений 1 и встроенный в механическую цепь подвески провода 2 к изолятору 4, состоящую из крюка 5, свободно выставленного резьбовой стороной 6 в сквозное отверстие 7 в опоре 8 и зафиксированного гайкой 9, при этом элемент 3 для импульсного встряхивания провода 2 выполнен в виде сферической хлопающей мембраны с осевым отверстием 10, размещенной между гайкой 9 и опорой 8 и обращенной к опоре 8 своей вогнутой стороной. Как известно /см., например, Л.Е. Андреева “Упругие элементы приборов”, М., 1962, стр.311-315 [8]/ для известных типов стальных сферических хлопающих /выпуклых/ мембран при нагружении их силами с выпуклой стороны /см. [8], стр 312, фиг.166/ на начальном участке характеристики, связывающая прогиб с давлением, возрастает монотонно. Но при некотором критическом давлении /при усилии “хлопка” или срабатывания/ мембрана скачком теряет свою устойчивость и выходит на релейный участок со скачкообразным увеличением прогиба. При полном или частичном сбрасывании нагрузки, то есть при уменьшении давления мембрана также хлопком возвращается в исходное выпуклое состояние, но обратный скачок происходит при меньших давлениях. В предлагаемом устройстве конструктивно-технологические параметры мембраны 3 подобраны так, что начальный, монотонно возрастающий участок ее характеристики перекрывает область номинальных значений натяжений проводов 2 данного типа линии электропередачи, а усилие хлопка мембраны 3, соответствующее ее выходу на релейный участок характеристики, равно натяжению данного провода при максимально допустимом весе гололедных отложений на нем. Опора 8 может быть деревянной, железобетонной и т.п. /см. [6], стр. 235-239/, изоляторы 4 - стеклянные, фарфоровые и т.п. /см. [6], стр. 233-234/, особенности заданного натяжения и крепления проводов описаны здесь же /см.[6], стр. 248-249/.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Сначала провод 2 просто закрепляется на изоляторе 4, и механическая цепь подвески провода 2, состоящая из элементов 3, 4, 5, 6, 9 собирается при недеформированной мембране 3. Далее, заворачиванием гайки 9 осуществляется деформация мембраны 3 на начальном, монотонном участке ее характеристики, в результате чего осуществляется номинальное значение натяжения проводов 2, определяемое для линии электропередачи по необходимой стреле провеса с помощью монтажных таблиц /см. [6], стр.249/, после чего гайка 9 фиксируется. При нарастании веса гололедных отложений 1 на проводе 2 увеличивается его натяжения и, соответственно, давление слева с выпуклой стороны на мембрану 3, сопровождающееся увеличением монотонной деформации последней. При достижении весом отложений 1 максимально допустимых значений, что определяется предельно допустимой стрелой провеса /см. [6], стр.249/, происходит хлопок мембраны 3, то есть ее скачкообразное срабатывание с релейным увеличение прогиба. Такой хлопок приводит к импульсному встряхиванию провода 2 и, соответственно, к полному или частичному сбросу гололедных отложений 1 с провода 2. Нагрузка на мембрану 3 при этом резко уменьшается, и она также хлопком возвращается в исходное выпуклое состояние на монотонный возрастающий участок характеристики. При этом устройство опять готово к работе при повторном появлении отложений 1 на проводах 2. В случае возникновения при наличии отложений 1 и ветровых возмущений опасных колебательных режимов проводов /резонанса, “пляски” и т.д./ предлагаемое устройство при хлопке мембраны 3 обеспечивает практически мгновенный срыв колебательного режима. Подбор конструктивно-технологических параметров мембраны 3 достаточно прост, так как границы монотонного участка характеристики и усилие хлопка не критичны, то есть их величины могут быть выбраны довольно приблизительно.

Таким образом, по сравнению с устройством-прототипом [7] предлагаемое устройство отличается предельной простотой конструкции и надежностью за счет исключения сложного пространственного кинематического приводного механизма, повышенной эффективностью сброса гололедных отложений, осуществляемого не местными возмущениями за счет ударов молотка, а импульсным встряхиванием провода, а также расширением функциональных возможностей устройства за счет осуществления кроме сброса отложений функции выстановки номинального натяжения провода и автоматического срыва опасных вибрационных режимов проводов в случаях их возникновения. При этом настройкой устройства можно осуществлять периодическое, довольно частое встряхивание проводов при сравнительно малом весе отложений, что позволить производить сброс отложений уже на начальной стадии их образования, что, естественно, значительно облегчает сам процесс сброса и заранее предотвращает возникновение опасных режимов.

Устройство для сброса гололедных отложений с проводов линии электропередачи, включающее элемент для импульсного встряхивания провода, действующий от веса отложений и встроенный в механическую цепь подвески провода к изолятору, состоящую из крюка, свободно вставленного резьбовой стороной в сквозное отверстие в опоре и зафиксированного гайкой, отличающееся тем, что элемент для импульсного встряхивания провода выполнен в виде сферической хлопающей мембраны с осевым отверстием, размещенным между гайкой и опорой и обращенной к опоре своей вогнутой стороной, при этом конструктивно-технологические параметры мембраны подобраны так, что начальный, монотонно возрастающий участок ее характеристики перекрывает область номинальных значений натяжений проводов данного типа линии электропередачи, а усилие хлопка мембраны, соответствующее ее выходу на релейный участок характеристики, равно натяжению данного провода при максимально допустимом весе гололедных отложений на нем.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности при упрощении конструкции.

Устройство для сброса гололедных отложений с проводов линий электропередачи // 2504878

Распорка для проводов воздушных линий электропередачи // 2504877

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для механического удаления гололедных отложений. Распорка выполнена в виде плоского шарнирного многозвенного механизма и включает узел соединения тяг и зажимы для крепления тяг к проводам.

Устройство для сброса гололедных отложений с проводов // 2504060

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат -повышение эффективности при упрощении конструкции.

Способ контроля провиса провода линии электропередачи // 2494511

Изобретение относится к электротехнике. Способ включает размещение на проводе подвесного датчика температуры, а под проводом - контрольного устройства.

Защита кабелей от налипания снега и обледенения // 2492564

Изобретение относится к энергетике, в частности к электрическим кабелям/проводам, включая высоковольтные линии электропередач, закрепленным на опорах, когда решается проблема абсолютно полной защиты кабелей от налипания снега, обледенения и, как следствие, обрыва.

Способ подогрева проводов контактной подвески // 2485656

Изобретение относится к электрическим проводам воздушных линий железных дорог, в частности к очистке проводов от снега и льда. .

Устройство для плавки гололеда на воздушных линиях электропередач имени степана филипчука // 2482585

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для плавки гололеда, осевшего на воздушных линиях электропередач (ВЛЭП). .

Устройство для сброса гололедных отложений с проводов // 2481684

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для механического удаления гололедных отложений с проводов линий электропередач. .

Способ обнаружения гололедных образований на проводах и грозозащитных тросах линий электропередачи // 2479084

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для обнаружения гололедных образований на проводах и грозозащитных тросах линий электропередачи (ЛЭП) и определения длины и толщины гололедных отложений.

Способ управляемой плавки гололеда на воздушных линиях электропередачи переменным током // 2505897

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на высоковольтных подстанциях, требующих плавки гололеда на проводах воздушных линий электропередачи (ВЛ). Управляемую плавку гололеда на ВЛ производят током низкой частоты, формируемым трехфазным автономным инвертором напряжения, а эффективное значение тока плавки задают и поддерживают на требуемом уровне изменением величины напряжения питания инвертора. Плавку производят одновременно на трех проводах ВЛ, подключенных к выходным зажимам трехфазного автономного инвертора напряжения и закороченных на противоположном конце линии. Линия при этом выполняет функции трехфазной нагрузки инвертора с соединением фаз в звезду. Техническим эффектом предложения является увеличение допустимой длины ВЛ по сравнению с управляемой плавкой гололеда переменным током промышленной частоты, упрощение организации, сокращение продолжительности процесса плавки гололеда, уменьшение количества дополнительного коммутационного оборудования.

Установка для компенсации реактивной мощности и плавки гололеда // 2505898

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение на электрических подстанциях, требующих компенсации реактивной энергии и плавки гололеда на воздушных линиях электропередачи. Техническим эффектом изобретения является минимизация количества выключателей, необходимых для перехода из режима компенсации в режим управляемой плавки гололеда и обратно. Устройство содержит двунаправленные высоковольтные тиристорные вентили (1, 2, 3), последовательно с которыми соединены реактивные элементы (дроссели или конденсаторы) (4, 5, 6). Переключение с режима компенсации реактивной мощности на режим плавки гололеда производится с помощью двух выключателей (7, 8). Для этого точки соединения реактивных элементов (4, 5, 6) и тиристорных вентилей (1, 2, 3) подсоединены к трехфазной питающей сети А, В, С, свободные выводы указанных вентилей (1, 2, 3) через контакты первого выключателя (7) соединены по схеме «треугольник» со свободными выводами реактивных элементов (4, 5, 6), а через контакты второго выключателя (8) - с проводами воздушной линии для плавки гололеда. 2 ил.

Комбинированная установка для плавки гололеда и компенсации реактивной мощности // 2505899

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение на электрических подстанциях, требующих плавки гололеда на воздушных линиях электропередачи и компенсации реактивной мощности. Техническим эффектом изобретения является упрощение организации и сокращение продолжительности процесса плавки с одновременным уменьшением количества дополнительного коммутационного оборудования. Комбинированная установка содержит два трехфазных мостовых преобразователя на полностью управляемых полупроводниковых вентилях, шунтированных встречно включенными диодами, конденсаторную батарею на стороне постоянного тока преобразователей, первый трехполюсный выключатель и два последовательно соединенных трехфазных дросселя, параллельно одному из которых подсоединен второй трехполюсный выключатель - на стороне переменного тока. При плавке гололеда первый преобразователь работает в режиме управляемого выпрямителя, а второй в режиме автономного инвертора напряжения, к выходу которого через третий трехполюсный выключатель подсоединены провода воздушной линии, замкнутые на противоположном конце, для одновременной плавки гололеда на них переменным током низкой частоты, при которой индуктивная составляющая сопротивления проводов практически не оказывает влияния на эффективную величину тока плавки. 1 ил.

Комбинированная установка для компенсации реактивной мощности и плавки гололеда (варианты) // 2505903

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение на электрических подстанциях, требующих компенсации реактивной мощности и плавки гололеда на воздушных линиях электропередачи. Технический результат - сокращение продолжительности процесса плавки с одновременным уменьшением количества дополнительного коммутационного оборудования. Установка содержит трехфазный мостовой преобразователь на полностью управляемых полупроводниковых вентилях, шунтированных встречно включенными диодами, конденсаторную батарею на стороне постоянного тока, первый трехполюсный выключатель и два последовательно соединенных трехфазных дросселя, параллельно одному из которых подсоединен второй трехполюсный выключатель, - на стороне переменного тока. По первому варианту конденсаторная батарея в режиме компенсации реактивной мощности соединена контактами третьего трехполюсного выключателя, разомкнутыми в режиме плавки гололеда, с эмиттерными (коллекторными) выводами вентилей преобразователя, которые в этом режиме посредством четвертого трехполюсного выключателя соединены с проводами воздушной линии для управляемой плавки гололеда переменным током. По второму варианту конденсаторная батарея в режиме компенсации реактивной мощности контактами третьего и четвертого трехполюсных выключателей, разомкнутыми в режиме плавки гололеда, соединена с эмиттерными и коллекторными выводами вентилей преобразователя, которые в этом режиме посредством пятого и шестого трехполюсных выключателей соединены с проводами двух воздушной линии для одновременной управляемой плавки на них гололеда переменным током. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для удаления гололедных отложений с проводов // 2510114

Использование: в области электроэнергетики для удаления гололедных отложений с проводов. Технический результат заключается в повышении эффективности. Устройство содержит установленные на проводе (1) с зазором витые цилиндрические пружины (2) с аэродинамическими элементами (3) и расположенными асимметрично проводу грузами, концы пружин ввернуты в кольцевые постоянные магниты (4), обращенные друг к другу одноименными полюсами, аэродинамические элементы выполнены в виде легких пластин разных размеров, установленных в средней части пружин и навернутых на них осевыми отверстиями, а асимметричные грузы представляют собой болтовые соединения из болтов (6) и гаек (7), установленных в отверстиях (8) в периферийной части пластин. 1 ил.

Способ и устройство защиты объекта от попадания на него неблагоприятных осадков // 2518003

Изобретение относится к системам безопасности и может быть применено для охраны различных объектов, например линии электропередачи, строительного крана и т.п. Способ защиты объекта от попадания на него неблагоприятных осадков заключается в формировании колебаний объекта посредством работы генератора с излучателем, предназначенных для вибрации объекта и отделения от него неблагоприятных осадков. В качестве генератора с излучателем используют устройство, выполненное с возможностью осуществлять подрыв, по крайней мере, одного заряда и использования энергии подрыва заряда для вибрации объекта без его разрушения. В изобретении описаны различные варианты выполнения устройств согласно заявленному способу с использованием зарядов на твердом, жидком и газообразном топливе с различными принципами их подрыва и использования энергии подрываемых зарядов для решения задачи изобретения, заключающейся в уменьшении времени, необходимого для удаления с объектов осадков, а также защиты объектов от злоумышленников. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство защиты кабелей от налипания снега, обледенения и больших волнообразных колебаний // 2519284

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Устройство содержит фасонную гибкую разомкнутую или замкнутую полностью оболочку с пазом, внутри которого находится гибкая прочная несущая вес оболочки пластина, кабель размещен внутри оболочки, при этом он в нескольких местах по своей длине охвачен хомутами, соединенными между собой в каждом отдельном комплекте жесткими прочными стяжками. При этом хомуты соединены между собой одинаковыми или разными по длине жесткими прочными стяжками с одинаковыми или разными просветами между ними. Причем стяжки, как хомуты и оболочка, выполнены из токонепроводящего материала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для удаления снежно-ледового покрытия с проводов линий электропередачи // 2520581

Использование: в электроэнергетике. Технический результат - повышение эффективности защиты ЛЭП от гололедных образований. Устройство содержит коммутатор силовой электроники (1), объединенные в единую локальную сеть рефлектометр (2), генератор ВЧ импульсов тока (3), идентичные гальванически развязанные генераторы мощных импульсов тока (4.1-4.n), количество которых «n», соответствует количеству контролируемых ЛЭП, соединенные с коммутатором силовой электроники. Кроме того, единая локальная сеть включает контроллер (5), связанный с рефлектометром (2), автоматизированное рабочее место диспетчера с ЭВМ (6) и световое табло (7). 2 ил.

Способ автоматического повторного включения воздушной линии электропередачи при плавке гололеда // 2521970

Изобретение относится к области электроэнергетики и может найти применение при эксплуатации воздушных линий (ВЛ) в условиях гололедообразования. Технический результат изобретения - снижение вероятности повреждения линии при использовании быстродействующего автоматического повторного включения (АПВ) в режиме плавки гололеда. Способ АПВ заключается в том, что определяют участок воздушной линии, на котором произошло КЗ, измеряют суммарную нагрузку на провод этого участка и интервал времени от начала плавки до возникновения КЗ и разрешают автоматическое повторное включение линии при выполнении определенных условий .

Мобильный генератор тока для плавки гололеда на проводах воздушных линий электропередачи // 2522423

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и безопасности. Мобильный генератор содержит источник электрической энергии в виде двух дизельных электрических генераторов переменного напряжения, выпрямитель переменного напряжения, проводники с клеммами для его подключения к проводам ВЛ и электрические шины для соединения проводов ВЛ на пролете между опорами по схеме плавки гололеда, при этом посредством полупроводникового преобразователя со схемой управления, обеспечивающего режим источника тока, достигается мягкий режим работы дизельных электрических генераторов, полупроводниковый преобразователь обеспечивает постоянство заданного тока плавки гололеда независимо от электрического сопротивления проводных цепей и цепей заземления, а его схемное решение обеспечивает плавку гололеда на длине до двух пролетов ВЛ на фазных проводах и грозозащитном тросе ВЛ, в том числе при исполнении грозозащитного троса с заземлением на каждой опоре. 2 ил.