Способ предотвращения обледенения проводов
Владельцы патента RU 2505896:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (RU)
Использование: в области электроэнергетики. Технический результат -повышение эффективности. Способ предотвращения обледенения электрического провода заключается в нанесении гидрофобного покрытия на провода, расположенные между точками его закрепления, провод подвергают механическому воздействию с частотой 5-20 Гц генератором колебаний, расположенным на проводе посередине между точками закрепления проводов, а нанесение гидрофобного покрытия осуществляют помещением провода в субстанции ПАВ из класса алифатических аминов, например октадециламина или флотамина. В качестве субстанции ПАВ можно использовать водную эмульсию ПАВ из класса алифатических аминов, например октадециламина, или раствор этанола ПАВ из класса алифатических аминов, например октадециламина. На поверхности провода сформировано гидрофобное покрытие 4, которое сформировано путем нанесения на провод субстанции, содержащей поверхностно-активное вещество из класса алифатических аминов. В качестве указанной субстанции может быть использована водная эмульсия алифатического амина или его раствор в этаноле. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области электроэнергетики и предназначено для использования при эксплуатации линий электропередач, выполненных путем воздушной прокладки неизолированных проводов.
Известно техническое решение, описанное в патенте RU №2076418, МПК H02G 7/16, опубл. 27.03.1997 г., которое представляет собой электрический провод с гидрофобным покрытием, расположенные между точками его закрепления, включающее гйдрофобизатор, размещенный в надетом на провод контейнере, корпус которого имеет осевое отверстие, а также средства, обеспечивающие поступательное и вращательное движение контейнера, с гидрофобизатором относительно провода, в виде воздушной турбины лопасти которой установлены равномерно по окружности корпуса, корпус контейнера выполнен в виде удлиненного трубчатого элемента со сквозными отверстиями в стенке для механической ломки и удаления с провода осадка атмосферного льда, каждая лопасть воздушной турбины флюгерно закреплена на оси, установленной с возможностью ограниченного поворота в гнезде опоры, неподвижно соединенной с корпусом контейнера, при этом средства ограничения поворота лопасти выполнены в виде скобы, расположенной на конце оси и шпильки держателя указанной оси в гнезде опоры.
Однако известный способ предотвращения обледенения проводов может быть эффективен главным образом в условиях ветреной погоды. При отсутствии ветра и температуре воздуха ниже -5°C капли воды все же задерживаются на поверхности проводов, образуя ледяной покров. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является "Способ предотвращения обледенения проводов" описанное в публикации РСТ № WO 2006072648, МПК H02G 7/16, опубл. 13.07.2006. Согласно данному способу на проводах формируют гидрофобное покрытие, обеспечивающее быстрое удаление попадающих на него капель воды. Покрытие формируют в результате нанесения на поверхность провода вещества, способного адсорбироваться на металле с образованием гидрофобной пленки нанометровой толщины. Нанесение указанного вещества предлагается осуществлять путем его распыления, например - с вертолета или с использованием передвигающегося по проводам устройства.
Однако известный способ предотвращения обледенения проводов эффективен главным образом в условиях ветреной погоды. При отсутствии ветра и температуре воздуха ниже -5°C капли воды все же задерживаются на поверхности проводов, образуя ледяной покров.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа борьбы с обледенением проводов.
Этот результат достигается тем, что известный способ предотвращения обледенения электрического провода, заключающийся в нанесении гидрофобного покрытия на провода, расположенные между точками его закрепления, отличающийся тем, что провод подвергают механическому воздействию с частотой 5-20 Гц генератором колебаний, расположенным на проводе посередине между точками закрепления проводов, а нанесение гидрофобного покрытия осуществляют помещением провода в субстанции ПАВ из класса алифатических аминов, например, октадециламина.
Кроме того, в качестве субстанции ПАВ можно использовать водную эмульсию ПАВ из класса алифатических аминов, например, октадециламина.
Дополнительно в качестве субстанции ПАВ можно использовать раствор этанола ПАВ из класса алифатических аминов, например, октадециламина
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано поперечное сечение провода с нанесенным гидрофобным покрытием; на фиг.2 изображен участок линии электропередач, на котором расположен генератор.
Неизолированный провод 1 линии электропередач содержит стальной сердечник 2, обеспечивающий механическую прочность провода. На стальной сердечник навиты алюминиевые проволоки 3, выполняющие функцию проводников. Следует отметить, что конструкция данного провода приведена в качестве примера наилучшего использования изобретения и не ограничивает объем охраняемых прав.
На поверхности провода сформировано гидрофобное покрытие 4, которое сформировано путем нанесения на провод субстанции, содержащей поверхностно-активное вещество из класса алифатических аминов. В качестве указанной субстанции может быть использована водная эмульсия алифатического амина или его раствор в этаноле. При обеспечении определенных условий молекулы алифатического амина способны адсорбироваться на поверхности провода, образуя моно- или полимолекулярный слой, имеющий гидрофобные свойства.
Участок линии электропередачи ограничен опорами 5. Провода 1 на данном участке защищены от обледенения гидрофобным покрытием и имею установленные на проводах 1 генераторы колебаний 6, обеспечивающими колебания каждого провода 1 с частотой 5-20 кГц и минимальной амплитудой 0,05 мм.
Нанесение на поверхность провода субстанции, содержащей алифатический амин, может быть осуществлено при использовании передвигающегося по проводу устройства, конструкция которого не является предметом данного изобретения. Поскольку из уровня техники известны как устройства, передвигающиеся по проводам, так и устройства для нанесения на обрабатываемые поверхности субстанции, содержащей алифатический амин, то можно сделать вывод о промышленной применимости предложенного подхода.
В лабораторных условиях были проведены экспериментальные исследования по формированию на двух отрезках провода гидрофобного покрытия путем нанесения на них субстанций, содержащих алифатический амин - октадециламин или флотамин. Первый и второй отрезки провода были погружены в емкости с водной эмульсией октадециламина и раствором октадециламина в этаноле соответственно. На обоих отрезках провода была сформирована гидрофобная пленка. Дальнейшие экспериментальные исследования подтвердили устойчивость обработанного таким образом провода к обмерзанию.
В промышленных условиях нанесение покрытия на основе октадециламина может быть осуществлено непосредственно при изготовлении провода за счет располагая, т.е. протаскивания его через ванну с водной эмульсией алифатического амина или его раствор в этаноле. Температура рабочей среды при формировании покрытия должна быть не менее 50°C. Время контакта поверхности провода с рабочей средой от 1 до 12 часов в зависимости от свойств поверхности провода.
Однако, хотя гидрофобное покрытие провода само по себе способствует снижению интенсивности обледенения проводов, его эффективность в этом направлении можно существенно повысить. Исследования показали, что обледенение провода можно практически полностью остановить при использовании комплексного подхода, заключающегося в обеспечении механического воздействия на провод, на котором предварительно было сформировано гидрофобное покрытие.
Генератор колебаний 6, который располагают посередине между точками крепления провода 1 осуществляет механическое воздействие на провод. При этом частота периодического механического воздействия на провод должна находиться в диапазоне от 5 до 20 Гц, а устойчивый эффект наблюдается, если в наиболее удаленной от генератора колебаний точке провода обеспечивается амплитуда колебаний не менее 0,05 мм.
Следует отметить, что указанный диапазон частот колебаний провода, а также минимальный порог амплитуды колебаний определены как оптимальные с точки зрения минимизации требуемой мощности генератора колебаний. Как показали эксперименты, при частоте колебаний меньше 5 Гц амплитуды колебаний 0,05 мм недостаточно для эффективного удаления капель воды, т.е. амплитуда, а значит, и мощность генератора колебаний должны быть увеличены. В то же время дальнейшее увеличение частоты колебаний более 20 Гц практически не сказывается на эффективности заявленного способа. Уменьшение амплитуды колебаний менее 0,05 мм не позволяет повысить устойчивость провода к обледенению заявленного диапазона частот.
Использование изобретения позволяет повысить эффективность способа борьбы с обледенением проводов и предотвратить обледенение проводов в самых неблагоприятных погодных условиях.
1. Способ предотвращения обледенения электрического провода, заключающийся в предварительном нанесении гидрофобного покрытия на провода, расположенные между точками его закрепления, отличающийся тем, что провод подвергают механическому воздействию с частотой 5-20 Гц генератором колебаний, расположенным на проводе посередине между точками закрепления проводов, а нанесение гидрофобного покрытия осуществляют расположением провода в субстанции поверхностно-активного вещества (ПАВ) из класса алифатических аминов, например октадециламина.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве субстанции ПАВ используют водную эмульсию ПАВ из класса алифатических аминов, например октадециламина.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве субстанции ПАВ используют раствор этанола ПАВ из класса алифатических аминов, например октадециламина.
