Линия электропередачи с защитой от обледенения бернгардта

 

Изобретение относится к энергетике. Устройство содержит контейнер со средствами гидрофобизации. Этот контейнер имеет постановочную прорезь, осевое отверстие для установки на провод линии электропередачи, а также лопасти воздушной турбины, благодаря которой он вращается на проводе под действием силы ветра. Благодаря такому движению происходит механическое воздействие на осадок атмосферного льда на проводе и удаление его с провода. Механизм возвратно-поступательного перемещения контейнера по проводу состоит по крайней мере из одного круглого катка, прижатого к проводу и вращающегося вместе со своей осью при вращении воздушной турбины. Ось катка закреплена в контейнере таким образом, что она может благодаря кулачковому переключателю изменять свое положение относительно провода. Для более полного использования энергии ветра путем преобразования в электрическую энергию с последующим использованием для практических нужд, например для тепловой защиты контейнера от обледенения или для передачи потребителю, в катках, изготовленных из диэлектрического материала, вмонтированы проводниковые электрические рамки, превращающие все устройство в ветроэлектрогенератор, работа которого при ветре и наличии электрического тока в фазном проводе является обязательным условием. На обесточенной, разомкнутой цепи линии электропередачи ветроэлектрогенератор вырабатывать энергию не будет. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к энергетике, электрификации и связи. Оно предназначено для повышения надежности защиты проводов воздушных линий электропередачи (ЛЭП), связи, антенн, несущих тросов опор, мачт и других объектов от обледенения и позволяет посредством специального ветроэлектрогенератора при наличии фазного провода ЛЭП преобразовать энергию ветра в электрическую энергию с последующей передачей потребителю.

Прототипом изобретения служит изобретение Р.П. Бернгардта "Линия элекропередачи".

Цель изобретения повышение эффективности защиты проводов ЛЭП от обледенения путем принудительного механического удаления осадка атмосферного льда с провода устройством, действующим за счет энергии ветра, при этом часть энергии ветра преобразуется в электричество, которое используется для тепловой защиты устройства от обледенения и передачи по фазному проводу потребителю.

Указанная цель достигается благодаря двум главным отличиям от прототипа. Эти отличия показаны на фиг. 1.

Первое отличие состоит в том, что контейнер 1 с гидрофобизатором (показан пунктиром) состоит собственно из контейнера, имеющего устроенную соответствующим образом воздушную турбину 2, постановочную прорезь, осевое отверстие 3 для вращения на проводе 4 как на оси и для перемещения по проводу. Гидрофобизатором может служить сам материал контейнера либо корпус 5 механизма, с помощью которого контейнер-гидрофобизатор имеет непрерывное возвратно-поступательное перемещение по проводу при наличии ветра любого направления и достаточной для работы устройства силы или скорости, а именно не менее 2 м/с.

Механизм работает следующим образом.

Механизм состоит из круглого катка 6, прижатого к проводу 4, из понижающего редуктора числа оборотов катка и контейнера вокруг провода с передачей усилия на кулачковый переключатель направления поступательного перемещения контейнера по проводу.

Как только под действием воздушной турбины 2 контейнер начинает вращаться вокруг провода, круглый каток 6, прижатый к проводу, тоже начинает вращаться. Ось этого катка в виде круглого стержня с червячной нарезкой на конце тоже начинает вращаться (с катком подвижная ось). Червяк 7 этой оси входит в зацепление с зубчатым колесом 5, образуя первую червячную пару понижающего редуктора. Одновременно при этом меняется направление передачи усилия от турбины на 90^o. С помощью последующих червячных пар понижающего редуктора изменение направления передачи усилия от турбины позволяет установить червячное колесо на ось катка как на опору, таким образом, что они будут вращаться независимо друг от друга. Дополнительными звеньями понижающего редуктора являются червячные пары 9-10, 11-12. Червячное колесо 12, вращающееся на оси 13, как на опоре имеет жесткое, неподвижное скрепление с кулачком 14, который, вращаясь, упирается поочередно то в правую, то в левую упорные щеки 15, установленные на стойке 16, смещает ось 13 вправо или влево по направлению А-В. Для того, чтобы кулачок 14 мог повернуться и изменить положение оси 13 катка 6 в стойке 16 имеется специальный проем, позволяющий такое перемещение, а крепление оси 13 катка 6 в стойке 17 сделано с люфтом, позволяющим оси 13 такое смещение.

Благодаря возможности оси 13 менять свое положение по линии А-В каток 6 приобретает возможность двигаться по винтовой линии при вращении вокруг провода и придает контейнеру возвратно-поступательное перемещение.

Изменяя соотношение понижающего редуктора и угол смещения оси 18 по линии А-В, кулачком изменяют длину зачищаемого провода и скорость перемещения контейнера по проводу.

На фиг. 1 в качестве примера показан однокатковый механизм возвратно-поступательного перемещения по проводу. Если понадобиться применить многокатковый механизм, то достаточно иметь один редуктор с кулачковым переключателем реверса, а синхронный поворот других катков осуществить с помощью специального подковообразного рычага.

Второе отличие обусловлено практической возможностью преобразовать энергию ветра в электрическую энергию с передачей по фазному проводу потребителю.

Поскольку обледенение проводов явление хоть и опасное, но относительно кратковременное, в то время как контейнер гидрофобизатор будет находиться на проводе несколько лет, то естественно позаботится о том, что бы он не работал вхолостую, а приносил пользу всегда, когда есть ветер.

Поэтому предлагается каток 6 выполнить из диэлектрического материала и в его теле установить замкнутые проводниковые электрические рамки. Таким образом, каток 6 с рамкой 18 в совокупности с фазным проводом 4 и воздушная турбина образуют ветроэлектрогенератор.

Принципиальная электрическая схема такого ветроэлектрогенератора показана на фиг. 2.

В соответствии со схемой на фиг. 2 ветроэлектрогенератор работает следующим образом.

Основной электрогенератор, энергия которого передается по фазному проводу 4, служит в качестве индуктора, так как вокруг проводника с током образуется магнитное поле, силовые линии которого пересекают проводниковые рамки 18, индуцируя в них ток тем сильнее, чем быстрее вращаются рамки 18.

Возникающая в рамках 18 электродвижущая сила индукции будет усиливать магнитное поле вокруг проводника 4 и усиливать электрический ток, передаваемый потребителю 19.

После постановки изготовленного по данному описанию устройства на провод оно под действием силы ветра приходит во вращательное движение благодаря воздушной турбине. Прижатый к проводу круглый каток также начинает вращаться и благодаря понижающему редуктору и кулачковому переключателю движение катка будет происходить по винтовой линии вокруг провода то в один конец пролета ЛЭП, то в другой в зависимости от положения кулачкового переключателя и направления шага винтовой линии. При своем поступательном движении контейнер-гидрофобизатор механически воздействует на осадок атмосферного льда на проводе и очищает провод от этого осадка.

При наличии в теле катка замкнутой электрической рамки и тока в фазном проводе в этой рамке в магнитном поле провода с током начинает индуцироваться электрический ток и устроенный таким образом контейнер-гидрофобизатор переходит в режим работы ветроэлектрогенератора.

Формула изобретения

1. Линия электропередачи, содержащая опоры, провода и устройство противогололедной защиты, включающее надетый на провод контейнер-гидрофобизатор с осевым отверстием и постановочной прорезью, а также средства, обеспечивающие вращательное движение контейнера относительно провода, в виде воздушной турбины, отличающаяся тем, что устройство противогололедной защиты снабжено механизмом возвратно-поступательного перемещения контейнера-гидрофобизатора по проводу, выполненным в виде по меньшей мере одного катка, прижатого к проводу и установленного с возможностью вращения вместе с осью, кулачкового переключателя направления поступательного движения контейнера и понижающего редуктора, выполненного с возможностью передачи усилия от катка на кулачок переключателя, установленный на оси катка как на опоре, при этом ось катка закреплена с возможностью изменения положения относительно провода и имеет на конце червячную нарезку, образующую с зубчатым колесом и двумя последующими червячными парами понижающий редуктор кулачкового переключателя.

2. Линия по п.1, отличающаяся тем, что в катках, изготовленных из диэлектрического материала, установлены замкнутые рамки из проводника, предназначенные для образования ветроэлектрогенератора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2