Устройство для сброса гололедных отложений с проводов



Устройство для сброса гололедных отложений с проводов
Устройство для сброса гололедных отложений с проводов

 


Владельцы патента RU 2481684:

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

Устройство для сброса гололедных отложений с проводов относится к области электроэнергетики. Устройство представляет собой надетую на провод 1 прямоугольную рамку, две противоположные стороны 2, 3 которой выполнены в виде пластинчатых постоянных магнитов, намагниченных аксиально и обращенных друг к другу разноименными полюсами, а две другие стороны - в виде пластин 4, 5, прикрепленных к магнитам с помощью винтов 6 и резьбовых втулок 7, при этом пластины снабжены в центральной части выступающими цилиндрическими бойками 8, 9 со свободно надетыми на них втулками 10, 11 из упругого материала, образующими с поверхностью провода расчетный зазор 12. Техническим результатом является упрощение конструкции устройства, расширение областей его применения и уменьшение затрат. 2 ил.

 

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

Известно устройство с ударным пружинным элементом для сброса мокрого снега и гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи /см. а.с. СССР №252438, кл. H02G 7/16, 1970 [1]/.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, ограниченные возможности функционирования при отклонении от нормального положения, отсутствие возможности дистанционного управления.

Известно также устройство для сброса гололедных отложений путем импульсного встряхивания проводов, содержащее термокомпенсаторы из материала с эффектом памяти формы, механизм токовой защиты линии, короткозамыкатель и т.п. /см. а.с. СССР №1415309, кл. H02G 7/16, 1986 [2]/.

Недостатками данного устройства являются серьезное усложнение конструкции, необходимость применения элементов со специальными физическими свойствами, отсутствие возможности автоматического включения при возникновении гололеда, дополнительные затраты электроэнергии.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по совокупности существенных признаков является устройство для механического сброса гололедных отложений с проводов воздушной линии электропередачи, содержащее ударный элемент, выполненный в виде элемента с памятью формы, концы которого с помощью специальных электрических и механических схем соединены с грозозащитными тросами и проводами /см. а.с. СССР №811382, кл. H02G 7/16, 1978 [3]/, и принятое за прототип.

Недостатками устройства-прототипа являются значительная сложность конструкции и ограниченные области применения вследствие необходимости использования физических элементов со специальными свойствами, задействования грозозащитных тросов, траверс, гирлянд изоляторов, разъемных скоб, дополнительные затраты электроэнергии на запитку грозозащитных тросов, невозможность автоматического включения устройства для предотвращения возникновения гололеда.

Сущность изобретения заключается в создании устройства для механического сброса с проводов воздушных линий электропередачи гололедных отложений, в котором ударный механизм автоматически и непрерывно работает в виброударном режиме под действием тока, протекающего по самим проводам линии электропередачи, что предельно упрощает конструкцию, исключает дополнительные затраты электроэнергии и осуществляет разрушение гололеда автоматически непосредственно на стадии его образования.

Технический результат - упрощение конструкции устройства, расширение областей его применения, исключение дополнительных затрат электроэнергии и обеспечение возможности работы в автоматическом режиме.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для механического сброса гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи, содержащем упруго связанный с проводом ударный элемент, особенность заключается в том, что ударный элемент представляет собой надетую непосредственно на провод прямоугольную рамку, две противоположные стороны которой выполнены в виде высококоэрцитивных пластинчатых постоянных магнитов, намагниченных аксиально, обращенных друг к другу разноименными полюсами, и свободно охватывающих провод с возможностью относительных смещений, а каждая из двух других сторон рамки снабжена выступающим цилиндрическим бойком и свободно надетой на него втулкой из упругого эластичного материала с высотой, превышающей на расчетную величину высоту бойка, введенной в контакт своим наружным торцом с поверхностью провода.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показан общий вид предлагаемого устройства, установленного на проводе линии электропередачи; на фиг.2 - устройство в поперечном сечении А-А.

Устройство для механического сброса гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи содержит упруго связанный с проводом ударный элемент. Последний представляет собой надетую непосредственно на провод 1 прямоугольную рамку, две противоположные стороны 2, 3 которой выполнены в виде высококоэрцитивных пластинчатых постоянных магнитов, намагниченных аксиально, то есть магнитные полюса N, S расположены с разных сторон по толщине каждой пластинки 2, 3. При этом постоянные магниты 2, 3 обращены друг к другу разноименными полюсами и свободно охватывают провод 1 с возможностью смещения относительно него, то есть по скользящей посадке. Две другие стороны прямоугольной рамки выполнены в виде соединяющих магниты 2, 3 пластин 4, 5 и прикреплены к магнитам 2, 3 с помощью винтов 6, ввернутых в заармированные в магниты 2, 3 резьбовые втулки 7. При этом каждая из пластин 4, 5 с обращенной к магнитам 2, 3 стороны в своей центральной части снабжена выступающим цилиндрическим бойком 8, 9 и свободно надетой на него втулкой 11 из упругого эластичного материала, введенной в контакт своим наружным торцом с поверхностью провода 1. Высота каждой втулки 10, 11 на расчетную величину /см. ниже/ превышает высоту соответствующего бойка 8, 9, то есть образует с проводом 1 зазор 12 расчетной величины. Высококоэрцитивные постоянные магниты 2, 3 выполнены в виде соединений редкоземельных элементов /РЗЭ/, в частности - из сплава Альнико 9 /Al, Ni, Co, Cu, Тi, Fe/, отличающегося высокими значениями магнитного потока с индукцией Br=1, 2 Тл при малой массе и габаритах. Пластины 4, 5 выполнены из легкого немагнитного материала, в частности - дуралюминия, упругие эластичные втулки 10, 11 - из пористой вулканизированной резины типа СКИ, характеризующейся сочетанием повышенных прочностных свойств, высокой износо- и тепло-влаго-морозоустойчивостью.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Постоянные магниты 2, 3 вплотную прижаты к проводу 1, и в рабочем зазоре между полюсами, равном диаметру провода 1, создается постоянное магнитное поле индукцией Br /направлено вертикально на фиг.1/. При протекании по проводу 1 переменного тока амплитудой согласно закону Ампера возникает сила взаимодействия провода 1 и постоянных магнитов 2, 3 , по модулю F=IBrℓ, где ℓ - длина участка провода 1 в зоне магнитного поля, то есть ширина рамки. Направление вектора определяется по правилу левой руки. Так как участок ℓ провода можно считать по сравнению с упругими втулками 10, 11 абсолютно жестким, магниты 2, 3, охватывающие провод 1, могут свободно смещаться вдоль провода 1, то взаимодействие с силой приводит к упругим деформациям втулок 10, 11 и соответственно к горизонтальным смещениям рамки /см. фиг.2/ относительно провода 1. Так как направление тока в проводе 1 изменяется с промышленной частотой f=50 Гц, то с такой же частотой f изменяется направление действия силы , то есть происходят горизонтальные на фиг.2 колебания рамки относительно провода 1 /то, что "горизонтальные" - это условно, применительно к рисункам, так как рамка может развернуться вокруг провода 1 на любой угол/. Такие колебания сопровождаются поочередной деформацией втулок 10, 11. При этом рассчитано так, что осевая упругость втулок 10, 11 и расчетная величина зазора 12 должны обеспечивать при получаемой амплитуде силы деформацию продольную втулок 10, 11 на величину зазора δ, что приведет к ударам бойков 8, 9 о поверхность провода 1 с двух его противоположных сторон. Такие удары в процессе протекания по проводу 1 рабочего тока происходят непрерывно по два раза за период изменения тока, что автоматически не позволит в принципе образоваться гололедным отложениям независимо от их физической природы. При этом для устранения данных отложений используются не специальные электрические режимы, токи короткого замыкания, шунтирование, включаемые в определенный промежуток времени и прерывающие в большинстве случаев работу линии в нормальном режиме, не специальные грозозащитные тросы, имеющиеся на определенных участках и на определенных линиях, а обычный рабочий режим типовой линии электропередачи, при этом осуществляемый автоматический во все время работы линии непрерывно без дополнительных затрат электроэнергии. Устройство просто по конструкции, универсально, имеет широкие области применения в не зависимости от типа воздушной линии, характера проводов и т.п., не требует применения никаких специальных элементов, электрических схем и узлов, особых режимов с прерыванием нормальной работы линии /см. выше/. Непрерывные соударения в автоматическом режиме при свободном охвате рамкой провода 1 приводят за счет неоднородности поверхности провода из-за отложений, разности горизонтальных наклонов провода на отдельных участках, разных угловых положений рамки по отношению к проводу и т.п. к постоянным хаотичным перемещениям рамки относительно провода вдоль него в пределах длины пролета, а также к постоянным разворотам рамки вокруг провода. Это позволяет в большинстве случаев использовать всего одну рамку на пролете линии электропередачи между опорами, то есть резко упростить процесс сброса гололедных отложений.

Приведем конкретный пример реализации устройства. При Br=1,2 Тл, ℓ=5 см = 0,05 м, I=170 А амплитуда /расчетное значение/ возникающей силы порядка F=10H≈1 кГ. При продольной жесткости втулок 10, 11 порядка С=1·104 Н/м и величине зазора 12 δ≈1÷1,2 мм расчетное значение силы F обеспечивает сжатие втулок 10, 11 на величину δ зазора, то есть обеспечивает наличие непрерывных соударений бойков 8, 9 с проводом 1. При массе рамки порядка m=0,1 кг /максимально облегченная рамка/ и вышеуказанной жесткости C собственная круговая частота поперечных колебаний рамки, упруго установленной на проводе с помощью втулок 10, 11 порядка ωp≈310-320 рад/с, что соответствует собственной частоте fp порядка 50 Гц. Таким образом, в данном устройстве при выбранном соотношении параметров собственная частота поперечных колебаний рамки fр примерно совпадает или лежит в резонансеной зоне частот вынужденных колебаний, которыми для рамки является промышленная частота тока f=50 Гц в линии электропередачи. При некотором изменении частоты тока эффективность ударных взаимодействий рамки с проводом будет понижена. В случае принципиально других частот работы линии электропередачи необходимо изменение конструктивно-технологических параметров рамки: жесткости упругих втулок, индукции магнитного поля постоянных магнитов, ширины рамки, ее массы и т.п.

Устройство для механического сброса гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи, содержащее упруго связанный с проводом ударный элемент, отличающееся тем, что ударный элемент представляет собой надетую непосредственно на провод прямоугольную рамку, две противоположные стороны которой выполнены в виде высококоэрцитивных пластинчатых постоянных магнитов, намагниченных аксиально, обращенных друг к другу разноименными полюсами, и свободно охватывающих провод с возможностью относительных смещений, а каждая из двух других сторон рамки снабжена выступающим цилиндрическим бойком и свободно надетой на него втулкой из упругого эластичного материала с высотой, превышающей на расчетную величину высоту бойка, введенной в контакт своим наружным торцом с поверхностью провода.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к технике борьбы с гололедом на воздушных линиях (ВЛ) электропередачи в распределительных сетях 6-10 кВ. .

Изобретение относится к подводу и распределению электрической энергии по проводам и кабелям и воздушных линий, а именно к устройствам для очистки проводов и кабелей от снега и льда.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при эксплуатации линий электропередачи переменного тока. .

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для механического удаления гололедных отложений с проводов и ограничения колебаний в опасных режимах.

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к вопросу удаления гололедных отложений с проводов. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству для удаления льда с проводов воздушных линий электропередач, и содержит корпус, который выполнен с возможностью установки его на провод, а также снабжено средствами передвижения и удаления льда.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к плавке гололеда на трехфазных воздушных линиях электропередачи (ВЛ). .

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для контроля массы гололедных отложений на проводах высоковольтных воздушных линий электропередачи и регистрации момента окончания плавки.

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

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

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

Изобретение относится к электротехнике. Способ включает размещение на проводе подвесного датчика температуры, а под проводом - контрольного устройства. При помощи первого и второго ультразвуковых приемопередатчиков осуществляют посредством контрольного устройства совместно с подвесным датчиком температуры измерение провиса и отклонение провода по горизонтали поперек линии электропередачи. Осуществляют излучение ультразвукового импульса, принимают ультразвуковой импульс на ультразвуковые приемопередатчики и по времени распространения ультразвукового импульса от подвесного датчика температуры до первого и второго ультразвуковых приемопередатчиков вычисляют положение провода в плоскости. Техническим результатом является повышение точности определения провиса. 2 ил., 1 табл.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат -повышение эффективности при упрощении конструкции. Устройство содержит установленные на проводе ударные элементы, при этом каждый из них выполнен в виде свободно надетой на провод (1) цилиндрической втулки (2) из крупного ферромагнитного материала типа магнитомягкой резины, имеющей с обоих краев конические раструбы с продольными прорезями (3) по образующим, разделяющим раструбы на отдельные лепестки (4), характеризующиеся собственной частотой изгибных колебаний относительно места их консольного крепления к торцу втулки, примерно совпадающей с частотой переменного тока в проводах. 1 ил.

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. Узел соединения представляет собой коробчатый каркас (1), соединенный с каждым из проводов (2, 3) парой шарнирных тяг (4, 5) и (6, 7). Зажимы (8, 9, 10, 11) выполнены в виде двух пар, свободно надетых на провода втулок. Внутри каркаса (1) на гибких связях (12) закреплена эластичная оболочка (13), частично заполненная ферромагнитным сыпучим материалом (14). Техническим результатом является повышение эффективности сброса гололедных отложений с проводов и рассеяния энергии их колебаний. 2 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности при упрощении конструкции. Устройство для сброса мокрого снега и гололедных отложений (1) с проводов (2) включает элемент (3) для импульсного встряхивания проводов, действующий от веса отложений и встроенный в механическую цепь подвески привода к опоре (4) с помощью штыревого изолятора (5), насаженного на изогнутый конец штыря (6). В опоре вырезано прямоугольное окно (7), снабженное пазами (8) с двух сторон, элемент (3) выполнен в виде гибкой упругой прямоугольной пластины, являющейся частью полого цилиндра и представляющей собой нелинейный релейный элемент с двумя устойчивыми состояниями и переходом из одного состояния в другое хлопком при критическом значении внешней нагрузки. Штырь (6) зафиксирован на пластине гайками (11) и соединен с отрезком троса (12), свободно пропущенным сквозь отверстие и снабженным на конце подвешенным грузом (15). 2 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности при упрощении конструкции. Устройство для сброса гололедных отложений (1) с проводов (2) содержит узел импульсного встряхивания проводов, встроенный в механическую цепь подвески провода, состоящую из гирлянды подвесных изоляторов (3), прикрепленную с помощью крюка (4) к горизонтальной траверсе (5) анкерной опоры. Узел для импульсного встряхивания проводов выполнен в виде полости (6) в траверсе с двумя размещенными в ней постоянными магнитами (7) и (8), один из которых навернут на резьбовой конец (9) крюка, а другой неподвижно закреплен в полости с возможностью регулировки своего осевого положения винтом (12). Разрыв магнитов (7) и (8) под действием веса отложений на проводе обеспечивает импульсное встряхивание провода и, соответственно, сброс гололедных образований. 1 ил.

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 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.
Наверх