Устройство для удаления гололедных отложений с проводов

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2510114:

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

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.

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

Известно устройство для удаления гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи, содержащее свободно надетые на провод и подвижные относительно него в продольном и радиальном направлениях пружины /см. патент Японии №32070 кл. H02G 7/16, 1977 [1].

Недостатками данного устройства являются низкая эффективность удаления гололедных отложений с участков провода электропередачи, а следовательно - и гашения низкочастотных колебаний проводов. Это объясняется малой подвижной способностью пружин, практически не реагирующих на ветровые нагрузки, невозможностью эффективного удаления отложений уже в начальной стадии их образования. При определенных размерах и формах гололеда, а также скорости ветра возникают низкочастотные колебания проводов типа "пляски", приводящие к повреждению элементов пролета воздушных линий электропередачи.

Известно также устройство для удаления гололедных отложений с проводов, содержащее пружину, установленную с зазором на проводе, и снабженное двуплечим коромыслом, рычагом и грузом, реагирующим на ветровые колебания проводов и соединенным с одним из концов пружины с помощью специального кинематического механизма /см. а.с. СССР №936149, кл. H02G 7/16, H02G 7/14, 1960 [2]/.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, низкая эффективность удаления гололедных отложений с проводов вследствие малости перемещений витков пружин, а также практическая невозможность удаления отложений в начальной стадии их образования.

Кроме того, известно устройство для уменьшения адгезии льда к материалу провода, содержащее имеющий возможность смещения относительно провода аэродинамический элемент, выполненный в виде надетого на провод контейнера, снабженного элементами жесткости в виде лопаток, образующих воздушную турбину /см. а.с. СССР №1474776, кл. H02G 7/16, 1984 [3]/.

Недостатками известного устройства являются значительная сложность конструкции, низкая эффективность, ограниченные условия эксплуатации и области применения.

Наиболее близким устройством того же назначения к предлагаемому устройству по совокупности существенных признаков является устройство для удаления гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи, содержащее установленные на проводе с зазором основную и дополнительную витые цилиндрические пружины, а также шарнирно закрепленную между ними ассиметрично проводу пластину, реагирующую на ветровые нагрузки и имеющую возможность смещения вдоль провода /см. а.с СССР №902129, 1 кл. H02G 7/16,1960 [4]/, и принятое за прототип.

Недостатками устройства-прототипа при значительной сложности конструкции также является низкая эффективность удаления гололедных отложений с проводов, объясняемая малостью колебаний пластины относительно вертикального положения, и, соответственно малостью амплитуд колебаний витков пружин, а также практической невозможностью удаления отложений в начальной стадии их образования.

Сущность изобретения заключается в создании устройства, имеющего сравнительно простую конструкцию и обеспечивающего эффективное автоматическое непрерывное удаление гололедных отложений на проводе уже на начальной стадии их образования со смещением как вдоль провода в пределах длины пролета, так и вращением вокруг провода за счет аэродинамических и инерционных воздействий при ветровых возмущениях, а также электромагнитных взаимодействий с полем рабочего тока в проводе.

Технический результат - повышение эффективности удаления гололедных отложений с проводов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для удаления гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи, содержащем установленные на проводе с зазором витые цилиндрические пружины, соединенные с аэродинамическими элементами и расположенными ассиметрично проводу грузами, имеющими возможность перемещения относительно провода, особенность заключается в том, что на концы пружин навернуты кольцевые постоянные магниты, намагниченные в аксиальном направлении и обращенные друг к другу одноименными полюсами, аэродинамические элементы выполнены в виде размещенных в средней части пружин легких пластин из полимерных сотопластов разных размеров, навернутых на пружины своим резьбовым отверстием, а ассиметричные грузы представляют собой болтовые соединения, установленные в отверстиях, выполненных в периферийной части пластин.

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

Устройство для удаления гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи содержит установленные на проводе 1 с зазором витые цилиндрические пружины 2 с аэродинамическими элементами 3 и расположенными ассиметрично проводу I грузами, имеющими возможность перемещения относительно провода 1, при этом на концы пружин 2 навернуты кольцевые постоянные магниты 4 на основе редкоземельных металлов с резьбой на внутренней поверхности, намагниченные в аксиальном направлении, то есть в поперечном направлении по толщине кольца 4, и обращенные друг к другу одноименными полюсами, аэродинамические элементы 3 выполнены в виде размещенных в средней части пружин 2 легких пластин из полимерного сотопласта разных размеров, навернутых 1 на пружины 2 своим резьбовым отверстием 5 в средней части пластины 3, а ассиметричные грузы представляют собой болтовые соединения в виде болтов 6 и гаек 7, установленных в отверстиях 8, выполненных в периферийной части пластин 3. Для постоянных магнитов 4 на основе редкоземельных металлов характерно отлаженное серийное производство /см., например, "Материалы для авиационного приборостроения и конструкций" под ред. акад. А.Ф. Белова, М., 1982, стр.119-127 [5]/, значительные магнитные потоки, коэрцитивная сила и магнитная энергия, они миниатюрны, очень легки, за счет чего незначительно нагружают своим весом провода 1 воздушных линий электропередачи. Для сплава RC05 с полимерными связками при значительных величинах магнитного потока /Br≈1 Тл/ характерны низкая хрупкость, значительная прочность в условиях ударов и вибраций, стойкость к температурным и климатическим воздействиям. Кроме того, что очень важно именно для данного конкретного случая, такие постоянные магниты с полимерными связками характеризуются антипримерзающими свойствами вследствие гидрофобности, то есть слабого смачивания водой. Аэродинамические элементы 3 выполнены в виде легких пластин разных размеров из полимерного сотопласта, то есть полимерного материала, конструкция которого представляет собой открытые наружу чередующиеся соты /ячейки/ определенной формы /см. [5], стр.371-374/. Сотопласты с шестигранной формой ячеек и полиамидным связующим характеризуются повышенным пределом прочности, и обычно применяются для изготовления высокожестких панелей с малой массой. Б данном конкретном случае открытые чередующиеся соты обеспечивают максимально высокое аэродинамическое сопротивление /парусность/ пластин 3. В общем случае пластины 3 могут быть как круглой, так и любой другой формы, к расположению резьбового отверстия 5 строго не предъявляется никаких требований, в общем случае пластины 3 могут быть размещены ассиметрично относительно провода 1. Ha рисунке показан один ассиметричный груз в виде болтового соединения 6, 7 на каждой пластине 3, однако, в принципе, таких грузов может быть несколько разнесенных по периферии пластин 3.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Малейшие ветровые возмущения /а такие на высоте воздушной линии во времена года, характеризующиеся возникновением гололедных отложений происходят практически постоянно/ приводят к раскачиванию проводов 1. При этом, даже на начальном этапе возникновения гололедных отложений, такие раскачивания преобретают значительную интенсивность. На ассиметричные грузы 6, 7 при этом действуют инерционные периодические возмущения, что приводит к колебательным крутильным смещениям пружин 2 относительно проводов 1. Одновременно с этим высокое аэродинамическое сопротивление пластин 3 с открытой сотовой структурой приводит к интенсивным линейным смещениям пружин 2 вдоль проводов 1 в пределах длины каждого пролета. Различные размеры пластин 3 приводят к разной интенсивности движения пружин 2, 1 к их постоянным относительным удалениям-сближениям друг с другом. В случае сближения любых двух соседним пружин 2 друг с другом возникают отталкивающие силы обращенных друг к другу одноименных полюсов постоянных магнитов 4, пружины 2 сразу же "разбегаются" друг от друга, опять под действием порывов ветра пружины 2 сходятся-расходятся, под действием магнитных сил опять "разбегаются" и т.д. Очевидно, что пружины 2 под действием данных сил сбиться в одну "кучу", а вынуждены непрерывно и хаотично перемещаться относительно провода 1 вдоль пролета при одновременных колебательных вращениях вокруг провода 1. Кроме того, обязательно будет присутствовать эффект взаимодействия постоянных магнитов 4 переменным электромагнитным полем рабочего тока в проводе 1. Б результате будут происходить постоянные автоматические хаотичные и интенсивные крутильные и линейные смещения пружин 2 по всей длине пролета линии, приводящие к элективному удалению внутренней поверхностью пружин 2 гололедных отложений и мокрого снега на проводах 1. Особенно ценно, что процесс удаления происходит автоматически непрерывного есть начинается уже на ранней стадии образования отложений практически в их жидкой фазе, когда стенка гололеда еще незначительна и может быть легко без значительных силовых нагрузок снята. Это значительно упрощает процесс. Создание в устройстве целого комплекса возмущающих воздействий от магнитных взаимодействий, электромагнитных, инерционных, аэродинамических обеспечивает интенсивные пространственные и связанные перемещения пружин 2 при минимальных ветровых возмущениях. Постоянное разнонаправленное воздействие ветровых и магнитных возмущений - ветер при одном направлении пытается "сбить" пружины 2 в одну общую "кучу", а силы магнитного взаимодействия наоборот "растащить" их друг от друга - обуславливают постоянную работоспособность устройства на всей длине пролета, практическую независимость характера работы устройства от направлений и интенсивности порывов ветра. Устройство характеризуется простотой конструкции и не требует применения специальных дорогостоящих элементов и узлов.

Устройство для удаления гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи, содержащее установленные на проводе с зазором витые цилиндрические пружины, соединенные с аэродинамическими элементами и расположенными ассиметрично проводу грузами, имеющими возможность перемещения относительно провода, отличающееся тем, что на концы пружин навернуты кольцевые постоянные магниты, намагниченные в аксиальном направлении и обращенные друг к другу одноименными полюсами, аэродинамические элементы выполнены в виде размещенных в средней части пружин легких пластин из полимерного сотопласта разных размеров, навернутых на пружины своим резьбовым отверстием, а ассиметричные грузы представляют собой болтовые соединения, установленные в отверстиях, выполненных в периферийной части пластин.

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение на электрических подстанциях, требующих компенсации реактивной мощности и плавки гололеда на воздушных линиях электропередачи.

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.

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.

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).

Устройство для сброса гололедных отложений с проводов линий электропередачи // 2504880

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

Устройство для сброса отложений с проводов линий электропередачи // 2504879

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.

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.

Устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач // 2529527

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для удаления гололеда с проводов воздушных линий электропередач. Устройство содержит корпус, который выполнен с возможностью установки его на провод. Также оно снабжено средствами передвижения и удаления льда. Средство передвижения выполнено в виде контейнера, заполненного карбидом кальция с возможностью обеспечения его контакта с увлажненным льдом провода. Для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена, образующегося при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой. При удалении льда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена, для воспламенения которого и создания начальной скорости вращения устройства в камере сгорания, расположенной внутри корпуса, установлено поджигающее устройство с пороховым зарядом. За камерой сгорания установлено рабочее колесо турбины с закрепленной на нем фрезой, при этом колесо турбины жестко соединено с корпусом устройства, который выполнен несимметричным, т.е. имеющим дисбаланс относительно его оси вращения. Для увлажнения льда в опорах устройства установлены пьезоэлементы, которые при помощи токопроводов соединены с подпружиненными нагревающими элементами, установленными в передней части устройства. Технический результат состоит в увеличении производительности работы устройства и повышении качества удаления гололеда. 4 ил.

Устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач // 2529528

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для удаления гололеда с проводов воздушных линий электропередач. Устройство содержит корпус, который выполнен с возможностью установки его на провод. Также оно снабжено средствами передвижения и удаления льда. Средство передвижения выполнено в виде контейнера, заполненного карбидом кальция с возможностью обеспечения его контакта с увлажненным льдом провода. Для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена, образующегося при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой. При удалении льда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена. Для увлажнения льда перед контейнером с карбидом установлен контейнер с химическим реагентом, который понижает температуру плавления льда, а для воспламенения ацетилена в камере сгорания, расположенной внутри корпуса, установлено поджигающее устройство. За камерой сгорания установлено рабочее колесо турбины с закрепленной на нем фрезой, при этом колесо турбины жестко соединено с корпусом устройства. Технический результат состоит в увеличении производительности работы устройства и повышении качества удаления гололеда. 4 ил.

Устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач // 2529530

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для удаления гололеда с проводов воздушных линий электропередач. Устройство содержит корпус, который выполнен с возможностью установки его на провод. Также оно снабжено средствами передвижения и удаления льда. Средство передвижения выполнено в виде контейнера, заполненного карбидом кальция с возможностью обеспечения его контакта с увлажненным льдом провода. Для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена, образующегося при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой. При удалении льда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена. За камерой сгорания установлено рабочее колесо турбины с закрепленной на нем фрезой, при этом колесо турбины жестко соединено с корпусом устройства. Поджигающее устройство установлено в камере сгорания, расположенной перед колесом турбины. В передней части устройства для увлажнения льда размещены подпружиненные элементы с высоким коэффициентом трения по льду, а в камере сгорания расположен стартовый пороховой заряд. Технический результат состоит в увеличении производительности работы устройства и повышении качества удалении гололеда. 4 ил.

Устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач // 2529531

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для удаления гололеда с проводов воздушных линий электропередач. Устройство содержит корпус, который выполнен с возможностью установки его на провод. Также оно снабжено средствами передвижения и удаления льда. Средство передвижения выполнено в виде контейнера, заполненного карбидом кальция с возможностью обеспечения его контакта с увлажненным льдом провода. Для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена, образующегося при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой. При удалении льда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена. Для увлажнения льда перед контейнером с карбидом установлен контейнер с химическим реагентом, который понижает температуру плавления льда, а для воспламенения ацетилена в камере сгорания, расположенной внутри корпуса, установлено поджигающее устройство. За камерой сгорания установлено рабочее колесо турбины с закрепленной на нем фрезой, при этом колесо турбины жестко соединено с корпусом устройства, который выполнен несимметричным, т.е. имеющим дисбаланс относительно его оси вращения. Технический результат состоит в увеличении производительности работы устройства и повышении качества удаления гололеда. 4 ил.

Устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач // 2529533

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для удаления гололеда с проводов воздушных линий электропередач. Устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач содержит корпус, который выполнен с возможностью установки его на провод. Также оно снабжено средствами передвижения и удаления льда. Средство передвижения выполнено в виде контейнера, заполненного карбидом кальция с возможностью обеспечения его контакта с увлажненным льдом провода. Для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена, образующегося при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой. При удалении льда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена, для воспламенения которого в камере сгорания, расположенной внутри корпуса, установлено на подшипниках рабочее колесо турбины с закрепленной на нем фрезой. В передней части устройства установлены подпружиненные токопроводящие элементы, для разогревания которых используется источник питания, выполненный в виде тороидального трансформатора тока. Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, состоит в увеличении производительности работы устройства и повышения качества удалении гололеда. 4 ил.