Сигнализатор гололедных отложений

Сигнализатор гололедных отложений, состоящий из двух хомутов с радиальными элементами и размещаемыми на них импульсным лазерным излучателем, отражателем и приемником позволяет по времени прохождения импульса оценивать деформации провода и делать выводы о степени его обледенения.

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована для регистрации образования гололедных отложений на проводах высоковольтных воздушных линий электропередачи (ЛЭП).

Известны контактные сигнализаторы гололеда, реагирующие на увеличение веса проводов из-за дополнительной нагрузки от гололеда. Однако они имеют конструктивные недостатки [Борьба с гололедом в электросетевых предприятиях. Пособие по вопросам организации борьбы с гололедом. Р.М. Рудакова, И.В. Вавилова, И.Е. Голубков; АО Башкирэнерго, Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, 1995. 97 с., ISBN 5-86911-095-5].

Известны также бесконтактные датчики гололеда [Борьба с гололедом в элекросетевых предприятиях. Пособие по вопросам организации борьбы с гололедом. Р.М. Рудакова, И.В. Вавилова, И.Е. Голубков. АО Башкирэнерго, Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, 1995. 97 с., ISBN 5-869П-095-5], основанные на изменении магнитных свойств используемых в датчике материалов под действием приложенных растягивающих усилий. В них используется магнитоупругий преобразователь. Он представляет собой пакет трансформаторной стали с первичной и вторичной обмотками, расположенными относительно друг друга под углом 90 и относительно оси приложения механических сил под углом 45. Датчик помещен в цилиндрический влагонепроницаемый кожух и устанавливается между траверсой и гирляндой изоляторов. Достоинством датчиков является отсутствие подвешенных частей и линейная зависимость выходного напряжения от приложенной нагрузки.

Значительным недостатком, препятствующим применению и контактных и бесконтактных датчиков, описанных выше, является необходимость «внедрения», размещения их в конструкции подвески линейных проводов, демонтаж гирлянды изоляторов при установке и замене датчиков, а их установка оказывает негативное воздействие на прочностные и динамические характеристики несущих конструкций.

Задача полезной модели заключается в повышении надежности, достоверности, объективности информации и расширении функциональных возможностей сигнализатора гололеда на проводах ЛЭП путем применения технических решений, позволяющих оценивать появление, наличие и величину гололедных непосредственно на проводе.

Техническое решение поставленной задачи достигается тем, что в полезной модели предлагается использовать один из способов замера линейных продольных деформаций провода ЛЭП под действием дополнительной вертикальной (весовой) нагрузки в виде налипшего снега, гололедных муфт и других образований пароводяного происхождения.

Наиболее близким к полезной модели, принятым за аналог, является сигнализатор гололедных отложений (патент РФ 2409881, Н0267/16, - 2006), состоящий из несколько хомутов, закрепленных на проводе и датчиков состояния провода.

Реализация технического решения производится путем установки на проводе на определенном расчетном расстоянии двух цилиндрических хомутов с радиально располагаемыми несущими элементами, на одном из которых размещается импульсный лазерный излучатель и приемник, а на втором отражатель. Условием, необходимым для работы лазерных элементов, является обеспечение прямого проникновения лазерных импульсов на участках «излучатель-отражатель» и «отражатель-приемник».

Время прохождения импульсом участков между хомутами от излучателя до отражателя и от отражателя до приемника будет соответствовать расстоянию между хомутами, а сравнение результата замера (замеров) с некоторой эталонной величиной времени позволит сделать вывод о величине деформации в тот или иной момент работы.

Сущность предлагаемой конструкции поясняется рисунком (фиг.1).

Сигнализатор гололедных отложений содержит два цилиндрических хомута (1), одетых на провод (2) и размещенных друг от друга на расчетном расстоянии l. Каждый из хомутов (1) имеет радиально располагаемый несущий элемент (3). На одном из элементов (3) устанавливается импульсный лазерный излучатель (4) и приемник (6), а на несущем элементе (3) другого хомута - отражатель (5), с условием прямого проникновения (проходимости) лазерного импульса на участках «излучатель-отражатель» и «отражатель-приемник».

Для обеспечения работы сигнализатора гололедных отложений он оснащается импульсивным лазерным генератором (ИЛГ) (7) и блоком сравнения времен прохождения импульсов (БС) (8).

Генератор (7) выдает лазерные импульсы заданной мощности и частоты, а блок сравнения (8) определяет величину увеличения времени прохождения прямого и отраженного импульсов расстояния на участках излучатель-отражатель-приемник в различных условиях работы провода с заданной, эталонной величиной и выдает информацию о деформации провода, его состоянии.

Работа сигнализатора гололедных отложений происходит следующим образом.

При работе в нормальных условиях расстояние между несущими элементами (3-3) будет иметь величину l. В случае появления гололедных отложений расстояние между несущими элементами (3-3) изменяется и достигает величины L.

Сигнал с импульсного лазерного генератора ИЛГ (7), подаваемый на лазерный излучатель (4) будет отражаться от отражателя (5) и фиксироваться приемником (6).

Время прохождения импульса t и T будут зависеть от расстояния, проходимого им, а именно, t=f(2l) и Т=f(2L), а разность времен

=f(2L)-f(2l)

будет определять величину продольной деформации провода под действием растягивающей нагрузки Р, увеличивающейся при появлении гололедных отложений. Таким образом, растягивающие усилия в проводе будут определяться как некоторая функция от времени прохождения лазерного импульса

P=()

Сопоставление в блоке сравнения (8) времени прохождения импульса f(2L) с некоторой эталонной величиной времени _эт позволяет оценить величину деформации провода под действием гололедных отложений и выдать информацию в систему мониторинга для принятия решения о действиях в систему управления.

Таким образом, замер расстояния между двумя точками на проводе с помощью лазерного излучателя, отражателя и приемника позволяет оценить состояние провода при появлении гололедных отложений без «внедрения» в конструкцию его подвески провода.

1. Сигнализатор гололедных отложений, содержащий два закрепленных на проводе на расчетном расстоянии хомута, отличающийся тем, что на одном из хомутов на радиально располагаемом элементе устанавливается импульсный лазерный излучатель и приемник, а на втором, также на радиально расположенном элементе, отражатель с условием прямого проникновения лазерных импульсов на участках излучатель-отражатель-приемник.

2. Сигнализатор гололедных отложений по п.1, отличающийся тем, что включает в свой состав импульсный генератор лазерных лучей и блок сравнения.