Устройство для сброса 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 2504060:

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

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 области электроэнергетики может быть использовано для механического удаления гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи.

Известно устройство для механического сброса гололедных отложений с проводов воздушных линий 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. Н02G 7/16, 1978 [1]/.

Недостатками данного устройства является 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.

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

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

Наиболее близким устройством к предлагаемому по совокупности существенных признаков является устройство для сброса гололедных отложений с проводов линии электропередачи, содержащее ударный пружинный элемент в виде взаимодействующего с проводом молотка с помощью кинематических упругого, зубчатого и храпового механизмов /см. а.с. СССР №252438, кл. H02G 7/16, 1967 [3]/, и принятое за прототип.

Недостатками устройства-прототипа является значительная сложность конструкции, ограниченные типом воздушной лини области ее применения и нормального функционирования при отклонении от нормального положения.

Сущность изобретения заключается в создании устройства для механического сброса гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи, имеющего предельно простую конструкцию, работающего автоматически и непрерывно в виброударном режиме со смещением вдоль проводов в пределах пролета за счет взаимодействия с протекающим по проводу током, и обеспечивающего эффектное удаление гололедных отложений с провода уже на стадии их образования.

Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение его эффективности и расширение областей применения.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для сброса гололедных отложение с проводов воздушных линий электропередачи, содержащем установленные на проводе ударные элементы, особенность заключается в том, что каждый ударный элемент выполнен в виде свободно надетой на провод цилиндрической втулки из упругого ферромагнитного материала типа магнитомягкой резины, имеющей с обоих краев конические, расширяющиеся наружу раструбы с продольными прорезями по образующим, разделяющими раструбы на отдельные лепестки, характеризующиеся собственной частотой изгибных колебание относительно места их консольного крепления к торцу втулки, примерно совпадающей с частотой переменного тока в проводах.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично показано предлагаемое устройства на общем виде с вырезом.

Устройство для механического сброса гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи содержит установленные на проводе ударные элементы. При этом каждый из ударных элементов выполнен в виде свободно с радиальным зазором надетой на провод 1 цилиндрической втулки 2 из упругого ферромагнитного материала типа магнитомягкой резины, имеющей с обоих краев конические, расширяющиеся наружу раструбы с продольными прорезями 3 по образующим, разделяющими раструбы на отдельные лепестки 4, характеризующиеся собственной частой изгибных колебаний относительно места их консольного крепления к торцу втулки 2, примерно совпадающей с частотой переменного тока в проводах 1. В качестве магнитомягкой резины использована резина на основе каучука СКИ-3 с ферритовым наполнителем Ф1 в виде ферритового порошка /никельцинковый наполнитель типа 600НН/.

Вулканизацию смеси полученной таким образом магнитомягкой резины осуществляют в прессе в соответствии с установленным оптимумом режима оптимизации. Для обеспечения наилучших магнитных свойств /магнитная проницаемость µ=10-15/ при сохранении высокого предела прочности при растяжении /σ=10-12 МПа/ и достаточной эластичности /упругий отскок порядка 30-50%/ следует вводить ферритовый порошок данного типа в количестве 90 вес.%, что соответствует 64 объема % /см., например, А.Г. Алексеев, А.Е. Корнев «Эластичные магнитные материалы», М., «Химия», 1976, стр.115-137 [4]/. Кроме того эксплуатационные характеристики магнитомягих резин практически стабильны в диапазоне температуры от -40°C до +130°C. Например, для марки проводов воздушной линии электропередачи АС-50 диаметр 10,7 мм геометрические параметры предлагаемого устройства выбраны следующими: длина цилиндрической части втулки 12 см, наружный диаметр втулки 30 мм, длина каждого из торцевых раструбов вдоль оси втулки примерно 3,5-4 см, максимальный диаметр раструба 50 мм, примерное число лепестков на каждой раструбе 8-10, максимальная ширина лепестка 15,5-19,5 мм, длина лепестка 4-4,5 см, толщина лепестка 4-6 мм.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Втулка 2 свободно с радиальным зазором надета на провод 1 с возможностью смещения вдоль провода 1. По проводу 1 протекает переменный ток значительной амплитуды 150-300 А, такие токи создают вокруг провода 1 круговые переменное электромагнитное поле с индукцией Br порядка 0,8-1,2 Тл. Естественно, что максимальная плотность кольцевых силовых линий поля непосредственно вблизи поверхности провода. Очевидно, что лепестки 4 конических раструбов, выполненные из магнитомягкой резины, будут стремиться изогнуться относительно места их консольного крепления к торцу втулки 2 вплотную прижаться к наружной поверхности провода 1, что обеспечивает минимальное магнитное сопротивление замыкающимся силовым линиям электромагнитного поля провода 1. Такие изгибы будут происходить с частотой изменения магнитного поля, то есть с частотой переменного тока, протекающего по проводу 1. Такие периодические изгибы-прижатия лепестков 4 к приводу 1 за счет сил электромагнитного взаимодействия и обратно восстановления за счет сил упругости - будут сопровождаться ударами лепестков 4 о поверхность провода 1 /возникновение динамических виброударных режимов/, автоматически и не прерывно сбивающими гололедные отложения на проводах 1 непосредственно на стадии их образования. Для максимальной эффективности ударов необходимо обеспечить динамический виброударный резонансный режим, а именно - чтобы собственная частота изгибных колебаний каждого лепестка 4 примерно совпадала с частотой переменного тока в проводе. Так как частота тока известна /обычно это промышленная частота f=50Гц/, то такое совпадение достигается выполнением лепестков 4 с необходимыми геометрическими параметрами /см. далее пример расчета/. Одновременно протекание ассиметричных виброударных режимов с обеих сторон втулки 2 обеспечивает ее непрерывные хаотичные смещения вдоль провода 1 /закон сохранения центра масс системы/. Следует специально отметить, что виброударные режимы - это ярко выраженный нелинейный процесс, и малейшее отличие условий этого процесса по разные стороны втулки 2 - в геометрических параметрах лепестков 4, зазоре между проводом 1 и лепестками, горизонтальности провода и т.п. - обуславливается постоянное возникновение при ударных довольно значительной переменной по направлению осевой составляющей силы вдоль провода 1. Эта составляющая будет вызывать постоянные осевые смещения ударного элемента вдоль провода. Однако, главной причиной таких смещений является парусные свойства конических раструбов, образованных лепестками 4, их взаимодействие с обеих краев втулки 2 с малейшими составляющими ветровой нагрузки, действующими вдоль провода 1 в ту или иную сторону. В результате таких хаотичных смещений ударного элемента вдоль провода одновременно с удалением гололедных отложений за счет ударного эффекта будет происходить и сдвиговые снятия, соскабливание, что резко увеличит эффективность воздействий. Предлагаемое устройство имеет предельно простую конструкцию, эффективно, универсально, то есть может найти применение практически для любых воздушных линий электропередачи независимо от условий их эксплуатации.

Приведен пример практической реализации предлагаемого устройства. При расчете используем /Справочник конструктора РЭА под ред. Р.Г. Варламова, M., «Советское радио», 1980 [5]/. Частично геометрические и конструктивно-технрологические параметры упругих элементов /лепестков 4/, используемые в расчете, были приведены выше. Рассматриваем каждый лепесток 4 как консольно закрепленную пластину с распределенной массовой нагрузкой /см. [5], с.388. Низшая собственная частота изгибныхколебаний такой пластины определяется по формуле ; , где K_α - коэффициент, зависящий от формы крепления пластины. На стр.391 [5] для консоли K_α=3,52a/b, где а=4 см - длина лепестка, b=2 см - ширина лепестка, K_α=7,04. D=0,09E, h³ - жесткость лепестка, h=5 мм - -толщина лепестка, Е=3·10⁶Па - модуль упругости резины D=0,034. Распределенная по площади масса m''=G/(abq), где G - вес лепестка, q - ускорение свободного падения, G=ρqV, ρ - плотность резины ρ=1200 кг/м³, V=abh - объем пластины, V=40·10^-7 м³, G=0,048H, m=4,8г - масса лепестков, m''=6,11кг/м².

Вычисляем U₀=50Гц. Таким образом, при выбранных геометрических и конструктивно-технических параметрах собственная частота U₀ изгибных колебаний упругого лепестка примерно совпадает с промышленной частотой переменного тока f=50Гц в линиях электропередачи.

Устройство для сброса гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи, содержащее установленные на проводе ударные элементы, отличающееся тем, что каждый из ударных элементов выполнен в виде свободно надетой на провод цилиндрической втулки из упругого ферромагнитного материала типа магнитомягкой резины, имеющей с обоих краев конические, расширяющиеся наружу раструбы с продольными прорезями по образующим, разделяющими раструбы на отдельные лепестки, характеризующиеся собственной частотой изгибных колебаний относительно места их консольного крепления к торцу втулки, примерно совпадающей с частотой переменного тока в проводах.

Изобретение относится к электротехнике. Способ включает размещение на проводе подвесного датчика температуры, а под проводом - контрольного устройства.

Защита кабелей от налипания снега и обледенения // 2492564

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.

Способ подогрева проводов контактной подвески // 2485656

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

Устройство для плавки гололеда на воздушных линиях электропередач имени степана филипчука // 2482585

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

Устройство для сброса гололедных отложений с проводов // 2481684

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

Способ обнаружения гололедных образований на проводах и грозозащитных тросах линий электропередачи // 2479084

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.

Устройство для удаления снежно-ледового покрытия с проводов линий электропередачи // 2478245

Изобретение относится к электроэнергетике. .

Способ плавки гололеда на воздушных линиях электропередачи 6( 10 ) кв // 2478244

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

Устройство для удаления гололеда с проводов контактной сети // 2476966

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.

Способ предотвращения обледенения проводов воздушных линий электропередачи переменного тока // 2474939

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

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. 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.

Устройство для сброса гололедных отложений с проводов линий электропередачи // 2504878

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.

Устройство для сброса отложений с проводов линий электропередачи // 2504879

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.

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

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.

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). 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.

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. Техническим эффектом изобретения является минимизация количества выключателей, необходимых для перехода из режима компенсации в режим управляемой плавки гололеда и обратно. Устройство содержит двунаправленные высоковольтные тиристорные вентили (1, 2, 3), последовательно с которыми соединены реактивные элементы (дроссели или конденсаторы) (4, 5, 6). Переключение с режима компенсации реактивной мощности на режим плавки гололеда производится с помощью двух выключателей (7, 8). Для этого точки соединения реактивных элементов (4, 5, 6) и тиристорных вентилей (1, 2, 3) подсоединены к трехфазной питающей сети А, В, С, свободные выводы указанных вентилей (1, 2, 3) через контакты первого выключателя (7) соединены по схеме «треугольник» со свободными выводами реактивных элементов (4, 5, 6), а через контакты второго выключателя (8) - с проводами воздушной линии для плавки гололеда. 2 ил.

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. Техническим эффектом изобретения является упрощение организации и сокращение продолжительности процесса плавки с одновременным уменьшением количества дополнительного коммутационного оборудования. Комбинированная установка содержит два трехфазных мостовых преобразователя на полностью управляемых полупроводниковых вентилях, шунтированных встречно включенными диодами, конденсаторную батарею на стороне постоянного тока преобразователей, первый трехполюсный выключатель и два последовательно соединенных трехфазных дросселя, параллельно одному из которых подсоединен второй трехполюсный выключатель - на стороне переменного тока. При плавке гололеда первый преобразователь работает в режиме управляемого выпрямителя, а второй в режиме автономного инвертора напряжения, к выходу которого через третий трехполюсный выключатель подсоединены провода воздушной линии, замкнутые на противоположном конце, для одновременной плавки гололеда на них переменным током низкой частоты, при которой индуктивная составляющая сопротивления проводов практически не оказывает влияния на эффективную величину тока плавки. 1 ил.

Комбинированная установка для компенсации реактивной мощности и плавки гололеда (варианты) // 2505903

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение на электрических подстанциях, требующих компенсации реактивной мощности и плавки гололеда на воздушных линиях электропередачи. Технический результат - сокращение продолжительности процесса плавки с одновременным уменьшением количества дополнительного коммутационного оборудования. Установка содержит трехфазный мостовой преобразователь на полностью управляемых полупроводниковых вентилях, шунтированных встречно включенными диодами, конденсаторную батарею на стороне постоянного тока, первый трехполюсный выключатель и два последовательно соединенных трехфазных дросселя, параллельно одному из которых подсоединен второй трехполюсный выключатель, - на стороне переменного тока. По первому варианту конденсаторная батарея в режиме компенсации реактивной мощности соединена контактами третьего трехполюсного выключателя, разомкнутыми в режиме плавки гололеда, с эмиттерными (коллекторными) выводами вентилей преобразователя, которые в этом режиме посредством четвертого трехполюсного выключателя соединены с проводами воздушной линии для управляемой плавки гололеда переменным током. По второму варианту конденсаторная батарея в режиме компенсации реактивной мощности контактами третьего и четвертого трехполюсных выключателей, разомкнутыми в режиме плавки гололеда, соединена с эмиттерными и коллекторными выводами вентилей преобразователя, которые в этом режиме посредством пятого и шестого трехполюсных выключателей соединены с проводами двух воздушной линии для одновременной управляемой плавки на них гололеда переменным током. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для удаления гололедных отложений с проводов // 2510114

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.

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.