СИГНАЛИЗАТОР НАЧАЛА ОБЛЕДЕНЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК H02G7/16 

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для сигнализации начала обледенения проводов воздушных линий электропередачи.

Известны устройства для дистанционной сигнализации гололедных образований на проводах линий электропередачи, содержащие датчик гололедных нагрузок динамометрического типа, передатчик высокочастотного сигнала и приемник этого сигнала [1]
Однако это устройство обладает низкой чувствительностью при небольших размерах отложения и не может быть использовано для сигнализации о начале процесса обледенения.

Известен также сигнализатор начала обледенения проводов воздушных линий электропередачи, содержащей нагревательные элементы, сорбционный гигристор и контактный микроамперметр [2] В случае появления гололеда на гигристоре влажность, замеренная им при периодическом включении нагревательных элементов, резко возрастает и контактный микроамперметр выдает сигнал о появлении гололеда. Этот сигнализатор по сравнению с вышеописанным обладает гораздо большей чувствительностью. Однако на использование в качестве датчика сигнализатора сорбционного гигристора могут влиять морось и сильный туман.

Известен также сигнализатор гололеда, содержащий датчик осадков с электроподогревом, выход которого подсоединен к первому компаратору, датчик температуры воздуха, выход которого соединен с вторым компаратором, и схему сравнения, выход которой соединен с входом блока регистрации [3] Однако недостатком такого сигнализатора является расположение чувствительных элементов, что не способствует быстрому заполнению гололедным отложением между электродами.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является сигнализатор начала обледенения [4] содержащий две изолированные друг от друга группы рабочих элементов, выполненных в виде контактных колец, которые расположены на изоляционном каркасе, и на разные группы которых через регистрирующий прибор поданы разные потенциалы, термистор, нагревательные элементы, вмонтированные в изоляционный каркас, и источник тока.

Включение сигнализатора в работу осуществляется термистором при снижении температуры воздуха ниже 0^oC. При отсутствии влаги на каркасе проводимость между кольцами и, соответственно, ток между ними, малы. При появлении гололеда или влаги на каркасе проводимость между кольцами и ток резко возрастают, сигнализируя о появлении гололеда или гололедной ситуации. Для удаления образовавшегося гололеда или влаги с каркаса периодически через определенные промежутки времени включаются нагревательные элементы, вмонтированные в изоляционный каркас.

Недостатком этого устройства является то, что оно сработает не только при появлении гололеда, но и при появлении на каркасе влаги. Кроме того, из-за разброса параметров термистора сигнализатор будет срабатывать и при положительных температурах. Устройство не позволяет так же судить об интенсивности процесса гололедообразования.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности за счет снижения числа ложных срабатываний сигнализатора начала обледенения и сигнализация об интенсивности гололедообразования.

Поставленная задача достигается в сигнализаторе начала обледенения, содержащем источник питания, две изолированные друг от друга группы рабочих элементов, на разные группы которых через регистрирующий прибор поданы разные потенциалы от источника питания, и нагревательные элементы, вмонтированные в изоляционную рамку в отличие от ближайшего аналога введением изоляционной рамки и выполнением обеих групп рабочих элементов в виде тонких проволочек, которые закреплены в подшипниках, что способствует свободному вращению проволочек вокруг своей оси. Проволочки одновременно являются нагревательными элементами.

Кроме того, сигнализатор начала обледенения выполнен из двух изоляционных рамок, каркас которых покрыт водоотталкивающей эмалью, с натянутыми на них проволочками с разным расстоянием между проволочками на разных рамках.

Введение в устройство изоляционной рамки с натянутыми на нее тонкими проволочками позволяет избежать ложных срабатываний сигнализатора, так как изменение электропроводности между проволочками будет происходить только при наличии гололеда, вода не будет стекать с проволочек.

На чертеже показана конструкция сигнализатора начала обледенения. Он состоит из двух изоляционных рамок 1 и 2, на каждую из которых натянуты по две группы проволочек 3, 4, 5, 6, закрепленные в подшипниках 7, регистрирующего прибора 8, источника питания 9 и контактов включения обогрева 10.

Тонкие проволочки 3, 4, 5, 6 предназначены для индикации образования гололеда, и расстояние между группами проволочек 3 и 4 на изоляционной рамке 1 меньше, чем расстояние между группами проволочек 5 и 6 на изоляционной рамке 2.

Регистрирующий прибор 8 предназначен для измерения электропроводности между группами проволочек 3 и 4 или 5 и 6 и настроен таким образом, что он срабатывает только при полном заполнении гололедом пространства между проволочками.

Подшипники 7 служат для быстрого заполнения пространства между проволочками гололедным отложением.

Сигнализатор работает следующим образом.

При появлении гололеда он постепенно откладывается на проволочках 3 6, заполнив через некоторое время все пространство между группами проволочек 3
4. При этом электропроводность между ними будет определяться электропроводностью отложения. Численное значение удельной проводимости у воздуха составляет 10^-15 10^-16 См/см; льда 10^-9 - 10^-10 См/см; измороси и инея 10^-11 10^-13 См/см, что существенно отличается друг от друга. Учитывая, что капли воды при мороси или тумане не заполняют все пространство между проволочками, то сопротивление будет ближе к сопротивлению воздуха и больше, чем при полном заполнении рамок. При полном заполнении пространства между проволочками изменится электропроводность, что будет зафиксировано измерительным прибором 8 как начало процесса гололедообразования. Некоторое время спустя заполнится гололедом пространство между группами проволочек 5 6, что также зафиксировано измерительным прибором. По разнице во времени между обледенением рамок 1 и 2 измерительный прибор 8 выдает сигнал об интенсивности гололедообразования. С поступлением сигнала об обледенении рамки 2 замыкаются контакты включения обогрева 10, и гололед с проволочек 3 6 оплавляется. Затем процесс обледенения рамок 1 и 2 повторяется.

Технико-экономическое обоснование.

Итак, по сравнению с базовым сигнализатором начала обледенения, в качестве которого выбран разработанный МИИСП сигнализатор начала обледенения [2] предлагаемый сигнализатор позволяет избежать ложных срабатываний при дожде, мороси, так как в предлагаемом сигнализаторе изменение электропроводности может происходить только за счет образования гололеда на проволочках. Конкретные цифровые данные для определения экономической эффективности могут быть рассчитаны для конкретных условий вероятности появления дождя, мороси при определенном разбросе параметров гигристора в базовом объекте.

Кроме того, предлагаемый сигнализатор позволяет в отличии от базового измерять интенсивность обледенениям, что очень важно для выбора времени начала и очередности плавки на группе линий.

Изобретение относится к области электроэнергетики. Сущность изобретения: сигнализатор содержит две изоляционные рамки, на каждую из которых натянуты по две группы проволочек, закрепленных в подшипниках, причем расстояние между проволочками на одной рамке превышает расстояние между проволочками на другой. На разные группы проволочек через регистрирующий прибор поданы разные потенциалы от источника питания. При полном заполнении пространства между проволочками изменяется электропроводность, что фиксируется регистрирующим прибором как начало обледенения. Проволочки одновременно являются нагревательными элементами. 1 ил.

Сигнализатор начала обледенения, содержащий источник питания, две изолированные друг от друга группы рабочих элементов, на разные группы которых через регистрирующий прибор поданы разные потенциалы от источника питания, и нагревательные элементы, вмонтированные в изоляционную рамку, отличающийся тем, что введена дополнительная изоляционная рамка, а обе группы рабочих элементов выполнены в виде тонких проволочек, закрепленных в подшипниках с разным расстоянием между проволочками на разных рамках и одновременно являющихся нагревательными элементами и натянутых на изоляционную рамку, покрытую водоотталкивающей эмалью.