ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 2014 года по МПК H02G7/00 

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

Известны устройства для механического сброса гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи с помощью размещенных в пролете элементов для импульсного встряхивания провода и ударных элементов / см., например, а.с. СССР №811382, кл. H02G 7/16, 1978 [1]/; а.с. СССР №1415309, кл. H02G 7/16, 1986 [2]/.

Недостатками известных устройств являются значительная сложность конструкции вследствие необходимости использования элементов со специальными физическими эффектами, короткозамыкателя, грузозащитных тросов и т.п. дополнительные затраты электроэнергии, не способность автоматического включения защиты при образовании гололедных отложений.

Известны также устройства для механического удаления гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи, содержащие установленную с зазором на проводе пружину, соединенную либо с шарнирно закрепленной на том же проводе и реагирующей на ветровые нагрузки пластиной, / см. а.с. СССР №902129, кл. H02G 7/16, 1980 [3]/, либо при помощи специального кинематического механизма с грузом, реагирующим на ветровые колебания проводов / см. а.с. СССР №936149, кл. H02G 7/I6, H02G 7/14, 1980 [4]/.

Недостатками данных устройств являются низкая эффективность удаления гололедных отложений вследствие малых перемещений витков пружины, сложность конструкций, зависимость возможности работы устройства от наличия и характера ветровых возмущений /порывов ветра/, невозможность гашения паразитных колебаний проводов при действии ветровых возмущений.

Наиболее близким устройством того же назначения к предлагаемому устройству по совокупности существенных признаков является воздушная линия электропередачи, включающая средство противогололедной защиты, выполненное в виде надетого на провод контейнера со смазкой для уменьшения адгезии льда к материалу проводов, снабженного элементами жесткости в виде лопаток, образующих воздушную турбину / см. а.с. СССР №1474776, кл. H02G 7/16, 1984 [5] и принятая за прототип.

Недостатками устройства-прототипа являются значительная сложность конструкции, низкая эффективность и ограниченные условиями эксплуатации воздушных линий области их применения вследствие зависимости возможности и характера работы устройства от наличия ветровых возмущений, их направления и интенсивности, невозможность гашения устройством паразитных колебаний проводов при ветровых возмущениях.

Сущность изобретения заключается в создании линии электропередачи со средством противогололедной защиты, обладающим предельной простотой конструкции и обеспечивающим при этом эффективное автоматическое удаление гололедных отложений с поверхности проводов уже на начальной стадии их образования вне зависимости от внешних условий и возмущающих воздействий, а также гашение паразитных колебаний проводов под действием ветровых возмущений.

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

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной воздушной линии электропередачи, снабженной средством противогололедной защиты, включающим размещенные на проводе подвижные элементы для механического удаления с его поверхности гололедных отложений, особенность заключается в том, что подвижные элементы выполнены в виде системы замкнутых рамок вытянутой эллиптической формы, свободно надетых на провод вдоль его длины и свисающих с него вниз, при этом каждая рамка согнута из отрезка эластичной трубчатой фторопластовой изоляции для проводов, частично заполненного ферромагнитным порошком, причем, концы отрезка вставлены друг в друга и герметично соединены, а средние части вытянутых сторон рамки связаны упругой нитью для придания рамке вышеуказанной формы.

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

Воздушная линия электропередачи снабжена средством противогололедной защиты, включающим в себя размещенные на проводе 1 подвижные элементы 2 для механического удаления с поверхности провода 1 гололедных отложений. При этом подвижные элементы 2 выполнены в виде системы замкнутых рамок вытянутой эллиптической формы, свободно надетых на провод 1 вдоль его длины и свободно свисающих вниз. Каждая из рамок 2 согнута из, прямого отрезка эластичной трубчатой фторопластовой изоляции для проводов так, что протяженные стороны рамки 2 параллельны; и расстояние между ними несколько больше диаметра провода 1 электропередачи. После изгиба внутренняя полость 3 трубки, формирующей рамку 2, частично /примерно на 2/3/ заполняется ферромагнитным порошком 4. Далее, эллиптическая трубка 2 герметично закрывается, для чего один из концов эластичной трубки после краевой деформации сжатия вставляется с напряжением в полость другого конца той же трубки на небольшую глубину /порядка 1 см/, после чего место соединения концов трубки тщательно замазывается и покрывается по всему наружнему контуру трубки 2 кольцевым елоем5 специальной водо-морозостойкой клеющей мастики. И, на конец, рамка 2 в примерно средней части ее протяженных сторон связывается упругой нитью 6, что позволяет в исходном состоянии /до действия электромагнитных сил/ сохранять рамкой 2 заданную упругую геометрическую форму. В противном случае - при отсутствии нити 6 - упругая рамка 2 из эластичного фторопласта будет под действием внутренних сил постепенно раздуваться, теряя эллиптическую форму и приближаясь к форме окружности. Это /см. далее/ будет уменьшать эффективность работы устройства, затрудняя сток воды с провода 1 по сторонам рамки 2, а также снятие верхней стороной рамки 2 гололедных отложений с провода 1 при смещениях рамки 2 относительно последнего.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При любом характере гололедных отложений /в результате выпадения на проводах 1 измороси, инея или их смеси, накопления мокрого снега, чистого льда и т.п./ начальная стадия образования таких отложений характеризуется в любом случае жидкой фазой. Своевременное удаление воды именно в этой стадии с провода 1 позволит полностью устранить гололед уже в процессе его формирования. Очевидно, что любые участки провода 1 между пролетами не идеально горизонтальны и имеют хотя бы минимальный уклон. По этому периодически расположенные на проводе 1 и свисающие вниз элементы 2 являются направляющими для стекания с провода 1 воды. На практике это не трудно заметить при сушке на веревке покрывала с бахромой, кистями и т.п., когда с краев покрывала вода стекает только по этим кистям. Выполнение элементов 2 из гидрофобного материала - а в данном случае из фторопласта, в максимальной степени обладающего гидрофобными свойствами-обеспечивает максимально возможную интенсивность стекания воды поданным элементам. Тем более, что под действием электромагнитных сил взаимодействия элементов 2 с проводом 1, уклонов участков провода 1 и ветровых возмущений элементы 2 хаотично смещаются по проводу 1, сдирая с него гололедные отложения в их жидкой и полужидкой фазах. Более того, наличие уклонов провода 1 приводит к синхронному смещению элементов 2 и жидких отложений относительно провода 1 в одни и теже области пролета, что увеличивает интенсивность стекания воды по элементам 2. Однако, в любом случае вся вода с проводов 1 за время ее перехода из жидкой фазы к вязко-текучей или твердой стечь не успеет. В этом случае на элементах 2 /но не на проводах 1/, являющихся как бы арматурой; для образования сосулек, последние все таки образуются. Поэтому здесь главным является - если уже изморось не стекла в своей жидкой фазе во время разрушить эти сосульки на элементах 2 на начальной стадии их образования, не дать им разростись до значительных размеров, что предельно усложнит процесс их разрушения. Эта задача решается за счет выполнения элементов 2 эластитчными, размещением внутри них ферромагнитного порошка 4, а также за счет свободной подвижности элементов 2 относительно провода 1 и друг друга. Нахождение ферромагнитного порошка 4 в переменном электромагнитном поле провода 1, а также ветровые возмущения приводят к интенсивным колебаниям с ударными взаимодействиями как элементов 2 друг относительно друга, так и относительно провода 1. Кроме того, это вызовет хаотичные смещения ферромагнитного порошка 4 внутри эластичных трубок 2. Такие смещения приведут к деформациям стенок трубок 2, их периодическому раздутию и сжатию в разных местах, а также к изменению геометрического контура всей упругой трубки 2, например сближению и удалению друг от друга ее протяженных сторон и т.п. Естественно, что все эти упругие деформации и соударения трубок 2, являющихся арматурой для нарастания сосулек, будут препятствовать стабильному процессу нарастания на них последних, приводить к их раскрошиванию и осыпанию. Колебания ферромагнитного порошка 4 относительно трубок 2 при действии ветровых возмущений приводит к диссипации /рассеянию/ энергии паразитных колебаний проводов 1, преобразованию этой энергии в энергию взаимодействия трущихся частиц ферромагнитного порошка 4. Более того, наводимые в ферромагнитном порошке 4 при его колебаниях в переменном электромагнитном поле провода 1 вихревые токи будут по закону электромагнитной индукции противодействовать изменению данного поля, то есть частично гасить паразитные колебания проводов 1. Как показывают испытания, оптимальная длина элементов 2 порядка 30 см, диаметр фторопластовых трубок 2 порядка 25-30 мм /см. К.М. Поярков "Электрические станции, подстанции, линии и "сети", М., "Высшая школа", 1974, стр.509 [6]/.

Предлагаемое устройство имеет сравнительно простую конструкцию, эффективно и универсально, оно позволяет автоматически без участия человека и автономно без затрат электроэнергии как удалять гололедные отложения с проводов воздушных линий электропередачи, так и гасить их паразитные колебания и рассеивать их энергию при действии ветровых возмущений.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности. Линия снабжена средством противогололедной защиты, включающим размещенные на проводе (1) подвижные элементы (2) для механического удаления отложений, выполненные в виде системы замкнутых рамок вытянутой эллиптической формы, свободно надетых на провод и свисающих вниз. Рамка согнута из отрезка упругой фторопластовой изоляции для проводов. Полость (3) каждой трубки частично заполнена ферромагнитным порошком (4). Концы каждой трубки вставлены друг в друга, соединены слоем (5) мастики и связаны в средней части сторон упругой нитью (6). 1 ил.

Воздушная линия электропередачи, снабженная средством противогололедной защиты, включающим размещенные на проводе элементы для механического удаления с его поверхности гололедных отложений, отличающаяся тем, что подвижные элементы выполнены в виде системы замкнутых рамок вытянутой эллиптической формы, свободно надетых на провод вдоль его длины и свисающих с него вниз, при этом каждая рамка согнута из отрезка эластичной трубчатой фторопластовой изоляции для проводов, частично заполненного ферромагнитным порошком, причем концы отрезка вставлены друг в друга и герметично соединены, а средние части вытянутых сторон рамки связаны упругой нитью для придания рамке вышеуказанной формы.