АНТЕННА УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ ЛИНИИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК G01R31/08 H01Q1/38 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к антенне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения. Более конкретно, настоящее изобретение относится к антенне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения, в котором может быть образован антенный излучатель, расположенный вдоль поверхности криволинейной формы на внешней поверхности несущей части, прикрепленной к устройству для контроля и диагностики линии энергоснабжения и выполненной из изоляционного диэлектрического материала, может быть образован заземляющий элемент, расположенный вдоль поверхности криволинейной формы на внутренней поверхности несущей части, и которое может включать возбуждающую часть, проходящую через несущую часть для электрического подключения антенного излучателя и заземляющего элемента, при этом излучатель антенны может располагаться под линией энергоснабжения.

Уровень техники

Термин «линия энергоснабжения» относится к проводу линии энергоснабжения (линии передачи и распределения электроэнергии) для ответвления, позволяющего передавать электроэнергию, вырабатываемую на электростанции, на подстанцию или к потребителю, а также к опоре линии энергоснабжения, изолятору, устройству заземления и т.п., в качестве конструкции, способной поддерживать провод линии энергоснабжения.

Такая линия энергоснабжения оснащается устройством, которое позволяет измерять, контролировать и диагностировать состояние возбуждения (например, ток возбуждения, температуру линии и ток, протекающий в поврежденной линии) линии энергоснабжении и состояние окружающей среды (например, наклон линии, кручение линии, направление/скорость ветра, доступ к деревьям, контроль лесного пожара, атмосферную температуру и влажность) при помощи предусмотренного в нем датчика, камеры и другого подобного оборудования, а также выполнять передачу и прием данных по отношению к операционной системе верхнего уровня при помощи проводной/беспроводной связи. Устройство для контроля и диагностики может также называться системой контроля оборудования передачи электроэнергии, устройством контроля линии передачи электроэнергии, устройством контроля и диагностики линии передачи электроэнергии, шариковым датчиком, тороидом линии передачи электроэнергии и т.п., и использоваться для воздушной линии передачи и распределения электроэнергии (линии энергоснабжения).

Устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения непосредственно устанавливается на воздушной линии энергоснабжения при наличии сильного ветра и вибраций на высоте от нескольких метров над землей до максимального значения 100 м и при ограничении на условия установки, состоящем в том, что максимальное расстояние между устройствами контроля и диагностики составляет 1 км, вследствие чего в нем не может применяться проводная коммуникационная схема. Вследствие этого применяют технологию беспроводной связи, поэтому существует потребность в высоконадежной антенне, которая необходима для осуществления беспроводной связи.

Устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения непосредственно устанавливается на воздушной линии энергоснабжения с высоким напряжением от 220 кВ до 765 кВ. В связи с этим, для того чтобы предотвратить возникновение явления коронирования под действием молний и высокого напряжения и уменьшить сопротивление очень сильному давлению ветра, изготавливается внешняя оболочка (корпус или кожух) в виде конструкции обтекаемой формы.

При разрушении изоляции высоковольтной линии энергоснабжения может возникнуть явление коронирования. Здесь явление коронирования возникает вокруг краевого участка объекта. С учетом этого многие устройства для контроля и диагностики, непосредственно устанавливаемые на линии, изготавливают в виде конструкции обтекаемой формы, такой как круглая, овальная и тому подобная форма, и, благодаря этому, монтируются на ней.

Указанная конструкция может оказаться эффективной с точки зрения повышения надежности путем предотвращения воздействия высоковольтного магнитного поля (ЭМП), молнии, тока, протекающего в поврежденной линии, и коронирования. Однако стремясь получить для каждого типа антенны различные эксплуатационные характеристики, такие как высокий коэффициент усиления, КПД, широкий требуемый диапазон частот и т.п., очень трудно спроектировать и настроить антенну, которая предусмотрена в виде конструкции криволинейной обтекаемой формы и при этом обеспечивает широкий диапазон частот и высокий коэффициент усиления 8-9 дБ в ограниченном пространстве. Иначе говоря, нелегко получить требуемые эксплуатационные характеристики антенны при помощи устройства для контроля и диагностики, имеющего овальную криволинейную форму поверхности, используя общераспространенную конструкцию антенны.

В частности многие устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения устанавливаются в плохих условиях окружающей среды и функционируют только с использованием беспроводной связи. В связи с этим для антенны, необходимой при беспроводной связи, требуются высокие эксплуатационные характеристики и надежность.

С точки зрения эксплуатационных характеристик антенны, необходимы большое расстояние порядка сотен метров или больше, высокий коэффициент усиления и диапазон частот, обеспечивающие возможность широкополосной связи, и максимальный коэффициент направленности. С точки зрения конструкции антенны, последняя должна быть объединена в одно целое с конструкцией и, кроме того, быть небольшой и легкой, чтобы свести к минимуму воздействие на существующую линию и обеспечить максимальное использование пространства внутри устройства для контроля и диагностики. С точки зрения срока службы антенны, он должен быть продолжительнее, чем срок службы какой-либо части устройства для контроля и диагностики. С точки зрения воздействия электромагнитных волн антенны, она не должна влиять на электромагнитные помехи (ЭМП), возникающие из-за внешних факторов или в процессе работы, электромагнитную совместимость (ЭМС) и периферийные части устройства для контроля и диагностики.

Кроме того, в качестве одной из требующихся для антенны характеристик, необходимо обеспечить изоляцию воздушной линии энергоснабжения, находящейся под воздействием частых разрядов молний, даже в случае, когда изоляции повреждена из-за удара молнии. Необходимо использовать материал, обладающий превосходными противоокислительными и гидроизоляционными свойствами, чтобы обеспечить сохранение водонепроницаемости при наводнении. Даже в экстремальных условиях окружающей среды, таких как ток, протекающий в поврежденной линии энергоснабжения, рост температуры в линии и конденсация росы, не должны иметь место никакая деформация конструкции и никакое влияние на надежность и эксплуатационные характеристики. Кроме того, нужно, чтобы антенну было легко устанавливать на линии энергоснабжения, а также легко обслуживать и ремонтировать.

В корейском патенте №10-0925046 (выданном 28 октября 2009 г.), принадлежащем патентообладателю компании Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. и озаглавленном «Устройство контроля линии передачи электроэнергии, имеющее приемо-передающую антенну», раскрыто устройство для контроля линии передачи электроэнергии, которое включает корпус, содержащий датчики, установленные на линии передачи электроэнергии, для регистрации изменений в окружающей среде, контроллер для управления датчиками, приема сигналов, зарегистрированных датчиками, и передачи количественно выраженных зарегистрированных данных, приемопередающий интерфейс для передачи и приема передаваемых зарегистрированных данных на внешние устройства или от внешних устройств, и антенну, подключенную к приемопередающему интерфейсу, чтобы обеспечить возможность связи с внешними устройствами, и расположенную таким образом, чтобы находиться в контакте с внешней поверхностью кожуха.

В устройстве контроля передачи и приема электроэнергии в соответствии с указанным выше патентным документом серийно выпускаемая антенна монтируется внутри выступа и, таким образом, испытывает некоторые проблемы, такие как возникновение коронирования, электромагнитное воздействие внутри устройства контроля и диагностики, сильное давление ветра, просачивание воды под действием ударов и вибраций, увеличение числа дефектных элементов, ухудшение надежности и т.п. Кроме того, в связи с ограничениями на количество антенн беспроводной связи для каждого вида связи, может оказаться невозможным настроить антенну с необходимым диапазоном частот и высоким коэффициентом усиления (для сверхвысокой скорости связи на больших расстояниях).

Кроме того, в традиционном устройстве контроля антенна располагается над линией энергоснабжения и, вследствие этого, на нее может непосредственно влиять высокая температура, возникающая в линии энергоснабжения, что может привести к повреждению.

Раскрытие изобретения

Технические цели

Настоящее изобретение предназначено для решения упомянутых выше проблем и, таким образом, предлагает антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения, в котором может быть образован излучатель антенны в виде поверхности криволинейной формы, расположенной на внешней поверхности несущей части, выполненной из изоляционного диэлектрического материала в виде поверхности криволинейной формы, и может быть образован заземляющий элемент в виде поверхности криволинейной формы, расположенной на внутренней поверхности несущей части, тем самым, предотвращая возникновение электромагнитных помех между компонентами внутри устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения, гарантируя высокий коэффициент усиления, высокий КПД, необходимую ширину полосы частот и коэффициент направленного действия, не требуя дополнительного места для размещения, используемого в связи с требованиями к надежности и установке антенны, и обеспечивая возможность миниатюризации устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения.

В другом аспекте настоящего изобретения предлагается также антенна устройства для контроля и диагностики воздушной линии энергоснабжения, в котором излучатель антенны, входящий в состав антенного блока, располагается ниже линии энергоснабжения, тем самым сводя к минимуму воздействие роста температуры линии энергоснабжения по отношению к излучателю антенны и предотвращая сокращение срока службы, отказ и тому подобные явления.

Технические решения

В качестве технических решений для достижения указанных выше целей настоящего изобретения в первом аспекте настоящего изобретения предлагается антенна, закрепленная на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, предназначенном для установки на линии энергоснабжения, и включающая следующие компоненты: несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, для которой предусматривается криволинейная форма внешней и внутренней поверхности; первый металлический проводник в качестве антенного излучателя, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности несущей части; второй металлический проводник в качестве заземляющего элемента, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части; и возбуждающую часть, проходящую через несущую часть с целью электрического подключения первого металлического проводника и второго металлического проводника.

Кроме того, во втором аспекте изобретения антенна в соответствии с первым аспектом изобретения может также включать предохранительный кожух, имеющий форму, соответствующую несущей части и расположенный на заданном расстоянии от несущей части так, чтобы в пространстве над внешней поверхностью несущей части образовался воздушный зазор.

Кроме того, в третьем аспекте настоящего изобретения предлагается антенна, смонтированная на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, предназначенном для установки на линии энергоснабжения, и включающая следующие компоненты: несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, для которой предусматривается криволинейная форма внешней и внутренней поверхности; первый металлический проводник в качестве антенного излучателя, встроенный между внешней и внутренней поверхностями несущей части и предусмотренный в форме криволинейной поверхности; второй металлический проводник в качестве заземляющего элемента, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части; и возбуждающую часть, проходящую через несущую часть с целью электрического подключения первого металлического проводника и второго металлического проводника.

Кроме того, в четвертом аспекте настоящего изобретения предлагается антенна, смонтированная на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, предназначенном для установки на линии энергоснабжения, и включающая следующие компоненты: первую диэлектрическую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, для которой предусматривается криволинейная форма внешней и внутренней поверхности; установочную канавку, выполненную на внутренней поверхности первой диэлектрической части и имеющую заданную ширину и заданную длину; вторую диэлектрическую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, которая имеет ширину и длину, соответствующие установочной канавке, и для которой предусматривается криволинейная форма внешней и внутренней поверхности, благодаря чему она вставляется в установочную канавку; первый металлический проводник в качестве излучателя антенны, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности второй диэлектрической части; второй металлический проводник в качестве заземляющего элемента, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности второй диэлектрической части; и возбуждающую часть, проходящую через вторую диэлектрическую часть с целью электрического подключения первого металлического проводника и второго металлического проводника.

Кроме того, в качестве технических решений для достижения других целей настоящего изобретения в первом аспекте настоящего изобретения предлагается антенна, смонтированная на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, предназначенном для установки на линии энергоснабжения, и включающая следующие компоненты: несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, для которой предусматривается криволинейная форма внешней и внутренней поверхности; излучатель антенны, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности несущей части; заземляющий элемент, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части; и возбуждающую часть, проходящую через несущую часть с целью электрического подключения излучателя антенны и заземляющего элемента. Антенный блок может монтироваться по меньшей мере на одной стороне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в направлении линии энергоснабжения, когда устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения установлено на линии энергоснабжения, при этом излучатель антенного блока может включать направленную многоэлементную антенну с высоким коэффициентом усиления, а многоэлементная антенна может располагаться под линией энергоснабжения.

Кроме того, во втором аспекте изобретения антенна в соответствии с первым аспектом изобретения может также включать антенну системы глобального позиционирования (GPS), установленную так, чтобы быть обращенной в верхнем направлении над линией энергоснабжения. GPS-антенна может располагаться с внешней стороны зоны, где тепло, выделяемое линией энергоснабжения, распределяется при температуре 100 градусов или выше, заранее определенной путем анализа теплопроводности.

Кроме того, в третьем аспекте изобретения антенна в соответствии с первым аспектом изобретения может включать первый антенный блок, расположенный выше линии энергоснабжения и второй антенный блок, расположенный ниже линии энергоснабжения. Первый и второй антенные блоки могут взаимно располагаться относительно линии энергоснабжения таким образом, чтобы образовывать проходное отверстие, через которое проходит линия энергоснабжения. Направленная многоэлементная антенна с высоким коэффициентом усиления может устанавливаться во втором антенном блоке.

Кроме того, в четвертом аспекте изобретения антенна в соответствии с первым аспектом изобретения может также включать предохранительный кожух, имеющий форму, соответствующую несущей части, и расположенный на заданном расстоянии от несущей части так, чтобы в пространстве над внешней поверхностью несущей части образовался воздушный зазор.

Кроме того, в пятом аспекте настоящего изобретения предлагается антенна, смонтированная на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, предназначенном для установки на линии энергоснабжения, и включающая следующие компоненты: несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, для которой предусматривается криволинейная форма внешней и внутренней поверхности; антенный излучатель, встроенный между внешней и внутренней поверхностями несущей части и предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности несущей части; заземляющий элемент, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части; и возбуждающую часть, проходящую через несущую часть с целью электрического подключения антенного излучателя и заземляющего элемента. Антенна может монтироваться по меньшей мере на одной стороне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в направлении линии энергоснабжения, когда устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения установлено на линии энергоснабжения, при этом излучатель антенного блока может включать направленную многоэлементную антенну с высоким коэффициентом усиления, а многоэлементная антенна может располагаться под линией энергоснабжения.

Кроме того, в шестом аспекте изобретения, в первом или пятом аспекте изобретения антенный излучатель антенны может включать также антенну мобильной связи. Антенна мобильной связи может располагаться под многоэлементной антенной относительно линии энергоснабжения.

Кроме того, в седьмом аспекте изобретения, в первом или пятом аспекте изобретения многоэлементная антенна может использоваться для осуществления связи между узлами устройств для контроля и диагностики воздушной линии энергоснабжения.

Технический результат изобретения

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения антенный излучатель встраивается в поверхность криволинейной формы путем нанесения диэлектрического материала антенны на несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала, благодаря чему могут отсутствовать электромагнитные помехи между другими компонентами и взаимное влияние антенн. Кроме того, не требуется пространство для установки антенн. Срок службы может быть увеличен за счет конструкции, устойчивой к ударам и вибрациям, в дополнение к снижению интенсивности отказов и обеспечению водонепроницаемости, вследствие чего повышается надежность и появляется возможность реализовать эксплуатационные характеристики для каждого типа различных антенн, необходимых для работы устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения. Кроме того, встраивание антенного излучателя в антенный блок или использование предохранительного кожуха, расположенного на заданном расстоянии от антенного блока, позволяет повысить коэффициент прохождения электромагнитных волн и защитить несущую часть и антенный излучатель, объединенный с несущей частью, от воздействия окружающей среды, например, такого как сильное давление ветра.

Кроме того, размещение направленной многоэлементной антенны с высоким коэффициентом усиления, входящей в антенный излучатель антенного блока, ниже линии энергоснабжения позволяет свести к минимуму влияние роста температуры линии энергоснабжения по отношению к многоэлементной антенне, предупреждая тем самым сокращение срока службы, отказ и т.п.

Кроме того, в случае антенны системы глобального позиционирования (GPS), которую необходимо установить в верхней части антенного блока, можно предотвратить возникновение отказов из-за высокой теплопередачи и т.п., монтируя антенну GPS в верхней части антенного блока и избегая зоны распределения высокой температуры.

Краткое описание графических материалов

На ФИГ.1 представлена схема, изображающая состояние, в котором устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения, включая антенну согласно настоящему изобретению, устанавливается на линии энергоснабжения.

На ФИГ.2 представлен развернутый вид в перспективе, изображающий антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.3 представлен вид сверху, изображающий антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения, показанную на ФИГ.2.

На ФИГ.4, части (a) и (b), представлены виды в поперечном разрезе, изображающие антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.5 представлен развернутый вид в перспективе, изображающий антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.6, части (a) и (b), представлены виды в поперечном разрезе, изображающие антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.7, части (a) и (b), представлены виды в поперечном разрезе, изображающие антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.8 представлен вид в поперечном разрезе, изображающий антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.9 представлен перспективный вид устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения, включая антенну согласно настоящему изобретению.

На ФИГ.10 представлена диаграмма распределения тепла в линии энергоснабжения, на которой установлена антенна согласно настоящему изобретению.

На ФИГ.11 представлен перспективный вид, изображающий антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.12 части (a) и (b), представлены схемы размещения, изображающие конфигурацию излучателя антенны устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.13 представлен вид в поперечном разрезе, изображающий антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.14 представлен развернутый вид в перспективе, изображающий антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.15 представлен вид в поперечном разрезе, изображающий антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.16 представлен вид в поперечном разрезе, изображающий антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Наилучшее техническое выполнение изобретения

В качестве наилучшего технического выполнения настоящего изобретения предлагается антенна, смонтированная на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, предназначенном для установки на линии энергоснабжения, и включающая следующие компоненты: несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, для которой предусматривается криволинейная форма внешней и внутренней поверхности; антенный излучатель, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности несущей части; заземляющий элемент, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части; и возбуждающую часть, проходящую через несущую часть с целью электрического подключения антенного излучателя и заземляющего элемента. Антенна монтируется по меньшей мере на одной стороне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в направлении линии энергоснабжения, когда устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения установлено на линии энергоснабжения.

Техническое выполнение изобретения

Ниже примеры вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. В ходе раскрытия настоящего изобретения описания, относящиеся к известной функции или конфигурации, будут опущены в целях ясности изложения. Кроме того, в тексте настоящего описания одинаковые позиционные обозначения относятся к одинаковым компонентам.

На ФИГ.1 представлена схема, изображающая состояние, в котором устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения, включая антенну согласно настоящему изобретению, устанавливается на линии энергоснабжения. Как показано на ФИГ.1, устройство для контроля и диагностики 1 линии энергоснабжения, оснащаемое антенной (в дальнейшем называемой «антенным блоком») согласно настоящему изобретению, устанавливается на линии энергоснабжения 3, поддерживаемой изоляторами 4, установленными на каждой опоре 2 линии энергоснабжения. Здесь устройство для контроля и диагностики 1 линии энергоснабжения установлено таким образом, чтобы линия энергоснабжения 3 могла проходить через центр устройства для контроля и диагностики 1 линии энергоснабжения по всей его длине.

Для этого, как показано на ФИГ.9, в центре цилиндрического корпуса 5 устройства для контроля и диагностики 1 линии энергоснабжения образовано проходное отверстие в соответствии с единственным вариантом осуществления настоящего изобретения, при этом центр антенного блока 10 крепится к каждой из сторон корпуса.

Хотя в настоящем описании изобретения указано, что с каждой из сторон цилиндрического корпуса устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения монтируется антенный блок тороидальной формы в соответствии с настоящим изобретением, приведенный пример используется лишь для описания настоящего изобретения, которое, таким образом, им не ограничивается. Специалисты могут рассматривать различные примеры, в том числе пример, в котором корпус с различной конфигурацией встраивается внутрь сферического антенного блока. В соответствии с этим пример, в котором корпус с различной конфигурацией встраивается внутрь сферического антенного блока, а также пример, в котором антенный блок тороидальной формы монтируется на корпусе, входят в объем настоящего изобретения. Другие примеры, за исключением примера, в котором антенный блок предусматривается в форме криволинейной поверхности, также могут входить в объем настоящего изобретения.

Хотя они и не показаны на ФИГ.1, в корпус устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с настоящим изобретением помещают различные датчики для регистрации изменений в окружающей среде, приемопередающий модем для приема сигналов, регистрируемых датчиками, и передачи и приема сигналов на внешние устройства или от внешних устройств. Помимо этого, в корпусе устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения может быть помещен контроллер для управления датчиками и приема сигналов, зарегистрированных датчиками, и передачи количественно выраженных данных. Кроме того, в корпусе устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения могут помещаться различные приемопередающие интерфейсы. Различные типы деталей или компонентов, помещаемых в корпусе устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения, уже широко известны из уровня техники. В связи с этим при чтении описания настоящего изобретения необходимо иметь в виду, что указанные различные типы деталей или компонентов, известных к настоящему времени, могут быть включены в устройство по отдельности или в сочетании.

Ниже конфигурация антенного блока устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения будет описана со ссылкой на ФИГ.2-8.

На ФИГ.2 представлен развернутый вид в перспективе, изображающий антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Кроме того, на ФИГ.3 представлен вид сверху, изображающий антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения, показанный на ФИГ.2. Кроме того, на ФИГ.4, части (a) и (b), представлены виды в поперечном разрезе, изображающие антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на ФИГ.2-4.

На ФИГ.2 представлен развернутый вид в перспективе, изображающий антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения и улучшенная конфигурация излучателя антенного блока в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Кроме того, на ФИГ.3 представлен вид сверху антенного блока, показанного на ФИГ.2, в собранном состоянии, и в качестве примера изображено состояние, при котором одна конфигурация антенного излучателя образована на внешней криволинейной поверхности антенного блока. На ФИГ.4 в качестве примера изображено взаимное расположение антенного блока устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения и каждой из деталей, объединенных с антенным блоком. В частности, часть (a) ФИГ.4 изображает конструкцию, в которой коаксиальный разъем электрически подключен к антенному излучателю, образованному на внешней поверхности антенного блока, а часть (b) ФИГ.4 изображает конструкцию, в которой часть антенного излучателя, образованного на внешней поверхности антенного блока, заходит внутрь антенного блока для подключения к центральному проводнику коаксиального кабеля, а земля электрически подключена к внешнему проводнику (экрану) коаксиального кабеля.

На ФИГ.1-4, как описано выше, устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения включает корпус и антенный блок 10 согласно настоящему изобретению, смонтированный на корпусе. Корпус включает датчики (не показаны) для регистрации изменений в окружающей среде, контроллер для управления датчиками, автономное устройство электропитания для подачи питания на них, или устройство электропитания, способное автономно обеспечивать электропитание, такое как солнечный элемент, аккумуляторная батарея и т.п., и приемопередающий модем (не показан) для приема регистрируемых сигналов от датчиков и осуществления передачи и приема на/от внешних устройств. Примерами датчиков для регистрации изменений в окружающей среде могут служить датчик направления ветра/скорости ветра/наклона для измерения направления ветра/скорости ветра/наклона, датчик тока для измерения тока в линии энергоснабжения 3, датчик температуры для измерения температуры и датчик влажности для измерения влажности. Конфигурация корпуса и деталей, составляющих корпус, описана выше, поэтому в дальнейшем тексте относящееся к ним подробное описание будет опущено.

Внешняя поверхность и внутренняя поверхность антенного блока 10 устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения согласно настоящему изобретению имеет заданную толщину и предусмотрены в форме криволинейной поверхности. Например, как показано на ФИГ.2, антенный блок 10 предусмотрен в форме тороида, одна из сторон которого имеет плоский (двухмерный) профиль, и делится на первый антенный блок 10a и второй антенный блок 10b, устанавливаемые на линии энергоснабжения 3. Криволинейная форма поверхности антенного блока 10 позволяет предотвратить явление коронирования. Кроме того, антенный блок 10 удовлетворяет температурным условиям окружающей среды в диапазоне от -70 до 200 градусов или выше и может изготавливаться из высокопрочного материала.

В соединяемых частях первого антенного блока 10a и второго антенного блока 10b выполнены объединяющиеся канавки 16a и 16b соответственно. Объединяющиеся канавки 16a и 16b, выполненные в соединяемых частях первого антенного блока 10a и второго антенного блока 10b, могут образовывать общую канавку. Хотя это и не показано на рисунке, канавка, образованная объединяющимися канавками 16a и 16b, фиксирует положение антенного блока 10 по отношению к корпусу и объединяется с удерживающей подставкой, которая неподвижно фиксирует антенный блок 10 относительно корпуса. Удерживающая подставка, предусмотренная в корпусе, выполняется из металлического материала, такого как алюминий.

Кроме того, хотя это не показано на рисунке, чтобы избежать неясности из-за смешивания с другими компонентами, объединяемая канавка, способствующая соединению с корпусом, образована в краевой части всего антенного блока 10, в котором объединены первый антенный блок 10a и второй антенный блок 10b. Использование такой объединяемой канавки приводит к тому, что антенный блок 10 прочно соединяется с корпусом при помощи штырей, винтов или болтов.

Линию энергоснабжения 3 пропускают через проходное отверстие, образованное в центре антенного блока 10, который сформирован объединяемыми первым антенным блоком 10a и вторым антенным блоком 10b. Хотя это и не показано на рисунке, проходное отверстие, образованное в центре антенного блока 10, может быть дополнительно снабжено мягким держателем, увеличивающим фиксирующую способность линии энергоснабжения 3, а также обладающим изоляционными характеристиками, предупреждающими проникновение жидкости, такой как дождевая вода.

Антенный блок 10 может также выполняться из пластмассового изоляционного диэлектрического материала (с диэлектрической постоянной от 2 до 8), имеющего высокие температурные и прочностные характеристики. Антенный излучатель 30, выполненный в виде металлического проводника, присоединенного к приемопередающему модему корпуса, предусмотрен в форме криволинейной поверхности, расположенной на внешней поверхности, которая изготовлена из изоляционного диэлектрического материала и предусмотрена в форме криволинейной поверхности. Иными словами, часть, изготовленная из изоляционного диэлектрического материала, используется в качестве несущего элемента (в дальнейшем называемого «несущей частью»). Антенный излучатель 30, образованный на криволинейной внешней поверхности несущей части, изготовленной из изоляционного диэлектрического материала, может функционировать в качестве излучателя антенны. В настоящем примере осуществления вся криволинейная поверхность антенного блока используется в качестве несущего элемента и, таким образом, обеспечивается как высокий коэффициент усиления, так и высокая направленность. На ФИГ.3 иллюстрируются различные конфигурации антенного излучателя 30, входящие в объем настоящего изобретения. На ФИГ.3 изображена плоская антенна в форме криволинейной поверхности, кольцевая антенна 40 и антенна штыревого типа 48, а также Г-образный антенный излучатель 50.

В настоящем примере антенный излучатель может располагаться слева, справа, сверху или снизу от несущей части, чтобы наилучшим образом подходить для осуществления беспроводной связи с учетом направленности и коэффициента усиления, обеспечиваемых всей криволинейной поверхностью антенного блока. Кроме того, антенный излучатель может быть выполнен в виде многоэлементной антенны для получения необходимой полосы рабочих частот канала связи. Как описано выше, поскольку антенный излучатель можно расположить на широком участке на внешней поверхности несущей части, предусмотренной в форме криволинейной поверхности, это позволяет получить высокий коэффициент усиления, высокочастотный диапазон и направленность, пропорциональные излучающей поверхности антенного блока.

Кроме того, как показано на ФИГ.2, в антенном блоке 10 настоящего изобретения образовано отверстие 14 для объектива камеры. В указанной конструкции камера расположена позади антенного излучателя 30, что позволяет избежать электромагнитных помех, возникающих из-за камеры. В дополнение к самой камере, держатель камеры, который может вызывать электромагнитные помехи, описанные выше конфигурации и различные типы проводов могут располагаться позади антенного излучателя 30. В связи с этим достигается возможность устранения воздействия электромагнитных помех, которые могут возникнуть в такой конфигурации. Помимо этого, на конструкцию антенны в соответствии с настоящим примером осуществления не влияют помехи в виде волн, отраженных от корпуса устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения.

Кроме того, антенный излучатель 30 объединен с несущей частью, благодаря чему не требуется дополнительное место для установки антенны, что позволяет изготавливать устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения, имеющее небольшой размер, и улучшать эксплуатационные характеристики за счет использования места.

На ФИГ.4, части (a) и (b), представлены виды в поперечном разрезе, изображающие антенный блок для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показывает часть (a) ФИГ.4, заземляющий элемент 70, включая металлический проводник, образованный вдоль криволинейной поверхности, образован на внутренней поверхности несущей части. Кроме того, точка возбуждения или возбуждающая часть 90 проходит через несущую часть для электрического подключения антенного излучателя 30 и заземляющего элемента 70.

Кроме того, антенный излучатель 30 подключен к приемопередающему модему (не показан) через коаксиальный разъем 92, связанный с возбуждающей частью 90 и коаксиальным кабелем 94, соединенным с коаксиальным разъемом 94 позади антенного излучателя 30. В настоящем изобретении коаксиальный разъем 94 может быть прикреплен к антенному блоку 10 в процессе производства антенного блока 10, что позволяет уменьшить соответствующий коэффициент отказов.

Кроме того, использование в настоящем изобретении устройств для контроля и диагностики линии энергоснабжения в режиме беспроводной связи в целом включает связь между устройствами для контроля и диагностики, связь между устройством для контроля и диагностики и базовой станцией мобильной связи, а также связь при помощи спутниковой навигации. В связи с этим такие технологии, как беспроводной интернет (WiFi), Bluetooth, ZigBee, многостанционный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA, code division multiple access), (широкополосный CDMA (WCDMA)), глобальная система мобильной связи (GSM) и система глобального позиционирования (GPS) (глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС)) применяются в качестве средства беспроводной связи, при этом используемый диапазон частот составляет от 1,5 до 5,8 ГГц. В этом случае расстояние между устройствами для контроля и диагностики и расстояние между устройством для контроля и диагностики и наземной базовой станцией мобильной связи составляет не более 1 км, а скорость передачи данных - не более 50 Мбит/с.

Часть (b) ФИГ.4 изображает конструкцию антенного блока в соответствии с модифицированной формой первого варианта осуществления, изображенного на ФИГ.4, часть (a).

В модифицированной форме первого варианта осуществления, изображенного на ФИГ.4, часть (b), часть антенного излучателя 30, образованная на внешней поверхности антенного блока 10, заходит внутрь несущей части и подключается к центральному проводнику на выступающей части антенного излучателя 30, заходящей внутрь несущей части. Внешний проводник коаксиального разъема 92 электрически подключен к линии заземления.

В связи с этим, в той части, где антенный излучатель 30 заходит внутрь несущей части, выполнено отверстие, что позволяет присоединять выступающую часть антенного излучателя 30 к коаксиальному разъему 92.

Выступающая часть антенного излучателя 30, заходящая внутрь несущей части, и проводник, а также коаксиальный разъем 92 и заземляющий элемент прочно крепятся путем соединения.

Благодаря указанному выше изменению формы выступающая часть антенного излучателя 30, заходящая внутрь несущей части, может быть выполнена с возможностью непосредственного соединения и электрического подключения к коаксиальному кабелю 94 при помощи проводника.

Как описано выше, модифицированная форма первого варианта осуществления, изображенная в части (b) ФИГ.4, позволяет легко соединять антенный излучатель 30 и коаксиальный разъем 92, предотвращая повреждение излучателя, повышая надежность конструкции и легко увеличивая производственный выход.

Иными словами, несущая часть изготавливается из изоляционного пластмассового материала, что, таким образом, упрощает крепление деталей к несущей части. Кроме того, это позволяет предотвратить потери и отражение сигналов из-за несовпадения сопротивления, которое возникает, когда заземляющий элемент 70 и антенный излучатель 30 соединяются без согласования.

На ФИГ.5 представлен развернутый вид в перспективе, изображающий антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Кроме того, на ФИГ 6, части (a) и (b), представлены виды в поперечном разрезе, изображающие антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Второй вариант осуществления настоящего изобретения включает также предохранительный кожух 20, расположенный на внешней поверхности несущей части в первом варианте осуществления, который в данном варианте располагается на заданном расстоянии от внешней поверхности несущей части.

Чтобы обеспечить разделение несущей части и предохранительного кожуха 20, на внешней поверхности несущей части образован соединяющий выступ 12, включающий фиксатор. На части предохранительного кожуха 20, соответствующей соединяющему выступу 12, образован паз для ввода фиксатора, который соединяется с соединяющим выступом.

Предохранительный кожух 20 обеспечивает эффективное испускание электромагнитных волн антенного излучателя 30, объединенного с несущей частью, а также защиту несущей части и антенного излучателя 30, образованного на внешней поверхности несущей части, от экстремальных воздействий, таких как сильное давление ветра. Предохранительный кожух 20 может быть спроектирован с использованием электрического изолятора, позволяющего усилить проникновение электромагнитных волн.

Кроме того, как описано выше, материал предохранительного кожуха 20 можно выбрать с учетом прочности, позволяющей выдерживать сильное давление ветра, уменьшения толщины и веса, или ограничений на место установки. Промежуток, образованный между антенным блоком 10 и предохранительным кожухом 20, называют «воздушным зазором».

Часть (b) ФИГ.6 изображает конструкцию антенного блока в соответствии с модифицированной формой второго варианта осуществления настоящего изобретения, изображенного на ФИГ.6, часть (a). Относящееся к ней описание аналогично описанию, приведенному выше со ссылкой на часть (b) ФИГ.4, и поэтому будет опущено.

На ФИГ.7, части (a) и (b), представлены виды в поперечном разрезе, изображающие антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на ФИГ.7, антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения включает несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, для которой предусматривается криволинейная форма внешней и внутренней поверхности; антенный излучатель 30, предусмотренный в форме криволинейной поверхности между внешней и внутренней поверхностью несущей части и выполненный в виде металлического проводника; заземляющий элемент 70, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части, и выполненный в виде металлического проводника; и возбуждающую часть 90, проходящую через несущую часть для электрического подключения антенного излучателя 30 и заземляющего элемента 70.

Часть (b) ФИГ.7 изображает конструкцию антенного блока в соответствии с модифицированной формой третьего варианта осуществления настоящего изобретения, изображенного на ФИГ.7, часть (a). Относящееся к ней описание аналогично описанию, приведенному выше со ссылкой на часть (b) ФИГ.4, и поэтому будет опущено.

На ФИГ.8 представлен вид в поперечном разрезе, изображающий антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на ФИГ.8, антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения включает первую диэлектрическую часть 10c, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, для которой предусматривается криволинейная форма внешней и внутренней поверхности; установочную канавку, выполненную на внутренней поверхности первой диэлектрической части 10c и имеющую заданную ширину и заданную длину; вторую диэлектрическую часть 10d, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, которая имеет ширину и длину, соответствующие установочной канавке, и для которой предусматривается криволинейная форма внешней и внутренней поверхности, благодаря чему она вставляется в установочную канавку; антенный излучатель 30, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности второй диэлектрической части 10d, и выполненный в виде металлического проводника; заземляющий элемент 70, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности второй диэлектрической части, и выполненный в виде металлического проводника; и возбуждающую часть 90, проходящую через вторую диэлектрическую часть 10d для электрического подключения антенного излучателя 30 и заземляющего элемента 70.

На ФИГ.9 представлен перспективный вид устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения, включая антенный блок согласно настоящему изобретению. Как показано на ФИГ.9, антенный блок 10 согласно настоящему изобретению включает первый антенный блок 11, расположенный выше линии энергоснабжения 3, и второй антенный блок 12, расположенный ниже линии энергоснабжения 3.

Первый антенный блок 11 и второй антенный блок 12 располагаются выше и ниже линии энергоснабжения, чтобы, таким образом, образовать проходное отверстие 13, через которое проходит линия энергоснабжения.

На ФИГ.10 представлена диаграмма распределения тепла в линии энергоснабжения, на которой установлен антенный блок согласно настоящему изобретению.

Если температура линии энергоснабжения 3 возрастает в том состоянии, когда антенный блок 10 установлен на линии энергоснабжения 3, проходящей через проходное отверстие 13, распределение наивысших температуры имеет место в верхней части антенного блока 10, соответствующей первому антенному блоку 11, расположенному выше линии энергоснабжения 3, и приобретает форму пламени свечи, как показано на ФИГ.10. В нижней части антенного блока 10, соответствующей второму антенному блоку 12, возникает распределение низких температур, отличное от распределения в верхней части антенного блока.

На ФИГ.11 и 12 изображен антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

В пятом варианте осуществления настоящего изобретения антенный излучатель расположен с учетом распределения температуры за счет тепла, возникающего в линии энергоснабжения 3.

Антенный излучатель включает направленную многоэлементную антенну с высоким коэффициентом усиления.

Многоэлементная антенна представляет собой антенну для беспроводной связи ближнего радиуса действия, такой как WiFi, ZigBee и Bluetooth, и применяется для осуществления связи между узлами устройств для контроля и диагностики линии энергоснабжения.

Для достижения высокого коэффициента направленного действия и обеспечения быстрой беспроводной связи в ближней и дальней зоне может предусматриваться набор многоэлементных антенн.

На чертежах, относящихся к настоящему изобретению, многоэлементная антенна обозначена как антенна 30 для беспроводной локальной вычислительной сети (БЛВС (WLAN)), представляющая собой один из типов многоэлементной антенны.

Металлический проводник, образованный на криволинейной несущей части, выполненной из изоляционного диэлектрического материала, функционирует в качестве антенного излучателя.

Антенна WLAN 30 представляет собой направленную антенну с высоким коэффициентом усиления, предусмотренную в форме криволинейной поверхности на внешней поверхности антенного блока 10 ниже линии энергоснабжения 3.

Как показано на ФИГ.11 и 12, антенна WLAN 30 в соответствии с настоящим вариантом осуществления располагается симметрично слева и справа относительно точки возбуждения в зоне с низкой общей теплопроводностью, иными словами, второй антенный блок 12 расположен ниже линии энергоснабжения 3.

Как описано выше, установка антенны WLAN 30 во втором антенном блоке 12, расположенном ниже линии энергоснабжения 3, иными словами, установка антенны WLAN 30 во втором антенном блоке 12, демонстрирующем низкотемпературное распределение относительно тепла, выделяемого линией энергоснабжения 3, как показано на ФИГ.10, позволяет свести к минимум повреждение антенны WLAN 30, которое может произойти под действием высокой температуры, генерируемой линией энергоснабжения 3.

Антенный излучатель может включать антенну мобильной связи 50.

Антенна мобильной связи 50 может располагаться ниже антенны WLAN 30, установленной во втором антенном блоке 12.

Иными словами, антенна мобильной связи 50 располагается ниже линии энергоснабжения, как и антенна WLAN 30, и, кроме того, располагается ниже антенны WLAN 30.

Как описано выше, антенна мобильной связи 50, располагаемая ниже антенны WLAN 30, оказывается разнесена в пространстве с заземляющим элементом 70 многоэлементной антенны, что позволяет свести к минимуму помехи, вносимые заземляющим элементом 70, как показано на ФИГ.12, часть (b).

Типичными примерами применения антенны мобильной связи 50 являются технологии CDMA, GSM, система персональной связи (PCS, personal communication system), цифровая система сотовой связи (DCS, digital cellular system), WCDMA, стандарт «долгосрочное развитие» (LTE, long term evolution), беспроводной интернет (такой как высокоскоростная технология передачи данных (WiBro)) и т.п.

Кроме того, антенный блок 10 может также включать GPS-антенну 40.

Учитывая характеристики GPS-антенны 40, ее необходимо располагать так, чтобы она была обращена в верхнем направлении, где находится искусственный спутник.

В связи с этим GPS-антенна 40 в антенном блоке 10 обращена в верхнем направлении, иными словами, размещается наверху первого антенного блока 11, расположенного выше линии энергоснабжения 3.

В данном случае GPS-антенна 40 может располагаться на несущей части с внешней стороны зоны, где тепло, выделяемое линией энергоснабжения 3, распределяется при температуре, заранее определенной путем анализа теплопроводности, например, около 100 градусов или выше.

В настоящем варианте осуществления GPS-антенна располагается вертикально над проходным отверстием 13, однако может располагаться и в поперечном направлении относительно него.

Кроме того, как показано в части (b) ФИГ.12 и ФИГ.13, заземляющий элемент 70 расположен позади антенны WLAN 30, то есть на внутренней криволинейной поверхности второго антенного блока 12.

В отличие от этого, в случае GPS-антенны 40 и антенны мобильной связи 50, не требующих высокой направленности, отдельный заземляющий элемент может не потребоваться.

Каждая антенна WLAN 30 присоединена к другой антенне WLAN 30 при помощи средства соединения 60 или устройства согласования распределения электроэнергии и импеданса, которое выполняет распределение сигналов. Антенна WLAN 30 подключена к приемопередающему модему (не показан) при помощи коаксиального разъема 90.

На ФИГ.14 представлен развернутый вид в перспективе, изображающий антенный блок устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения. Кроме того, на ФИГ.15 представлен вид в поперечном разрезе, изображающий антенное устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Шестой вариант осуществления настоящего изобретения может также включать предохранительный кожух 20, расположенный отдельно на заданном расстоянии от внешней поверхности несущей части в отличие от пятого варианта осуществления.

Чтобы обеспечить разделение несущей части и предохранительного кожуха 20, на внешней поверхности несущей части образован соединяющий выступ 15, включающий фиксатор. На части предохранительного кожуха 20, соответствующей соединяющему выступу 15, образован паз для ввода фиксатора, который соединяется с соединяющим выступом 15.

Функции предохранительного кожуха 20 включают эффективное испускание электромагнитных волн антенного излучателя (включающего антенну WLAN, GPS-антенну и антенну мобильной связи), объединенного с несущей частью, а также повышение прочности в экстремальной ситуации.

Предохранительный кожух 20 может быть спроектирован с использованием электрического изолятора, позволяющего усилить проникновение электромагнитных волн.

Кроме того, как описано выше, материал предохранительного колпачка 20 можно выбрать с учетом прочности, позволяющей выдерживать сильное давление ветра, уменьшения толщины и веса, или ограничений на место установки.

Промежуток, образованный между антенным устройством 10 и предохранительным кожухом 20 называют «воздушным зазором».

Поскольку антенное устройство 10 делится на первое антенное устройство 11 и второе антенное устройство 12, предохранительный кожух 20 также делится на первый предохранительный кожух 21 и второй предохранительный кожух 22.

На ФИГ.16 представлен вид в поперечном разрезе, изображающий антенну устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на ФИГ.16, антенный блок в соответствии с седьмым вариантом осуществления включает несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, для которой предусматривается криволинейная форма внешней и внутренней поверхности; антенный излучатель (антенна WLAN 30), предусмотренная в форме криволинейной поверхности между внешней и внутренней поверхностью несущей части и выполненная в виде металлического проводника; заземляющий элемент 70, предусмотренный в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части, и выполненный в виде металлического проводника; и возбуждающую часть, проходящую через несущую часть для электрического подключения антенного излучателя 30 и заземляющего элемента 70.

Хотя в данной заявке были представлены и описаны несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, последнее не ограничивается описанными вариантами. Напротив, специалистам понятно, что в эти варианты осуществления могут быть внесены изменения без отступления от принципов и существа изобретения, объем которого определяется формулой изобретения и эквивалентами ее элементов.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение относится к антенне, монтируемой на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, и может применяться в отрасли промышленности, в которой требуется антенна для беспроводной локальной вычислительной сети (БЛВС), антенна для системы глобального позиционирования (GPS) и т.п.

Изобретение относится к антенне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения. Сущность: антенный блок, смонтированный на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, включает несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины с криволинейной формой внешней и внутренней поверхности, антенный излучатель в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности несущей части, заземляющий элемент в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части, и возбуждающую часть, проходящую через несущую часть для электрического подключения антенного излучателя и заземляющего элемента. Антенный блок монтируется по меньшей мере на одной стороне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в направлении линии энергоснабжения, когда устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения установлено на линии энергоснабжения. Технический результат: снижение помех, высокий коэффициент усиления, КПД, возможность миниатюризации, минимизация воздействия температуры и повышение срока службы. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Антенна, монтируемая на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, предназначенном для установки на линии энергоснабжения, и включающая следующие компоненты:
несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, имеющую криволинейную форму внешней и внутренней поверхности;
антенный излучатель в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности несущей части;
заземляющий элемент в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части; и
возбуждающую часть, проходящую через несущую часть для электрического подключения антенного излучателя и заземляющего элемента,
причем антенна выполнена с возможностью монтажа по меньшей мере на одной стороне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в направлении линии энергоснабжения, когда устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения установлено на линии энергоснабжения.

2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что включает предохранительный кожух, имеющий форму, соответствующую несущей части, и расположенный на заданном расстоянии от несущей части с образованием воздушного зазора в пространстве над внешней поверхностью несущей части.

3. Антенна, монтируемая на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, предназначенном для установки на линии энергоснабжения, и включающая следующие компоненты:
несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, имеющую криволинейную форму внешней и внутренней поверхности;
антенный излучатель, встроенный между внешней и внутренней поверхностями несущей части и выполненный в форме криволинейной поверхности;
заземляющий элемент в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части; и
возбуждающую часть, проходящую через несущую часть для электрического подключения антенного излучателя и заземляющего элемента,
причем антенна выполнена с возможностью монтажа по меньшей мере на одной стороне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в направлении линии энергоснабжения, когда устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения установлено на линии энергоснабжения.

4. Антенна, монтируемая на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, предназначенном для установки на линии энергоснабжения, и включающая следующие компоненты:
первую диэлектрическую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, имеющую криволинейную форму внешней и внутренней поверхности;
установочную канавку, выполненную на внутренней поверхности первой диэлектрической части и имеющую заданную ширину и заданную длину;
вторую диэлектрическую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, которая имеет ширину и длину, соответствующие установочной канавке, и имеющую криволинейную форму внешней и внутренней поверхности для помещения в установочной канавке;
антенный излучатель в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности второй диэлектрической части;
заземляющий элемент в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности второй диэлектрической части; и
возбуждающую часть, проходящую через вторую диэлектрическую часть для электрического подключения антенного излучателя и заземляющего элемента.

5. Антенна по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что антенный излучатель подключен к приемопередающему модему, установленному в устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, через возбуждающую часть, электрически связанную с антенным излучателем, при этом к возбуждающей части подключен коаксиальный разъем, соединенный с коаксиальным кабелем.

6. Антенна по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что часть антенного излучателя заходит внутрь антенны и электрически соединена с центральным проводником коаксиального кабеля коаксиального разъема для подключения антенного излучателя.

7. Антенна по п.1 или 2, отличающаяся тем, что включает по меньшей мере одну штыревую, Г-образную или многоэлементную антенну, расположенную вдоль внешней поверхности несущей части без перекрытия с антенным излучателем.

8. Антенна по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что выполнена в форме тороида, имеющего сквозное отверстие, через центральную часть которого проходит линия энергоснабжения.

9. Антенна, монтируемая на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, предназначенном для установки на линии энергоснабжения, и включающая следующие компоненты:
несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, имеющую криволинейную форму внешней и внутренней поверхности;
антенный излучатель в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности несущей части;
заземляющий элемент в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части; и
возбуждающую часть, проходящую через несущую часть для электрического подключения антенного излучателя и заземляющего элемента,
причем антенна выполнена с возможностью монтажа по меньшей мере на одной стороне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в направлении линии энергоснабжения, когда устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения установлено на линии энергоснабжения, а
антенный излучатель содержит направленную многоэлементную антенну с высоким коэффициентом усиления, расположенную под линией энергоснабжения.

10. Антенна по п.9, отличающаяся тем, что включает антенну системы глобального позиционирования (GPS), установленную так, чтобы быть обращенной в верхнем направлении над линией энергоснабжения, причем GPS-антенна может располагаться с внешней стороны зоны, в которой тепло, выделяемое линией энергоснабжения, распределяется при температуре, заранее определенной путем анализа теплопроводности.

11. Антенна по п.9, отличающаяся тем, что включает первый антенный блок, расположенный выше линии энергоснабжения и второй антенный блок, расположенный ниже линии энергоснабжения, причем первый и второй антенные блоки взаимно расположены относительно линии энергоснабжения таким образом, чтобы образовывать проходное отверстие, через которое проходит линия энергоснабжения, при этом многоэлементная антенна установлена во втором антенном блоке.

12. Антенна по п.9, отличающаяся тем, что включает предохранительный кожух, имеющий форму, соответствующую несущей части, и расположенный на заданном расстоянии от несущей части с образованием воздушного зазора в пространстве над внешней поверхностью несущей части.

13. Антенна, монтируемая на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, предназначенном для установки на линии энергоснабжения, и включающая следующие компоненты:
несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины, имеющую криволинейную форму внешней и внутренней поверхности;
антенный излучатель, встроенный между внешней и внутренней поверхностями несущей части и выполненный в форме криволинейной поверхности;
заземляющий элемент в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части; и
возбуждающую часть, проходящую через несущую часть для электрического подключения антенного излучателя и заземляющего элемента,
причем антенна выполнена с возможностью монтажа по меньшей мере на одной стороне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в направлении линии энергоснабжения, когда устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения установлено на линии энергоснабжения, а
антенный излучатель содержит направленную многоэлементную антенну с высоким коэффициентом усиления, расположенную под линией энергоснабжения.

14. Антенна по п.9 или 13, отличающаяся тем, что антенный излучатель включает антенну мобильной связи, расположенную под многоэлементной антенной относительно линии энергоснабжения.

15. Антенна по п.9 или 13, отличающаяся тем, что многоэлементная антенна выполнена с возможностью осуществления связи между узлами устройств для контроля и диагностики воздушной линии энергоснабжения.