УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ГОЛОЛЕДА С ПРОВОДА ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ Российский патент 2015 года по МПК H02G7/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для удаления гололеда с проводов воздушных линий электропередач.

Известно устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач (RU 2470434 от 20.12.2012, Бюл. 35), которое содержит корпус, выполненный с возможностью установки его на провод. Также оно снабжено средствами передвижения и удаления льда. Средство передвижения выполнено в виде камеры, заполненной карбидом кальция с возможностью обеспечения контакта с увлажненным льдом, находящимся на проводе. Для уменьшения сил трения между элементами устройства и обледеневшим проводом создается газовая смазка за счет ацетилена, которая образуется при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой. Для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена поджигающим устройством, установленным в задней части устройства. При удалении льда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена.

Недостатком данного устройства является его низкая эффективность из-за высокой теплоемкости льда, что требует значительного времени для его расплавления, а его работа не гарантирует полного удаления гололеда с провода линии электропередач.

Задачей заявленного изобретения является повышение эффективности удаления гололеда с провода линии электропередач.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, состоит в увеличении производительности работы устройства и повышения качества удаления гололеда.

Известно, что обычно передача тепла осуществляется за счет конвекции, теплопроводности и излучения. Отсюда неизбежен температурный градиент от поверхности в глубину материала, причем тем больший, чем меньше теплопроводность. С помощью СВЧ-энергии можно не только равномерно нагревать материал по его объему, но и получать по желанию любое заданное распределение температур. Это свойство, а так же высокий КПД СВЧ-излучения по сравнению с традиционными нагревательными приборами (разогрев происходит без обмена теплом с различными средами) позволит не только более эффективно расплавить верхний слой гололеда, но и размягчить по всей его толщине, т.к. повышение температуры льда уменьшает его прочность, что в свою очередь облегчит работу фрезы. Кроме этого, равномерный нагрев и льда и провода вследствие существенно меньшей по сравнению со льдом теплоемкости металлического провода приведет к его большему разогреву, а значительная разница в коэффициентах теплового линейного расширения льда и провода - к появлению деформаций сдвига между поверхностями провода и контактирующих с ним слоев льда, т.е. к уменьшению адгезии между ними. Это также будет способствовать повышению эффективности удалению гололеда с провода линии электропередач.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: Устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач, содержащее корпус, выполненный с возможностью его установки на провод, снабженный средствами передвижения и удаления льда, средство передвижения выполнено в виде контейнера, заполненного карбидом кальция и обеспечивающего его контакт с увлажненным льдом провода, для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена, образующегося при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой, а для удаления гололеда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена, для воспламенения которого в задней части корпуса установлено поджигающее устройство.

Отличительные: В корпусе устройства на подшипниках установлено рабочее колесо турбины с закрепленной на ней фрезой, а поджигающее устройство установлено в камере сгорания, расположенной перед колесом турбины, в передней части устройства установлены излучатели СВЧ, для питания которых используется источник электрического тока, выполненный в виде тороидального трансформатора.

Изобретение реализуется следующим образом.

Устройство перед началом его работы заправляют карбидом кальция, который в измельченном виде засыпают в расположенный внутри устройства контейнер с эластичными боковыми и проницаемыми для веществ в измельченном состоянии днищевыми стенками. Установленные в передней части устройства излучатели СВЧ за счет источника питания, выполненного в виде тороидального трансформатора тока, начнут расплавлять и ослаблять гололед, намерзший на проводе. Образовавшаяся вода через проницаемое дно контейнера вступит в химическую реакцию с карбидом кальция, в результате которой начнут выделяться теплота и ацетилен. Благодаря установленному в носовой части уплотняющему устройству, выполненному в виде раскрывающейся диафрагмы (например, по принципу раскрывающегося зонта) с подпружиненными пластинками, что позволяет отслеживать неровности поверхности гололеда, ацетилен будет собираться в камере сгорания, расположенной перед колесом турбины, где при помощи поджигающего устройства в виде запальной свечи он воспламеняется. В результате этого в камере сгорания возникнет область высокого давления, под действием которой продукты сгорания, образовавшиеся вода и фрагменты разрушенного гололеда устремятся в область пониженного давления. Часть энергии этого потока приведет к возникновению реактивной силы, необходимой для передвижения устройства по проводу, а часть затратится на вращение рабочего колеса турбины внутри корпуса устройства с установленной на ней фрезой, предназначенной для разрушения оставшегося на проводе льда. Рабочее колесо турбины установлено в корпусе устройства при помощи подшипников. Для компенсации крутящего момента, возникающего от взаимодействия фрезы с остатками гололеда, а также для обеспечения устойчивого положения устройства относительно провода, т.е. исключения непосредственного контакта фрезы с проводом, в задней части корпуса устройства установлены два ряда подпружиненных роликов. Для остановки устройства на нем установлены концевики, обеспечивающие срабатывание механического тормоза. Торможение вызовет выработку всего объема воды в контейнере, что приведет к прекращению химической реакции, т.е. выделению ацетилена.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показано продольное сечение устройства; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1.

Устройство 1 заправляют карбидом кальция в контейнер 2, после этого его устанавливают на провод 3. Контейнер имеет эластичные боковые стенки 4 и проницаемые днищевые стенки 5 (фиг. 1). В передней части устройства установлены излучатели СВЧ 6, которые посредством токопроводов 7 соединены с источником питания 8, после включения которого верхний слой гололеда 9 расплавится и снизятся его прочностные характеристики. Образовавшаяся вода через проницаемое дно 5 контейнера 2 вступит в химическую реакцию с карбидом кальция. Благодаря уплотняющему устройству 10 выделяющийся ацетилен будит собираться в камере сгорания 11, где при помощи запальной свечи 12 он воспламеняется. Образовавшиеся продукты сгорания, вода и фрагменты разрушенного гололеда 13 устремятся в область пониженного давления 14 (фиг. 1). Рабочее колесо турбины 15, установленной в корпусе 1 при помощи подшипников 16, с установленной на колесе фрезой 17 начнут вращаться (фиг. 1, 2, 4). В задней части корпуса устройства 1 установлены два ряда подпружиненных роликов 18 (фиг. 1, 3).

Концевики для срабатывания механического тормоза на чертежах не показаны.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение качества и производительности. Устройство содержит корпус, который выполнен с возможностью установки его на провод. Также оно снабжено средствами передвижения и удаления льда. Средство передвижения выполнено в виде контейнера, заполненного карбидом кальция с возможностью обеспечения его контакта с увлажненным льдом провода. Для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена, образующегося при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой. При удалении льда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена, для воспламенения которого в камере сгорания, расположенной внутри корпуса, установлено на подшипниках рабочее колесо турбины с закрепленной на нем фрезой. В передней части устройства установлены излучатели СВЧ, для питания которых используется источник электрического тока, выполненный в виде тороидального трансформатора. 4 ил.

Устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач, содержащее корпус, выполненный с возможностью его установки на провод, снабженный средствами передвижения и удаления льда, средство передвижения выполнено в виде контейнера, заполненного карбидом кальция и обеспечивающего его контакт с увлажненным льдом провода, для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена, образующегося при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой, а для удаления гололеда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена, для воспламенения которого в задней части корпуса установлено поджигающее устройство, отличающееся тем, что в корпусе устройства на подшипниках установлено рабочее колесо турбины с закрепленной на ней фрезой, а поджигающее устройство установлено в камере сгорания, расположенной перед колесом турбины, в передней части устройства установлены излучатели СВЧ, для питания которых используется источник электрического тока, выполненный в виде тороидального трансформатора.