Устройство для диагностики воздушных линий электропередач Российский патент 2018 года по МПК G01R31/08 H02G7/00 

Предлагаемое изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для диагностики состояния и пространственного положения следующих элементов: грозозащитного троса, силовых проводов, элементов конструкции опоры, подвесного зажима и анкерного крепежа грозозащитного троса, крепежа изоляторов, гирлянды изоляторов, гасителей вибрации и другого оборудования.

Известно аналогичное устройство для диагностики воздушных линий электропередач, состоящее из робота, перемещаемого вблизи и вдоль воздушных линий электропередач по грозозащитному тросу или силовому проводу, управления движением устройства для диагностики воздушных линий электропередач вдоль воздушных линий электропередач с помощью системы привода, управления работой устройств контроля воздушных линий электропередач [CN 102317040, МПК B25J 13/08; B60K 16/00, 10.02.2011].

Известно аналогичное устройство для диагностики воздушных линий электропередач, которое содержит систему управления, совокупность датчиков регистрации состояния линий электропередач и выполненные с возможностью перемещения самоходного устройства диагностики вдоль воздушных линий электропередач и через их опоры систему привода и устройство захвата [JP 2012257372, МПК H02G 1/02, 08.06.2011].

Недостатком перечисленных устройств является невозможность проведения диагностики в отсутствие специального оборудования, необходимого для размещения устройства для диагностики воздушных линий электропередач на грозозащитном тросе, к примеру крана, или же для преодоления анкерных опор, где направление грозозащитного троса меняется на некий угол.

Известно аналогичное устройство для диагностики воздушных линий электропередач, которое содержит систему управления, устройства контроля воздушных линий электропередач, подключенные к аккумулятору, размещенную в корпусе и соединенную с двигателем систему привода, выполненную с возможностью фиксации положения устройства для диагностики относительно грозозащитного троса или силового провода и обеспечения его перемещения вдоль и вблизи воздушных линий электропередач. Причем дополнительно устройство для диагностики воздушных линий электропередач содержит летательный аппарат вертолетного типа, подключенный к аккумулятору, включающий систему управления и прикрепленный к корпусу с внешней стороны [US 20060114122, МПК H04Q 9/00, H02G 1/02, 15.05.2003].

Однако данное аналогичное устройство обладает таким недостатком, как сложность первоначальной установки устройства на грозозащитный трос или силовой провод в связи с отсутствием элементов, обеспечивающих задание траектории движения грозозащитного троса или силового провода соответственно внутри устройства для диагностики.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для диагностики воздушных линий электропередач, содержащее летательный аппарат вертолетного типа, систему управления, блоки контроля воздушных линий электропередач и источник питания, размещенное в корпусе средство перемещения, состоящее из двигателя, связанного с ходовыми роликами, и прижимного ролика с приводом, служащего для прижатия исследуемого троса к ходовым роликам, при этом на боках корпуса закреплены направляющие, облегчающие совмещение ходовых роликов с исследуемым тросом [RU 2558002, МПК G01R 31/08, 27.07.2015]. Данное устройство принято за прототип.

Недостатком прототипа является то, что прижимной ролик перемещается в вертикальной плоскости. В результате приходится направляющие делать ступенчатыми, а при посадке на исследуемый трос и взлете с троса возникают нежелательные боковые колебания троса и всего устройства.

Кроме того, при резкой посадке на трос последний прогибается, пружинит и сбрасывает с себя все устройство. А так как к этому моменту вертолет создает минимальную тягу, то есть почти выключен, устройство падает на землю боком или даже вертолетом вниз.

Технический результат заключается в устранении нежелательных боковых колебаний исследуемого троса и всего устройства при посадке устройства на трос и взлете с него, а также в полном исключении падения устройства с троса при резкой посадке.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для диагностики воздушных линий электропередач, содержащем летательный аппарат вертолетного типа, систему управления, блоки контроля воздушных линий электропередач и источник питания, размещенное в корпусе средство перемещения, состоящее из двигателя, связанного с ходовыми роликами, и прижимного ролика с приводом, служащего для прижатия исследуемого троса к ходовым роликам, причем на боках корпуса закреплены направляющие, облегчающие совмещение ходовых роликов с исследуемым тросом, согласно изобретению направляющие в узкой части выполнены прямолинейными, привод прижимного ролика закреплен на корпусе так, что вертикальная плоскость перемещения прижимного ролика размещена под углом к исследуемому тросу, а корпус снабжен взаимодействующим с приводом прижимного ролика подвесным подпружиненным крюком, низ которого выполнен скошенным.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что плоскость перемещения прижимного ролика размещена под углом, например, 90 градусов к исследуемому тросу.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что летательный аппарат вертолетного типа представляет собой, по меньшей мере, двухпропеллерный вертолет с защитным ограничителем, электронным устройством стабилизации, системой управления и электронным устройством определения координат.

При исследовании отличительных признаков описываемого устройства для диагностики воздушных линий электропередач не выявлено каких либо аналогичных известных решений, позволяющих устранить боковые колебания исследуемого троса и всего устройства при установке ходовых роликов на трос, что показывает наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков, приведенных в формуле изобретения, и вышеизложенным техническим результатом. Тем самым доказывается существенность признаков формулы изобретения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:

- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связи между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует уровню «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где

Фиг. 1 - проекция устройства для диагностики воздушных линий электропередач (вид слева);

Фиг. 2 - проекция устройства для диагностики воздушных линий электропередач (вид слева) с поднятым крюком;

Фиг. 3 - вид по А-А;

Фиг. 4 - в увеличенном масштабе показан прижимной ролик с приводом и элементом взаимодействующим с крюком;

Фиг. 5 - совокупность положений устройства относительно грозозащитного троса. На чертежах изображено устройство 1 для диагностики воздушных линий электропередач, содержащее летательный аппарат 2 вертолетного типа, систему управления (на чертеже не показана), блоки контроля 3, 4 воздушных линий электропередач и источник питания 5, размещенное в корпусе 6 средство перемещения, состоящее из двигателя 7, связанного с ходовыми роликами 8, и прижимного ролика 9 с приводом 10, служащего для прижатия исследуемого троса 11 к ходовым роликам 8, при этом на боках корпуса 6 закреплены направляющие 12, облегчающие совмещение ходовых роликов 8 с исследуемым тросом 11, размещенным между опор 13 линии электропередач. Направляющие 12 в узкой их части выполнены прямолинейными, а привод 10 прижимного ролика 9 закреплен на корпусе 6, так, что вертикальная плоскость перемещения прижимного ролика 9 размещена под углом к исследуемому тросу 11, например, под углом 90 градусов. Внутри корпуса 6 на оси 14 подвешен крюк 15, имеющий пружину 16, упор 17 и скошенный низ 18. Привод 10 снабжен элементом 19 для взаимодействия с упором 17 крюка 15.

Если в прототипе плоскость перемещения прижимного ролика была строго вертикальна и совпадала с исследуемым тросом, то сейчас вертикальность плоскости осталась, но сама плоскость развернута перпендикулярно исследуемому тросу 11.

Летательный аппарат 2 вертолетного типа снабжен защитным кожухом 20, электронным устройством стабилизации (не обозначено на чертежах), системой управления (не обозначена на чертежах) и электронным устройством определения координат (не обозначено на чертежах). Источник питания 5 в виде аккумулятора закреплен на внешней стороне корпуса 6. В качестве блоков контроля 3, 4 воздушных линий электропередач могут быть использованы видеокамера высокого разрешения с возможностью изменения фокуса в широких пределах и дополнительные блоки контроля: тепловизор для диагностики состояния силовых проводов, лазерный сканер для построения карты трассы и просеки, ультразвуковой сканер для грозозащитного троса, ультрафиолетовый сканер для диагностики разрядов и короны и др. Каждый из блоков контроля 3, 4 воздушных линий электропередач крепится с внешней стороны устройства 1 к его корпусу 6.

Ролик 9 имеет три фиксированных положения. Крайнее левое положение изображено на фигуре 1. Нижнее положение (на чертеже не показано). Крайнее правое положение показано на фигуре 2. В исходном состоянии ролик 9 находится в нижнем положении (на чертеже не показан). При этом положении ролик 9 не перекрывает створ между направляющими 12 в узкой их части, а крюк 15 перекрывает створ между направляющими 12 (положение крюка 15 показано на фигуре 1).

Устройство 1 работает следующим образом.

Оператор при помощи радиосвязи запускает летательный аппарат 2 вертолетного типа, который поднимает с поверхности земли (положение А) все устройство 1 выше грозозащитного троса 11, затем производится посадка устройства 1 на исследуемый трос 11 (положение Б). Направляющие 12 облегчают совмещение ходовых роликов 8 с тросом 11 в момент посадки. Трос 11 попадает в широкий створ, а затем в узкий створ, взаимодействует с левой направляющей 12 и со скошенной поверхностью 18 крюка 15. В результате крюк 15 отклоняется вправо. После прохождения троса крюк 15 под действием собственного веса и пружины 16 перекрывает узкий створ между направляющими 12. Если посадка получилась жесткой, то ходовые ролики 8 резко контактируют с тросом. Трос прогибается, пружинит и подбрасывает все устройство. Однако крюк 15 не позволяет выскочить тросу 11 из узкого створа между направляющими 12. Оператор дожидается, когда вертикальные колебания прекратятся. Далее он при помощи радиосвязи отключает летательный аппарат 2 и включает привод 10 прижимного ролика 9. Последний входит в узкий створ направляющих 12 и надежно поджимает трос 11 к ходовым роликам 8. Привод 10 прижимного ролика 9 выключается. Устройство 1 готово производить диагностику. При включении двигателя 7 средства перемещения ходовые ролики 8 начинают вращаться и все устройство 1 перемещается по тросу 11 из положения (Б) в положение (В). В момент перемещения устройства 1 по тросу производится диагностика последнего. Дойдя до препятствия (В), оператор выключает двигатель 7 и включает привод 10 в противоположное вращение (против часовой стрелки). Прижимной ролик 9 начинает опускаться и освобождает трос 11. Ролик 9 выходит из узкого створа направляющих 12, проходит свое нижнее положение и начинает взаимодействовать с крюком 15. Элемент 19 привода 10 контактирует с упором 17 крюка 15. Крюк начинает подниматься. В крайнем правом положении ролика 9 (показано на фигуре 2) крюк 15 полностью выходит из узкого створа направляющих 12. Привод 10 выключается автоматически. Запускается летательный аппарат 2 и все устройство 1 поднимается над правой опорой 13 в положение (Г). Оператор включает привод 10 в обратное направление (по часовой стрелке). Привод автоматически отключается, когда ролик 9 займет нижнее положение (на чертеже не показано). При этом крюк 15 опустится и перекроет узкий створ между направляющими. Далее производится посадка устройства 1 на трос 11 с другой стороны от правой опоры 13 (положение Д). Цикл повторяется.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в электроэнергетике для диагностики состояния и пространственного положения следующих элементов: фозозащитного троса, силовых проводов, элементов конструкции опоры, подвесного зажима и анкерного крепежа грозозащитного троса, крепежа изоляторов, гирлянды изоляторов, гасителей вибрации и другого оборудования;

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечивать достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Преимущество изобретения состоит в том, что при посадке на исследуемый трос и взлете с троса не возникают нежелательные боковые колебания троса и устройства, так как направляющие в узкой части выполнены прямолинейными, а не ступенчатыми. Это стало возможным благодаря повороту вертикальной плоскости перемещения прижимного ролика к исследуемому тросу на угол 90 градусов. В результате прижимной ролик в не рабочем положении полностью выведен из створа направляющих.

Упрощается технология изготовления направляющих.

Кроме того, привод транспортного ролика теперь размещается очень близко от исследуемого троса, в результате размер корпуса и его вес уменьшены.

Кроме того, при резкой посадке на трос устройство не сбрасывается с троса.

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для диагностики состояния и пространственного положения следующих элементов грозозащитного троса: силовых проводов, элементов конструкции опоры, подвесного зажима и анкерного крепежа грозозащитного троса, крепежа изоляторов, гирлянды изоляторов, гасителей вибрации и другого оборудования. Заявляемое устройство содержит летательный аппарат вертолетного типа, систему управления, блоки контроля воздушных линий электропередач и источник питания, размещенное в корпусе средство перемещения, состоящее из двигателя, связанного с ходовыми роликами, и прижимного ролика с приводом, служащего для прижатия исследуемого троса к ходовым роликам, причем на боках корпуса закреплены направляющие, облегчающие совмещение ходовых роликов с исследуемым тросом, направляющие в узкой части выполнены прямолинейными, привод прижимного ролика закреплен на корпусе так, что вертикальная плоскость перемещения прижимного ролика размещена перпендикулярно к исследуемому тросу, а корпус снабжен взаимодействующим с приводом прижимного ролика подвесным подпружиненным крюком, низ которого выполнен скошенным. Технический результат - упрощены направляющие, уменьшен размер корпуса и его вес, полностью предотвращен сброс устройства с троса при резкой посадке. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для диагностики воздушных линий электропередач, содержащее летательный аппарат вертолетного типа, систему управления, блоки контроля воздушных линий электропередач и источник питания, размещенное в корпусе средство перемещения, состоящее из двигателя, связанного с ходовыми роликами, и прижимного ролика с приводом, служащего для прижатия исследуемого троса к ходовым роликам, при этом на боках корпуса закреплены направляющие, облегчающие совмещение ходовых роликов с исследуемым тросом, отличающееся тем, что направляющие в узкой их части выполнены прямолинейными, привод прижимного ролика закреплен на корпусе так, что вертикальная плоскость перемещения прижимного ролика размещена под углом к исследуемому тросу, а корпус снабжен взаимодействующим с приводом прижимного ролика подвесным подпружиненным крюком, низ которого выполнен скошенным.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что плоскость перемещения прижимного ролика размещена под углом, например, 90 градусов к исследуемому тросу.

3. Устройство для диагностики воздушных линий электропередач по п. 1, отличающееся тем, что летательный аппарат вертолетного типа представляет собой, по меньшей мере, двухпропеллерный вертолет с защитным ограничителем, электронным устройством стабилизации, системой управления и электронным устройством определения координат.