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

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, управление движением устройства для диагностики воздушных линий электропередач вдоль воздушных линий электропередач с помощью системы привода, управление работой устройств контроля воздушных линий электропередач [CN 102317040, МПК B25J 13/08; В60К 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 на наклонных поверхностях все устройство становится под углом к горизонту, а центр тяжести стремится занять устойчивое положение, что может способствовать отделению нижнего ходового ролика от исследуемого троса.

Технический результат состоит в том, что при отклонении исследуемого троса от горизонтали на плюс минус 30 градусов центр тяжести всего устройства не отклоняется от своего устойчивого вертикального положения.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстведля 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, направляющие, облегчающие совмещение ходовых роликов с исследуемым тросом, особенностью является то, что в середине корпуса установлена ось, проходящая через стенки корпуса и охватывающую корпус вилку, к верхней части которой закреплены направляющие и аппарат вертолетного типа.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что направляющие в районе колебания корпуса выполнены по дуге окружности, центр которой совпадает с осью колебания корпуса

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что направляющие широкой части створа развернуты в диагональном направлении.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что направляющие снабжены горизонтальными участками.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что направляющие снабжены перекладинами для создания жесткости и размещения на них исследовательского оборудования, например источников питания.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что направляющие в своей узкой части выполнены прямолинейными.

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

При исследовании отличительных признаков описываемого устройства для диагностики воздушных линий электропередач не выявлено каких либо аналогичных известных решений, позволяющих сохранить вертикальное размещение центра тяжести при изменении угла наклона исследуемого троса, 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 - вид по А-А;

Фиг. 3 - вид по Б-Б;

Фиг. 4 - вид сверху;

Фиг. 5 - вид по А-А при угле наклона исследуемого троса от горизонтали 30 градусов;

Фиг. 6 - 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. В корпусе 6 в средней его части установлена ось 12, проходящая через стенки корпуса и охватывающую корпус вилку 13, в верхней части которой закреплены направляющие 14 и аппарат вертолетного типа 2. Для совмещения ходовых роликов 8 с исследуемым тросом 11 предназначены направляющие 14, которые в узком створе выполнены прямолинейными, а привод 10 прижимного ролика 9 закреплен на корпусе 6, так чтобы плоскость перемещения прижимного ролика 9 была размещена под углом к исследуемому тросу 11, например под углом 90 градусов. Направляющие 14 в широкой части створа развернуты в диагональном направлении (см. фиг.5 вид сверху). Окончание направляющих продолжено горизонтальным участком 15. Для придания жесткости между направляющими расположены перекладины 16, на которых можно разместить исследовательское оборудование и источники питания 5. В любом случае центр тяжести всего устройства должен быть ниже исследуемого провода. На участке колебания корпуса 6 направляющие 14 выполнены по дуге окружности 17, центр которой совпадает с осью колебания 12, корпуса 6. Блоки контроля 3 крепятся элементами 18 и 19. Ниспадающая часть 20 вилки 13 охватывает каждую направляющую сектором в 90 градусов и надежно спаяны друг с другом.

В рабочем положении прижимной ролик 9 прижимается к исследуемому тросу 11, натянутому между опорами 21, а в не рабочем положении ролик оказывается за пределами створа направляющих 14 (не рабочее положение прижимного ролика 9 показано пунктиром). 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 22, электронным устройством стабилизации (не обозначено на фигурах), системой управления (не обозначена на фигурах) и электронным устройством определения координат (не обозначено на фигурах). Источник питания 5 в виде аккумулятора закреплен на направляющих. 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 воздушных линий электропередач крепится с внешней стороны устройства 1 к его направляющим и кабелями соединяется с датчиками, которые крепятся на корпусе 6.

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 14 облегчают совмещение ходовых роликов 8 с тросом 11 в момент посадки. После посадки оператор при помощи радиосвязи отключает летательный аппарат 2 и включает привод 10 прижимного ролика 9. Последний входит в узкий створ между направляющими 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, оператор выключает двигатель 7 и включает привод 10 в противоположное вращение. Прижимной ролик 9 начинает перемещаться и освобождает трос 11. Ролик 9 выходит из узкого створа направляющих 14 (положение показано пунктиром). Привод 10 выключается. Запускается летательный аппарат 2, и все устройство 1 поднимается над опорой 14 в положение Г. Далее производится посадка устройства 1 на трос 11 с другой стороны от опоры 14 (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: грозозащитного 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 отклонении исследуемого троса от горизонтали на плюс минус 30 градусов центр тяжести всего устройства не отклоняется от своего устойчивого вертикального положения.

Выполнение направляющих в районе колебания корпуса по дуге окружности, центр которой совпадает с осью колебания корпуса, позволяет сократить длину элементов, удерживающих датчики.

Выполнение направляющих в широкой части створа, развернутых в диагональном направлении, добавление горизонтальных участков, не выходящих за пределы габарита летательного аппарата позволяет увеличить посадочный габарит устройства, что предотвращает опрокидывание устройства при посадке на грунт.

Снабжение направляющих перекладинами позволяет увеличить жесткости конструкции и позволяет разместить на них исследовательское оборудования и источники питания.

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

Кроме того, при посадке на исследуемый трос и взлете с троса не возникают нежелательные боковые колебания троса и устройства, так как направляющие в узком створе выполнены прямолинейными, а не ступенчатыми. Это стало возможным благодаря повороту плоскости перемещения прижимного ролика к исследуемому тросу на угол 90 градусов. В результате прижимной ролик в нерабочем положении полностью выведен из створа направляющих.

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. Устройство для диагностики воздушных линий электропередач 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, направляющие, облегчающие совмещение ходовых роликов с исследуемым тросом. При этом в середине корпуса установлена ось, проходящая через стенки корпуса и охватывающую корпус вилку, в верхней части которой закреплены направляющие и летательный аппарат. Технический результат заявленного изобретения состоит в том, что при отклонении исследуемого троса от горизонтали на плюс минус 30 градусов центр тяжести всего устройства не отклоняется от своего устойчивого вертикального положения. 6 з.п. ф-лы, 6 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, направляющие, облегчающие совмещение ходовых роликов с исследуемым тросом, отличающееся тем, что в середине корпуса установлена ось, проходящая через стенки корпуса и охватывающую корпус вилку, в верхней части которой закреплены направляющие и летательный аппарат.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющие в районе колебания корпуса выполнены по дуге окружности, центр которой совпадает с осью колебания корпуса.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющие широкой части створа развернуты в диагональном направлении.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющие снабжены горизонтальными участками.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющие снабжены перекладинами для создания жесткости и размещения на них исследовательского оборудования, например источников питания.

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

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющие в своей узкой части выполнены прямолинейными.