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

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 прижимной ролик перемещается в вертикальной плоскости, совпадающей с исследуемым тросом. 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 том, что полностью исключается падение устройства с троса при резкой посадке.

Кроме того, устраняются нежелательные боковые колебания исследуемого троса и всего устройства при посадке устройства на трос и взлете с него.

Указанный технический результат достигается тем, что 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, при этом особенность заключается в том, что привод прижимного ролика закреплен на корпусе так, что вертикальная плоскость перемещения прижимного ролика размещена под углом к исследуемому тросу, корпус снабжен взаимодействующим с осью прижимного ролика поворотным подпружиненным перекрывающим элементом с упором, взаимодействующим с корпусом, причем нижняя часть перекрывающего элемента выполнена в виде кулачка с пазом, взаимодействующим со стопорным подпружиненным средством, перекрывающим часть узкого створа, между направляющими.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что плоскость перемещения прижимного ролика размещена перпендикулярно к исследуемому тросу.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что поворотный подпружиненный перекрывающий элемент выполнен в виде вилки.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что в корпусе выполнен паз, в котором размещен поворотный перекрывающий элемент, ось вращения которого расположена в нижней части паза.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что на корпусе ниже перекрывающего элемента установлена ось, на которой закреплено подпружиненное стопорное средство, состоящее из двух поворотных частей нижней и верхней.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что нижняя поворотная часть снабжена фиксатором, взаимодействующим с пазом кулачка перекрывающего элемента.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что нижняя поворотная часть стопорного средства снабжена осью, на которой размещена подпружиненная верхняя часть стопорного средства, частично перекрывающая узкий створ между направляющими.

Дополнительно заявляемое устройство характеризуется тем, что ось прижимного ролика в месте взаимодействия с поворотным перекрывающим элементом выполнена расширенной.

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

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); причем передние направляющие и блоки контроля 3, не показаны. Фиг. 2 - вид по А-А.

Фиг. 3 - вид по Б-Б в момент взаимодействия исследуемого троса со стопорным подпружиненным средством в момент посадки на трос.

Фиг. 4 - вид по Б-Б в момент взаимодействия исследуемого троса с перекрывающим элементом.

Фиг. 5 - вид по Б-Б в момент, когда ходовые ролики расположены на исследуемом тросе.

Фиг. 6 - вид по Б-Б в момент, когда прижимной ролик прижимает исследуемый трос к ходовым роликам. Устройство готово к перемещению.

Фиг. 7 - вид по Б-Б в момент, когда все устройство стартует с троса, но трос еще не вышел из узкого створа между направляющими.

Фиг. 8 - вид по Б-Б в момент, когда трос взаимодействует со стопорным средством при выходе из узкого створа между направляющими.

Фиг. 9 показан прижимной ролик в увеличенном масштабе.

Фиг. 10 показан в увеличенном масштабе перекрывающий элемент со стопорным подпружиненным средством

Фиг. 11 - совокупность положения устройства относительно исследуемого грозозащитного троса.

На чертежах изображено устройство 1 для диагностики воздушных линий электропередач, содержащее летательный аппарат 2 вертолетного типа, систему управления (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. На боковой стороне корпуса 6 выполнена щель 14, в которой расположен поворотный подпружиненный (пружина, действующая по часовой стрелке, не показана) перекрывающий элемент 15 с упором 16, взаимодействующим с корпусом 6, причем низ перекрывающего элемента 15 выполнен в виде кулачка 17 с пазом 18, взаимодействующим со стопорным средством, состоящее из двух поворотных подпружиненных частей (пружины не показаны) нижней 19 и верхней 20. (см. Фиг. 10) Перекрывающий элемент 15 вращается на оси 21. Нижняя подпружиненная (пружина действует против часовой стрелки и не показана) часть 19 стопорного средства, снабжена фиксатором 22 и вращается вокруг оси 23. Верхняя подпружиненная (пружина действует по часовой стрелке и не показана) часть 20 вращается вокруг оси 24, закрепленной на нижней части 19. Летательный аппарат 2 вертолетного типа снабжен защитным кожухом 25. Ось прижимного ролика 9 в месте соприкосновения с перекрывающим элементом 15 выполнена расширяющейся 26.

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 электронным устройством стабилизации (не обозначено), системой управления (не обозначена) и электронным устройством определения координат (не обозначено). 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.

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 верхней частью 20 стопорного средства. Верхняя часть стопорного средства отклоняется вверх (см. Фиг. 3) Трос 11 взаимодействует с перекрывающим элементом 15, который вращается вокруг оси 21 и отклоняется влево (см. Фиг. 4). После прохождения троса, перекрывающий элемент 15 под действием пружины (не показана) перекрывает узкий створ между направляющими 12 (см. Фиг. 5). Если посадка получилась жесткой, то ходовые ролики 8 резко контактируют с тросом. Трос прогибается, пружинит и подбрасывает все устройство. Однако перекрывающий элемент 15 не позволяет выскочить тросу 11 из узкого створа между направляющими 12 (см. Фиг. 5). 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. При этом ось прижимного ролика своей расширенной частью 25 отклоняет перекрывающий элемент 15 значительно левее чем, когда его отклонял исследуемый трос. При этом в паз 18 входит фиксатор 22 и фиксирует перекрывающий элемент в этом положении (см. Фиг. 6). 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. Привод 10 выключается. Запускается летательный аппарат 2 и все устройство 1 начинает подниматься (см. Фиг. 7). При этом исследуемый трос 11 взаимодействует с верхней подпружиненной частью 20 стопорного устройства. Та, в свою очередь, давит на нижнюю часть 19 стопорного устройства. В результате фиксатор 22 выходит из паза 18 и перекрывающий элемент 15 под действием пружины перекрывает узкий створ между направляющими 12. После того как исследуемый трос 11 полностью выйдет из узкого створа между направляющими 12, устройство 1 устанавливается в исходное состояние. Далее все устройство поднимается над правой опорой 13 в положение (Г). После чего 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: 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 полностью исключается падение устройства с троса при резкой посадке. Перекрытие и открытие узкого створа между направляющими выполняется автоматически. Исключаются какие-либо дополнительные манипуляций со стороны оператора.

Кроме того, устраняются нежелательные боковые колебания исследуемого троса и всего устройства при посадке устройства на трос и взлете с него.

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для диагностики состояния и пространственного положения различных элементов воздушных линий электропередач. 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, при этом на боках корпуса закреплены направляющие, облегчающие совмещение ходовых роликов с исследуемым тросом, причем привод прижимного ролика закреплен на корпусе так, что вертикальная плоскость перемещения прижимного ролика размещена перпендикулярно к исследуемому тросу, корпус снабжен взаимодействующим с осью прижимного ролика поворотным подпружиненным перекрывающим элементом с упором, который взаимодействует с корпусом, причем нижняя часть перекрывающего элемента выполнена в виде кулачка с пазом, в который попадает упор стопорного подпружиненного средства, который, в свою очередь, состоит из двух поворотных частей. Технический результат - полное исключение падения устройства с троса при резкой посадке. 8 з.п. ф-лы, 11 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 привод прижимного ролика закреплен на корпусе так, что вертикальная плоскость перемещения прижимного ролика размещена под углом к исследуемому тросу, корпус снабжен взаимодействующим с осью прижимного ролика поворотным подпружиненным перекрывающим элементом с упором, взаимодействующим с корпусом, причем нижняя часть перекрывающего элемента выполнена в виде кулачка с пазом, взаимодействующим со стопорным подпружиненным средством, перекрывающим часть узкого створа, между направляющими.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что плоскость перемещения прижимного ролика размещена перпендикулярно к исследуемому тросу.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поворотный подпружиненный перекрывающий элемент выполнен в виде вилки.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в корпусе выполнен паз, в котором размещен поворотный перекрывающий элемент, ось вращения которого расположена в нижней части паза.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на корпусе ниже перекрывающего элемента установлена ось, на которой закреплено подпружиненное стопорное средство, состоящее из двух поворотных частей - нижней и верхней.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что нижняя поворотная часть снабжена фиксатором, взаимодействующим с пазом кулачка перекрывающего элемента.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что нижняя поворотная часть стопорного средства снабжена осью, на которой размещена подпружиненная верхняя часть стопорного средства, частично перекрывающая узкий створ между направляющими.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ось прижимного ролика в месте взаимодействия с поворотным перекрывающим элементом выполнена расширенной.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющие в узкой их части выполнены прямолинейными.