ПОДЗЕМНАЯ ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ Российский патент 2019 года по МПК H02G13/00 H02G9/00 

Изобретение относится к подземной высоковольтной электрической линии.

Трехфазная линия этого типа в целом содержит три фазных проводящих кабеля, каждый из которых составлен из последовательности кабельных участков, объединенных между собой посредством сочленения с прерыванием экрана.

Линия этого типа описана в патентном документе ЕР 2541712.

Три кабеля с коаксиальными портами, берущих начало из трех сочленений одной и той же зоны, соединены со шкафом с тремя коаксиальными каналами с переключением. Этот шкаф также является подземным и располагается близко к линии в зоне, зависимой от сочленений. В этом шкафу можно разместить защитные устройства от перенапряжения или разрядники, функция которых заключается в ограничении любых перенапряжений, прилагаемых к сочленениям с прерыванием экрана.

Этот шкаф, как правило, располагается в бетонной шахте.

Согласно этому документу, основная структура всех сочленений является идентичной и имеет стандартный соединительный интерфейс, соединенный с экраном первого кабельного участка и с экраном второго кабельного участка. Нестационарный модуль снабжен дополнительным соединительным интерфейсом, и по меньшей мере один связной кабель является подходящим для штепсельного соединения с соединительным интерфейсом основной конструкции каждого сочленения.

Установка этого типа разрядников представляет следующие технические проблемы.

Связь между каждым соединением в шкафу образуется посредством коаксиального кабеля с большим поперечным сечением, который выполнен с возможностью сопротивления любому току короткого замыкания и который может иметь относительно существенную длину.

Эти соединительные кабели создают барьер разности потенциалов между разрядниками и сочленениями с прерыванием экрана, которые должны быть защищены. Это вызывает снижение эффективности разрядников в случае перенапряжений при отказе в высокочастотном спектре.

Кроме того, для того чтобы проверить исправность разрядника в шкафу, необходимо периодически отключать линию, открывать шахту, открывать шкаф и демонтировать разрядник для того, чтобы протестировать его. Действие этого типа является для оператора линии трудоемким, продолжительным и дорогостоящим.

Наконец, эти соединительные кабели являются дорогими, и их установка также является дорогостоящей. Бетонная шахта, содержащая в себе шкаф, ее изготовление и установка также влекут за собой существенные издержки.

Изобретение решает эти технические проблемы и для этого предлагает подземную трехфазную высоковольтную электрическую линию, включающую в себя три фазных проводящих кабеля, при этом каждый из упомянутых проводящих кабелей составлен из последовательности кабельных участков, объединенных с помощью сочленения с прерыванием экрана, при этом данное сочленение содержит соединительный интерфейс, соединенный с экраном первого кабельного участка и с экраном второго, присоединенного встык кабельного участка, модуль, снабженный переходной расширительной коробкой и оборудованный дополнительным соединительным интерфейсом, соединенным с соединительным интерфейсом каждого сочленения, при этом упомянутая линия отличается тем, что в упомянутом модуле расположен и электрически соединен с упомянутым дополнительным соединительным интерфейсом модуля разрядник, и тем, что упомянутый разрядник оборудован устройством контроля его состояния, расположенным в упомянутой коробке, соединенным с генератором сигналов.

Таким образом, разрядник расположен так, чтобы он был очень близко к разрыву экранов, тем самым обеспечивается его максимальная эффективность от перенапряжений, даже с высокочастотным спектром.

Кроме того, избегают сооружения бетонной шахты или эквивалента.

Таким образом, состояние разрядника можно проконтролировать на поверхности без необходимости раскапывать землю и демонтировать коробку и без необходимости разрезания линии.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, упомянутое устройство контроля содержит датчик температуры.

В самом деле, повреждение разрядника вызывается током утечки, который приводит к повышению температуры до уровня, который может быть в области 100°C.

Упомянутый датчик температуры преимущественно является биметаллическим термическим контактом или миниатюрным электронным датчиком температуры, приложенным/присоединенным к упомянутому разряднику.

Упомянутый генератор сигналов предпочтительно снабжается электричеством через трансформатор тока.

Упомянутый генератор сигналов предпочтительно является генератором акустических сигналов или генератором сигналов радиочастотной идентификации.

Изобретение описывается более подробно ниже со ссылкой на фигуры, которые лишь представляют предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Фиг. 1 представляет собой вид сбоку сочленения с прерыванием экрана согласно изобретению.

Фиг. 2 представляет собой подробный и перспективный вид открытого модуля согласно изобретению.

Фиг. 3 представляет собой подробный и перспективный вид модуля согласно первому варианту осуществления изобретения.

Фиг. 4 представляет собой подробный и перспективный вид модуля согласно второму варианту осуществления изобретения.

Как подробно описано в патентном документе ЕР 2541712 и показано на фиг. 1, подземная трехфазная высоковольтная электрическая линия, включающая в себя три фазных проводящих кабеля 2, при этом каждый из проводящих кабелей составлен из последовательности кабельных участков 3а, 3b, объединенных между собой сочленением 4 с прерыванием экрана, содержит соединительный интерфейс 7, соединенный с экраном первого кабельного участка 3а и с экраном второго, присоединенного встык кабельного участка 3b. Модуль 6, снабженный переходной расширительной коробкой и оборудованный дополнительным соединительным интерфейсом 8, соединяется, предпочтительно за счет штепсельного присоединения, с соединительным интерфейсом 7 основной конструкции 5 каждого сочленения.

Как показано на фиг. 2, где модуль извлечен из коробки, согласно изобретения, разрядник 10 расположен в модуле 6 и механически и электрически соединен с дополнительным соединительным интерфейсом 8 модуля.

Конструкция из металлических секций 11 устанавливается на этом соединительном интерфейсе 8 и несет, с одной стороны, два однополюсных соединительных кабеля 12, 13, один из которых соединен с экраном первого кабельного участка, а другой соединен с экраном второго кабельного участка, а с другой стороны, разрядник 10, соединенный через свои выводы с каждым из наконечников этих кабелей через соответствующую конструкцию секций, согнутых, например, в U-образную форму или под прямым углом.

Как показано пунктирными линиями на фиг. 3 и 4, модуль заключен в переходную расширительную коробку 14, выполненную из изоляционного материала, а разрядник 10 оборудован устройством контроля его состояния, расположенным в этой коробке.

Это устройство контроля содержит датчик 15 температуры, прикрепленный непосредственно к разряднику 10, температуру которого он регистрирует, и подключенный к генератору 16 сигналов. Этот датчик 15 температуры преимущественно является биметаллическим термическим контактом, присоединенным к упомянутому разряднику, точнее близко расположенным к винтовому закрепляющему выводу 17 разрядника в одной из секций. Эта конструкция секций 11 служит для подсоединения разрядника 10 между двумя выводами сочленения 4 с прерыванием экрана.

Генератор 16 сигналов запитывается электричеством через трансформатор 18 тока, переносимый одним из соединительных кабелей 12, и запитывается первичной цепью этого трансформатора 18 по этому кабелю 12.

Этот трансформатор 18 тока соединен с узлом 19, обеспечивающим его работу в течение длительного периода. Данный узел 19 включает в себя цепь, содержащую диодный выпрямительный мост для преобразования переменного тока в постоянный ток, фильтр электромагнитной совместимости, обычно называемый «фильтром ЭМС», и регулятор коммутационного напряжения. Этот узел 19 может также включать в себя аккумулятор или суперконденсатор, обеспечивающий электропитание, если ток в первичной цепи трансформатора слишком слаб.

Как показано на фиг. 3, согласно первому варианту осуществления, генератор 16 сигналов является генератором акустических сигналов, который может, например, быть миниатюрным громкоговорителем или пьезоэлектрическим модулем.

В этом случае линии термический контакт/генератор и разрядник/трансформатор/генератор выполнены из одинарного провода. Когда термический контакт замыкается после повышения температуры, ток активирует генератор 16 сигналов, распространение шума которого может быть зарегистрировано через слой почвы, покрывающий сочленение, во время посещения для текущего технического обслуживания линии, на поверхности, тем самым обеспечивается обнаружение неисправности разрядника и предусматривается его замена.

Узел 19 питает электричеством цепь, составленную из датчика 15 температуры и генератора 16 акустических сигналов.

Как показано на фиг. 4, согласно второму варианту осуществления, генератор 16 сигналов является генератором сигналов радиочастотной идентификации (вообще известной как РЧИД - радиочастотная идентификация) с двумя состояниями.

В этом случае линии термический контакт/генератор и разрядник/трансформатор/генератор выполнены из двойного провода. Когда термический контакт разомкнут, сигнал, указывающий на правильную работу, передается через радиочастоту генератором сигналов. Когда термический контакт замкнут после повышения температуры, сигнал неисправности передается через радиочастоту генератором сигналов, при этом этот сигнал способен регистрироваться удаленно через слой почвы, покрывающий сочленение, тем самым позволяя обнаружить неисправность разрядника и предусмотреть его замену.

Узел 19 питает электричеством цепь, составленную из датчика 15 температуры и генератора 16 сигналов радиочастотной идентификации.

Вместо биметаллического термического контакта 15 может быть использован миниатюрный электронный датчик температуры, предпочтительно связанный с передатчиком РЧИД. Фактическое значение температуры разрядника может быть считано удаленно через модуль, включающий в себя приемную антенну РЧИД и портативный компьютер.

Электропитание термического контакта или датчика температуры/узла передатчика РЧИД поддерживается в течение всего срока службы конструкции посредством узла, содержащего трансформатор тока, диодный выпрямитель, фильтр ЭМС, импульсный источник электропитания и аккумулятор или суперконденсатор.

Изобретение относится к подземной трехфазной высоковольтной электрической линии, включающей в себя три фазных проводящих кабеля, при этом каждый из упомянутых проводящих кабелей составлен из последовательности кабельных участков (3а, 3b), объединенных между собой сочленением (4) с прерыванием экрана, содержащим соединительный интерфейс (7), соединенный с экраном первого кабельного участка (3а) и с экраном второго, присоединенного встык кабельного участка (3b), модуль (6), снабженный переходной расширительной коробкой (14) и оборудованный дополнительным соединительным интерфейсом (8), соединенным с соединительным интерфейсом (7) каждого сочленения. В модуле (6) расположен и электрически соединен с упомянутым дополнительным соединительным интерфейсом (8) модуля разрядник (10), и упомянутый разрядник (10) оборудован устройством контроля его состояния, расположенным в упомянутой коробке (14) и соединенным с генератором (16) сигналов. Изобретение направлено на повышение эффективности разрядников в случае высокочастотного спектра отказов, вызванных перенапряжением. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Подземная трехфазная высоковольтная электрическая линия, включающая в себя три фазных проводящих кабеля, при этом каждый из упомянутых проводящих кабелей составлен из последовательности кабельных участков (3а, 3b), объединенных между собой сочленением (4) с прерыванием экрана, содержащим соединительный интерфейс (7), соединенный с экраном первого кабельного участка (3а) и с экраном второго, присоединенного встык кабельного участка (3b), модуль (6), снабженный переходной расширительной коробкой (14) и оборудованный дополнительным соединительным интерфейсом (8), соединенным с соединительным интерфейсом (7) каждого сочленения, при этом упомянутая линия отличается тем, что в упомянутом модуле (6) расположен и электрически соединен с упомянутым дополнительным соединительным интерфейсом (8) модуля разрядник (10), и тем, что упомянутый разрядник (10) оборудован устройством контроля его состояния, расположенным в упомянутой коробке (14) и соединенным с генератором (16) сигналов, при этом упомянутое устройство контроля содержит датчик (15) температуры, прикрепленный непосредственно к разряднику (10), температуру которого он регистрирует.

2. Электрическая линия по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутый датчик (15) температуры является биметаллическим термическим контактом, приложенным к упомянутому разряднику (10).

3. Электрическая линия по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутый датчик (15) температуры является миниатюрным электронным датчиком температуры, присоединенным к упомянутому разряднику (10).

4. Электрическая линия по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что упомянутый генератор (16) сигналов снабжается электричеством через трансформатор (18) тока.

5. Электрическая линия по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что упомянутый генератор (16) сигналов является генератором акустических сигналов.

6. Электрическая линия по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что упомянутый генератор (16) сигналов является генератором сигналов радиочастотной идентификации.