СПОСОБ ПОДВЕШИВАНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЗАГРАДИТЕЛЯ И ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ЗАГРАДИТЕЛЬ. Российский патент 2020 года по МПК H04B3/54 

Изобретение относится к высокочастотной связи, в частности к системам передачи информации по линиям электропередачи, а именно к высокочастотным заградителям, и способам их установки.

Высокочастотный заградитель (ВЧЗ) это электротехническое устройство, устанавливаемое в разрыв фазного провода воздушной линии электропередачи (ВЛ), обладающее высоким сопротивлением на частоте работы канала ВЧ-связи и низким сопротивлением на промышленной частоте (50 Гц). ВЧЗ включаются последовательно в провода ВЛ.

Типовой ВЧЗ, широко устанавливаемый сегодня на ВЛ, состоит из параллельно соединенных между собой реактора заградителя 1, элемента настройки, ограничителя перенапряжения и подвешивается на гирляндах изоляторов 2 на линейных порталах подстанций и на опорах ВЛ в вертикальном (Фиг.1. а) [1] или горизонтальном положениях (Фиг.1. б) [2] и с помощью соединительных шлейфов 3 включается последовательно с проводом ВЛ. Соединительные шлейфы подключаются к металлическим контактам ВЧЗ через аппаратные зажимы. При вертикальной подвеске ВЧЗ на опору или линейный портал обеспечивается наибольшее расстояние между его токоведущими частями и заземленными частями конструкций, что соответствует требованиям действующих нормативно-технических документов.

Независимо от того, каким из известных способов подвешен ВЧЗ, на практике вследствие его раскачивания под действием ветра происходит изменение габаритных расстояний до элементов опоры ВЛ, на которой он подвешен. Данные исследования [3] также указывают на то, что основными проблемами при работе ВЧЗ являются повреждение ВЧЗ с прогоранием провода вследствие загиба шлейфа, боковое притягивание шлейфа, подключенного со стороны распределительного устройства (РУ) к ВЧЗ, прогорание токопроводящих жил витков заградителя в месте соприкосновения провода с ВЧЗ. В работе [3] показано, что повреждения ВЧЗ происходят из-за возникающих коротких замыканий на ВЛ. Вследствие увеличения токов, протекающих через ВЧЗ, он представляет собой электромагнит, под действием которого провод шлейфа притягивается к ВЧЗ. В точке соприкосновения происходит межвитковое короткое замыкание, ток которого и повреждает оборудование. Колебательные движения ВЧЗ под действием ветра приводят также к знакопеременным нагрузкам на соединительные шлейфы между ВЧЗ и ВЛ, ослаблению контактных соединений в аппаратных зажимах, что в свою очередь вызывает нагрев и термическое разрушение контактов, также происходят изломы проводов и аппаратных зажимов. Возникающие повреждения приводят к аварийным отключениям ВЛ и нарушениям работы высокочастотного канала связи.

Указанные проблемы эксплуатации ВЧЗ могут быть разрешены с помощью заявляемой группы изобретений.

Основной задачей заявляемой группы изобретений является создание способа подвешивания высокочастотного заградителя, позволяющего свести к минимуму колебательные и вращательные движения ВЧЗ, исключить возможность его приближения к элементам опоры при ветровых нагрузках и притягивания проводов шлейфов к реактору при протекании токов короткого замыкания по проводам ВЛ, а также разработка конструкции ВЧЗ для осуществления этого способа, обладающей при этом улучшенными контактами с проводами соединительных шлейфов.

Технический результат - повышение надежности работы ВЧЗ и ВЛ.

Технический результат достигается тем, что высокочастотный заградитель на конструкциях опор ВЛ и линейных порталах подстанций с целью предотвращения его колебательных и вращательных движений фиксируют крепежными конструкциями на подвеске, представляющей собой две проходящих через тело реактора параллельных ветви из линейной арматуры, чередующейся с изоляторами, сходящиеся вне тела реактора через универсальное коромысло в одну ветвь, и крепят на опоре концами двух параллельных ветвей подвески с одной стороны, а единым концом подвески к проводу ВЛ с другой стороны, таким образом, чтобы ось вращения реактора высокочастотного заградителя располагалась соосно с проводом ВЛ, соединяют шлейфами контакты высокочастотного заградителя и ВЛ.

Целесообразно контакт между проводом соединительного шлейфа и высокочастотного заградителя осуществить с помощью шлейфового ответвительного спирального зажима, который наматывают одним концом на последние витки обмотки реактора высокочастотного заградителя, а другим концом, отпаечной его частью, фиксируют на провод соединительного шлейфа.

Оптимально контакт высокочастотного заградителя с проводами ВЛ осуществить с помощью шлейфовых соединительных зажимов.

Технический результат достигается также тем, что высокочастотный заградитель, содержащий параллельно соединенные между собой реактор, элемент настройки и ограничитель перенапряжений, выполнен с возможностью крепления соосно с проводом ВЛ натяжными гирляндами подвески, проходящими через тело реактора, для реализации которой дополнительно содержит узлы крепления натяжных гирлянд подвески на верхнем и нижнем основании реактора.

Оптимально в высокочастотном заградителе, в котором верхнее и нижнее основание катушки реактора выполнено в виде стальных крестовин, на каждой из крестовин разместить по два узла крепления натяжных гирлянд.

Целесообразно в высокочастотном заградителе концы обмотки провода реактора вывести наружу тела реактора с целью реализации возможности соединения их с проводами шлейфов с помощью шлейфового соединительного зажима.

Заявляемые способ и устройство позволяют повысить надежность работы ВЧЗ и ВЛ путем устранения возможности колебательных и вращательных движений ВЧЗ при любых ветровых нагрузках, возможности приближения ВЧЗ к элементам опоры. При подвешивании ВЧЗ на разработанной конструкции подвески, состоящей из двух натяжных гирлянд, соосно с проводом ВЛ значительно уменьшается знакопеременная нагрузка на провода соединительных шлейфов. Новая предложенная конструкция контакта между проводами шлейфа и ВЧЗ с помощью шлейфовых ответвительных спиральных зажимов, а также с помощью шлейфовых соединительных зажимов позволяет значительно повысить их надежность по сравнению с используемым сегодня болтовым соединением аппаратного зажима и снизить эксплуатационные затраты за счет исключения необходимости периодических ревизий болтовых соединений с выводом в ремонт ВЛ, а также проведения диагностики методом тепловизионного контроля.

Заявляемые способ подвешивания высокочастотного заградителя и устройство высокочастотного заградителя взаимосвязаны настолько, что образуют единый изобретательский замысел.

Действительно, специально для реализации способа подвешивания ВЧЗ была разработана конструкция ВЧЗ, позволяющая осуществить заявляемый способ.

Следовательно, заявленные изобретения удовлетворяют требованию единства изобретения.

Заявляемая группа изобретений поясняется примером конкретной реализации и следующими чертежами.

На фиг.1. а) и б) изображены соответственно вертикально и горизонтально подвешенные ВЧЗ существующими способами, а также расположение проводов шлейфов и ВЛ относительно ВЧЗ.

На фиг. 2. а) и б) представлена конструкция типового ВЧЗ, вид сбоку и сверху. Здесь цифрами обозначены: 4 - верхнее и нижнее основание (крестовины реактора); 5 - верхний и нижний контакт ВЧЗ для присоединения шлейфов аппаратными зажимами.

На фиг. 3 приведено схематичное изображение: а) вертикальный разрез ВЧЗ, подвешенного на опоре заявляемым способом; б) горизонтальный разрез ВЧЗ на подвеске; в) вид ВЧЗ на подвеске снизу; г) ВЧЗ со свободными концами провода реактора.

На фиг.4. приведено фото ВЧЗ заявляемой конструкции, с подвеской для соосного крепления с проводом ВЛ, который был установлен на ВЛ 110 кВ Пачетлор-Имилор 1 филиала АО «Россети Тюмень» Сургутские электрические сети.

Способ реализуют следующим образом. В типовом ВЧЗ (Фиг.2 а,б.) на основаниях реактора 4 размещают узлы крепления 6 для линейной арматуры натяжных гирлянд специальной подвески 7. Подвеска 7 представляет собой (Фиг. 3 а,б,в) сходящихся через универсальное коромысло 8 в одну ветвь две ветви натяжных гирлянд, состоящие из изоляторов и линейной арматуры (12-тонного ряда как вариант исполнения). Через тело реактора пропускают две ветви натяжных гирлянд специальной подвески 7 (Фиг.3 а,б ), на которых с помощью узлов крепления 6 фиксируют ВЧЗ . Для исключения шунтирования электрических цепей ВЧЗ линейной арматурой, расположенной внутри ВЧЗ, в цепь между промзвеньями арматуры установлено по два изолятора в каждую гирлянду (вариант исполнения). Узлы крепления 6 располагают на параллельных сторонах крестовины верхнего и нижнего основания реактора ВЧЗ (вариант исполнения). Ветви подвески 7, проходящие через реактор ВЧЗ, располагаются равноудаленно и параллельно продольной оси реактора. Размещают в месте использования ВЧЗ с подвеской следующим образом. Два конца параллельных натяжных гирлянд подвески 7 закрепляют на конструкциях опор ВЛ или линейных порталах подстанций, с другой стороны единым концом подвески ВЧЗ крепят соосно с проводом ВЛ. Конструкция подвески позволяет свести вращательные и колебательные движения ВЧЗ к минимуму, а также исключает возможность его приближения к элементам опоры при любых ветровых нагрузках. Также значительно уменьшается знакопеременная нагрузка на провода соединительных шлейфов.

Для организации контакта между проводами шлейфа и ВЧЗ применены шлейфовые ответвительные спиральные зажимы 9 (Фиг.3. в), (вариант исполнения), которые наматываются на последние зачищенные витки реактора, или шлейфовые соединительные зажимы (вариант исполнения), которые наматываются на свободные концы провода реактора ВЧЗ (Фиг.3.г). Отпаечной частью шлейфовые ответвительные спиральные зажимы, а шлейфовые соединительные зажимы второй частью наматываются на провода соединительных шлейфов. Такое исполнение контактных соединений позволяет значительно повысить их надежность по сравнению со штатными аппаратными зажимами, применяемыми в типовых ВЧЗ.

Опытный образец ВЧЗ с соосным креплением к проводу ВЛ согласно вышеописанной конструкции был установлен на ВЛ 110 кВ Пачетлор-Имилор 1 и показал устойчивую работу в сложных погодных условиях на протяжении длительного времени. Для организации контакта между проводами шлейфа и ВЧЗ были применены шлейфовые ответвительные зажимы ШСО-15,2/01.

Таким образом, подвешивание ВЧЗ заявляемым способом позволяет увеличить надежность работы ВЧЗ и ВЛ.

Литература:

1. ЗАГРАДИТЕЛИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛЭУТ.670136.001 РЭ. ГРУППА КОМПАНИЙ «ЭКРА» ООО «УРАЛЬСКИЙ ЗАВОД НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ».

2. Проект № 933-303-26 ВЛ 110 кВ Тагринская-Бахиловская с ПС 110 кВ Бахиловская, Томского отделения Энергосеть проект, 1990 г.

3. Анализ повреждений высокочастотных заградителей в сети 110 кВ. Кветкин А.В., Константинов А.М., НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ И ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО СТРАН АТР В XXI ВЕКЕ., Изд-во: Дальневосточный государственный университет путей сообщения, г. Хабаровск. Том: 1, 2019, с. 25-28.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы высокочастотной защиты (ВЧЗ) и воздушной линии электропередач (ВЛ). Высокочастотный заградитель на конструкциях опор воздушных линий электропередачи и линейных порталах подстанций с целью предотвращения его колебательных и вращательных движений фиксируют крепежными конструкциями на подвеске, представляющей собой две проходящие через тело реактора параллельные ветви из линейной арматуры, чередующейся с изоляторами, сходящиеся вне тела реактора через универсальное коромысло в одну ветвь, и крепят на опоре концами двух параллельных ветвей подвески с одной стороны и единым концом подвески к проводу воздушной линии электропередачи с другой стороны таким образом, чтобы ось вращения реактора высокочастотного заградителя располагалась соосно с проводом воздушной линии электропередачи, соединяют шлейфами контакты высокочастотного заградителя и воздушной линии электропередачи. Контакт между проводами шлейфа и ВЧЗ осуществляется с помощью шлейфовых ответвительных спиральных зажимов и с помощью шлейфовых соединительных зажимов, что позволяет значительно повысить их надежность по сравнению с используемым сегодня болтовым соединением аппаратного зажима. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ подвешивания высокочастотного заградителя с помощью линейной арматуры и изоляторов на конструкциях опор воздушных линий электропередачи и линейных порталах подстанций, отличающийся тем, что высокочастотный заградитель с целью предотвращения его колебательных и вращательных движений фиксируют крепежными конструкциями на подвеске, представляющей собой две проходящие через тело реактора параллельные ветви из линейной арматуры, чередующейся с изоляторами, сходящиеся вне тела реактора через универсальное коромысло в одну ветвь, и крепят на опоре концами двух параллельных ветвей подвески с одной стороны и единым концом подвески к проводу воздушной линии электропередачи с другой стороны таким образом, чтобы ось вращения реактора высокочастотного заградителя располагалась соосно с проводом воздушной линии электропередачи, соединяют шлейфами контакты высокочастотного заградителя и воздушной линии электропередачи.

2. Способ подвешивания высокочастотного заградителя по п. 1, при котором контакт между проводом соединительного шлейфа и заградителя осуществляют с помощью шлейфового ответвительного спирального зажима, который наматывают одним концом на последние, зачищенные витки обмотки реактора высокочастотного заградителя, а другим концом, отпаечной его частью, соединяют с проводом соединительного шлейфа.

3. Способ подвешивания высокочастотного заградителя по п. 1, при котором контакты высокочастотного заградителя с проводами воздушной линии электропередачи осуществляют с помощью шлейфовых соединительных зажимов.

4. Высокочастотный заградитель, содержащий параллельно соединенные между собой реактор, элемент настройки и ограничитель перенапряжений, отличающийся тем, что выполнен с возможностью крепления способом по п. 1 и дополнительно содержит узлы крепления натяжных гирлянд подвески на верхнем и нижнем основаниях реактора.

5. Высокочастотный заградитель по п. 4, в котором верхнее и нижнее основания реактора выполнены в виде стальных крестовин, на каждой из которых расположено по два узла для крепления натяжных гирлянд подвески.

6. Высокочастотный заградитель по п. 5, в котором концы обмотки провода реактора выведены наружу тела реактора с целью реализации возможности подключения к ним шлейфового соединительного зажима.