ПТИЦЕЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2021 года по МПК H02G1/02 A01M29/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройствам для защиты элементов оборудования, предназначенного для осуществления электропередачи, в частности для защиты линий электропередач.

Уровень техники

Для подвешивания проводов линий электропередач к несущим конструкциям в виде опор и изоляции частей несущих конструкций, находящихся под напряжением, от заземленных частей несущих конструкций широко используются подвесные электрические изоляторы, имеющие в своем составе элемент крепления к заземленной части электроустановки, элемент крепления к части электроустановки, находящейся под напряжением, причем обобщенно эти элементы могут называться оконцевателями, а также - изоляционный элемент - тело изолятора, выполненное из изолирующего материала, такого как керамика, стекло, полимер и т.п., предназначенное для механического соединения оконцевателей, обеспечивая при этом отсутствие электрического соединения между ними. Подвесные изоляторы обычно устанавливаются вертикально путем подвешивания за верхний оконцеватель изолятора к заземленной опоре или части электроустановки. Таким образом, провода, находящиеся под напряжением и являющиеся частью электроустановки, подходят к изолятору преимущественно перпендикулярно оси подвесного изолятора и закрепляются на нижнем оконцевателе изолятора.

Распространенной проблемой при передаче электроэнергии является поражение электрическим током садящихся на изоляторы или рядом с изолятором крупных птиц, таких как: голубеобразных, соколообразных, совообразных, врановых и т.д. При этом причиняется урон как экологии, так и электроснабжающим и электропотребляющим организациям, поскольку часто короткое замыкание через птицу приводит не только к гибели птиц, но и к повреждению элементов электроустановок и отключению электроснабжения.

В наибольшей степени эта проблема касается подвесных изоляторов, у которых длина изоляционного тела от одного оконцевателя до другого имеет размеры, соизмеримые с высотой положения головы или крыла птицы в момент ее нахождения на проводе, подвешенном с помощью изолятора, а также в момент посадки или взлета с него. При одновременном касании лапами птицы (или крылом) токоведущей части электроустановки, например провода, подвешенного с помощью изолятора, и крылом или головой, например клювом, заземленной части электроустановки или элемента крепления, происходит короткое замыкание через птицу и, как следствие, ее гибель и возможное отключение и повреждение электроустановки. Также распространенной проблемой является короткое замыкание по струе помета крупной птицы, располагающейся на частях электроустановки над изолятором.

Существующие, на сегодняшний день, птицезащитные устройства для подвесных изоляторов имеют ряд недостатков. Например, акустические отпугиватели дороги и отпугивают птиц только некоторых видов. Защитная пластина, представленная в патенте CN 201717071, располагающаяся сверху вертикально расположенного изолятора, не позволяет птице, находящейся на проводе, касаться верхних крепежных элементов изолятора или заземленных элементов электроустановки и защищает изолятор от попадания помета на изоляционный элемент. Однако такая защитная пластина, также предотвращает возможность смывания и очистки естественных загрязнений изолятора дождями, что важно для предупреждения излишнего загрязнения изолятора, которое может способствовать перекрытию изолятора по воздуху электрической дугой между токонесущими и заземленными частями электроустановки. Кроме того, птицы по-прежнему могут садиться на электрические провода, тем самым создавая опасность электрического замыкания.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в предоставлении такого устройства, которое обеспечивает защиту птиц, садящихся на провод, закрепленный с помощью подвесного изолятора, от поражения электрическим током и защиту электроустановки, содержащей в своем составе подвесной электрический изолятор, рядом с которым могут осуществлять посадку птицы на подвешиваемые части электроустановки, от повреждения ее частей или существенно снижает вероятность таких событий без нанесения птицам повреждений самим устройством, т.е. имеющего неагрессивный характер воздействия на птиц и, одновременно, защищающее короткого замыкания по струе помета крупной птицы. Одновременно решается задача обеспечения возможности смывания дождями загрязнений с изоляционного тела подвесного изолятора, снабженного защитным устройством в соответствии с настоящим изобретением, с целью обеспечения возможности снижения естественного загрязнения изоляционного тела подвесного изолятора. Кроме того, дополнительной задачей является исключение для птиц возможности садиться на провода.

Задача настоящего изобретения решается с помощью птицезащитного устройства, представляющего собой изготовленный из диэлектрика продолговатый кожух, выполненный с обеспечением размещения в нем части прикрепляемого к изолятору провода и/или, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору, причем в боковой стенке средней части кожуха выполнено отверстие или вырез для размещения оконцевателя изолятора и/или, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору.

Средняя часть кожуха может содержать наклонный участок боковой стенки, в котором выполнено отверстие или вырез для пропускания оконцевателя изолятора и/или, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору. Наклон участка боковой стенки может составлять от 1° до 89° или от 5° до 85° или от 10° до 80° или от 15° до 75° или от 20° до 70° или от 25° до 65° или от 30° до 60° или от 35° до 55° или от 40° до 50° относительно вертикального направления. Боковая стенка средней части кожуха может иметь заслонку, выполненную с возможностью закрывания части выреза.

В предпочтительном варианте кожух в средней части выполнен с расширением для размещения в нем, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору, который в поперечном сечении обычно имеет большие размеры, чем провод или оконцеватель.

В одном из вариантов осуществления устройство выполнено неразъемным, то есть в виде монолитного кожуха или кожуха, собранного из нескольких элементов, но без возможности их отделения друг от друга, что может быть обеспечено, например, сваркой или некоторыми видами клеевых соединений. В случае неразъемного кожуха для его установки на место эксплуатации может быть предусмотрен, по крайней мере, один разрез в средней его части, через который в отверстие кожуха может быть заведен, например, оконцеватель изолятора. В других вариантах устройство может быть выполнено разъемным и состоять из двух, трех или более частей.

Для предохранения от электрического перекрытия по струе помета птиц кратчайшее расстояние по воздуху от нижнего края кожуха до провода или элемента крепления изолятора к проводу в миллиметрах преимущественно составляет величину не менее 1,5×U, где U - напряжение на проводе в кВ.

Используемый при вычислении длины в миллиметрах коэффициент 1,5, полученный экспериментально, имеет размерность мм/кВ.

Для усиления защиты кожух может быть оснащен элементами, делающими непривлекательной посадку птиц на него. Кожух может иметь шипообразные выступы в верхней части, расстояние между вершинами которых предпочтительно не более высоты выступов. Кроме того, на кожухе может быть предусмотрен один или более продолговатый выступ, выполненный преимущественно в верхней части. Выступы могут быть заостренными и располагаться как с одной, так и с обоих сторон от средней части. Для увеличения гибкости кожух может иметь одну или более гофр с одной или с каждой стороны от средней части, содержащей отверстие, выполненное сверху.

Длина устройства предпочтительно составляет от 1000 мм до 3000 мм. Поскольку кожух имеет продолговатую форму и предназначен для установки на провод, то длина определяется в направлении вдоль вмещаемого провода. Кожух может быть выполнен из эластичного материала, например, из кремнийорганической резины, или из неэластичного материала, например, из полиэтилена.

Отверстие или вырез, предназначенные для ввода в кожух нижнего оконцевателя изолятора, являются, одновременно, фиксирующим элементом кожуха в горизонтальном направлении вдоль провода. В вертикальном направлении кожух фиксируется на проводе собственным весом и/или элементами фиксации. Устройство может быть выполнено с возможностью фиксации с помощью пластиковых хомутов-стяжек, закрепляемых с обеих сторон от средней части и охватывающих кожух вместе с проводом. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления кожух в нижней части содержит отверстия, обеспечивающие возможность пропускания через них элементов фиксации, такие как хомуты, стяжки, проволока, болты и/или винты и др.

В одном из вариантов устройство снабжено элементами фиксации на проводе и/или изоляторе и/или элементе крепления провода к изолятору. Элементы фиксации могут быть выполнены в виде упоров, размещенных с внутренней стороны кожуха и препятствующих соскальзыванию кожуха с провода. Элементы фиксации могут быть выполнены в нижней части кожуха в виде выступов с расширением или утолщением на конце, обеспечивающих возможность стягивания их между собой хомутами-стяжками. Кроме того, элементы фиксации могут быть выполнены в нижней части кожуха в виде сочленяемых выступов с расширением или утолщением на конце, причем в нижней части устройства выполнены отверстия с размером меньшим, чем размер расширения или утолщения выступа. Элементы фиксации могут быть выполнены заодно с кожухом, т.е. монолитно, либо быть присоединяемыми элементами.

Задача настоящего изобретения также решается с помощью линии электропередачи, состоящей из опор, подвесных изоляторов, содержащих оконцеватели и изоляционное тело и прикрепленных одним оконцевателем к опорам, и, по меньшей мере, одного электрического провода, прикрепленного к другим оконцевателям подвесных изоляторов. Отличительным признаком настоящего изобретения является то, что линия электропередачи содержит в своем составе устройства для защиты линии электропередачи по любому из вышеописанных вариантов. Устройства установлены сверху мест прикрепления электрического провода к оконцевателям подвесных изоляторов, а оконцеватели пропущены через отверстия устройств, выполненные сверху средних частей устройств.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение защиты птиц от поражения электрическим током и защиты электроустановки и ее частей от повреждения вследствие жизнедеятельности птиц с помощью птицезащитного устройства, имеющего более простой способ монтажа и существенно снижающего вероятность таких событий без агрессивного воздействия на птиц и повышающее надежность работы линий электропередач.

Это достигнуто благодаря вырезу или увеличенному отверстию в боковой стенке и конечному результату, заключающемуся в том, что птицы не могут сесть на провод вблизи изолятора из-за кожуха, т.к. они могут либо сесть на диэлектрический кожух, либо не могут сеть на него вообще из-за выступов. Вследствие этого даже если птица будет касаться головой или крыльями элементов электроустановки с потенциалом, отличающимся от потенциала провода, через нее не сможет пройти электрический ток, поскольку птица не будет касаться провода.

Другим результатом является сохранение возможности смывания дождями изоляционного тела подвесного изолятора, снабженного защитным устройством в соответствии с настоящим изобретением, в отличие от защитной пластины из уровня техники, располагающейся над изолятором. Это обеспечивает возможность снижения загрязнения изоляционного тела подвесного изолятора, что снижает вероятность образования аварийных или нештатных ситуаций на линиях электропередачи.

Краткий перечень чертежей

На фиг.1 представлено птицезащитное устройство с вырезом.

На фиг.2 представлено птицезащитное устройство с отверстием.

На фиг.3 представлено птицезащитное устройство с вырезом и заслонкой.

На фиг.4 представлено птицезащитное устройство с вырезом и продольными выступами.

На фиг.5 представлено птицезащитное устройство с вырезом сбоку и отверстием сверху.

На фиг.6 представлено птицезащитное устройство с отверстием сбоку и сверху.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показано птицезащитное устройство для защиты линии электропередачи, имеющей в своем составе опоры с подвесными изоляторами, содержащими верхние и нижние оконцеватели, от электрического замыкания, между оконцевателями изоляторов и/или соединяемых с изолятором элементов электроустановок и/или прикрепляемых к нижним оконцевателям изоляторов с помощью элементов крепления проводов птицами и/или продуктами их жизнедеятельности. Устройство предназначено (в том числе) для защиты птиц от поражения электрическим напряжением, имеющим свое происхождение в разности электрических потенциалов защищаемых элементов, которых могут касаться птицы или продукты их жизнедеятельности. Устройство представляет собой изготовленный из диэлектрика продолговатый кожух, выполненный с обеспечением размещения в нем части прикрепляемого к изолятору провода и/или, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору.

Размещение провода или элемента крепления может обеспечиваться П-образной или Ո-образной формой поперечного сечения кожуха, то есть кожух является полым внутри и в него может быть помещен провод (его часть), а также элемента крепления провода к изолятору (например, его часть) или часть оконцевателя (или все это вместе). В результате размещения в кожухе провод и/или элемент крепления оказываются закрыты от прямого доступа к ним с трех или четырех сторон. Кожух может быть выполнен открытым снизу для обеспечения беспрепятственной установки на защищаемых элементах, а также для обеспечения возможности осмотра состояния элемента крепления провода и самого провода снизу. Вертикальные стенки предпочтительно имеют увеличенную высоту для того, чтобы птица при охвате кожуха лапой не могла коснуться провода.

Как показано на фигурах, кожух состоит из средней части 1 и двух продолговатых частей 2. Кожух содержит в боковой стенке средней части 1 вырез 3 (фиг. 1) или отверстие 4 (фиг. 2), обеспечивающее возможность размещения в вырезе или отверстии (пропускания через него) оконцевателя (в частности, нижнего) изолятора и/или, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору. То есть, при установке кожуха на проводе оконцеватель изолятора пропускается (проходит) через вырез или отверстие, и поскольку кожух предназначен для закрывания провода и/или элемента крепления, с которым соединен оконцеватель изолятора, находящегося снаружи кожуха, оконцеватель (или часть элемента крепления) так и остается в отверстии или вырезе кожуха после установки.

Для обеспечения возможности размещения оконцевателя изолятора в вырезе или отверстии кожуха, вырез или отверстие должны иметь размеры и форму, обеспечивающие возможность размещения в нем (пропускания или прохода через него) оконцевателя и/или части элемента крепления. В целом отверстие представляет собой замкнутый вырез и, таким образом, может считаться в некоторых вариантах частным случаем выреза. Вырез предпочтительно не замкнут и доходит до самой нижней кромки кожуха, в этом случае упрощается установка кожуха на провод с соединительным элементом, прикрепленные к оконцевателю.

Выполнение отверстия в боковой стенке средней части предпочтительнее отверстия сверху потому, что боковая стенка находится под наклоном и, вследствие этого, отверстие в ней будет длиннее, чем в верхней горизонтальной поверхности. Длинное отверстие упрощает ввод оконцеваетеля в отверстие, поскольку площадь отверстия больше и в него проще попасть. Выполнение в боковой стенке средней части 1 выреза 3 (фиг. 1) предпочтительнее отверстия 4 (фиг. 2) потому, что в вырез можно завести оконцеватель без разбора соединения оконцевателя с проводом с помощью соединительного элемента. Для помещения оконцевателя в отверстие требуется сначала ввести в отверстие свободный конец оконцевателя, и только затем прикрепить оконцеватель к соединительному элементу и проводу.

Однако вырез 3, в отличие от отверстия 4, открывает не только оконцеватель, но и соединительный элемент, что может быть вредно с точки зрения его загрязнения. Для предотвращения загрязнения соединительного элемента и провода при одновременном сохранении возможности установки кожуха на прикрепленный к оконцевателю соединительный элемент с проводом, вырез 4 может быть снабжен крышкой или заслонкой. Крышка или заслонка может быть отдельным элементом, прикрепляемым к кожуху в месте выреза, или может быть выполнена в виде дверцы 5, как это показано на фиг. 3. Заслонка 5 в виде дверцы может быть выполнена из того же материала, что и средняя часть кожуха и держаться с одной стороны за счет отсутствия разреза или с помощью крепежных элементов. Заслонка 5 может закрепляться в закрытом положении с помощью стяжек, клипс, выступов или других крепежных элементов (также как и любая крышка или заслонка). Например, стяжка может проходить через отверстия 6 на фиг. 3 и сближать дверцу 5 с остальной средней частью 1 в месте выреза 3.

Для усиления защиты кожух может быть оснащен элементами, делающими непривлекательной посадку птиц на него. Кожух может иметь шипообразные выступы в верхней части, расстояние между вершинами которых предпочтительно не более высоты выступов. На кожухе, показанном на фиг. 4, предусмотрено по одному продолговатому выступу 7 на продольных частях 2 с каждой стороны средней части 1 или может быть предусмотрено по несколько продолговатых выступов, соответственно, выполненных преимущественно в верхней части. Выступы могут быть заостренными и располагаться как с одной, так и с обоих сторон от средней части.

Вырез 3 или отверстие 4 в боковой поверхности средней части могут быть соединены с отверстием сверху средней части 1, как это показано на фиг. 5 и 6. Такой вырез 3 на фиг. 5 также позволяет устанавливать кожух на провод с соединительным элементом, прикрепленными к оконцевателю, размещая при этом оконцеватель в отверстии сверху средней части 1. Отверстие 4 в боковой стенке на фиг. 6 упрощает ввод оконцевателя в кожух, так как площадь получившегося отверстия больше, чем только у отверстия сверху или сбоку.

Средняя часть кожуха может содержать наклонный участок боковой стенки, в котором выполнено отверстие или вырез для пропускания оконцевателя изолятора и/или, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору. Наклон участка боковой стенки может составлять от 1° до 89° или от 5° до 85° или от 10° до 80° или от 15° до 75° или от 20° до 70° или от 25° до 65° или от 30° до 60° или от 35° до 55° или от 40° до 50° относительно вертикального направления (то есть направления, проходящего через изолятор и его оконцеватели).

Боковая стенка средней части кожуха может иметь горизонтальный участок (перпендикулярный вертикальному направлению), в котором выполнено отверстие или вырез для пропускания оконцевателя изолятора и/или, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору.

В показанном на фиг.1 варианте кожух в средней части 1 выполнен с расширением для размещения в нем, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору, который в поперечном сечении обычно имеет большие размеры, чем провод или оконцеватель.

В показанном на фиг.1 варианте осуществления устройство выполнено неразъемным. В этом случае для установки кожуха на место эксплуатации может быть предусмотрен, по крайней мере, один разрез в средней его части, через который в отверстие кожуха может быть заведен, например, оконцеватель изолятора. В других вариантах устройство может быть выполнено разъемным и состоять из двух, трех или более частей. На чертежах для обозначения одних и тех же элементов используются одинаковые номера позиций.

Для предохранения от электрического перекрытия по струе помета птиц кратчайшее расстояние по воздуху от нижнего края кожуха до провода или элемента крепления изолятора к проводу в миллиметрах преимущественно составляет величину не менее 1,5×U, где U - напряжение на проводе в кВ. Кратчайшее расстояние по воздуху от нижнего края кожуха до провода или элемента крепления изолятора к проводу в миллиметрах, установленное экспериментально, составляет величину не менее A=1,5×U, где U - напряжение на проводе в кВ, а коэффициент 1,5 имеет размерность мм/кВ.

Для улучшения гибкости кожух может иметь по несколько гофр с одной или с каждой стороны от средней части, содержащей отверстие, выполненное сверху. Длина устройства предпочтительно составляет от 1000 мм до 3000 мм. Кожух может быть выполнен из эластичного материала, например из кремнийорганической резины, или из неэластичного материала, например из полиэтилена.

Отверстие или вырез в средней части кожуха, предназначенное для продевания в кожух нижнего оконцевателя изолятора, является, одновременно, фиксирующим элементом кожуха в горизонтальном направлении вдоль провода. В вертикальном направлении кожух фиксируется на проводе собственным весом и/или элементами фиксации. Устройство может быть выполнено с возможностью фиксации с помощью пластиковых хомутов-стяжек, закрепляемых с обеих сторон от средней части и охватывающих кожух вместе с проводом. Кроме того, кожух в нижней части может содержать отверстия, обеспечивающие возможность пропускания через них элементов фиксации, такие как хомуты, стяжки, проволока, болты и/или винты и др.

Устройство также может быть снабжено элементами фиксации на проводе и/или изоляторе и/или элементе крепления провода к изолятору. Элементы фиксации могут быть выполнены в виде упоров, размещенных с внутренней стороны кожуха и препятствующих соскальзыванию кожуха с провода. Элементы фиксации могут быть выполнены в нижней части кожуха в виде выступов с расширением или утолщением на конце, обеспечивающих возможность стягивания их между собой хомутами-стяжками. Кроме того, элементы фиксации могут быть выполнены в нижней части кожуха в виде сочленяемых выступов с расширением или утолщением на конце, причем в нижней части устройства выполнены отверстия с размером меньшим, чем размер расширения или утолщения выступа. Элементы фиксации могут быть выполнены заодно с кожухом, т.е. монолитно, либо быть присоединяемыми элементами.

Устройства защиты линии электропередачи устанавливаются сверху мест прикрепления электрического провода к оконцевателям подвесных изоляторов, а оконцеватели пропущены через отверстия устройств (размещены в отверстиях), выполненные в средних частях устройств. Линия электропередачи обычно состоит из опор с траверсами, подвесных изоляторов, прикрепленных одним оконцевателем к траверсам опор, и, по меньшей мере, одного электрического провода, прикрепленного к другим оконцевателям подвесных изоляторов. Даже если птица и может сесть на линию электропередачи, в частности на провод, защищенный кожухом, то при ее касании элемента опоры поражение электрическим током произойти не сможет, так как кожух выполнен из диэлектрического материала и предотвращает протекание тока через птицу.

Вышеописанные варианты осуществления не предназначены для ограничения объема охраны, даны в целях описания и могут комбинироваться между собой.

Птицезащитное устройство, представляющее собой изготовленный из диэлектрика продолговатый кожух, выполненный с обеспечением размещения в нем части прикрепляемого к изолятору провода и/или по меньшей мере части элемента крепления провода к изолятору, причем в боковой стенке средней части кожуха выполнено отверстие или вырез для размещения оконцевателя изолятора и/или по меньшей мере части элемента крепления провода к изолятору. Изобретение обеспечивает защиту от короткого замыкания верхнего и нижнего оконцевателей подвесного изолятора. 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Птицезащитное устройство, представляющее собой изготовленный из диэлектрика продолговатый кожух, выполненный с обеспечением размещения в нем части прикрепляемого к изолятору провода и/или по меньшей мере части элемента крепления провода к изолятору, причем в боковой стенке средней части кожуха выполнено отверстие или вырез для размещения оконцевателя изолятора и/или по меньшей мере части элемента крепления провода к изолятору.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средняя часть кожуха содержит наклонный участок боковой стенки, в котором выполнено отверстие или вырез для пропускания оконцевателя изолятора и/или по меньшей мере части элемента крепления провода к изолятору.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что наклон участка боковой стенки составляет от 1 до 89°, или от 5 до 85°, или от 10 до 80°, или от 15 до 75°, или от 20 до 70°, или от 25 до 65°, или от 30 до 60°, или от 35 до 55°, или от 40 до 50° относительно вертикального направления.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковая стенка средней части кожуха имеет заслонку, выполненную с возможностью закрывания части выреза.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство открыто снизу.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средняя часть выполнена с расширением.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено неразъемным.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит по крайней мере один разрез в средней его части.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено разъемным и состоит из двух частей.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено разъемным и состоит из трех или более частей.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кратчайшее расстояние по воздуху от нижнего края кожуха до провода или элемента крепления изолятора к проводу в миллиметрах составляет величину не менее 1,5×U, где U - напряжение на проводе в кВ.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кожух имеет как минимум одну гофру с каждой стороны от средней части.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имеет длину от 1000 до 3000 мм.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено из эластичного материала.

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено из неэластичного материала.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижней части содержит отверстия, обеспечивающие возможность пропускания через них элементов фиксации, таких как хомуты, стяжки, проволока, болты и/или винты.

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено элементами фиксации на проводе, и/или изоляторе, и/или элементе крепления провода к изолятору.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что элементы фиксации выполнены в виде упоров, размещенных с внутренней стороны кожуха.