УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ КАБЕЛЬ-ТРОСА ПРИВЯЗНОГО БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2024 года по МПК H01R4/66 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стационарным электрозащитным средствам, обеспечивающим защиту человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении к одной из токоведущих частей, а также вследствие возможных повреждений изоляции, неисправностей электропроводки и электрооборудования.

Известно заземляющее устройство воздушных линий электропередачи с изолированными проводами (см. RU 205255 U1, 06.07.2021). Данное заземляющее устройство представляет собой изготовленный из металлического каната шунт, выполненный в виде гибкого заземляющего проводника, один конец которого присоединен посредством зажимов к закрепляемому на стойке опоры заземляющему спуску. Второй конец проводника присоединен к изолированной нулевой жиле самонесущего изолированного провода посредством прокалывающего зажима без натяжения шунта, обеспечивающего повторное заземление нулевой жилы самонесущего изолированного провода и металлоконструкций стойки опоры линии. Согласно этому техническому решению, на конце проводника, присоединяемого к заземляющему спуску, установлен монтажный оконечный элемент - наконечник с возможностью его снятия с проводника после осуществления монтажа заземляющего устройства на линии электропередачи.

Недостатком этого известного технического решения можно считать низкую надежность, связанную с неконтролируемым расплетанием проводника, выполненного в виде каната, как в процессе подготовки к монтажу, так и во время монтажа, происходящего в сложных условиях работы монтажника на высоте.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятое автором за прототип устройство заземления изолированных воздушных линий электропередачи напряжением до 3 кВ (см. RU 2631859 С1, 27.09.2017). Устройство состоит из шкафа, схемы электрических соединений (три фазы и одна нейтраль), заземлителя, кабельных наконечников, шлейфов, шунта для соединения шкафа с заземлителем и коммутационной аппаратуры (рубильник и ручной привод с рукояткой). Шкаф стационарно закрепляется на стойке опоры изолированной воздушной линии электропередачи посредством узла крепления, До вершины стойки шлейфы крепятся на ней вертикально, а их концы за счет свободных изгибов крепятся к изолированным проводам линии с помощью соединительных и ответвительных зажимов. Заземлитель, связанный шунтом со схемой электрических соединений шкафа, представляет собой электрод, один отрезок которого проходит вдоль закопанной в землю части стойки, а другой отрезок проходит параллельно уровню земли.

К недостаткам этого устройства заземления можно отнести сложность по конструктивному исполнению и технологии изготовления заземлителя.

Техническим результатом данного устройства является упрощение процесса защитного отключения поврежденного участка электрической цепи питания привязного беспилотного летательного аппарата.

Технический результат достигается тем, что устройство защитного отключения кабель-троса привязного беспилотного летательного аппарата содержит схему электрических соединений, включающую, по меньшей мере, три фазы многофазной электрической цепи и одну нейтраль, соединенную непосредственно с заземлителем и коммутационную аппаратуру, введен тороидальный трансформатор тока с встречно намотанными первичными двумя обмотками и одной вторичной обмоткой, коммутационная аппаратура выполнена в виде пускового органа и исполнительного механизма, причем один из фазных проводов многофазной электрической цепи через первый силовой контакт исполнительного механизма, первую первичную обмотку тороидального трансформатора и первую жилу кабель-троса подключен к первой входной клемме преобразователя напряжения, расположенного на раме привязного беспилотного летательного аппарата, вторая входная клемма преобразователя напряжения через вторую жилу кабель-троса, вторую первичную обмотку тороидального трансформатора и второй силовой контакт исполнительного механизма соединена с нейтралью многофазной электрической цепи, вторичная обмотка тороидального трансформатора подключена к входу пускового органа коммутационной аппаратуры, выход пускового органа соединен с входом исполнительного механизма коммутационной аппаратуры.

Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, что на основе использования тороидального трансформатор тока с двумя встречно намотанными первичными обмотками и одной вторичной обмоткой можно произвести оперативное защитное отключение поврежденного участка электрической цепи питания (кабель-троса) привязного летательного беспилотного аппарата.

Наличие в заявляемом способе совокупности перечисленных существующих признаков, позволяет решить задачу защитного отключения поврежденного участка электрической цепи питания посредством тороидального трансформатор тока с двумя встречно намотанными первичными обмотками и одной вторичной обмоткой с желаемым техническим результатом, т.е. упрощением процесса защитного отключения поврежденного участка электрической цепи питания привязного беспилотного летательного аппарата.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трехфазную электрическую схему с заземленной нейтралью 1, тороидальный трансформатор тока 2, пусковой орган 3, исполнительный механизм 4, кабель-трос 5, преобразователь напряжения 6. Кабель-трос осуществляет электрическое питание привязного беспилотного летательного аппарата от наземного источника питания в виде трехфазной электрической схемы.

Предварительно первый фазный провод трехфазной электрической схемы 1, например, через первый силовой контакт исполнительного механизма 4, первую первичную обмотку (начало обмотки) трансформатора тока 2 и первую жилу кабель-троса 5, подключают к первой входной клемме преобразователя напряжения 6. Одновременно с этим вторую входную клемму преобразователя напряжения через вторую жилу кабель-троса, вторую первичную обмотку трансформатора тока и второй силовой контакт исполнительного механизма, подключают к заземленной нейтрали трехфазной электрической схемы. После этого, при замкнутых режимах силовых контактов исполнительного механизма, подают электрическое (фазное напряжение) питание преобразователю напряжения, выходное преобразованное напряжение которого, далее используется для функционирования летательного аппарата и его бортовой аппаратуры в виде нагрузки.

В нормальном режиме (отсутствие повреждений изоляции кабель - торса, неисправности бортовой аппаратуры и электродвигателей беспилотного летательного аппарата и т.п.), по первичным обмоткам трансформатора протекают встречно направленные равные по значению токи нагрузки. Если обозначить ток, протекающий по направлению к нагрузке (преобразователь напряжения), как I₁, а от нагрузки как I₂, то можно записать равенство этих токов: I₁=I₂.

Равные токи во встречно включенных первичных обмотках наводят в магнитном сердечнике трансформатора равные, но векторно встречно направленные магнитные потоки Ф₁ и Ф₂. Результирующий магнитный поток благодаря этому, равен нулю, и как следствие, ток во вторичной обмотке трансформатора также равен нулю. Согласно работе данного устройства пусковой орган 3 находится в этом случае в состоянии покоя.

При прикосновении обслуживающего персонала (оператора) летательного аппарата к кабель-тросе с поврежденной изоляцией (пробой изоляции кабель-троса) или в случае других неисправностей оборудований летательного аппарата, по фазному проводу трехфазной электрической схемы кроме тока нагрузки I₁ протечет дополнительный ток - ток утечки I_у, являющийся разностным током трансформатора. При этом путь тока I_у, в отличие от тока I₁, лежит от конца первичной первой обмотки трансформатора, через тело оператора и далее на землю.

Неравенство токов в первичных обмотках трансформатора (I₁+I_у в фазном проводнике и I₂, равный I₁, в нулевом рабочем проводнике) вызывает небаланс магнитных потоков и, как следствие, возникновение во вторичной обмотке трансформатора тока. Если значение этого тока (наличие тока и его сравнение в пусковом органе) превышает значение тока уставки порогового элемента пускового органа, то последний срабатывает и воздействует на исполнительный механизм. Исполнительный механизм, снабженный силовыми контактами или другими спусковыми механизмами, размыкает электрическую цепь. В результате летательный аппарат обесточивается, т.е. происходит защитное отключение кабель-троса, осуществляющего электрическое питание привязного беспилотного летательного аппарата. Во избежание аварийных посадок и других экстраординарных случаев, аппарат должен быть снабжен запасной аккумуляторной батарей.

Таким образом, в данном техническом решении на основе использования тороидального трансформатора тока с двумя встречно намотанными первичными обмотками и одной вторичной обмоткой, можно обеспечить упрощением процесса защитного отключения поврежденного участка электрической цепи питания (кабель-троса) привязного беспилотного летательного аппарата.

Важным свойством предлагаемого устройства можно считать его способность осуществить защиту от возгорания и пожаров, возникающих на объектах вследствие возможных повреждений изоляции, неисправностей электропроводки и электрооборудования.

Изобретение относится электрозащитным средствам. Технический результат заключается в упрощении процесса защитного отключения поврежденного участка электрической цепи питания привязного беспилотного летательного аппарата. Устройство содержит схему электрических соединений, а также тороидальный трансформатор тока с встречно намотанными первичными двумя обмотками и одной вторичной обмоткой. Коммутационная аппаратура выполнена в виде пускового органа и исполнительного механизма, причем один из фазных проводов многофазной электрической цепи через первый силовой контакт исполнительного механизма, первую первичную обмотку тороидального трансформатора и первую жилу кабель-троса подключен к первой входной клемме преобразователя напряжения. Вторая входная клемма преобразователя напряжения через вторую жилу кабель-троса, вторую первичную обмотку тороидального трансформатора и второй силовой контакт исполнительного механизма соединена с нейтралью многофазной электрической цепи. Вторичная обмотка тороидального трансформатора подключена к входу пускового органа коммутационного аппаратуры. 1 ил.

Устройство защитного отключения кабель-троса привязного беспилотного летательного аппарата, содержащее схему электрических соединений, включающую, по меньшей мере, три фазы многофазной электрической цепи и одну нейтраль, соединенную непосредственно с заземлителем и коммутационную аппаратуру, отличающееся тем, что в него введен тороидальный трансформатор тока с встречно намотанными первичными двумя обмотками и одной вторичной обмоткой, при этом коммутационная аппаратура выполнена в виде пускового органа и исполнительного механизма, причем один из фазных проводов многофазной электрической цепи через первый силовой контакт исполнительного механизма, первую первичную обмотку тороидального трансформатора и первую жилу кабель-троса подключен к первой входной клемме преобразователя напряжения, расположенного на раме привязного беспилотного летательного аппарата, вторая входная клемма преобразователя напряжения через вторую жилу кабель-троса, вторую первичную обмотку тороидального трансформатора и второй силовой контакт исполнительного механизма соединена с нейтралью многофазной электрической цепи, вторичная обмотка тороидального трансформатора подключена к входу пускового органа коммутационной аппаратуры, а выход пускового органа соединен с входом исполнительного механизма коммутационной аппаратуры.