Устройство для обнаружения гололеда на воздушных линиях электропередачи Советский патент 1984 года по МПК H02G7/16 

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к устройствам для обнаружения гололеда на воздушны линиях электропередачи. Известен датчик наличия гололеда который содержит первичный преобразо ватель в виде двух нанесенных на подложку из диэлектрика электродов, включенных в измерительную цепь. Меж ду электродами заключен слой тонкопористого сорбирующего влагу вещест на, в датчик вмонтирован нагреватель ij . Однако для известного устройства харакаерна недостаточная чувствитель ность и точность определения гололе да, а также невозможность определения скорости нарастания гололеда. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является устройство для обнаружения гололеда, содержащий блок Возможен гололед, датчик начала гололедообразования гигристор, выход которого соединен с первым компаратором, нагревательный элемент, оказывающий тепловое воздействие на гигристор, вход которого через блок управления соединен с первым выходом блока питания, и первый управляющий ключ, входы которого включены между блоком питания и блоком управления, а управляющий вход соединен с выходом блока Возможен гололед 2 . Недостатком этого устройства.явля ется невозможность определения интен сивности нарастания гололеда. Однако для своевременной плавки гололеда на воздушных линиях электропередач необходима информация об интенсивности нарастания гололеда, так как, зная интенсивность гололедообразования, можно с определенной точностью знать время до достижения критической величины нагрузки от гололеда которая приводит к авариям на линиях и оптимально выбрать режим и схему плавки гололеда. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем контроля интенсивности гололедообразования. Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок Возможен гололед,датчик начала гололедо образдвания - гигристор, выход кото рого соединен с первым компаратором нагревательный элемент, оказывающий тепловое воздействие на гигристор, вход которого через блок управления соединен с первым выходом блока пит ния, и первый управляющий ключ, входы KOTOpoio включены между блоком питания и блоком управления, а управляющий вход соединен с выходом блока Возможен гололед, дополнител но введены второй управляющий ключ, второй компаратор, к&-триггер, элемент И, блок контроля интенсивности гололедообразования и три реле, при этом выход блока управления соединен с входом нагревательного элемента через размыкающий контакт первого реле, второй выход блока питания через второй управляющий ключ, шунтируемый замыкающим контактом второго реле, обмотку второго реле, блок контроля интенсивности гололедообразования, замыкающий контакт первого реле и размыкающий контакт третьего реле соединен с входом нагревательного элемента, управляющий вход второго управляющего ключа соединен с выходом блока Возможен гололед, вы ход первого компаратора соединен с первым управляющим R-входом RS-триггера, выход ЯЗ-триггера соединен с обмоткой третьего реле и с первым входом элемента И, вход второго компаратора соединен с выходом гигристора, и выход второго компаратора - с вторым входом элемента И, выход которого соединен с обмоткой первого реле.. Блок контроля интенсивности гололедообразования содержит генератор импульсов, счетчик, дешифратор и индикатор, причем выход генератора импульсов через счетчик и дешифратор соединен с входом индикатора. На фиг. 1 показана функциональная блок-схема устройства для обнаружения гололеда; на фиг. 2 - блок-схема блока контроля интенсивности гололедообразования . Устройство содержит (фиг. 1) первый выход блока 1 питания, который через первый управляющий ключ 2, блок 3управления и замыкающий контакт первого реле 4 соединен с входом нагревательного элемента 5. Второй выход блока 1 питания через второй управляющий ключ б, шунтированный замыкающим контактом второго реле 7, обмотку второго реле 7, блок 8. контроля интенсивности гололедообразования, замыкающий контакт первого реле 4и размыкающий контакт третьего реле 9 соединен с входом нагревательного элемента 5. Выход блока Возможен гололед 10 соединен с управляющими входами ключей 2 и б управления. Выход гигристора 11 соединен с входами первого компаратора 12 и второго компаратора 13,. выход первого компаратора 12 соединен с первым управляющим R-входом RS-триггера 14, выход второго компаратора 13 соединен с первым входом элемента И 15, выход элемента И соединен с обмоткой третьего реле 9. Блок 8 контроля интенсивности гололедообразования (фиг. 2) состоит из генератора 16 импульсов, выход которого через счетчик 17 и дешифратор 18 соединен со входом индикатора 19. Устройство работает следующим об разом. При появлении сигнала на выходе блока Возможен гололед 10 срабаты вают ключи 2 и 6 управления, первый управляющий ключ 2 подает питание от блока 1 питания через блок 3 упра ления и размыкающий контакт первого реле 4 на нагревательный элемент 5. Блок 3 управления задает режим рабо ты нагревательного элемента: 5-10 ми .в 1 ч (1 мин - нагрев, 1 мин - охлаждение) . Если на гигристоре 11 образовалис гололедные отложения, то нагревательный элемент 5 тепловым воздействием на гигристор 11 расплавляет их и на поверхности гигристора 11 образуется вода (влажность 100%. Компаратор 12, настроенный на сопротивление, соответствующее влажности 100%, срабатывает и подает сигнал на управляющий R-вход RS-триг гера 14,на выходе которого появляется сигнал. При отсутствии гололедных отложений на гигристоре 11 компаратор 12 не срабатывает, так как влажность меньше 100% (поверхность гигристора защищена от попадания дождя). Сигнал на выходе RS-триггера 14 подает питание на обмотку первого реле 4 и удерживается до тех пор, пока RS-триггер 14 не будет переключен подачей импульса на второй управляющий выход. Размыкающий контакт первого реле 4 разрывает цепь питания нагреватель ного элемента 5 от блока 3 управления, а замыкающий контакт первого реле 4 подает питание на нагреватель ный элемент 5 от второго выхода блока 1 питания через управляющий ключ 6, шунтируемый замыкающим контактом второго реле 7, обмотку второго реле 7, блок 8 контроля интенсивности гололедообразования и размыкающий контакт третьего реле 9. Шунтирование управляющего ключа б необходимо для продления времени нахождения ключа в замкнутом состоянии соответствующего режиму работу блока Возможен гололед 10, - 10 мин в 1 ч, так как подача питания от второго выхода блока питания на нагревательный элемент 5 может быть больше, чем 10 мин и зависит от интенсив ности нарастания гололеда. Нагревательный элемент 5, получая питание непосредственно от блока 1 питания, оказывает тепловое воздейст вие на гигристор 11 и как только влажность на нем достигнет 60% (что соответствует сухому состоянию гигристора, так как во время гололедообразования влажность воздуха близ ка к 100%), срабатывает второй компаратор 13 и подает сигнал на второй вход элемента И 15. , Так как на первом входе элемента И 15 уже есть сигнал от P.s-триггера 14, то на выходе элемента И 15 появляется сигнал и подает питание на обмотку третьего реле 9, размыкающий контакт которого разрывает цепь питания нагревательного элемента 5. На поверхности гигристора 11 продол жается процесс гололедообразования, и когда влажность на гигристоре станет больше чем 60% (так как нагревательный элемент 5 отключен и не оказывает на него теплового воздействия) компаратор 13 закрывается, на выходе элемента И 15 сигнал исчезает. Обмотка третьетО реле 9 обесточивается и размыкающий контакт замыкается, подготавливая цепь к следующему циклу. На этом заканчивается перв;-лй цикл работы устройства. Через час вступает в работу блок Возможен гололед 10 (режим работы блока Возможен гололед - 10 мин работы, 50 мин пауза), и на его выходе появляется сигнал, нагревательный элемент 5 получает питание через цепь замыкающего контакта первого реле 4, так как питание обмотки первого реле 4 удерживается выходным сигналом триггера 14. Нагревательный элемент 5 тепловым воздействием на гигристор 11 расплавляет гололедные отложения, образовавшиеся на его поверхности за 1 ч. При расплавлении всех гололедных отложений на поверхности гигристора 11 и высушивании его до влажности 60%, выходной сигнал элемента И 15 отключает цепь питания нагревательного элемента 5. Блок 8 контроля интенсивности гололедообразования 8 включается в работу в то время, когда нагревательный элемент 5 начинает получать питание через замыкающий контакт первого реле . 4, и прекращает работу, когда размокающий контакт третьего реле 9 отключает нагревательный элемент 5. Блок 8 контроля интенсивности гололедообразования с помощью генератора 16 импульсов через счетчик 17 и дешифратор 18 выдает числовое значение секундных импульсов на индикаторе 19 и замеряет время расплавления гололедных отложений на гигристоре 11, которое прямо пропорционально интенсивности нарастания гололеда. Для визуального наблюдения числового значения интенсивности гололедообразования питание индикатора блока интенсивности гололедообразования 8 продолжается в течение 30 мин после отключения самого блока с помощью реле времени, установленного в блоке 1 питания.

При прекращении гололедообразования RS-триггер 14 перебрасывается в нулевое положение путем подачи импульсов На S-вход триггера, что приводит к обесточиванию первого реле 4. Таким образом происходит лёреключение цепи питания нагревательного

элемента 5 со нторого выхода блока 1 питания через блок 3 управления на первый выход блока 1 питания. Замыкающий контакт отключает блок контроля интенсивности гололедообраэования. При появлении гололедоопасной ситуации процесс повторяется.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ГОЛОЛЕДА НА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ j ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащее блок Возможен гололед, датчик начала гололедообразования - гигристор, выход которого соединен с первым компаратором, нагревательный элемент, оказывающий, тепловое воздействие на гигристор, вход которого через блок управления соединен с первым . выходом блока питания, и первый управляющий ключ, входы которого включены между блоком питания и блоком управления, а управляющий вход соединен с выходом блока Возможен гололед , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем контроля интенсивности гололедообразования, в устройство дополнительно введены второй управляющий ключ, второй компаратор, RS-триггер, элемент И,блок контроля интенсивности гололедобразования и три реле, при этом выход блока управления соединен с входом нагревательного элемента через размыкающий контакт первого реле, второй выход блока питания через второй управляющий ключ, шунтируемый замыкающим контактом второго реле, обмотку второго реле, блок контролй интенсивности гололедообразования, замыкающий контакт первого реле и размыкающий контакт третьего реле соединен с входом нагревательного элемента, управляющий вход второго управляющего ключа сое(Л динен с выходом блока Возможен гололед, выход первого компаратора соединен с первым управляющим R-входом RS-триггера, выход RS-триггера соединен с обмоткой третьего реле и с первым входом элемента И, вход второго компаратора соединен с выходом гигристора, а выход второго компаратора - с вторым входом элемента И, выход которого соединен с обмоткой первогореле. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что контIFI роля интенсивности :гололедообразоваiJHH содержит генератор импульсов, :л счетчик, дешифратор и индикатор, причем выход генератора импульсов через to счетчик и дешифратор соединен с входом индикатора.

ил

JZ

/3

Фиг.1