Устройство для обнаружения и контроля наличия гололеда на воздушных линиях электропередачи Советский патент 1988 года по МПК H02G7/16 

оо оо со со

114

Изобретение относится к злектро- энергетике и может быть использовано в устройствах для обнаружения и контроля наличия гололеда на проводах воздушных линий электропередачи.

Цель изобретения - повьчиение надежности, расширение функциональных возможностей путем определения окончания плавки гололеда и повышение помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для обнаружения и контроля наличия гололеда на воздушных линиях электропередачи; на фиг.2 - функциональная схема блока Возможен гололед ; на фиг.З - свето передатчик; на фиг.4 - оптический датчик; на фиг.З фотоприемиик.

Устройство содержит источник 1 питания, к первому выходу которого подключены последовательно соединенные размыкающие кор{такты 2 первого реле 3 и первый чамыкакиилй ключ 4, а к второму выходу ,- последонате пьно соединенные размыкающее контакты 5 второго реле 6 и второй замыкаю1 Ц1Й ключ 7. Первый 4 и второй 7 замыкаю™ щие ключи связаны с 1,1ходом блока 8 }озможен гололед. БгироГ (llIкaю щий ключ 7 шунтировнн ;ia гыкaч lunми KOi тактами 9 третьего реле 10, а первый замыкаю 1Ц-1Й ключ 4 шунтирован замыкающими контактами 11 четвертого реле - 12. Первый выход f l.noKa I питания через последовательно соединенные размыкающие контакты 2, замь;какпций ключ 4 И третье реле 12 соединены с входом блока 13 управления и входами питания датчика 14 гололела, состоя1цего из последовательно соединенных свето- передатчика 15, чувствительного элемента, выполненного в виде оптического датчика 16, и фото приемника 17. Оптический датчик 16 связан с нагревательным элементом 18, вход которого подключен к выходу блока 13 управления. Выход фотонриемника 17 через первый компаратор 19 связан с первым реле 3. Электрический выход свето- передатчика 15 связан с входом блока 20 контроля интенсивности гололедооб- разования.

Второй выход блока 1 питания через последовательно соединенные размыкающие контакты 5 и второй замыкающий ключ 7 связан с тре-.ьим реле 10, с входами питания ,- толнительно- го светопередатчика 21 и донолнитель-

&8J92

ного фотоприемника 22. Выход дополнительного светопередатчика 21 через дополнительный оптический датчик 23 связан с входом дополнительного фотоприемника 22, выход которого подключен к входу второго компаратора 24 и первому дополнительному входу блока 20 контроля интенсивности гололе-

Q дообразования. Первый выход второго компаратора 24 связан с вторым реле 6, а его второй выход через элемент НЕ 25 - с вторым дoпoлF итeльным входом блока 20 контроля интенсивности

t; гололедообразонания.

БЛОК 8 Возможен гололед содер- жит автономный блок 26 питания, датчик 27 температуры и датчик 28 влажности, связанные с входами элемента

0 И 29, к выходу которого подключен повторитель 30. К выходу последнего подключены пятое реле 31, связанное с первым 4 и вторьм 7 замыкающими ключами, и блок 32 задержки, выход

fi которого связан с реле 33 времени, подключеь1иое своим блок-контактом 34 к автономному блоку 26 питания, Вход пита}шя повторителя 30 подключен к автономному блоку 26 питания

0 размыкаюпдае контакты 35 реле 3j времени.

Светопередатчик 15 содержит моду- лятор на Ra3e таймера 36, выход которого через резистор 37 связан со светодиодом 38 и через диод 39 - с входом блока 20 контроля интенсивное- ти гололедообразования. Дополнительный Светопередатчик 21 аналогичен светопередатчику 15,

Оптическим датчиком 16 является разрыв между передающим 40 и приемным 41 концами волоконных световодов 42, строго ориентированными друг относительно zipyra и жестко закреплен-

5

0

ными на проводе 43 с помощью держателей 44, локализуюЕ(их образование гололедных отложений 45 и обеспечивающих защиту оптического датчика 16 от загрязнения и воздействия прямых солнечных лучей. Между держателями 44 на проводе 43 расположен нагревательный элемент 18.

Дополнительный оптический датчик 23 аналогичен оптическому датчику 16 и устанавливается непосредственно

на проводе воздушной линии электро- передачи в месте, где гололедные отложения максимальны. Возможна также установка на линии через определенные

расстояния nerKOjiiiKHK оптических Дс1 чиков, соединенных последоват( Л1 НО,

Дополннтельньт фотоприемник 2. аналогичен фотонриемнику 17 и содержит фотодиод 46, образующей с резистором 47 управляемый световым гтото- ком делитель, и 4av:TO i рю-избиратель- })ьгй усилитель 48.

Устройство работает С-ледующим образом .

Когда температура и влажность ока- зываются в пределах, характерных для образования гололеднь х отложений на выходе датчика 27 температуры и датчика 28 влажности появляется сигнал I, поступающий на нходы элемента И 29. На выходе последнего появляется l, который через повторитель 30 поступает Нп пятое реле 3 и блок 32 .чадержки. Реле 31 срабатывает, включая зам1)1кающие клкг- чи 4 и 7, При гэтом к первому выходу блока 1 питания через размыкапище контакты 2 первого реле 3, замтлкаю- 1ЦИЙ ключ 4 и обмотку четвертого реле 12 подклк1чаются входы гп1тания свето- пг;редатчика 15, фотоппиемника 17 и вход блока 13 управления, который включает нагревательный элемент 18, а к второму Rhixo;iy блока питания через размыкаю цие контакты 5 второго реле 6 и за..1каю11 яй ключ 7 подключаются третье pe:ie 10 и входы питания дополнительного снетопередатчика 21. и дополнительного фотоприемника 22. Светопередатчик 15 и дополнительный светопере;:л1тчик 21 начинают выраба- тыва ;ь световые импульсы, поступаюи 1 через оптический датчик 16 и дополнительный оптический датчик 23 на вход фотоприемника 17 и дополнительного фотоприемника 22.

Одновременно срабатывают четверто реле 12 и третье реле IQ, шунтируя своими замыкаюгдами контактами 11 и 9 соответствуюсше замыкающие ключи 4 и 7, а также блок 13 управления. Через промежуток времени, достаточны для срабатывания третьего и четвертого реле, на выходе блока 32 задержки появляется сигнал, включающий реле 33 времени. После включения последив го через свои блок-кбнтакты 34 под- ключается к автономному источнику 26 питания и размыкает размыкающие контакты 35, отключая повторитель 30 от автоиомног о блока 26 питания на время срабатывания реле 33 времени

(например, I 4J. При отклн че;)ии пов- торит-е.-и 30 пятое реле 3 выключается, размыкая з ; -1ыкаюише ключи 4 и 7. При отсутствии гололеда на оптическом датчике 16 и дополнительном оптическом датчике 23 световой поток, гтоступя. - чш ; от светопередатчика 15 и дополнительного светопередатчика 21 на нход фотоприем}П1ка 17 и допол- пительпого фотоприемника 22, ослабляется незначительно, что приводит к появлению на выходе фотоприемника 17 и дополнительного фотоприемника 22

5

5 сигнала, достаточного для срабатывания itepHoro 19 и Б 1-орого 24 KOhniapaTO- рон. Срабатывание первого 19 и второ го 24 компараторов приводит к срабатыванию первого 3 и второго 6 реле,

0 размыка гию разм151каю1цих контактов 2 и 5, отключершю третьего реле 12, четвертого реле 10, светопередатчи- ков 15 и 21, фотоприемников 17 и 22 и блока 13 управления от источника 1

5 iniTiiHHH.

При наличии гололеда на оптическом датчике 16 световой поток, поступаю- шли от светопередатчика 15 на вход фотоприемника 17, оказывается сильно

Q ослабленным и сигнал на выходе фото- приемника 17 отсутствует. Случайные световые сигналы, попадающие на вход фотоприемника 17, не могут при- вести к появлению на его выходе сигнала бл;;годаря частотно-избирательному усшп1телю 48, настроенному на частоту следования 1:мпульсср. на выходе светопередатчика 15. После оплавления нагревате- гьным элементом 18 гололедных отложений 45 на выходе фото- приемника 17 появляется сигнал, дос.- таточный для срабатывания первого компаратора 19, что приводит к вклю- чению первого реле 3, размыканию раз-

с мыкающих контактов 2, отключению четвертого реле 12, светопередатчика 15, фотоприемника 17 и нагревательного элемента 18 от источника 1 питания. Величина образовавшихся гололедных

4

отложений может быть определена по времени их оплавления. Эту функцию выполняет блок 20 контроля интенсивности гололедообразования, на вход которого поступают импульсы с элек- трического выхода светопередатчика 15. После выключения реле 33 времени цикл измерения повторяется.

Дополнительные светопередатчик 21, оптический датчик 23 и фотоприемник

0

0

514

22 обеспечивают контроль за плаькой гололеда на проводах ноздутлио | линии электропередачи. По окончании планки на выходе дополнительного фoтoпpиe r ника 22 появляется сигнал, достаточный для срабатывания второго компаратора 24, что приводит к срабатыванию второго реле 6, размыканию его размыкающего контакта 3 и отключению тре- тьег о реле 10, дополнительного свето- передатчика 2I и дополнительного фотоприемника 22 от источника 1 пита ния. Кроме того, информация об окончании плавки с выхода второго компаратора 24 через элемент НЕ 25 посту- пает на второй дополнительный вход блока 20 контроля иитенсивьгости голо- ледообразования. И}{формация о ходе плавки в аналоговой форме поступает с выхода дополнительного ф Отоприемни- ка 22 на первыГ дополнительный вход блока 20 контроля интенсивности голо- ледообразования.

Использование огггического датчика для обнаруткения гололеда позволяет повысить надежность датчика гололеда и всего устройства л 1,елом.

Кроме TOi o, введение дополнитель- ног о датчика гололе/;а, содержащего светопередатчик, фотоприемник и оптический датчик, устанав иваемыр1 непосредственно на проводах возд тнной линии электропередачи, пояяоляет контролировать процесс плавки гололеда и его окончание, что ра мпиряет функциональные возможности устройства, а применение модуляторов сиетово го потока в светопередатчиках и частотно-избирател1;ных усилителей в фотоприемниках позволяет отстроиться от случайных световых сигна. юп, что повьш1ает Их помехоустойчр вость, а также всего устройства.

Формула изобретения

1.Устройство для обнаружения и контроля наличия гололеда на воздушных линиях электропередач, содержащее блок питания с двумя выходами, блок контроля интенсивности гололедо- образования, блок Возможен гололед, связанный с первым и вторым замыкающими ключами, первое и второе реле с размыкаюшЕими контактами, датчик гололеда с чувствительным элементом, связанным с наг ревательным элементом, подключенным к выходу юка управле-

T96

, ВХОД KOTopfjro чергч перпый зам л- каюцяй кчюч связан с перпьм выходом блс1К; . питг.ния, первьп и irropoii компараторы, нмходы которых снязаны еоот- етст.чеино с иерным и нторым реле, а (1Д первого кпмпар- тора связан с выходом датчика гплопеда, и третье реле, с)язаниое с лтор.|м выходом бло

ка 1 итания через CFJOH замык ач шие коп- такть-1, п.фаллельно которым подключен второй заьп,П ;аю1Ш1Й ключ, о т л и - ч а м щ е е с я тем, что, с кс-пью понышения иаде:1-л101---и, оно (.пс

четиертмг- pP-is с Зг1Г-гыкаю1ии .1и. контак- Г ами, Вочможен Г .лоле,; выпол- ffftH ч Huaf генератора коротких улрагЛНКМ ЩХ ,ПВ , ЧуВСТПИ I (-1 Ь(ГЫ . ЭЛЕ

oнт выполнен ь виде оптического

А1,а 1чика, я дат 1ик i . лплед.- ы ПС Льч . ч в виде связаннь.1Х через оптические каналы снетопере:1атчика, оптического датчика и фо-т оприемника, причем п .:хо;1 фочопригмника является вы-

ходом датчиКг гололеда, p.iT-n-iKai Jinne контакт перног О реле ч четнертое репс, иключсны пос. 1едон)Т( Льаю с первым замыкги лщ- м кльг ом, пара. улельио которому : одкли)чены зам1.1каю1иие кон-

такты четвертого реле, их.ол,, гп1тапии .. че тонере датчик а и iJjOTOiipHCMi HKa связаны с лходом Плока уг1ра1 ./и;иия, а электрический Н|,1ход светоперГ Д, ка связан с входом бмока кгнтрГ ЛЯ ип гепсивногти гололе;1ОО(;1азо11Г111ия . 2 .Устройс1Л10 по П.1, о : ri и - ч а ю Г1 е е с и тем, что, с расширения с;)упкциоп,-1Л1Л ых }1чзмо;4,,ц(тс- TCi i путег-: определения ок(7 ча;1Им плав-

ки г ололеда, я него введеги, элемент HF и дополнительные саетопоредатчик и itiOT niin., ;л)яза:ч11ые с помощью до11о;п1ител11ных илтичг-ских кчналов связи через по крайней мере один

дополнительный оптически датчик, устанавливаем ;ii на проводе воздушнои элок тро 1ередачи, б.чок контроля И тенси 1ости годоледообр.:и,1ва,1ия снабжен двумя . нходами, ВХОЩ 1 итания допол 1ительн | х све- топередатч -1ка и ()отоприем 1ика связаны с третьим реле, разм) ;:он- такт вторО1Ч1 реле РКЛЮЧСН последовательно с вторым замыкающим ключом

а выход фотоприемника связан с первым дополнител1 ным входом контроля И)1тепси11иости Г1)ЛоледооГ)разования и с входом второго компарс ТГ ра, выход которого через элемент связан с

Ичобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для отжар окения и контроля наличия гололсца на проводах воздушных линий электропередачи. Цель-повышение надежности, расширение функциональных возможностей путем определения оконг чания плавки гололеда и повьш енис помехоустойчивости. При гололедоопас- ной обстановке блок 8 период 1чески на короткое время замыкает ключи А и 7, шунтированные контактами 11 и 9 реле 12 и 10, подключая к источнику питания 1 светопередатчики 15 и 21, фотоприемники 17 и 22, а также нагреватель 18. По окончании оплавления гололеда между концами световодов оптического датчика 16, закрепленного на проводе, включается реле 3 и размыкает цепь питания. Аналогично работает канал контроля за цлавкой гололеда на проводе линии, на котором установлен оптический датчик 23. Цель достигается использованием оптических датчиков, введением канала контроля за плавкой гололеда, а также модуляцией светового потока светопе-, редатчиков. 3 з.п. фг-ль1, 5 ил. (Л

Фие.2

42

Ч

7

Редактор Н.Бобкова

Составитель В.Топельберг

Техред Л.Олийнык Корректор Н.Король

в

х

г ГЪ.

А 4

t

К 6л оку 20

К блоку/9

Фиг. 5