Устройство индикации перекрытия

Область техники
Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована для диагностики состояния изолирующих подвесок воздушной линии электропередачи и электротяговой сети.
Уровень техники
Известен визуальный способ определения состояния изолирующей подвески воздушной линии электропередачи и электротяговых сетей. Недостатками визуального способа являются: во-первых, то, что он требует непосредственного присутствия наблюдателя в месте контроля, во-вторых, практически не реализуем в условиях плохой видимости и, в-третьих, точность способа из-за визуальной оценки принципиально не высока. Визуальный способ практически не применим при возникновении перекрытия фарфоровых и стеклянных изоляторов, в виду отсутствия на них видимых изменений.
Известен тепловизионный способ определения состояния изолирующей подвески воздушной линии электропередачи и электротяговых сетей, основанный на измерении степени нагрева поверхности изолятора. Данный способ также требует присутствия наблюдателя в месте контроля, имеет высокую погрешность, зависящую от расстояния до изолятора, температуры и влажности воздуха, скорости ветра, не применим при отыскании поврежденного изолятора после отключения воздушной линии.
Прототипом устройства является устройство индикации пробоя, описанное в изобретении [патент №2620021, МПК G01R 31/12 опубликован 22.05.2017 Бюл. №15].
Задачей предлагаемой полезной модели является диагностика состояния изолирующих подвесок воздушной линии электропередачи и электротяговой сети, в том числе факта перекрытия изолирующей подвески, при любом типе подвески на линиях всех классов напряжений и режимов заземления нейтрали в любую погоду и при любой видимости. Техническим результатом является снижение потока отказов воздушных линий электропередачи по причине повреждения изоляции и снижение времени поиска поврежденной подвески для ее ремонта или замены.
Технический результат в части способа определения состояния подвески решается за счет того, что измеряют величину тока утечки в подвесках изоляторов воздушной линии, полученные данные сравнивают заданными значениями в формирователях пороговых значений тока утечки, полученную информацию направляют в виде сигнала на мобильную сканирующую станцию в реальном времени, которая анализирует информацию и сигнализирует о нахождении изоляторов в рабочем состоянии или в предаварийном состоянии или выявляет поврежденный изолятор после пробоя, т.е. сигнализирует о перекрытии изолирующей подвески, при этом если измеренный ток утечки больше первого порогового значения тока утечки, но меньше второго порогового значения тока утечки, то мобильная сканирующая станция выдает сигнал о нахождении изолятора в предаварийном состоянии, если измеренный ток утечки меньше первого порогового значения тока утечки, то мобильная сканирующая станция выдает сигнал о нахождении изолятора в рабочем состоянии, если измеренный ток утечки больше второго порогового значения тока утечки, то мобильная сканирующая станция выдает сигнал о нахождении изолятора в аварийном или послеаварийном состоянии.
По четвертому варианту реализации устройства, устройство определения состояния изолирующих подвесок содержит устройство индикации пробоя и мобильную сканирующую станцию, причем устройство индикации пробоя снабжено измерителем тока утечки, формирователем второго порогового значения тока утечки, которые подключены к элементу сравнения, элементом памяти, получающим информацию от элемента сравнения о перекрытии изолирующей подвески, когда ток утчеки больше второго порогового значения, радиопередающим устройством, получающим от элемента памяти информацию о случившемся перекрытии изолирующей подвески, от элемента сравнения - информацию о величине тока утечки, когда измеренный ток утечки меньше второго порогового значения, а также информацию об измеренном токе утечки от аналогичных радиопередающих устройств, установленных на смежных опорах воздушной линии, при этом мобильная сканирующая станция снабжена радиопринимающим устроством, получающим сигнал с радиопередающего устройства по каналу радиосвязи о случившемся перекрытии изолирующей подвески и величине тока утечки, мобильная станция снабжена также формирователем первого порогового значения, которые подключены к элементу сравнения, который сравнивает величину тока утечки, полученную с радиопередающего устройства с заданными в формирователе порога первым пороговым значением.
Указанное устройство имеет ряд недостатков:
1. Устройство индикации пробоя устанавливается снизу гирлянды изоляторов со стороны провода, измеряет сумму токов утечки и коронного разряда, совокупность которых сильно зависит от погодных условий и других факторов и усложняет логику задания первого порогового значения.
2. Установка устройства снизу гирлянды изоляторов требует организации мероприятий по обеспечению электромагнитной совместимости устройства с проводом, находящимся под высоким фазным напряжением, а также мероприятий по снижению уровня электромагнитных помех.
3. Устройство не гарантирует срабатывания при прохождении тока короткого замыкания через гирлянду, так как ток короткого замыкания способен проходить в обход сцепной арматуры непосредственно от провода по поверхности нижнего изолятора.
Сущность полезной модели
Поставленной задачей предлагаемого полезной модели является повышение достоверности индикации состояния изолирующих подвесок, обеспечение электромагнитной совместимости устройства с проводом воздушной линии электропередачи и минимизация электромагнитных помех со стороны провода, а также обеспечение гарантированного срабатывания устройства при перекрытии подвески (протекании тока короткого замыкания по поверхности изоляторов). Кроме того, задачами предлагаемого полезной модели являются минимизация загрязнения устройства индикации перекрытия ржавчиной и птичьим пометом и повышения универсальности устройства.
Техническим результатом является снижение потока отказов воздушных линий электропередачи по причине повреждения изоляции и снижение времени поиска поврежденной подвески для ее ремонта и замены.
Поставленная задача достигается тем, что заявленное устройство индикации перекрытия (1) устанавливается на подвеску изоляторов на серьгу между узлом крепления КГП (2) и верхним стеклянным/фарфоровым изолятором или полимерным изолятором (3). Магнитопровод для измерения тока утечки является одновременно механизмом крепления измерителя тока утечки в изолирующей подвеске (4), который имеет два отверстия диаметром 12 и 17 мм под 7-ми и 12-ти тонный ряд линейной сцепной арматуры подвески изоляторов соответственно. Механизм крепления измерителя тока утечки в изолирующей подвеске (4) состоит из двух половин, которые прижимаются к серьге подвески с помощью крепежного винта (5). Одна из половин соединена с цилиндрическим корпусом блока (6), включающего аккумуляторную батарею, солнечную батарею, формирователь второго порогового значения, элемент сравнения, элемент памяти, радиопередающее устройство. Блок (6) опрашивает датчик Холла (7), сравнивает полученную информацию с уставкой формирователя второго порогового значения и высылает по радиоканалу информацию о величине тока утечки или факте перекрытия изоляции. Аккумулятор блока (6) питается от солнечной батареи (8), установленной внутри блока под прозрачным цилиндрическим корпусом, выполненным из стекла или высокопрочного, стойкого к ультрафиолетовому свету пластика. Устройство индикации перекрытия (2) крепится к серьге таким образом, чтобы солнечная батарея (8) была повернута вверх, а блок (6) был повернут в сторону юга, но не находился в створе траверсы опоры.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
Фигура 1 - способ крепления устройства индикации перекрытия на изолирующей подвеске.
Фигура 2 - конструкция устройства индикации перекрытия
На приведенных чертежах приняты следующие обозначения:
Поз. 1 - устройство индикации перекрытия;
Поз. 2 - узел крепления КГП с серьгой;
Поз. 3 - изоляторы;
Поз. 4 - механизм крепления измерителя тока утечки в изолирующей подвеске;
Поз. 5 - блок, включающий аккумуляторную батарею, солнечную батарею, формирователь второго порогового значения, элемент сравнения, элемент памяти, радиопередающее устройство;
Поз. 6 - крепежный винт;
Поз. 7 - измеритель на основе датчика Холла;
Поз. 8 - солнечная батарея.
Осуществление полезной модели
Устройство для индикации перекрытия (1) устанавливается на подвеску изоляторов на серьгу между узлом крепления КГП (2) и верхним стеклянным/фарфоровым изолятором или полимерным изолятором (3). Это позволяет исключить измерение токов, обусловленных коронным разрядом на поверхности изоляторов, обеспечить электромагнитную совместимость устройства с проводом воздушной линии электропередачи и минимизировать электромагнитные помехи со стороны провода, а также обеспечить гарантированное срабатывание устройства при перекрытии подвески (протекании тока короткого замыкания по поверхности изоляторов).
Магнитопровод для измерения тока утечки является одновременно разборным механизмом крепления измерителя тока утечки в изолирующей подвеске (4), который имеет два отверстия диаметром 12 и 17 мм под 7-ми и 12-ти тонный ряд линейной сцепной арматуры подвески изоляторов соответственно, что позволяет применять его в качестве универсального устройства для любого типа вертикальной подвески.
Механизм крепления измерителя тока утечки в изолирующей подвеске (4) состоит из двух половин, которые прижимаются к серьге подвески с помощью крепежного винта (5). Наличие креплений под оба существующих типоразмера серьги для универсальности изделия позволяет надежно крепить устройство и исключать воздействие вибрации.
Одна из половин соединена с цилиндрическим корпусом блока (6), включающего аккумуляторную батарею, солнечную батарею, формирователь второго порогового значения, элемент сравнения, элемент памяти, радиопередающее устройство.
Блок (6) опрашивает датчик Холла (7), сравнивает полученную информацию с уставкой формирователя второго порогового значения и высылает по радиоканалу информацию о величине тока утечки или факте перекрытия изоляции. Аккумулятор блока (6) питается от солнечной батареи (8), установленной внутри блока под прозрачным цилиндрическим корпусом, выполненным из стекла или высокопрочного, стойкого к ультрафиолетовому свету пластика. Выполнение корпуса блока (6) из стекла и пластика без использования острых краев позволяет избежать коронирования на устройстве и обеспечивает хороший радиосигнал. Устройство индикации перекрытия (2) крепится к серьге таким образом, чтобы солнечная батарея (8) была повернута вверх, а блок (6) был повернут в сторону юга, но не находился в створе траверсы опоры. Корпус устройства горизонтально смещен от места сцепки (оси подвески провода), что минимизирует загрязнение ржавчиной и птичьим пометом.