Антиприсадочное устройство

Настоящая полезная модель относится к электроэнергетике, а именно к устройствам, исключающим возможности посадки и гнездования птиц на траверсах опор воздушных линий электропередачи, а также для защиты подвесных изоляторов от загрязнения продуктами жизнедеятельности птиц и самих птиц от поражения электрическим током на воздушных линиях 35 - 750 кВ.
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 оконцеватели, 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 изоляторами 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.
С течением времени, происходит постепенное накопление загрязнений изоляционного элемента пометом птиц располагающихся на частях электроустановки над изолятором, например, на траверсе опоры линии электропередачи, которое может привести к перекрытию изолятора по воздуху электрической дугой. Также, распространенной проблемой является короткое замыкание по струе помета крупной птицы, располагающейся на частях электроустановки над изолятором.
На основании Постановления правительства Российской Федерации от 13.08.1996 №997 п. 34 «Линии электропередачи, опоры и изоляторы должны оснащаться специальными птицезащитными устройствами, в том числе препятствующими птицам устраивать гнездовья в местах, допускающих прикосновение птиц к токонесущим проводам. Запрещается использование в качестве специальных птицезащитных устройств неизолированных металлических конструкций».
Известно устройство для предотвращения посадки птиц на опоры воздушных линий электропередачи, содержащее отпугивающие элементы, выполненные в виде пучка упругих стержней, жестко закрепленных на траверсах опор. Устройство снабжено двумя втулками, отрезками гибкого троса и ступенчатым стержнем. Упругие стержни выполнены из полимерных материалов или в виде металлических проволок опрессованных с одного конца, а с другого растянуты веером и выполнены с загибом относительно продольных осей металлических проволок (см. патент РФ № 2393603, МПК H02G 1/02 (2006.01), 2010 г.).
Данное техническое решение сложно по своей конструкции. Кроме того, птицы стремятся сесть на устройство, что приводит к их ранениям и даже гибели при этом.
Известно антиприсадочное устройство, состоящее из Антиприсадочного элемента и узла крепления. антиприсадный элемент выполнен в виде изготовленной из полимерного материала крышки с овальными закруглениями в ее нижней части. Антиприсадный элемент может быть выполнен в виде крышки, к закруглениям овальной формы которой прикреплено дополнительное дно, при этом на внешнюю поверхность крышки частично нанесена контрастно выделяющаяся на фоне поверхности крышки штриховка.
Узел крепления состоит из стержня, на один конец которого насажена вышеупомянутая крышка, а на другом закреплена П-образная струбцина с болтами, обеспечивающая крепление устройства к траверсам опор воздушных линий электропередачи.
В качестве полимерного материала крышки используется атмосферостойкий пластик оранжевого или серого цвета, обеспечивающий стойкость к ультрафиолетовому излучению с гарантией 40 лет и атмосферным осадкам, отсутствие деформаций и работоспособность в температурном диапазоне от -60°С до +50°С (см. патент РФ №2622884, МПК H02G 7/00 (2006.01), 2017).
Известно антиприсадочное устройство, предназначенное для защиты гирлянд изоляторов воздушных линий электропередачи напряжением 6-1150 кВ, а также для защиты птиц от негативного воздействия самих воздушных линий электропередачи, установленное на траверсе, или на других элементах опоры, или на гирлянде изоляторов, или в непосредственной близости от гирлянды изоляторов над ней. Устройство состоит из по меньшей мере одного антиприсадочного элемента и узла крепления. Антиприсадный элемент выполнен в виде состоящей по меньшей мере из одной детали тонкостенной оболочки с вершиной в точке и основанием в виде эллипса, или окружности, или многоугольника или в виде комбинации вышеназванных фигур, образованной вращением кривой, представляющей из себя горизонтальный или наклонный отрезок или часть окружности или комбинацию вышеназванных фигур у вершины, переходящих в участок гиперболы, или параболы, или прямой линии или комбинации вышеуказанных элементов вокруг основания. Размер основания антиприсадочного элемента в горизонтальной плоскости выбирается в диапазоне от 50 до 2500 мм, высота H1 Антиприсадочного элемента - от 50 до 1500 мм, радиус R сферической части оболочки Антиприсадочного элемента - от 10 до 20000 мм, а высота Н2 всего устройства над траверсой опоры - от 100 до 2000 мм.
Тонкостенная оболочка антиприсадочного элемента изготовлена из полимерного материала. Узел крепления выполнен регулируемым по высоте, позволяющим установить антиприсадный элемент на траверсе, других элементах опоры, гирлянде изоляторов и в непосредственной близости от гирлянды изоляторов над ней (см. патент РФ №2673456, МПК H02G 1/02 (2006.01), 2018 г.). Данное решение принято за прототип.
Общим недостатком устройств является то, что антиприсадный элемент не имеет достаточной жесткости, что может привести к его выворачиванию при аномальных погодных условиях.
Техническая проблема, решаемая полезной моделью, заключается в расширении арсенала средств защиты подвесного электрического изолятора, в том числе подвесных гирлянд изоляторов, от загрязнения продуктами жизнедеятельности птиц, и предотвращения повреждения антиприсадочного элемента при аномальных погодных условиях.
Поставленная задача достигается тем, что в антиприсадочном устройстве, содержащем антиприсадный элемент в виде оболочки с вершиной и основанием и узла крепления на опоре, согласно полезной модели антиприсадочный элемент имеет форму волнообразной гладкой поверхности, в которой выпуклые и вогнутые рельефы расположены радиально с увеличением рельефа от вершины к основанию.
Радиальные рельефы антиприсадочного элемента, как выпуклые, так и вогнутые, имеют в поперечном сечении форму дуги окружности.
В верхней части устройства закреплен травмобезопасный отпугивающий элемент в виде направленного вверх стержня, заканчивающегося утолщением в верхней части.
Антиприсадочный элемент изготовлен из диэлектрического твердого материала.
Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в выполнении устройством своей функции по защите подвесного электрического изолятора, в том числе подвесных гирлянд изоляторов, от загрязнения продуктами жизнедеятельности птиц. Выполнение антиприсадочного элемента, имеющего форму волнообразной гладкой поверхности, в которой чередующиеся выпуклые и вогнутые рельефы расположены радиально с увеличением рельефа от вершины к основанию, позволяет повысить прочность и жесткость антиприсадочного элемента, так как увеличение жесткости волнообразной поверхности происходит в силу геометрических соотношений (увеличение моментов сопротивления и инерции сечений) и обеспечить предотвращение повреждения антиприсадочного элемента при аномальных погодных условиях.
Гладкая поверхность антиприсадочного элемента позволяет избежать травмирование птиц. Наличие травмобезопасного отпугивающего элемента в виде направленного вверх стержня, заканчивающегося утолщением в верхней части, дополнительно повышает степень безопасности устройства для птиц.
Диэлектрический твердый материал обеспечивает сохранение изоляционных свойств изоляторов, на которые устанавливается антиприсадочное устройство.
Фиг.1 - общий вид устройства;
Фиг.2 - крепление устройства над изолятором.
Заявляемое Антиприсадочное устройство состоит из антиприсадочного элемента 1, изготовленного из диэлектрического твердого материала, и узла крепления 2.
Диэлектрический твердый материал включает: полимерные композиции, пластики, стеклопластики, композитные материалы и т.д. (см.https://msel.ru/articles/tverdy-e-e-lektroizolyatsionny-e-materialy/; http://dppc.ru/data/attachments/library/tema10-tverdye-dilektriki-28496.pdf ), что обеспечивает сохранение изоляционных свойств изоляторов на которые он устанавливается, и обеспечивает отсутствие радиопомех.
Антиприсадочный элемент 1 имеет форму волнообразной гладкой поверхности, в которой чередующиеся выпуклые 3 и вогнутые 4 рельефы расположены радиально с увеличением рельефа от вершины 5 к основанию 6.
Радиальные рельефы, как выпуклые 3, так и вогнутые 4 имеют в поперечном сечении форму дуги окружности с изменяющимся радиусом R.
Они обеспечивают сохранение геометрии антиприсадочного элемента, при этом общая масса устройства возрастает незначительно.
Поскольку радиальные рельефы выполнены по всей длине радиуса и принимают на себя основную нагрузку, антиприсадочный элемент становится менее подверженным деформации - прогиба, перекоса или сминания при сильных ветровых нагрузках.
Чем больше радиальных рельефов 3, 4 имеет антиприсадочный элемент, тем эффективнее будет защита от деформаций.
Повышение прочности и жесткости антиприсадочного элемента за счет волнообразного поперечного сечения его поверхности происходит в силу геометрических соотношений (увеличение моментов сопротивления и инерции сечений).
В верхней части устройства закреплен травмобезопасный отпугивающий элемент 7, выполненный в виде направленного вверх стержня, заканчивающегося утолщением 8 в верхней части.
Устройство устанавливается на траверсах опор воздушной линии электропередачи над местом крепления гирлянд изоляторов и препятствует посадке птицы на траверсу в зоне его защиты.
Гладкая поверхность антиприсадочного элемента 1 и утолщение 8 в верхней части отпугивающего элемента 8 позволяют избежать травмирование птиц.
Узел крепления 2 устройства состоит из стержня 9, на одном конце которого закреплен антиприсадочный элемент 1, а на другом установлена П-образная струбцина 10 с болтами 11, обеспечивающая крепление антиприсадочного устройства к полке траверс во всем диапазоне применяемых сечений ее уголка. Крепление струбцины возможно как на горизонтальную полку конструкции траверсы, так и на вертикальную.
Волнообразная форма тарелки при установке выпуклой частью устройства над токоведущей жилой позволяет исключить загрязнение не только изоляторов, но так же защитить провод продуктами жизнедеятельности птиц.
Волнообразная форма дополнительно позволяет огибать выступающие элементы траверс, благодаря чему возможна установка устройство максимально близко к точке крепления.
Предлагаемое антиприсадочное устройство за счет оптимального выбора формы и габаритных размеров антиприсадочного элемента 1, а также возможности регулируемого расположения антиприсадочного элемента 1 по высоте перекрывает практически всю защитную зону, ориентированную вдоль траверсы, других элементов опоры, полностью закрывает саму гирлянду изоляторов, а также пространство непосредственно вокруг нее, что исключает не только прикосновение птиц к токоведущим элементам воздушных линий электропередачи, но и гнездование на них, предотвращая таким образом ранение или гибель птиц.
Заявляемое устройство может быть установлено на высоковольтных линиях электропередач с напряжением 35-750Кв.
Проведенные испытания показали, что устройство обладает следующими характреристиками:
- Стойкость к ветровым нагрузкам - до VII района (см.https://angarinfo.ru/publ/vetrovye_nagruzki_i_vetrovye_rajony_po_gorodam_rossii/1-1-0-44) включительно;
- Стойкость к гололёдным нагрузкам - до VII района включительно;
- Срок эксплуатации 40 лет с даты продажи заводом-изготовителем.
Основные преимущества данного устройства:
- безопасность для птиц - изготовлено из диэлектрического материала с гладкой поверхностью не позволяющая птице закрепиться на устройстве и начать вить гнездо;
- выполнено из износостойкого к атмосферным воздействиям материала с большим гарантийным сроком, выдерживая ветровые и гололедные нагрузки в соответствии с требованиями ПУЭ;
- обладает повышенной жесткостью волнообразной поверхности и обеспечивает предотвращение повреждения Антиприсадочного элемента при аномальных погодных условиях;
- не требует дополнительного обслуживания.
Заявленная полезная модель может быть изготовлена на современном технологическом оборудовании из существующих материалов.
Заявленное устройство может быть использовано в электроэнергетике на траверсах опор воздушных линий электропередачи, для защиты подвесных изоляторов от загрязнения продуктами жизнедеятельности птиц и самих птиц от поражения электрическим током на воздушных линиях 35 - 750 кВ.