ПТИЦЕЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ПОДВЕСНЫМИ ИЗОЛЯТОРАМИ И ЛИНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, СНАБЖЕННАЯ ТАКИМИ УСТРОЙСТВАМИ
BIRD GUARD FOR POWER TRANSMISSION LINES WITH SUSPENDED INSULATORS AND POWER TRANSMISSION LINE EQUIPPED WITH SUCH GUARDS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройствам для защиты элементов оборудования, предназначенного для осуществления электропередачи, в частности для защиты линий электропередач.
Уровень техники
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 оконцевателями, 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 изолятором 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.
В наибольшей степени эта проблема касается подвесных изоляторов, у которых длина изоляционного тела от одного оконцевателя до другого имеет размеры, соизмеримые с высотой положения головы или крыла птицы в момент ее нахождения на проводе, подвешенном с помощью изолятора, а также в момент посадки или взлета с него. При одновременном касании лапами птицы (или крылом) токоведущей части электроустановки, например провода, подвешенного с помощью изолятора, и крылом или головой, например клювом, заземленной части электроустановки или элемента крепления, происходит короткое замыкание через птицу и, как следствие, ее гибель и возможное отключение и повреждение электроустановки. Также распространенной проблемой является короткое замыкание по струе помета крупной птицы, располагающейся на частях электроустановки над изолятором.
Существующие, на сегодняшний день, птицезащитные устройства для подвесных изоляторов имеют ряд недостатков. Например, акустические отпугиватели дороги и отпугивают птиц только некоторых видов. Защитная пластина, представленная в патенте CN 201717071, располагающаяся сверху вертикально расположенного изолятора, не позволяет птице, находящейся на проводе, касаться верхних крепежных элементов изолятора или заземленных элементов электроустановки и защищает изолятор от попадания помета на изоляционный элемент. Однако такая защитная пластина, также предотвращает возможность смывания и очистки естественных загрязнений изолятора дождями, что важно для предупреждения излишнего загрязнения изолятора, которое может способствовать перекрытию изолятора по воздуху электрической дугой между токонесущими и заземленными частями электроустановки. Кроме того, птицы по-прежнему могут садиться на электрические провода, тем самым создавая опасность электрического замыкания.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в предоставлении такого устройства, которое обеспечивает защиту птиц, садящихся на провод, закрепленный с помощью подвесного изолятора, от поражения электрическим током и защиту электроустановки, содержащей в своем составе подвесной электрический изолятор, рядом с которым могут осуществлять посадку птицы на подвешиваемые части электроустановки, от повреждения ее частей или существенно снижает вероятность таких событий без нанесения птицам повреждений самим устройством, т.е. имеющего неагрессивный характер воздействия на птиц и, одновременно, защищающее короткого замыкания по струе помета крупной птицы. Одновременно решается задача обеспечения возможности смывания дождями загрязнений с изоляционного тела подвесного изолятора, снабженного защитным устройством в соответствии с настоящим изобретением, с целью обеспечения возможности снижения естественного загрязнения изоляционного тела подвесного изолятора. Кроме того, дополнительной задачей является исключение для птиц возможности садиться на провода.
Задача настоящего изобретения решается с помощью устройства для защиты линии электропередачи, имеющей в своем составе опоры с подвесными изоляторами, содержащими верхние и нижние оконцеватели, от электрического замыкания, между оконцевателями изоляторов и/или соединяемых с изолятором элементов электроустановок и/или прикрепляемых к изоляторам с помощью элементов крепления проводов птицами и/или продуктами их жизнедеятельности. Подразумевается, что у защищаемых элементов наблюдается разность электрических потенциалов, которая может быть перекрыта птицами или продуктами их жизнедеятельности. Устройство представляет собой изготовленный из диэлектрика продолговатый кожух, выполненный с обеспечением размещения в нем части прикрепляемого к изолятору провода и/или, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору, причем кожух выполнен открытым снизу и содержит сверху в средней части отверстие, обеспечивающее возможность пропускания через него нижнего оконцевателя изолятора и/или, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору.
В предпочтительном варианте кожух в средней части выполнен с расширением для размещения в нем, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору, который в поперечном сечении обычно имеет большие размеры, чем провод или оконцеватель.
В одном из вариантов осуществления устройство выполнено неразъемным, то есть в виде монолитного кожуха или кожуха, собранного из нескольких элементов, но без возможности их отделения друг от друга, что может быть обеспечено, например, сваркой или некоторыми видами клеевых соединений. В случае неразъемного кожуха для его установки на место эксплуатации может быть предусмотрен, по крайней мере, один разрез в средней его части между верхним отверстием и открытой частью кожуха, через который в отверстие кожуха может быть заведен, например, оконцеватель изолятора. В других вариантах устройство может быть выполнено разъемным и состоять из двух, трех или более частей.
Для предохранения от электрического перекрытия по струе помета птиц кратчайшее расстояние по воздуху от нижнего края кожуха до провода или элемента крепления изолятора к проводу в миллиметрах преимущественно составляет величину не менее 1,5×U, где U - напряжение на проводе в кВ.
Используемый при вычислении длины в миллиметрах коэффициент 1,5, полученный экспериментально, имеет размерность мм/кВ.
Для усиления защиты кожух может быть оснащен элементами, делающими непривлекательной посадку птиц на него. Кожух может иметь шипообразные выступы в верхней части, расстояние между вершинами которых предпочтительно не более высоты выступов. Кроме того, на кожухе может быть предусмотрен один или более продолговатый выступ, выполненный преимущественно в верхней части. Выступы могут быть заостренными и располагаться как с одной, так и с обоих сторон от средней части. Для увеличения гибкости кожух может иметь одну или более гофр с одной или с каждой стороны от средней части, содержащей отверстие, выполненное сверху.
Длина устройства предпочтительно составляет от 1000 мм до 3000 мм. Поскольку кожух имеет продолговатую форму и предназначен для установки на провод, то длина определяется в направлении вдоль вмещаемого провода.
Кожух может быть выполнен из эластичного материала, например, из кремнийорганической резины, или из неэластичного материала, например, из полиэтилена.
Отверстие в верхней части кожуха, предназначенное для продевания в кожух нижнего оконцевателя изолятора, является, одновременно, фиксирующим элементом кожуха в горизонтальном направлении вдоль провода. В вертикальном направлении кожух фиксируется на проводе элементами фиксации. Устройство может быть выполнено с возможностью фиксации с помощью пластиковых хомутов-стяжек, закрепляемых с обеих сторон от средней части и охватывающих кожух вместе с проводом. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления кожух в нижней части содержит отверстия, обеспечивающие возможность пропускания через них элементов фиксации, такие как хомуты, стяжки, проволока, болты и/или винты и др.
В одном из вариантов устройство снабжено элементами фиксации на проводе и/или изоляторе и/или элементе крепления провода к изолятору. Элементы фиксации могут быть выполнены в виде упоров, размещенных с внутренней стороны кожуха и препятствующих соскальзыванию кожуха с провода. Элементы фиксации могут быть выполнены в нижней части кожуха в виде выступов с расширением или утолщением на конце, обеспечивающих возможность стягивания их между собой хомутами-стяжками. Кроме того, элементы фиксации могут быть выполнены в нижней части кожуха в виде сочленяемых выступов с расширением или утолщением на конце, причем в нижней части устройства выполнены отверстия с размером меньшим, чем размер расширения или утолщения выступа. Элементы фиксации могут быть выполнены заодно с кожухом, т.е. монолитно, либо быть присоединяемыми элементами.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью линии электропередачи, состоящей из опор, подвесных изоляторов, содержащих оконцеватели и изоляционное тело и прикрепленных одним оконцевателем к опорам, и, по меньшей мере, одного электрического провода, прикрепленного к другим оконцевателям подвесных изоляторов. Отличительным признаком настоящего изобретения является то, что линия электропередачи содержит в своем составе устройства для защиты линии электропередачи по любому из вышеописанных вариантов. Устройства установлены сверху мест прикрепления электрического провода к оконцевателям подвесных изоляторов, а оконцеватели пропущены через отверстия устройств, выполненные сверху средних частей устройств.
Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение защиты птиц от поражения электрическим током и защиты электроустановки и ее частей от повреждения вследствие жизнедеятельности птиц, то есть устройство, согласно настоящего изобретения, существенно снижает вероятность таких событий без агрессивного воздействия на птиц и повышает надежность работы линий электропередач.
Это достигнуто благодаря результату, заключающемуся в том, что птицы не могут сесть на провод вблизи изолятора из-за кожуха, т.к. они могут либо сесть на диэлектрический кожух, либо не могут сеть на него вообще из-за выступов. Вследствие этого даже если птица будет касаться головой или крыльями элементов электроустановки с потенциалом, отличающимся от потенциала провода, через нее не сможет пройти электрический ток, поскольку птица не будет касаться провода.
Другим результатом является сохранение возможности смывания дождями изоляционного тела подвесного изолятора, снабженного защитным устройством в соответствии с настоящим изобретением, в отличие от защитной пластины из уровня техники, располагающейся над изолятором. Это обеспечивает возможность снижения загрязнения изоляционного тела подвесного изолятора, что снижает вероятность образования аварийных или нештатных ситуаций на линиях электропередачи.
Краткий перечень чертежей
На фиг.1 представлен защитный кожух.
На фиг.2 показан защитный кожух, в средней части которого имеется разрез, для облегчения монтажа кожуха на изолятор.
На фиг.3 показан защитный кожух, выполненный из двух частей.
На фиг.4 показана одна часть защитного кожуха, выполненного из двух разъемных частей.
На фиг.5 представлен защитный кожух, выполненный из трех частей.
На фиг.6 представлен защитный кожух, имеющий гофры на частях кожуха, закрывающих провод.
На фиг.7 представлен защитный кожух, имеющий шипообразные выступы на частях кожуха, закрывающих провод.
На фиг.8 представлен защитный кожух, имеющий по одному заостренному продолговатому выступу на каждой стороне от расширения в средней части.
На фиг.9 представлен защитный кожух, имеющий несколько заостренных продолговатых выступов на каждой стороне от расширения в средней части кожуха, для придания большей гибкости кожуху.
На фиг.10 показан вариант крепления кожуха на проводе хомутами-стяжками, зафиксированными вокруг кожухов-каналов.
На фиг.11 показан вариант фиксации кожуха на проводе хомутами-стяжками, продетыми в специальные отверстия в нижней части кожуха
На фиг.12 представлен защитный кожух, имеющий выступы на внутренней части кожуха, фиксирующие кожух.
На фиг.13 представлен вид снизу защитного кожуха, имеющего выступы на внутренней части кожуха, фиксирующие кожух на проводе.
На фиг.14 представлена часть линии электропередачи, снабженная защитным кожухом.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показано устройство для защиты линии электропередачи, имеющей в своем составе опоры с подвесными изоляторами, содержащими верхние и нижние оконцеватели, от электрического замыкания, между оконцевателями изоляторов и/или соединяемых с изолятором элементов электроустановок и/или прикрепляемых к нижним оконцевателям изоляторов с помощью элементов крепления проводов птицами и/или продуктами их жизнедеятельности. Устройство предназначено (в том числе) для защиты птиц от поражения электрическим напряжением, имеющим свое происхождение в разности электрических потенциалов защищаемых элементов, которых могут касаться птицы или продукты их жизнедеятельности. Устройство представляет собой изготовленный из диэлектрика продолговатый кожух 1, выполненный с обеспечением размещения в нем части прикрепляемого к изолятору провода и/или, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору. Размещение провода или элемента крепления обеспечивается П-образной или П-образной формой поперечного сечения кожуха. В результате размещения в кожухе провод или элемент крепления оказываются закрыты от прямого доступа к ним с трех сторон. Кожух выполнен открытым снизу для обеспечения беспрепятственной установки на защищаемых элементах. Вертикальные стенки предпочтительно имеют увеличенную высоту для того, чтобы птица при охвате кожуха лапой не могла коснуться провода. Кроме того, кожух содержит сверху в средней части 2 отверстие 3, обеспечивающее возможность пропускания через него нижнего оконцевателя изолятора и/или, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору.
В показанном на фиг.1 варианте кожух в средней части 2 выполнен с расширением для размещения в нем, по меньшей мере, части элемента крепления провода к изолятору, который в поперечном сечении обычно имеет большие размеры, чем провод или оконцеватель.
В показанном на фиг.1 варианте осуществления устройство выполнено неразъемным. В этом случае для установки кожуха на место эксплуатации может быть предусмотрен показанный на фиг.2, по крайней мере, один разрез 4 в средней его части 2 между верхним отверстием 3 и открытой частью кожуха, через который в отверстие кожуха может быть заведен, например, оконцеватель изолятора. В других вариантах, показанных на фиг.3-5, устройство может быть выполнено разъемным и состоять из двух, трех или более частей. На чертежах для обозначения одних и тех же элементов используются одинаковые номера позиций.
Для предохранения от электрического перекрытия по струе помета птиц кратчайшее расстояние по воздуху от нижнего края кожуха до провода или элемента крепления изолятора к проводу в миллиметрах преимущественно составляет величину не менее 1,5×U, где U - напряжение на проводе в кВ. Кратчайшее расстояние по воздуху от нижнего края кожуха до провода или элемента крепления изолятора к проводу в миллиметрах, установленное экспериментально, составляет величину не менее A=1,5×U, где U - напряжение на проводе в кВ, а коэффициент 1,5 имеет размерность мм/кВ.
Для усиления защиты кожух может быть оснащен элементами, делающими непривлекательной посадку птиц на него. Кожух на фиг.7 имеет шипообразные выступы 11 в верхней части, расстояние между вершинами которых предпочтительно не более высоты выступов. На кожухах, показанных на фиг.8 и 9, предусмотрены по одному продолговатому выступу 12 с каждой стороны средней части или по несколько продолговатых выступов 13, соответственно, выполненных преимущественно в верхней части. Выступы могут быть заостренными и располагаться как с одной, так и с обоих сторон от средней части.
Для улучшения гибкости кожух, показанный на фиг.6, имеет по несколько гофр 10 с одной или с каждой стороны от средней части, содержащей отверстие, выполненное сверху.
Длина устройства предпочтительно составляет от 1000 мм до 3000 мм. Кожух может быть выполнен из эластичного материала, например из кремнийорганической резины, или из неэластичного материала, например из полиэтилена.
Отверстие в верхней части кожуха, предназначенное для продевания в кожух нижнего оконцевателя изолятора, является, одновременно, фиксирующим элементом кожуха в горизонтальном направлении вдоль провода. В вертикальном направлении кожух фиксируется на проводе элементами фиксации. Устройство может быть выполнено с возможностью фиксации с помощью пластиковых хомутов-стяжек 15, закрепляемых с обеих сторон от средней части и охватывающих кожух вместе с проводом, как это показано на фиг.10. Кроме того, в показанном на фиг.11 варианте кожух в нижней части содержит отверстия 16, обеспечивающие возможность пропускания через них элементов фиксации, такие как хомуты, стяжки 15, проволока, болты и/или винты и др.
Устройство также может быть снабжено элементами фиксации на проводе и/или изоляторе и/или элементе крепления провода к изолятору. Элементы фиксации могут быть выполнены в виде упоров 20, размещенных с внутренней стороны кожуха и препятствующих соскальзыванию кожуха с провода, как это показано на фиг.12 и 13. Элементы фиксации могут быть выполнены в нижней части кожуха в виде выступов с расширением или утолщением на конце, обеспечивающих возможность стягивания их между собой хомутами-стяжками. Кроме того, элементы фиксации могут быть выполнены в нижней части кожуха в виде сочленяемых выступов с расширением или утолщением на конце, причем в нижней части устройства выполнены отверстия с размером меньшим, чем размер расширения или утолщения выступа. Элементы фиксации могут быть выполнены заодно с кожухом, т.е. монолитно, либо быть присоединяемыми элементами.
Как показано на фиг.14, устройства защиты линии электропередачи устанавливаются сверху мест прикрепления электрического провода 21 к оконцевателям 22 подвесных изоляторов 23, а оконцеватели 22 пропущены через отверстия устройств 1, выполненные сверху средних частей устройств. Линия электропередачи обычно состоит из опор с траверсами 24, подвесных изоляторов 23, прикрепленных одним оконцевателем 25 к траверсам опор 24, и, по меньшей мере, одного электрического провода 21, прикрепленного к другим оконцевателям 22 подвесных изоляторов 23. Как видно из фиг.14, даже если птица 26 и может сесть на линию электропередачи, в частности на провод 21, защищенный кожухом 1, то при ее касании элемента 24 опоры поражение электрическим током произойти не сможет, так как кожух 1 выполнен из диэлектрического материала и предотвращает протекание тока через птицу.