УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ГОЛОЛЕДА С ПРОВОДА ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
DEVICE FOR ICE REMOVAL FROM POWER TRANSMISSION LINE WIRE

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для удаления гололеда с проводов воздушных линий электропередач.
Известно устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач (RU 2470434 от 20.12.2012, Бюл. 35), которое содержит корпус, выполненный с возможностью установки его на провод. Также оно снабжено средствами передвижения и удаления льда. Средство передвижения выполнено в виде камеры, заполненной карбидом кальция с возможностью обеспечения контакта с увлажненным льдом, находящимся на проводе. Для уменьшения сил трения между элементами устройства и обледеневшим проводом создается газовая смазка за счет ацетилена, которая образуется при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой. Для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена поджигающим устройством, установленным в задней части устройства. При удалении льда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена.
Недостатком данного устройства является его низкая эффективность из-за высокой теплоемкости льда, что требует значительного времени для его расплавления, а его работа не гарантирует полного удаления гололеда с провода линии электропередач.
Задачей заявленного изобретения является повышение эффективности удаления гололеда с провода линии электропередач.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, состоит в увеличении производительности работы устройства и повышении качества удаления гололеда.
Существенные признаки, характеризующие изобретение.
Ограничительные: Устройство для удаления гололеда с провода линии электропередач, содержащее корпус, выполненный с возможностью его установки на провод, снабженный средствами передвижения и удаления льда, средство передвижения выполнено в виде контейнера, заполненного карбидом кальция и обеспечивающего его контакт с увлажненным льдом провода, для создания силы передвижения устройства используется реактивная сила, возникающая от воспламенения ацетилена, образующегося при химической реакции в результате взаимодействия карбида с водой, а для удаления гололеда с провода используется теплота, выделяемая в результате химической реакции и горения ацетилена, для воспламенения которого в задней части корпуса установлено поджигающее устройство.
Отличительные: За камерой сгорания установлено рабочее колесо турбины с закрепленной на нем фрезой, при этом колесо турбины жестко соединено с корпусом устройства, который выполнен несимметричным, т.е. имеющим дисбаланс относительно его оси вращения, поджигающее устройство с пороховым зарядом установлено в камере сгорания, расположенной перед колесом турбины, в опорах устройства установлены пьезоэлементы, которые при помощи токопроводов соединены с подпружиненными нагревающими элементами, установленными в передней части устройства.
Изобретение реализуется следующим образом.
Устройство перед началом его работы заправляют карбидом кальция в измельченном виде в расположенный внутри устройства контейнер с эластичными боковыми и проницаемыми для вещества днищевыми стенками. Для инициирования процесса расплавления верхней поверхности гололеда, т.е. образования на нем слоя воды, перед колесом турбины установлено поджигающее устройство, выполненное в виде запальной свечи и расположенное в пороховом заряде, равномерно уложенном по периметру камеры сгорания. Воспламенение поджигающего устройства приведет к выделению пороховых газов, которые благодаря колесу турбины вызовут ее вращение относительно провода и, соответственно, устройства с подпружиненными нагревающими элементами, расположенными в передней части устройства. Выделяющаяся за счет подпружиненности элементов, т.е. сил трения, теплота расплавит верхний слой гололеда намерзшегося на проводе. Образовавшаяся вода через проницаемое дно заднего контейнера вступит в химическую реакцию с карбидом кальция, в результате которой начнут выделяться теплота и ацетилен. Благодаря установленному в носовой части уплотняющему устройству, выполненному в виде раскрывающейся диафрагмы (например, по принципу раскрывающегося зонта) с подпружиненными пластинками, что позволит отслеживать неровности поверхности гололеда, ацетилен будет собираться в камере сгорания, расположенной перед колесом турбины, где при помощи поджигающего устройства в виде запальной свечи его воспламеняют. В результате этого в камере сгорания возникнет область высокого давления, под действием которой продукты сгорания, образовавшиеся вода и фрагменты разрушенного гололеда устремятся в область пониженного давления. Часть энергии этого потока приведет к возникновению реактивной силы, необходимой для передвижения устройства по проводу, а часть - затратится на вращение рабочего колеса турбины внутри корпуса устройства с установленной на ней фрезой, предназначенной для разрушения оставшегося на проводе льда. Рабочее колесо турбины жестко соединено с корпусом устройства, т.е. турбина и фреза будут вращаться совместно с корпусом, который выполняют несимметричным, т.е. имеющим дисбаланс относительно его оси вращения. Это приведет к появлению поперечных колебаний корпуса устройства и, как следствие, к возникновению изгибных колебаний участка обледеневшего провода как в пределах, так и за пределами длины корпуса устройства, и появлению центробежных сил инерции в толще льда. Вращение турбины с достаточными оборотами вызовет в намерзшем льду трещинообразование, способствующее частичному отделению фрагментов льда, что повысит эффективность работы фрезы. В опорах устройства, выполненных в виде подпружиненных роликов, установлены пьезоэлементы, которые при помощи токопроводов соединены с нагревающими элементами, установленными в передней части устройства. Вибрация, неизбежно возникающая при его несбалансированном вращении, вызовет колебания опор и, соответственно, генерацию электрического тока, что, в свою очередь, приведет к разогреву нагревающих элементов и расплавлению верхних слоев льда, намерзшегося на проводе. Для обеспечения устойчивого положения устройства относительно провода, т.е. исключения непосредственного контакта фрезы с проводом, в задней части корпуса устройства установлены два ряда подпружиненных роликов, способных вращаться не только вокруг своих осей вращения, но и поворачиваться вокруг осей, перпендикулярных их осям вращения. Это обеспечит беспрепятственное перемещение роликов как при вращении устройства вокруг провода, так и при его поступательном движении вдоль него. Для остановки устройства на нем установлены концевики, обеспечивающие срабатывание механического тормоза. Торможение вызовет выработку всего объема воды в заднем контейнере, что приведет к прекращению химической реакции, т.е. выделению ацетилена, и вращению устройства.
Изобретение поясняется графически, где: на фиг.1 показано продольное сечение устройства; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1; на фиг. 3 - сечение по Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1.
Устройство 1 заправляют карбидом кальция в контейнер 2, после этого его устанавливают на провод 3. Контейнер имеет эластичные боковые стенки 4 и проницаемые днищевые стенки 5 (фиг.1). Перед колесом турбины 6 установлено поджигающее устройство 7, расположенное в пороховом заряде 8. Образовавшаяся вода через проницаемое дно 5 контейнера 2 вступит в химическую реакцию с карбидом кальция. Благодаря уплотняющему устройству 9 выделяющийся ацетилен будет собираться в камере сгорания 10, где при помощи запальной свечи 7 его воспламеняют. Образовавшиеся продукты сгорания, вода и фрагменты разрушенного гололеда 11 устремятся в область пониженного давления 12 (фиг.1). Рабочее колесо турбины 6, жестко соединенное с корпусом 1 и с установленной на нем фрезой 13, начнет вращаться (фиг.1, 3, 4). В задней части корпуса устройства 1 установлены два ряда подпружиненных роликов 14 (фиг.1, 2). Ролики 14 способны вращаться вокруг своих осей 15 и поворачиваться вокруг осей 16, перпендикулярных осям 15 (фиг.1, 2). Нагревающие элементы 17 при помощи токопроводов 18 соединены с пьезоэлементами 19 (фиг.1, 2). Концевики для срабатывания механического тормоза на чертежах не показаны. Несимметричность корпуса увеличит эффективность удаления гололеда 7.