ИНДИКАТОР ПЕРЕКРЫТИЯ ПОЛИМЕРНОГО ИЗОЛЯТОРА

Полезная модель относится к устройству для считывания и распознавания стандартных полимерных изоляторов и предназначена для крепления к поверхности диэлектрического покрытия изолятора со стороны заземленного оконцевателя или между юбками полимерного изолятора, находящимися со стороны заземленного оконцевателя.
Известен способ распознавания неисправного изолятора (RU 2542674 С1, МПК G06K 9/03, опубл. 20.02.2015 г. Бюл. №5), заключающийся в том, что модернизируют пассивную RFID-метку путем исключения из стандартной схемы RFID-метки токопроводящей линии антенны, расположенной параллельно микросхеме, создают базу данных по контролируемому участку, пикетаж, номер опоры с изоляторами, идентифицируют каждый изолятор путем прикрепления к нему модернизированной пассивной RFID-метки, присваивают индивидуальный код чипу ее микросхемы, а на передвижное транспортное средство устанавливают считыватель, содержащий приемно-передающее устройство и антенну, подсоединяют считыватель к компьютеру с соответствующим программным обеспечением, перемещают транспортное средство по контролируемому участку, непрерывно подают от считывателя через передающее устройство и антенну широкополосный зондирующий сигнал в сторону изоляторов с RFID-метками, принимают антенной и приемным устройством считывателя ответный сигнал от RFID-меток, определяют количество неответивших RFID-меток, обрабатывают результаты с помощью программного обеспечения, определяют местоположение поврежденных изоляторов, полученные данные выводят на монитор компьютера и передают на диспетчерский пункт.
Недостатком известного способа распознавания неисправного изолятора является то, что данный способ описан для всех видов изоляторов, но у каждого изолятора имеются свои особенности конфигурации и способы крепления изолятора к заземленной конструкции. Так, например, полимерный изолятор состоит из стеклопластикового стержня, с двух сторон которого закрепляются оконцеватели, а покрытие выполнено из полимерной композиции, форма покрытия определяется типом изолятора. Кроме того, описано, что модернизируют пассивную RFID-метку путем исключения из стандартной схемы RFID-метки токопроводящей линии антенны - шунтирующего контакта. При этом не описана форма метки, вид применяемой антенны, способ крепления антенны к чипу, каким образом будут создаваться условия контроля состояния полимерного изолятора.
Известно устройство контроля состояния полимерных изоляторов (Патент RU 2688752 С1, МПК G01R 31/08, G06K 19/077, опубл. 22.05.2019, бюл. №15), в котором в качестве индикатора используют RFID-метку, включающую гибкую ламинированную подложку прямоугольной формы, на которой закреплена антенна с геометрической модификацией изгиба плеч диполя в виде меандра, а два вывода антенны присоединены к двум полосам антенного слоя, расположенного в виде полос по краям гибкой ламинированной подложки прямоугольной формы. К изгибам плеч антенны без применения шунтирующего контакта контактными площадками прикреплен чип, причем каждый чип имеет свой индивидуальный код. Основная часть гибкой ламинированной подложки прямоугольной формы прикреплена к оболочке полимерного изолятора нетокопроводящим клеем ближе к заземленной части конструкции полимерного изолятора, а обе полосы антенного слоя прикреплены токопроводящим клеем к электродам полимерных изоляторов. При этом концы полос антенного слоя смыкаются и индикатор принимает форму кольцеобразного электрода. Наличие прохождения тока по чипу свидетельствует о нарушении диэлектрического состояния полимерного изолятора, что фиксируется регистрирующим устройством.
Недостатком данного устройства является то, что данное устройство может работать только в случае, если у изоляторов определенным образом располагаются встроенные электроды, на которые закрепляется метка, что ограничивает возможности изготовления данных изоляторов. При этом внутренние пробои изоляторов происходят достаточно редко по сравнению с поверхностным пробоем или прикрытием изолятора, так как полимерные изоляторы имеют герметичное покрытие, которое защищает стержень и крепежные части оконцевателя.
Внешние факторы, такие как воздействие ультрафиолетового излучения, электромагнитного поля, климатические факторы, загрязнения химического и биологического характера значительно влияют на защитное покрытие.
Известен индикатор поверхностного пробоя полимерного изолятора (Патент RU 209908 U1, МПК G01R 31/08, G06K 9/00, опубл. 23.03.2022, бюл. №9), выбранный в качестве прототипа и состоящий из RFID-метки, включающей гибкую ламинированную подложку прямоугольной формы, на которой закреплена антенна с геометрической модификацией изгиба плеч диполя в виде меандра, а два вывода антенны присоединены к двум полосам антенного слоя, расположенного в виде полос по краям гибкой ламинированной подложки прямоугольной формы. К изгибам плеч антенны контактными площадками прикреплен чип, имеющий свой индивидуальный код. Основная часть гибкой ламинированной подложки прямоугольной формы прикреплена к оболочке полимерного изолятора, ближе к заземленной части конструкции полимерного изолятора, при этом концы полос антенного слоя смыкаются и индикатор принимает форму кольцеобразного электрода. Наличие прохождения тока по чипу свидетельствует о нарушении диэлектрического состояния полимерного изолятора, что фиксируется регистрирующим устройством. Полосы антенного слоя соединены между собой токопроводящей шунтирующей полосой, находящейся с краю ламинированной подложки, при этом одна полоса антенного слоя соединена с заземленным оконцевателем проводником, а вторая полоса антенного слоя зафиксирована на поверхности изолятора съемным кольцеобразным электродом, состоящим из двух частей, скрепленных между собой, причем внутренний диаметр кольцеобразного электрода равен диаметру стержня изолятора, покрытого защитной оболочкой, а внешний диаметр кольцеобразного электрода составляет не менее 10 мм.
Недостатком известного индикатора поверхностного пробоя полимерного изолятора является то, что индикатор нельзя применять для стандартных полимерных изоляторов. Для установки индикатора требуется специально изготовленный полимерный изолятор со встроенным проводником, дополнительно требуется устанавливать съемный кольцеобразный электрод, то есть требуется вмешательство в конструкцию полимерного изолятора.
Техническая задача полезной модели заключается в создании индикатора перекрытия для крепления к поверхности диэлектрического покрытия изолятора со стороны оконцевателя или между юбками полимерного изолятора, имеющего возможность многократного применения.
Технический результат - увеличение срока эксплуатации изолятора за счет уменьшения его повреждений при перекрытии.
Для решения технической задачи и достижения технического результата в индикаторе перекрытия полимерного изолятора, состоящем из RFID-метки с гибкой ламинированной подложкой прямоугольной формы, на которой закреплена антенна с геометрической модификацией изгиба плеч диполя в виде меандра, а два вывода антенны присоединены к двум полосам антенного слоя, расположенного в виде полос по краям гибкой ламинированной подложки прямоугольной формы, при этом полосы антенного слоя соединены между собой токопроводящей шунтирующей полосой, к изгибам плеч антенны контактными площадками прикреплен чип, имеющий свой индивидуальный код, отличающийся тем, что для возможности многократного применения индикаторов на изоляторе место расположения антенны и чипа изолировано электроизоляционной пленкой, покрытой клеевым слоем, а ширина индикатора равна межреберному расстоянию и, в зависимости от модификации изолятора, составляет 20-100 мм.
Сущность полезной модели поясняется фигурами.
На фиг. 1 представлен индикатор перекрытия полимерного изолятора; на фиг. 2 - послойная структура индикатора перекрытия; на фиг. 3 изображен полимерный изолятор с индикатором перекрытия, установленным со стороны заземленного оконцевателя; на фиг. 4 - полимерный изолятор с индикатором перекрытия, установленным между юбками изолятора, находящимися со стороны заземленного оконцевателя.
Индикатор перекрытия полимерного изолятора 10 предназначен для крепления к поверхности диэлектрического покрытия изолятора со стороны заземленного оконцевателя 11 (фиг. 3) и/или между юбками 12 полимерного изолятора, находящимися со стороны заземленного оконцевателя (фиг. 4). Индикатор перекрытия (фиг. 1) состоит из RFID-метки с гибкой подложкой 1 прямоугольной формы с ламинированным покрытием 2 (фиг. 2). На гибкой подложке 1 (фиг. 1) закреплена дипольная антенна 3 с геометрической модификацией изгиба плеч диполя в виде меандра, а два вывода антенны 3 присоединены к двум полосам антенного слоя 4, расположенных на двух параллельных краях гибкой ламинированной подложки 1. Две полосы антенного слоя 4 соединены между собой токопроводящей шунтирующей полосой 5. К антенне 3 прикреплен чип 6 с уникальным индивидуальным кодом. Для возможности многократного применения индикаторов на изоляторе место расположения антенны 3 и чипа 6 изолировано электроизоляционной пленкой 7 (фиг. 2), располагающейся между двумя полосами антенного слоя 4 (фиг. 1). На электроизоляционную пленку 7 нанесен клеевой слой 8 (фиг. 2), который покрыт защитной пленкой 9. При креплении индикатора перекрытия на поверхность полимерного изолятора защитную пленку 9 необходимо снять. Полосы 4-5 антенного слоя (фиг. 1) прикреплены к поверхности диэлектрического покрытия изолятора со стороны заземленного оконцевателя 11 (фиг. 3) или между юбками 12 полимерного изолятора (фиг. 4). Количество юбок 12 и расстояний между юбками определяется длиной пути тока утечки, в связи с чем разработаны разные модификации полимерных изоляторов: с различными диаметрами юбок и разными расстояниями между юбками (межреберными расстояниями). Расположение индикатора 10 со стороны заземленного оконцевателя позволяет надежно выявлять перекрытие изолятора считывающим устройством за счет прохождение через индикатор тока пробоя.
Благодаря тому, что ширина индикатора равна межреберному расстоянию (расстоянию между юбками 12) полимерного изолятора и, в зависимости от модификации изолятора, составляет 20-100 мм, индикатор 10 располагается по всей площади межреберного расстояния полимерного изолятора (фиг. 4), при этом сохраняется индикатор от случайных загибов. Расположение индикатора перекрытия 10 под верхней юбкой изолятора (фиг. 4) защищает индикатор от внешних воздействующих факторов при вертикальном подвесе изолятора на линии электропередачи. Кроме этого, само ламинированное покрытие 2 (фиг. 2) защищает индикатор перекрытия 10 (фиг. 3-4) от влияния внешних факторов: осадков, температуры окружающей среды, ветровых нагрузок, ультрафиолетовых лучей, поверхностных загрязнений. Электроизоляционная пленка 7 (фиг. 2) служит для изоляции индикатора перекрытия от влияния вихревых токов, создаваемых в оконцевателе 11 (фиг. 3-4) под действием электромагнитного поля, защищает поверхность изолятора от теплового и электрического воздействия при пробое чипа 6 в случае перекрытия изолятора, что увеличивает срок службы изолятора и гарантирует его надежную работу.
При монтаже индикатор 10 прикрепляют на поверхность оконцевателя 11 полимерного изолятора (фиг. 3) и/или между юбками 12 полимерного изолятора (фиг. 4). Благодаря гибкой структуре индикатора 10, последний легко принимает форму заземленного оконцевателя 11 и/или форму поверхности изолятора между юбками 12, находящимися со стороны заземленного оконцевателя. Полосы 4 антенного слоя (фиг. 1) индикатора 10 прижимают плотно к поверхности полимерного изолятора (фиг. 3-4), при этом концы полос антенного слоя 4 смыкаются, по его поверхности внахлест.
Крепление индикатора 10 осуществляют клеевым слоем 8 (фиг. 2), который удерживает индикатор 10 (фиг. 3-4) на полимерном изоляторе. При хранении клеевой слой 8 индикатора покрыт защитной пленкой 9 (фиг. 2), которую снимают при монтаже индикатора 10 на полимерный изолятор 9 (фиг. 3-4). Кольцеобразная форма собранного индикатора перекрытия выравнивает напряженность электрического поля полимерного изолятора, что снижает вероятность появления дорожек и треков на поверхности полимерного изолятора и повышает надежность его работы.
При перекрытии изоляторов создается разность потенциалов и через индикатор 10 начинает проходить электрический ток. По величине тока проходящего по токопроводящей шунтирующей полосе 5 (фиг. 1) определяют диэлектрическое состояние полимерного изолятора путем регистрации считывающим устройством сигнала индикатора перекрытия. Чип 6, установленный на индикаторе, имеет индивидуальный код, с помощью которого данные изолятора вносят в базу данных и сохраняют для анализа работы оборудования. Можно изменять сечение токопроводящей шунтирующей полосы 5, отсекая ее по всей длине, тем самым уменьшая сечение в зависимости от задаваемого тока уставки.
При прохождении тока, превышающего заданный ток уставки и при перекрытии изолятора, индикатор срабатывает - RFID-метка перегорает и не отвечает на сигналы считывателя, что фиксируется считывающим устройством. Благодаря электроизоляционной пленке 7 индикатора перекрытия, (фиг. 2), защитное покрытие изолятора не деформируется при срабатывании индикатора, это увеличивает срок службы изолятора. Электроизоляционная пленка 7 (фиг. 2) позволяет увеличить дальность регистрации индикатора считывающим устройством.
Маркировка полимерного изолятора по индивидуальному неповторяющемуся номеру чипа 6 (фиг. 1-2) позволит автоматизировано осуществлять контроль состояния полимерного изолятора на протяжении всего жизненного цикла, вводить технические и эксплуатационные данные изолятора в базу программно-аппаратного комплекса.
Для удобства определения фаз индикатор перекрытия можно окрашивать в общепринятые цвета, например: желтый, зеленый, красный соответствуют фазам А, В и С, а для постоянного тока красный - положительный полюс, а синий - отрицательный. Это поможет определить фазу в случае транспозиции проводов, снизит вероятность технологических ошибок, связанных с неверным присоединением фаз к электроустановке, обеспечит надежность и безопасность.
Крепление индикатора осуществляется без дополнительных средств, благодаря клеевому слою и гибкой форме индикатора перекрытия, без вмешательства в конструкцию полимерного изолятора - быстро, легко и надежно.
Индикатор перекрытия полимерного изолятора удобен в монтаже, индивидуальный код позволяет маркировать изолятор и вводить технические и эксплуатационные данные изолятора в базу программно-аппаратного комплекса. Применение индикатора благодаря конструктивному исполнению, выявит прохождение поверхностного тока, увеличит срок эксплуатации изоляторов, обеспечит надежную работу системы электроснабжения.