Устройство отбора электрической энергии от воздушных линий электропередачи

Область техники.
Полезная модель относится к области основных элементов электрического оборудования, а точнее к емкостным делителям напряжения, и может быть использована для электропитания потребителей электрической энергии, удаленных от стационарных источников электроэнергии низкого напряжения.
Предшествующий уровень техники.
Известен емкостный делитель напряжения, содержащий последовательно включенные конденсатор связи, соединенный одной обкладкой с питающей шиной и образующий высоковольтное плечо делителя, и конденсатор отбора мощности, образующий низковольтное плечо делителя и имеющий заземляемую обкладку (см. книгу A.M.Дымков, В.М.Кибель, Ю.В.Тишенин. Трансформаторы напряжения.- М.: Энергия, 1975, с. 81-89). Конденсатор отбора мощности, питающий электромагнитную приставку, предназначенную для подключения измерительных приборов и устройств релейной защиты и автоматики, находится под напряжением несколько киловольт.
Недостатками известного делителя являются: необходимость контактного подключения к первичной электросети; требование значительных емкостей конденсаторов; высокая стоимость высоковольтных конденсаторов.
Известно устройство отбора электрической энергии от воздушных линий электропередачи (ВЛЭП), содержащее линейную часть с опорно-крепежным устройством, преобразующе-стабилизирующий блок, измерительно-контрольный блок, устройство заземления и блок подключения потребителей электрической энергии, при этом линейная часть выполнена с возможностью регулирования ее длины (см. патент РФ на полезную модель № 133968, МПК H01F21/04, опубл. 27.10.2013 г.). Линейная часть устройства может быть реализована в виде молниезащитного троса с возможностью регулирования путем последовательного соединения участков троса перемычками, либо в виде специального проводника с возможностью регулирования путем последовательного присоединения дополнительного проводника.
Недостатки известного устройства следующие: требуется линейная часть, занимающая три промежуточных пролета и более для отбора мощности от 30 Вт и более, которая с большей вероятностью подвержена гололедно-ветровым нагрузкам, авариям, связанным со схлестыванием проводов, усложняет монтаж и ремонт устройства; высокая стоимость линейной части, выполненной проводом, занимающим несколько пролетов. При выполнении линейной части в виде молниезащитного троса требуется его разземление, что ограничивает область применения устройства; при выполнении линейной части в виде молниезащитного троса требуется защита от грозовых перенапряжений на устройство отбора, что усложняет устройство и повышает его себестоимость.
Наиболее близким по технической сущности к предложенной полезной модели  является известное устройство отбора электрической энергии от ВЛЭП, содержащее линейную часть с опорно-крепежным устройством, преобразующе-стабилизирующий блок, измерительно-контрольный блок, устройство заземления и блок подключения потребителей электрической энергии, при этом  линейная часть выполнена в виде провода, располагаемого параллельно воздушной линии электропередачи, а регулирование значения потенциала, наведенного на линейной части, осуществляется за счет регулирования расстояния до воздушной линии электропередачи (см. патент РФ на полезную модель № 74240, МПК H01F21/04, опубл. 20.06.2008 г.).
Недостатки известного устройства следующие: требуется линейная часть, занимающая три промежуточных пролета и более для отбора мощности от 30 Вт и более, которая с большей вероятностью подвержена гололедно-ветровым нагрузкам, авариям, связанным со схлестыванием проводов, усложняет монтаж и ремонт устройства; высокая стоимость линейной части, выполненной проводом, занимающим несколько пролетов.
Раскрытие полезной модели.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение надежности работы устройства, снижение числа аварий на ВЛЭП, вызванных устройством, упрощение монтажа и ремонта устройства, а также снижение  себестоимости устройства.
Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является уменьшение длины участка ВЛЭП, занимаемого устройством отбора электроэнергии, за счет введения антенны и увеличения активной площади ее поверхности на единицу длины.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройство отбора электрической энергии от ВЛЭП, содержащее преобразующе-стабилизирующий блок, заземляющее устройство, выводы для подключения электроприемников, согласно полезной модели, введена антенна с линейной арматурой, выполненная в виде многожильного кабеля, проводники которого подключены параллельно, при этом антенна подключена к преобразующе-стабилизирующему блоку, подключенному к заземляющему устройству и выводам для подключения электроприемников.
Целесообразно, чтобы дополнительно введенная антенна с линейной арматурой была выполнена в виде тонкостенной металлической трубы диаметром, превышающим диаметр фазных проводов в 3-10 раз.
Введение антенны устройства в виде многожильного кабеля, проводники которого соединены параллельно, позволяет увеличить активную площадь поверхности антенны на единицу ее длины и значительно сократить общую длину антенны по сравнению с линейной частью, выполненной проводом, занимающим несколько пролетов.
Введение антенны устройства в виде тонкостенной металлической трубы диаметром, превышающим диаметр фазных проводников в 3-10 раз, также позволяет увеличить активную площадь поверхности антенны на единицу ее длины и значительно сократить общую длину антенны по сравнению с линейной частью, выполненной проводом, занимающим несколько пролетов.
Краткое описание чертежей.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где показана структурная схема устройства. Позиции на чертеже обозначают следующее: 1 – антенна с линейной арматурой; 2 – преобразующе-стабилизирующий блок; 3 – заземляющее устройство; 4 – выводы для подключения электроприемников.
Подробное описание полезной модели.
Устройство отбора электрической энергии от ВЛЭП, содержит антенну 1 с линейной арматурой, преобразующе-стабилизирующий блок 2, заземляющее устройство 3, выводы 4 для подключения электроприемников. При этом антенна 1 выполнена многожильным кабелем, в котором жилы соединены параллельно, либо в виде тонкостенной металлической трубы диаметром, превышающим диаметр фазных проводников в 3-10 раз. Антенна 1 соединена с преобразующе-стабилизирующим блоком 2, который соединен с заземляющим устройством 3 и выводами 4 для подключения электроприемников.
Для реализации устройства в качестве антенны 1 может быть использован многожильный самонесущий изолированный провод СИП длиной 1-2 промежуточных пролета, жилы которого соединены параллельно, либо тонкостенная алюминиевая труба диаметром от 90 до 300 мм и длиной 3-5 метров, в зависимости от требуемой мощности отбора. В качестве преобразующе-стабилизирующего блока 2 может быть использован любой трансформаторный источник питания, стабилизирующий наведенное напряжение в антенне 1 и понижающий его до напряжения электроприемника. В качестве заземляющего устройства 3 может быть использовано заземляющее устройство опоры ВЛЭП.
Осуществление полезной модели.
Устройство отбора электрической энергии от ВЛЭП работает следующим образом. Антенна 1 размещается в промежуточном пролете ВЛЭП так, чтобы наведенное в ней напряжение было максимальным, но расстояние между фазными проводами ВЛЭП и линейной частью было электробезопасным. Поскольку емкость между антенной 1 и фазными проводниками ВЛЭП напрямую зависит от площади поверхности линейной части и фазных проводников, мощность устройства отбора с антенной 1, выполненной многожильным кабелем или тонкостенной металлической трубой диаметром, превышающим диаметр фазных проводников в 3-10 раз, будет такой же, как и у длинного провода, занимающего три  промежуточных пролета и более, идентичного им по площади внешней поверхности. Антенна 1 подключается к преобразующе-стабилизирующему блоку 2, заземленному через заземляющее устройство 3. Блок 2 стабилизирует напряжение, наведенное в линейной части фазными проводами ВЛЭП и понижает напряжение до напряжения электроприемника. Это напряжение подается на выводы 4 для подключения электроприемников.
Использование предложенного устройства обеспечивает снижение аварийности, вызванной применением устройства отбора электрической энергии, упрощает монтаж и эксплуатацию устройства, а также снижает его себестоимость.