СЕКТОРНОЕ ПТИЦЕЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВЕСНОГО ИЗОЛЯТОРА И ИЗОЛЯТОР, СНАБЖЕННЫЙ ТАКИМ УСТРОЙСТВОМ
SECTOR-SHAPED BIRD GUARD FOR SUSPENDED INSULATOR AND INSULATOR EQUIPPED WITH SUCH GUARD

Настоящее изобретение относится к устройствам для защиты элементов оборудования, предназначенного для осуществления электропередачи, в частности, для защиты подвесных изоляторов, используемых для закрепления проводов, деталей и узлов, находящихся под напряжением, относительно несущих конструкций, например опор линий электропередач.
Уровень техники
Для подвешивания проводов линий электропередач к несущим конструкциям в виде опор и изоляции проводов и 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 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 посадки на изолятор 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. Кроме того, 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.
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 омывания 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.
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 защищающего изоляционный элемент от загрязнения пометом птиц и от короткого замыкания по струе помета крупной птицы. Более конкретной задачей является увеличение расстояния по воздуху от заземленной части изолятора или электроустановки до места над токоведущей частью электроустановки, подвешенной с помощью изолятора, где может оказаться птица на высоте заземленной части изолятора или электроустановки до такой величины, которую птица не способна перекрыть крылом или головой и клювом, и в то же время до размера, препятствующего попаданию струи помета крупной птицы, располагающейся над изолятором, на провод с последующим коротким замыканием.
Одновременно решается задача обеспечения возможности омывания 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, перед настоящим изобретением стоит задача повышения удобства установки защитного устройства, в частности, снижения требуемой точности ориентации защитного устройства относительно защищаемого элемента электроустановки.
Задача настоящего изобретения решается с помощью устройства для защиты подвесного электрического изолятора, имеющего изоляционное тело и оконцеватели и выполненного с возможностью соединения с элементами электроустановок, из которых нижний имеет продолговатую форму, от электрического замыкания оконцевателей и/или соединяемых с изолятором элементов электроустановок птицами и/или продуктами их жизнедеятельности. Устройство выполнено из диэлектрика в виде юбки, выполненной из двух секторов, соединенных внутренними углами, и снабженной элементом крепления, обеспечивающим возможность закрепления на изоляторе или соединяемом с верхним оконцевателем изолятора элементе электроустановки, причем юбка снабжена элементом фиксации ориентации юбки относительно изолятора. Элемент фиксации ориентации может быть выполнен совместно с элементом крепления юбки. Под сектором подразумевается часть фигуры (круга, эллипса, квадрата, ромба и т.д.), ограниченная двумя отрезками, проведенными из центра фигуры, и частью периметра фигуры, заключенной между отрезками. Описанная форма сектора может быть несколько искажена из конструктивных или технологических соображений (скругления углов, криволинейная форма сторон угла, расширения под крепежный элемент и т.д). В зависимости от того, частью какой фигуры является сектор, его периферийная часть может иметь криволинейную, или прямолинейную форму, или комбинированную из прямолинейных и криволинейных участков, может иметь углы или не иметь их.
Юбка в месте соединения внутренними углами секторов с изолятором или элементом электроустановки, к которому прикреплен изолятор, предпочтительно имеет ширину (размер, замеряемый перпендикулярно проводу) в пределах от 1,0 до 3,0 наибольших поперечных размеров изоляционного элемента подвесного изолятора. Благодаря секторной форме ширина юбки увеличивается по мере удаления от места соединения с изолятором в направлении вдоль провода. Максимальная ширина юбки и/или ее длина (размер, замеряемый вдоль провода) предпочтительно лежат в пределах от 2,0 до 15,0 наибольших поперечных размеров изоляционного элемента подвесного изолятора. В натуральных показателях юбка в месте соединения с изолятором имеет ширину от 100 до 400 мм, а длину и/или максимальную ширину предпочтительно от 200 до 1000 мм. В преимущественном варианте отношение максимальной ширины юбки к минимальной ширине имеет величину более 1,5, а отношение максимальной ширины юбки к длине юбки может иметь величину менее 1,5.
Стороны секторов, отстоящие от элемента крепления, в плане могут иметь дугообразную, прямолинейную или более сложную форму, в зависимости от того, из какой фигуры получены секторы. Если считать, что сектором является часть круга, то периферийная линия сектора, считающаяся дугообразной, может иметь выступы (преимущественно в плоскости сектора), образующие прямую, угловую, гиперболическую, эллипсообразную или другие формы периферийной линии сектора, или же быть срезанной (иметь вырезы), также образуя прямую, угловую, гиперболическую, эллипсообразную или другие формы периферийной линии сектора. Кроме того, участки сектора, отходящие от элемента крепления к периферии сектора, могут иметь выступы (преимущественно в плоскости сектора), придающие этим участкам дугообразную, параболическую, гиперболическую, эллиптическую или другую форму.
Элемент крепления юбки на изоляторе может быть выполнен с возможностью обеспечения горизонтального или другого заданного положения юбки. Элемент фиксации ориентации юбки может быть выполнен в виде замка хомута, стяжки или клеевого, сварного или другого соединения. Кроме того, элемент обеспечения фиксации ориентации юбки может быть выполнен с возможностью фиксации ориентации юбки за счет сил трения.
Юбка может состоять, по меньшей мере, из двух частей. Эти части могут быть выполнены поворачиваемыми вокруг изолятора или соединяемого с верхним оконцевателем изолятора элемента электроустановки. В другом варианте юбка состоит из одной части.
Задачу настоящего изобретения также решает подвесной изолятор, имеющий изоляционное тело и оконцеватели и выполненный с возможностью соединения с элементами электроустановок, по меньшей мере, один из которых имеет продолговатую форму, содержащий, по меньшей мере, одну выполненную из диэлектрика юбку, выполненную из двух секторов, соединенных внутренними угловыми частями, причем изолятор снабжен элементом фиксации ориентации юбки вдоль элемента электроустановки, имеющего продолговатую форму. Юбка может быть выполнена съемной или стационарной.
Юбка в месте соединения с изолятором или элементом электроустановки, к которому прикреплен изолятор, предпочтительно имеет ширину (размер, замеряемый перпендикулярно проводу) в пределах от 1,0 до 3,0 наибольших поперечных размеров изоляционного элемента подвесного изолятора. Благодаря секторной форме ширина юбки увеличивается по мере удаления от места соединения с изолятором в направлении вдоль провода. Максимальная ширина юбки и/или ее длина (размер, замеряемый вдоль провода) предпочтительно лежат в пределах от 2,0 до 15,0 наибольших поперечных размеров изоляционного элемента подвесного изолятора. В натуральных показателях юбка в месте соединения секторов имеет ширину от 100 до 400 мм, а длину и/или максимальную ширину предпочтительно от 200 до 1000 мм. В преимущественном варианте отношение максимальной ширины юбки к минимальной ширине юбки имеет величину более 1,5, а отношение максимальной ширины юбки к длине юбки имеет величину менее 1,5.
Концы секторов, отстоящие от элемента крепления, в плане могут иметь дугообразную, прямолинейную или более сложную форму, в зависимости от того, из какой фигуры получены секторы. Участки секторов, отходящие от элемента крепления к периферии сектора, могут иметь выступы (преимущественно в плоскости сектора), придающие этим участкам дугообразную, параболическую, гиперболическую, эллиптическую или другую форму.
Элемент фиксации ориентации юбки может быть выполнен в виде оконцевателя. Кроме того, юбка может быть расположена в верхней половине изолятора.
Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение защиты птиц от поражения электрическим током и защиту электроустановки и ее частей от повреждения вследствие жизнедеятельности птиц, то есть устройство, согласно настоящему изобретению, существенно снижает вероятность таких событий без агрессивного воздействия на птиц. Это достигнуто благодаря результату, заключающемуся в том, что расстояние по воздуху от заземленной части изолятора или электроустановки до места над токоведущей частью электроустановки, подвешенной с помощью изолятора, где может оказаться птица на высоте заземленной части изолятора или электроустановки до такой величины, которую птица не способна перекрыть крылом или головой и клювом, и одновременно до размера, препятствующего попаданию струи помета крупной птицы, располагающейся над изолятором, на провод.
Увеличение расстояния обеспечивается благодаря применению защитного устройства, выполненного из диэлектрического материала в виде юбки, выполненной из двух секторов, соединенных внутренними угловыми частями. Благодаря тому, что обеспечена ориентация длины юбки вдоль провода, на который может сесть птица, увеличено расстояние от птицы до изолятора и других элементов электроустановки. При этом сохранена возможность омывания дождями изоляционного тела подвесного изолятора, снабженного защитным устройством в соответствии с настоящим изобретением, со сторон, перпендикулярных проводу, где отсутствует возможность посадки птиц и перекрытия по струе помета, поскольку в месте соединения секторов их ширина уменьшена до размера, позволяющего дождям смывать загрязнения с изолятора, в отличие от круглого защитного элемента из уровня техники. Это обеспечивает возможность снижения загрязнения изоляционного тела подвесного изолятора, что снижает вероятность электрических перекрытий изолятора из-за загрязнения и образования аварийных или нештатных ситуаций на линиях электропередачи. Кроме того, благодаря увеличению ширины юбки по мере удаления от изолятора достигнут такой технический результат, как упрощение и повышение удобства установки защитного устройства, в частности, снижение требуемой точности угловой ориентации защитного устройства относительно провода,  в соответствии с настоящими изобретением юбка может иметь любое угловое положение, при которых сектора находятся над проводом.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен подвесной изолятор, имеющий защитную юбку, в составе электроустановки.
На фиг. 2 показан вид в плане защитной юбки, состоящей из одного элемента.
На фиг. 3 показан вид в плане защитной юбки, состоящей из двух элементов.
На фиг. 4 показан вид в плане защитной юбки, состоящей из одного элемента, снабженного разрезом и устройством фиксации.
На фиг. 5 показан изолятор, снабженный юбкой.
На фиг. 6 показан вид в плане защитной юбки, состоящей из двух секторов, концы которых имеют ромбовидную форму.
На фиг. 7 показан вид в плане защитной юбки, состоящей из двух элементов, концы которых имеют прямолинейную форму.
На фиг. 8 показано сверху устройство, состоящее из двух частей, выполненных с возможностью поворота одной части независимо от другой вокруг оси изолятора в целях более точной регулировки расположения секторов над изолятором и проводом в случае отклонения оси изолятора от вертикали.
На фиг. 9 показан вид сбоку устройства, состоящего из двух частей, выполненных с возможностью поворота одной части независимо от другой вокруг оси изолятора
На фиг. 10 показан вид сверху устройства, приведенного на фиг. 8 и 9, с развернутыми вокруг оси изолятора частями (секторами) до положения, при котором изолятор и провод оказываются в максимальной степени защищенными от продуктов жизнедеятельности птиц в случае отклонения изолятора от вертикального положения.
Изолятор отклоняется от вертикального положения, а провод - от номинального положения в случае, когда опоры линии электропередачи располагаются не на одной прямой.
На фиг. 11 показан вид изолятора с отклонением провода от номинального положения с устройством, состоящим из двух частей, повернутых над проводом.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан подвесной изолятор 1 в составе электроустановки с юбкой, на фиг. 2 показан изолятор 1 на виде сверху, на фиг. 3 и 4 показан вид в плане различных съемных вариантов юбки, а на фиг. 5 показан изолятор 1 на виде сбоку, снабженный съемной юбкой. Изолятор 1 имеет изоляционное тело 2 и оконцеватели 3, 4, с помощью которых изолятор 1 может быть соединен с элементами электроустановок. На фиг. 1 показана траверса опоры 5 для подвешивания изолятора 1 и другой элемент электроустановки, имеющий продолговатую форму, который в данном случае представляет собой электрический провод 6. Как показано на фиг. 1, изолятор 1 в своем составе также содержит одну юбку 7, выполненную из диэлектрика в форме двух секторов, соединенных внутренними угловыми частями (то есть частями, содержащими центр фигуры, из которой вырезаны секторы), и предпочтительно размещенную в верхней половине изолятора 1. Показанная на фиг. 1 юбка 7 выполнена как часть изолятора 1 и предназначена для того, чтобы, с одной стороны, закрывать провод 6 от струи помета птицы, которая может находиться сверху изолятора, например, сидеть на траверсе опоры 5, а с другой стороны, юбка предназначена для ограничения возможности птицы 8, сидящей на проводе 6, касаться верхней части электроустановки, например, траверсы опоры 5. Юбка также может быть расположена в нижней части изолятора, однако эффективность защиты в этом случае несколько снижается, поскольку птица может сесть на юбку и крыльями коснуться частей электроустановки, имеющих разные потенциалы.
Для того чтобы изолятор по настоящему изобретению мог осуществлять свои функции, юбка 7, имеющая форму двух соединенных внутренними углами секторов, должна быть расположена над элементом 6 электроустановки, имеющим продолговатую форму (в данном случае это провод), то есть секторы должны быть расположены над этим продолговатым элементом 6 электроустановки. Такая ориентация может задаваться при установке изолятора или в процессе эксплуатации, и для ее удержания изолятор 1 снабжен элементом фиксации ориентации юбки 7 вдоль элемента 6 электроустановки, имеющего продолговатую форму. Элемент фиксации ориентации юбки может быть выполнен в виде оконцевателя (на фиг. 1 верхний оконцеватель 3), причем ориентация юбки (имеется в виду ориентация в горизонтальной плоскости, вокруг оси изолятора) может удерживаться как за счет конструктивных особенностей оконцевателя, выполненного для соединения с пазом, так и за счет сил трения, которые наблюдаются, например, в шаровой подвеске в нагруженном состоянии. Благодаря тому, что юбка 7 выполнена в форме двух соединенных секторов, ширина которых увеличивается по мере удаления от изолятора, допускается некоторая степень свободы при угловом ориентировании юбки, изолятора 7 так, чтобы секторы находились над проводом 6, а это может быть обеспечено вплоть до углового положения провода 6 относительно продольной оси юбки 7 на ±α/2, как это показано на фиг. 2.
Показанный на фиг. 1 и 2 изолятор 1 содержит в своем составе стационарную юбку 7, которая преимущественно выполнена при изготовлении изоляционного тела 2 в качестве части указанного изоляционного тела. В то же время, как показано на фиг. 3 и 4, юбка 9 и 21 с элементом крепления 22 и 23 соответственно может быть выполнена съемной и устанавливаться на изоляционном теле изолятора 11 на фиг. 5 до, во время или после установки изолятора 11 на электроустановке. Далее будут рассмотрены различные варианты изготовления съемной юбки.
Устройство для защиты подвесного электрического изолятора, имеющего изоляционное тело и оконцеватели и выполненного с возможностью соединения с элементами электроустановок, из которых нижний имеет продолговатую форму, от электрического замыкания оконцевателей и/или соединяемых с изолятором элементов электроустановок птицами и/или продуктами их жизнедеятельности, выполнено из диэлектрика в виде продолговатой юбки 9 или 21 на фиг. 3 или 4, снабженной элементом крепления 22 и 23, соответственно. Устройство может закрепляться на изоляторе или соединяемом с верхним оконцевателем изолятора элементе электроустановки, поскольку в этом варианте может быть обеспечена требуемая защита, для чего необходимо, чтобы юбка 9 была расположена над продолговатым элементом электроустановки вдоль него. Ориентация юбки (горизонтальная плоскость) может осуществляться двумя способами: во-первых, устройство для защиты подвесного электрического изолятора сначала может быть установлено на изолятор, а затем изолятор подвешен с обеспечением требуемой ориентации юбки над проводом, а во-вторых, сначала могут быть подвешены изолятор и провод, а затем на него установлено устройство с обеспечением заданной ориентации юбки. Для удержания ориентации юбки предусмотрен элемент фиксации ориентации юбки относительно изолятора. В одном из вариантов элемент фиксации ориентации выполнен совместно с элементом крепления юбки, что упрощает изготовление защитного устройства, его сборку и монтаж.
Секторы, из которых формируется юбка, предпочтительно соединяются своими внутренними угловыми концами так, чтобы как в стационарном, так и в съемном варианте юбка предпочтительно имела в месте соединения секторов ширину, находящуюся в диапазоне от 1,0 до 3,0 наибольших поперечных размеров изоляционного элемента подвесного изолятора, например, элемента 10 изолятора 11 на фиг. 5. Это достигается, например, тем, что внутренние углы секторов наложены друг на друга. Благодаря такой ширине обеспечивается эффективная защита изоляционного элемента подвесного изолятора от птиц и их продуктов жизнедеятельности, пролетающих или находящихся над этим элементом, без исключения возможности омывания элемента осадками. При этом максимальная ширина юбки и/или ее длина (размер, замеряемый вдоль провода) предпочтительно лежат в пределах от 2,0 до 15,0 наибольших поперечных размеров изоляционного элемента подвесного изолятора, что обеспечивает, с одной стороны, возможность поворотов юбки в широком диапазоне, а с другой стороны, эффективную защиту птиц с большой длиной крыла. При обычных для уровня техники поперечных размерах изоляторов ширина юбки в месте соединения секторов преимущественно имеет величину, находящуюся в диапазоне от 100 до 400 мм, а длина и/или максимальная ширина юбки преимущественно имеет величину от 200 до 1000 мм. При этом отношение максимальной ширины юбки к минимальной ширине юбки имеет величину более 1,5, а отношение максимальной ширины юбки к длине юбки может иметь величину менее 1,5, - эти соотношения, как и длины в миллиметрах, обеспечивают вышеуказанные результаты, т.е. возможность поворотов юбки в широком диапазоне и эффективную защиту птиц с большой длиной крыла.
Концы (стороны) секторов юбки, находящиеся напротив (отстоящие от) элемента крепления, в плане могут иметь дугообразную форму (см. фиг. 2, 3), прямолинейную или ромбовидную форму (см. фиг. 6, 7), прямоугольную или другую форму, что может использоваться для обеспечения затруднения приближения отдельных видов птиц к изолятору, и, как следствие, более удаленного положения птиц от изолятора, что повышает защиту изолятора и птицы. Для улучшения обмыва изолятора дождями со стороны, перпендикулярной направлению провода, ширина юбки над изолятором наименьшая. Элемент крепления юбки на изоляторе может быть дополнительно выполнен с возможностью обеспечения горизонтального (т.е. в вертикальной плоскости) или другого заданного положения (угла) юбки, что может быть полезно в тех случаях, когда, например, провод, который крепится к изолятору и на который может сесть птица, проходит под наклоном (не горизонтально), поскольку в таких случаях именно наклон юбки позволяет удерживать птиц на необходимом расстоянии.
Участки сектора, отходящие от элемента крепления к периферии сектора, могут иметь выступы, придающие этим участкам дугообразную, параболическую, гиперболическую, эллиптическую или другую форму, что может быть использовано для увеличения диапазона поворота защитного устройства и/или предотвращения попыток птиц посадки на провод в тех случаях, когда защитное устройство повернуто в крайнее положение из допустимых углов.
Элемент фиксации ориентации юбки может быть выполнен в виде замка, хомута, стяжки, клеевого, сварного или другого соединения. В то же время в некоторых вариантах элемент обеспечения фиксации ориентации юбки может выполняться с возможностью фиксации ориентации юбки за счет сил трения, что упрощает конструкцию, изготовление и монтаж защитного элемента, а также снижет его стоимость.
На фиг. 3, 6 и 7 показаны устройства, юбки которых состоят из двух частей;- такие устройства могут использоваться в труднодоступных местах или изготавливаться из дешевых негибких материалов. В то же время юбка может состоять и из одной части, что показано на фиг. 4, что упрощает изготовление и монтаж. Юбка, состоящая из одной части, может быть изготовлена целиком, например, в пресс-форме, из гибких материалов или образована неразъемным соединением двух частей с помощью клеевого или сварного соединения.
На фиг. 8-11 показана юбка, состоящая из двух частей 26 и 27, причем эти части выполнены поворачиваемыми вокруг изолятора 28 (или соединяемого с верхним оконцевателем изолятора элемента электроустановки) независимо друг от друга. В том случае, когда изолятор имеет не вертикальное положение, а наклонное, как это показано на фиг. 11, например, в случае отклонения провода 6 в сторону на расстояние S, защита изолятора и провода от помета птиц может быть обеспечена поворотом указанных частей в сторону отклонения провода таким образом, чтобы они в максимальной степени закрывали сверху провод и изолятор. В то же время благодаря секторной форме поворачиваемых частей удается сохранить препятствие для приближения птиц, садящихся на провод, к изолятору на опасное расстояние, когда они могут, например, крылом или клювом достать до верхнего оконцевателя, и, тем самым, предотвратить их гибель. Вследствие этого настоящее птицезащитное устройство сохраняет свои свойства по защите птиц и предотвращению загрязнения изолятора даже в том случае, когда провод отклоняется от своего номинального положения и изолятор оказывается наклонен.