СИГНАЛИЗАТОР ГОЛОЛЕДНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована для регистрации образования гололедных отложений на проводах высоковольтных воздушных линий электропередачи (ЛЭП).
Известны контактные сигнализаторы гололеда, реагирующие на увеличение веса проводов из-за дополнительной нагрузки от гололеда. Однако они имеют конструктивные недостатки [Борьба с гололедом в электросетевых предприятиях. Пособие по вопросам организации борьбы с гололедом. Р.М. Рудакова, И.В. Вавилова, И.Е. Голубков; АО Башкирэнерго, Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, 1995. 97 с., ISBN 5-86911-095-5].
Известны также бесконтактные датчики гололеда [Борьба с гололедом в элекросетевых предприятиях. Пособие по вопросам организации борьбы с гололедом. Р.М. Рудакова, И.В. Вавилова, И.Е. Голубков. АО Башкирэнерго, Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, 1995. 97 с., ISBN 5-869П-095-5], основанные на изменении магнитных свойств используемых в датчике материалов под действием приложенных растягивающих усилий. В них используется магнитоупругий преобразователь. Он представляет собой пакет трансформаторной стали с первичной и вторичной обмотками, расположенными относительно друг друга под углом 90 и относительно оси приложения механических сил под углом 45. Датчик помещен в цилиндрический влагонепроницаемый кожух и устанавливается между траверсой и гирляндой изоляторов. Достоинством датчиков является отсутствие подвешенных частей и линейная зависимость выходного напряжения от приложенной нагрузки.
Значительным недостатком, препятствующим применению и контактных и бесконтактных датчиков, описанных выше, является необходимость «внедрения», размещения их в конструкции подвески линейных проводов, демонтаж гирлянды изоляторов при установке и замене датчиков, а их установка оказывает негативное воздействие на прочностные и динамические характеристики несущих конструкций.
Задача полезной модели заключается в повышении надежности, достоверности, объективности информации и расширении функциональных возможностей сигнализатора гололеда на проводах ЛЭП путем применения технических решений, позволяющих оценивать появление, наличие и величину гололедных непосредственно на проводе.
Техническое решение поставленной задачи достигается тем, что в полезной модели предлагается использовать один из способов замера линейных продольных деформаций провода ЛЭП под действием дополнительной вертикальной (весовой) нагрузки в виде налипшего снега, гололедных муфт и других образований пароводяного происхождения.
Наиболее близким к полезной модели, принятым за аналог, является сигнализатор гололедных отложений (патент РФ №2409881, Н0267/16, - 2006), состоящий из несколько хомутов, закрепленных на проводе и датчиков состояния провода.
Реализация технического решения производится путем установки на проводе на определенном расчетном расстоянии двух цилиндрических хомутов с радиально располагаемыми несущими элементами, на одном из которых размещается импульсный лазерный излучатель и приемник, а на втором отражатель. Условием, необходимым для работы лазерных элементов, является обеспечение прямого проникновения лазерных импульсов на участках «излучатель-отражатель» и «отражатель-приемник».
Время прохождения импульсом участков между хомутами от излучателя до отражателя и от отражателя до приемника будет соответствовать расстоянию между хомутами, а сравнение результата замера (замеров) с некоторой эталонной величиной времени позволит сделать вывод о величине деформации в тот или иной момент работы.
Сущность предлагаемой конструкции поясняется рисунком (фиг.1).
Сигнализатор гололедных отложений содержит два цилиндрических хомута (1), одетых на провод (2) и размещенных друг от друга на расчетном расстоянии l. Каждый из хомутов (1) имеет радиально располагаемый несущий элемент (3). На одном из элементов (3) устанавливается импульсный лазерный излучатель (4) и приемник (6), а на несущем элементе (3) другого хомута - отражатель (5), с условием прямого проникновения (проходимости) лазерного импульса на участках «излучатель-отражатель» и «отражатель-приемник».
Для обеспечения работы сигнализатора гололедных отложений он оснащается импульсивным лазерным генератором (ИЛГ) (7) и блоком сравнения времен прохождения импульсов (БС) (8).
Генератор (7) выдает лазерные импульсы заданной мощности и частоты, а блок сравнения (8) определяет величину увеличения времени прохождения прямого и отраженного импульсов расстояния на участках излучатель-отражатель-приемник в различных условиях работы провода с заданной, эталонной величиной и выдает информацию о деформации провода, его состоянии.
Работа сигнализатора гололедных отложений происходит следующим образом.
При работе в нормальных условиях расстояние между несущими элементами (3-3) будет иметь величину l. В случае появления гололедных отложений расстояние между несущими элементами (3-3) изменяется и достигает величины L.
Сигнал с импульсного лазерного генератора ИЛГ (7), подаваемый на лазерный излучатель (4) будет отражаться от отражателя (5) и фиксироваться приемником (6).
Время прохождения импульса t и T будут зависеть от расстояния, проходимого им, а именно, t=f(2l) и Т=f(2L), а разность времен τ
τ=f(2L)-f(2l)
будет определять величину продольной деформации провода под действием растягивающей нагрузки Р, увеличивающейся при появлении гололедных отложений. Таким образом, растягивающие усилия в проводе будут определяться как некоторая функция от времени прохождения лазерного импульса
P=φ(τ)
эт
Сопоставление в блоке сравнения (8) времени прохождения импульса f(2L) с некоторой эталонной величиной времени τ позволяет оценить величину деформации провода под действием гололедных отложений и выдать информацию в систему мониторинга для принятия решения о действиях в систему управления.
Таким образом, замер расстояния между двумя точками на проводе с помощью лазерного излучателя, отражателя и приемника позволяет оценить состояние провода при появлении гололедных отложений без «внедрения» в конструкцию его подвески провода.