УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ НА ПРОВОДЕ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПРОЛЕТА ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована для дистанционного контроля гололедной нагрузки на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи.
Известно устройство для определения предельных гололедных нагрузок на проводах линии электропередачи, включающее траверсу с закрепленными на ней изоляторами с контролируемым фазным проводом и крепежной арматурой, чувствительный элемент, преобразователь перемещения в код, содержащий кодирующее устройство и связанное с ним считывающее устройство, определяющее гололедную нагрузку в виде цифрового сигнала. На опоре траверсы установлен преобразователь перемещения гололедных нагрузок на фазном проводе. Второй чувствительный элемент установлен на тросостойке в преобразователе перемещения гололедных нагрузок на тросе. Чувствительные элементы кинематически связаны посредством тяги с поворотным рычагом, установленным на свободном конце каждой траверсы (патент РФ №2309504, кл. H02G 7/16/ Опубл. 27.10.2007 г.).
Но у этого устройства велика вероятность ложного срабатывания, т.к. оно срабатывает не только на возникновение отложений на проводе, но и на ветровые нагрузки.
Известно также устройство обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи, содержащее устройство телепередачи, измеритель относительного направления ветра, измеритель скорости ветра, четыре функциональных преобразователя, формирователь порога, два пороговых элемента, логический элемент ИЛИ и два силоизмерительных датчика, каждый из которых подвешен подвижно между траверсой опоры и соответствующей гирляндой изоляторов. Нижние концы
обеих гирлянд соединены между собой шарнирно, образуя V-образную подвеску, к которой прикреплен провод. А верхние концы датчиков крепятся к траверсе опоры на расстоянии друг от друга, равном длине гирлянды изоляторов с датчиком, образуя с V-образной подвеской равносторонний треугольник (патент РФ №2291536, кл. Н02G 7/16, Н04В 3/54. Опубл. 10.01.2007 г. Бюл.№1).
Однако это устройство при отсутствии ветра не отличает незначительные отложения на проводе от изменения тяжения провода под действием перепада температур окружающего воздуха.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по своей технической сущности является устройство обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи, содержащее связанные с передатчиками датчики гололеда, врезанные в образующие Y-образную подвеску гирлянды изоляторов (авторское свидетельство СССР №519806, кл. H02G 7/16. Опубл. 30.06.76 г. Бюл. №24).
Недостатком известного устройства является то, что оно при постоянном боковом ветре может вообще не выдать сигнал о наличии отложений на проводе.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности измерений массы отложений при любых метеорологических условиях.
Поставленная задача решается тем, что в устройство обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи, содержащее связанные с передатчиками датчики гололеда, врезанные в образующие Y-образную подвеску гирлянды изоляторов, дополнительно введены для каждой гирлянды изоляторов по датчику температуры и многоканальному контроллеру, размещенные в корпусе соответствующего датчика гололеда, а также контроллер опроса. При этом датчики гололеда и температуры
подсоединены к входу соответствующего контроллера, соединенного с контроллером опроса, выход которого подключен к передатчику.
Введение для каждой гирлянды изоляторов по датчику температуры позволяет с высокой точностью определять температуру окружающего воздуха.
А введение для каждой гирлянды изоляторов по многоканальному контроллеру служит для опроса датчиков гололеда и датчиков температуры.
Размещение же в корпусе соответствующего датчика гололеда по датчику температуры и многоканальному контроллеру, делая устройство компактным, повышает его надежность за счет зашиты от внешних воздействий.
Подсоединение датчиков гололеда и температуры к входу соответствующего контроллера снижает энергопотребление всего устройства.
А соединение выхода каждого контроллера с входом контроллера опроса создает условия для опроса всех датчиков и формирования пакета информации.
Подключение выхода контроллера опроса к передатчику дает возможность последнему транслировать сформированные пакеты информации на приемное устройство.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства путем одновременного непрерывного контроля гололедной и ветровой нагрузок.
На фиг.1 показана функциональная схема устройства, на фиг.2 - блок-схемы содержимого корпусов датчиков гололеда, а на фиг.3 - векторные диаграммы работы датчиков гололеда в Y-образной подвеске. Устройство обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи, содержит связанные с передатчиком 1 датчики гололеда 2 и 3, врезанные в образующие Y-образную подвеску гирлянды 4, 5 изоляторов, датчики температуры 6, 7 и многоканальные контроллеры 8, 9, размещенные в корпусе 10, 11 соответствующего датчика гололеда 2, 3. Датчики гололеда 2, 3
и температуры 6, 7 соответственно подсоединены к входу 12, 13 и 14, 15 соответствующего контроллера 8, 9, выход 16, 17 которого соединен с входом 18, 19 контроллера опроса 20, выход 21 которого соединен с передатчиком 1.
Устройство работает следующим образом.
1
2
1
2
i
1
2
i
1
2
Сигналы Д, Д и T, Т соответственно с датчиков гололеда 2, 3 и с датчиков температуры 6, 7 (фиг.1, 2) поступают на контроллеры 8 и 9, а затем - на контроллер опроса 20, где формируется сигнал среднего значения температуры T=(T+T)/2. Затем сигналы Т и Д, Д передаются на передатчик 1, с которого эти сигналы поступают на приемник сигналов 22, установленный в диспетчерском пункте 23. Здесь же, в диспетчерском пункте 23, находится и компьютер 24, на котором обрабатываются по нижеприведенному алгоритму поступившие от приемника 22 сигналы.
OTi
B
Силовая нагрузка на провод 25 промежуточной опоры 26 и, следовательно, на Y-образную подвеску в общем случае состоит (фиг.3) из трех составляющих: Р, m, P.
OTi
0
пр.Ti
где: Р=Р+Р - суммарная нагрузка от веса провода с изоляцией и со сцепной арматурой;
0
Р - вес гирлянды изоляторов 4, 5 со сцепной арматурой;
пр.Ti
i
Р - вес голого провода 25 при температуре окружающего воздуха T;
m - вес отложений;
B
Р - ветровая нагрузка.
Рассмотрим основные возможные варианты нагрузок на провод 25 промежуточной опоры 26.
B
1
2
OTi
1
2
Режим 1 (фиг.3а) - отложений на проводе 25 нет (m=0), ветра нет или ветер направлен вдоль продольной оси линии электропередачи (Р=0). Следовательно, Д=Д, а Р=(Д+Д)cos(90°-α), где: α - угол между траверсой 27 опоры 26 и осью гирлянды изоляторов 4, 5.
B
Режим 2 (фиг.3б) - отложений на проводе 25 нет (m=0), ветер есть и направление ветра отлично от продольной оси линии электропередачи (Р≠0).
1
2
1
2
OTi
1
2
При направлении ветра слева-направо Д>Д, при направлении же ветра справа-налево Д<Д, а Р=(Д+Д)cos(90°-α).
B
1
2
OTi
1
2
Режим 3 (фиг.3в) - отложения на проводе 25 есть (m≠0), ветра нет или ветер направлен вдоль продольной оси линии электропередачи (Р=0). Следовательно, Д=Д, а Р=(Д+Д)cos(90°-α)-m.
B
1
2
1
2
OTi
1
2
Режим 4 (фиг.3г) - отложения на проводе 25 есть (m≠0), ветер есть и направление ветра отлично от продольной оси линии электропередачи (Р≠0). При направлении ветра слева-направо Д>Д, при направлении же ветра справа-налево Д>Д, а Р=(Д+Д)cos(90°-α)-m.
1
2
i
OTi
1
2
OTi
Таким образом, получив на диспетчерский пункт 23 величины сигналов Д, Д и T, выбирают табличное значение Р и определяют с высокой точностью массу отложений на проводе 25 промежуточного пролета воздушной линии электропередачи по формуле: m=(Д+Д)cos(90°-α)-Р. Если m=0, то это свидетельствует об отсутствии отложений. А если m>0, то это свидетельствует о наличии отложений. Кроме того с помощью диаграмм (фиг.3б, г) определяют давление ветра на провод 25 по формуле: .