ОПОРНО-ШТЫРЕВОЙ ИЗОЛЯТОР С ПЕРЕМЕЩАЮЩИМСЯ СИГНАЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ

Полезная модель относится к электротехническому оборудованию, а именно, к опорно-штыревым изоляторам.
Известны методы неразрушающего контроля (ГОСТ 23479-79. Методы оптического вида. Общие требования. Введен 01.01.80. ограничение срока действия снято. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2005), включающие выявление дефектов поверхностных или выходящих на поверхность в материале конструкций. Однако, для случаев выявления дефектов поврежденных изоляторов воздушных линий электропередачи указанные методы трудоемки и требуют сложных приспособлений.
Известен визуально-оптический контроль поверхностей конструкций (Порядок подготовки и проведения работ по техническому диагностированию высоковольтных воздушных линий. - Методика по техническому диагностированию высоковольтных воздушных линий энергохозяйства ОАО "ГАЗПРОМ», http://basel.gostedu.ru/58/58273/), включающий выявление дефектов с помощью бинокля и фотоаппарата.
Недостатком указанной методики является то, что выявляются только дефекты на поверхности, а внутренние дефекты обнаружить невозможно.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому сигнальному устройству является УКЗ-3 (http://rza001.narod.ru/txt/komarov_1.htm, http://www.electrik.org/forum/index.php?showtopic=1063 5), применяющийся для обнаружения участка в разветвленных линиях при прохождении тока замыкания в сетях среднего напряжения (6-10 кВ) в системе с изолированной нейтралью. Направление поиска указывается индикатором, срабатывание которого происходит при протекании тока короткого замыкания в одной или нескольких фазах линии. Состояние индикатора определяется визуально через смотровое окно в корпусе указателя, установленного на опоре в зоне проводов. При срабатывании флажок индикатора повернут к наблюдателю стороной, окрашенной в яркий цвет. Обратная сторона флажка индикатора окрашена в черный цвет. Наблюдение состояния индикатора может осуществляться с расстояния до 15 м от опоры, на которой установлен указатель. При восстановлении напряжения на линии сработанные указатели!" автоматически возвращаются в исходное состояние. Питание указателя обеспечивается емкостным отбором напряжения от контролируемой линии через дополнительные внешние изоляторы, подвешиваемые на двух фазах линии
Недостатком данного указателя является то, что оно устанавливается в местах разветвлений воздушных линий и не может указать точное место пробоя и тем более пробитый изолятор, а ориентирует поисковую бригаду на участок, где произошло замыкание. Указателю короткого замыкания требуется источник питания. Срабатывание указателя УКЗ происходит при коротком замыкании (несколько кА), а однофазный ток в системе с изолированной нейтралью таким не является, так как имеет небольшие значения тока (А).
Цель полезная модели - обнаружение неисправного изоляторов без использования контрольно-измерительной аппаратуры, сокращение времени обнаружения дефекта.
Указанная цель достигается тем, что ток замыкания на землю направляют через сигнальное устройство.
Сущность полезной модели заключается в том, что опорно-штыревой изолятор с перемещающимся сигнальным устройством, включающий колпачок, юбку изолятора, заземленную траверсу со штырем, отличающийся тем, что к колпачку, выполненному с токопроводящей поверхностью, прикреплено сигнальное устройство, состоящее из проводника, посредством которого под юбкой изолятора удерживается кольцо трубообразной формы, другой конец проводника, пройдя через отверстие в корпусе и по внутренней поверхности кольца закрепляется на заземленном штыре колпачком.
На фиг.1 и 2 представлена схема крепления сигнального устройства диагностики изолятора, включающая изолятор 1, установленный на заземленном штыре 3, с помощью колпачка 5, выполненного с токопроводящей поверхностью, к выступающей части колпачка 5 приварен один конец проводника 8, другой конец которого, пройдя через отверстие 9 в корпусе и по внутренней поверхности кольца 4, закреплен на заземленном штыре 3 колпачком 5 для удержания кольца под юбкой изолятора 2.
На фиг.3 показано срабатывание сигнального устройства 4 при пробое изолятора 1, путем перемещения кольца 4 вдоль штыря 3 до заземленной траверсы 10 за счет перегорания проводника 8, рассчитанного на определенный ток замыкания на землю.
Предлагаемый опорно-штыревой изолятор с перемещающимся сигнальным устройством работает следующим образом.
С провода 6 линии электропередачи при пробое изолятора 1 начинает протекать однофазный ток замыкания на землю.
При однофазном замыкании в сетях высокого напряжения токи могут быть от 10 А до нескольких кА. Величину тока определяет заземление нейтрали питающего трансформатора. При заземленной нейтрали большие токи могут вызывать перегрев токоведущих частей, приводящих к пожарам, старению изоляции или свариванию контактов коммутационного оборудования, механические повреждения оборудования, возникновения в сети опасных потерь напряжения. При аварийных токах (кА) селективно срабатывает релейная защита, с помощью которой отключается поврежденный участок электрической цепи. В сетях с изолированной нейтралью однофазные токи имеют небольшие значения, так, например, допустимый ток при напряжении 35 кВ (Правила устройства электроустановок. 7-е издание. Утверждены приказом Министра энергетики России от 8 июля 2002 г. №204) не должен превышать 10 А. При этом определить место замыкания на землю достаточно сложно, трудоемко и длительно (2-8 ч). Длительный поиск замыканий на землю может стать причиной развития повреждений с последующим переходом в аварийное состояние системы электроснабжения при переходе из однофазного замыкания в междуфазное, ускоренное старение изоляции некоторых электрических машин, явления феррорезонанса, от которых в рассматриваемых сетях чаще всего повреждаются трансформаторы напряжения и слабо нагруженные силовые трансформаторы, работающие в режиме, близком к холостому ходу. Недоотпуск электроэнергии потребителям приводит к значительным экономическим потерям у предприятий, занимающимися поставкой электроэнергии. Однофазные замыкания в электрических сетях представляют большую опасность для жизни оказавшихся поблизости людей, служат источником электротравм обслуживающего персонала и нередко являются причиной несчастных случаев.
Кроме того, протекание токов на землю сопровождается блуждающими токами. Коррозионные действия блуждающих токов приводят к выносу в грунт частиц металла и разрушению металлических конструкций. В результате этого происходит утечка газов и жидкостей из трубопроводов, что может привести к пожарам и взрывам или прекращению работы устройств связи и снабжения электроэнергией при повреждениях кабелей. Коррозионное воздействие переменного тока частотой 50 Гц и увеличивается с уменьшением частоты и увеличением плотности тока отекания. Опасность повреждения зависит от плотности тока утечки, приходящейся на единицу площади.
Из-за разности потенциалов между пробитым изолятором 1 и заземленным штырем 3, однофазный ток проходит через токопроводящую поверхность колпачка 5, по проводнику 8 к заземленному штырю 3. При прохождении однофазного тока проводник 8 перегорает и удерживаемое им перемещающееся кольцо 4 трубообразной формы перемещается 11, опускаясь вниз за пределы юбки изолятора 2, вдоль штыря 3 на траверсу 10.
Кольцо 4 до срабатывания удерживается проводом 8 под юбкой изолятора 2. Благодаря данному месту установки, перемещающееся сигнальное устройство защищено от механических нагрузок, вызванных порывами ветра, от влияния осадков (дождь, снег), от солнечной и космической радиации, а так же от атмосферных и коммутационных перенапряжений. За счет трубообразной формы кольца 4, кольцо 4 беспрепятственно будет перемещаться 11 вдоль штыря 3 под воздействием собственной силы тяжести и не упадет на землю, а будет находиться на траверсе 11 в зоне видимости. Для лучшего обнаружения кольца при срабатывании предлагается окрасить его поверхность красным цветом. Выбор сечения проводника 8 позволяет диагностировать неисправную изоляцию в зависимости способа заземления нейтрали (изолированная, глухозаземленная, заземленная через дугогасящий реактор, заземленная через резистор). Срабатывание перемещающегося кольца 4 поможет специализированным бригадам быстро диагностировать прохождение тока замыкания на землю через изолятор, благодаря сигнальному устройству.
Предлагаемое устройство может быть использовано для опорно-штыревого изолятора, прикрепленного к опоре крюком.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет выявить неисправный изолятор за счет использования тока замыкания на землю, то есть за счет самого дефекта изолятора, и исключить использование контрольно-измерительной аппаратуры. Предлагаемое сигнальное устройство данной конструкции просто, экономично, визуально-обнаруживаемо, что значительно сократит время поиска поврежденного изолятора и может предотвратить аварийное состояние системы электроснабжения.