ЭКРАН ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРОННЫХ РАЗРЯДОВ НА ЛИНЕЙНОЙ СПИРАЛЬНОЙ АРМАТУРЕ САМОНЕСУЩИХ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ, ПОДВЕШЕННЫХ НА ОПОРАХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
CORONA DISCHARGE PROTECTION SHIELD AT LINEAR SPIRAL REINFORCEMENT OF NONMETALLIC SELF-CARRYING OPTICAL CABLE SUSPENDED ON OVERHEAD POWER TRANSMISSION LINES

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к устройствам, предназначенным для снижения напряжения начала короны (напряженности поля), возникающего на краю линейной спиральной арматуры подвесок самонесущих неметаллических оптических кабелей связи на опорах воздушных линий электропередачи, созданного зарядами их проводов. Возникающие коронные разряды следует ограничивать по допустимому уровню радиопомех, источниками которых они являются, а также потому, что коронные разряды представляют серьезную опасность для кабеля, разрушая его диэлектрическую защитную оболочку в процессе плазмохимических реакций при коронном разряде.
Известен спиральный протектор для воздушных линий электропередачи, предназначенный для защиты провода от вибрации и колебаний в местах его выхода из соединительного зажима, выполненный в виде набора проволочных спиралей с заданной длиной шага, навитых в месте установки соединительного зажима и на прилегающие к нему участки провода, отличающийся тем, что набор проволочных спиралей представляет собой тело вращения с рядом чередующихся уширений и сужений, причем проволочные спирали навиты с пропуском двух и более витков и смещены относительно друг друга вдоль оси корпуса соединительного зажима на величину, по меньшей мере, равную трети длины их шага, при этом одна треть количества спиралей своей серединой совпадает с серединой корпуса соединительного зажима, а остальные спирали по одной трети сдвинуты влево и вправо от середины корпуса соединительного зажима, причем длина шага спиралей протектора выбирается исходя из расчетных соотношений [1].
В этом техническом решении спиральный протектор защищает провод от вибрации и колебаний в месте установки зажима, например соединительного зажима, тем не менее на краях спирального протектора всегда создается напряженность электрического поля (коронные разряды) от проводов воздушной линии. Однако в этой подвеске не предусмотрена защита самонесущего неметаллического оптического кабеля связи на опорах воздушной линии, то есть велика вероятность разрушения диэлектрической защитной оболочки кабеля возникающими коронными разрядами.
Известна также линия электропередачи, включающая, по меньшей мере, одну заземленную опору, по меньшей мере, один силовой провод, закрепленный на этой опоре, по меньшей мере, один изолятор указанного силового провода от указанной опоры, а также средства защиты указанного изолятора от грозовых перенапряжений в виде, по меньшей мере, одного импульсного искрового разрядника с двумя основными электродами, отличающаяся тем, что указанный импульсный искровой разрядник выполнен в виде разрядника с поверхностным разрядом, причем длина искрового перекрытия между двумя основными электродами разрядника больше, чем длина искрового перекрытия защищаемого изолятора, а напряжение срабатывания указанного разрядника ниже, чем разрядное напряжение защищаемого изолятора [2].
В данной линии электропередачи обеспечена защита изолятора от грозовых перенапряжений, но отсутствуют защитные средства от коронных разрядов, возникающих на концах, например спиральных протекторов, смонтированных в подвесках самонесущих неметаллических оптических кабелей связи на опорах этой воздушной линии, что существенно снижает достоинства этого технического решения.
Заявитель ставил перед собой задачу разработки устройства для защиты от коронных разрядов на линейной спиральной арматуре самонесущих неметаллических оптических кабелей, подвешенных на опорах воздушных линий электропередачи, простого по конструкции, технологии изготовления и монтажу, обеспечивающего существенное уменьшение напряжения начала короны (напряженности электрического поля), вызванного коронными разрядами на линейной спиральной арматуре самонесущих неметаллических оптических кабелей, подвешенных на опорах воздушных линий электропередачи. Этот положительный технический результат был достигнут за счет совокупности существенных конструктивных признаков заявляемого экрана для защиты от коронных разрядов на линейной спиральной арматуре самонесущих неметаллических кабелей, подвешенных на опорах воздушных линий электропередачи, представленной в нижеследующей формуле изобретения: «экран для защиты от коронных разрядов на линейной спиральной арматуре самонесущих неметаллических кабелей, подвешенных на опорах воздушных линий электропередачи, выполненный в виде отрезка проволоки, или прутка, или трубки, или стержня, изготовленных из алюминиевого сплава, или из стального сплава, или из стального сплава, покрытого композитной оболочкой, или из металлического сплава, плакированного алюминием, или из иного металлического материала с композитными элементами, и состоящий, по меньшей мере, их двух частей, одна часть из которых скручена в форме спиральной круглой катушки с количеством витков в пределах 1÷20, а другая часть выполнена в форме удлиненной спирали с количеством витков в пределах 2÷20, диаметром, углом и шагом навивки, обеспечивающими жесткое закрепление ее на линейной спиральной арматуре, при этом упомянутая линейная спиральная арматура расположена внутри спиральной круглой катушки, не касаясь ее спиральных витков и деля катушку примерно пополам как в продольном, так и поперечном направлениях таким образом, чтобы в не менее половины витков внутри спиральной круглой катушки был расположен самонесущий неметаллический оптический кабель, причем концы линейной спиральной арматуры выполнены овальной формы; диаметр спиральной круглой катушки выбирается в пределах 30÷400 мм, а ее длина - в пределах 50÷500 мм; длина вышеуказанной удлиненной части спирали выбирается в пределах 50÷4000 мм, а диаметр - в пределах 10÷50 мм; концы линейной спиральной арматуры закреплены на самонесущем неметаллическом оптическом кабеле через промежуточную подложку из алюминиевой или медной фольги толщиной в пределах от 0,05 мм до 0,75 мм; напряжение начала короны на концах линейной спиральной арматуры, закрепленной на самонесущем неметаллическом оптическом кабеле, фиксируется в значениях 30÷45 кВ; линейная спиральная арматура, закрепленная на самонесущем неметаллическом оптическом кабеле, подвешенном на опорах воздушных линий электропередачи, выполнена в виде спирального протектора, входящего в комплект поддерживающего или натяжного зажимов; линейная спиральная арматура, закрепленная на самонесущем неметаллическом оптическом кабеле, подвешенном на опорах воздушных линий электропередачи, выполнена в виде силовой спиральной пряди соединительного или натяжного зажимов».
Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где представлен общий вид экрана для защиты от коронных разрядов на линейной спиральной арматуре (спиральном протекторе, силовой спиральной пряди соединительного или натяжного зажимов) самонесущих неметаллических кабелей, подвешенных на опорах воздушных линий электропередачи, выполненного согласно настоящему изобретению, вид перпендикулярно подвешиваемому кабелю.
Заявляемый экран для зашиты от коронных разрядов на линейной спиральной арматуре, например на спиральном протекторе самонесущих неметаллических кабелей, подвешенных на опорах воздушных линий электропередачи, выполняется в виде отрезка, например проволоки, прутка, круглой трубки или стержня. Отрезок состоит из двух частей 1 и 2. Часть 1 отрезка представляет собой катушку круглой формы из нескольких (1÷20) витков, скрученных по спирали. Вторая 2 часть отрезка представляет собой удлиненную спираль с количеством витков в пределах 2÷20, причем таких значений диаметра, угла и шага навивки, что обеспечивается жесткое закрепление при ее навивке на линейную спиральную арматуру, например на спиральный протектор 3, смонтированный на самонесущем неметаллическом оптическом кабеле 4. Конец 5 спирального протектора 4 располагается внутри спиральной круглой катушки 1 и доходит до ее поперечной оси 6, делящей катушку пополам. При этом спиральный протектор 4 не должен касаться спиральных витков катушки 1, причем конец 5 спирального протектора 3 после рубки выполняется с овальной обработкой.
Части 1, 2 экрана, выполненные в виде проволоки, прутка, трубки или стержня, изготавливаются из алюминиевого сплава, или из стального сплава, или из стального сплава, покрытого композитной оболочкой, или из металлического сплава, плакированного алюминием, или из иного металлического материала с композитными элементами.
Конец 5 протектора 3 может закрепляться на самонесущем неметаллическом оптическом кабеле 4 через промежуточную подложку (не показана) из алюминиевой или медной фольги толщиной в пределах от 0,05 мм до 0,75 мм.
Как показала практика, при установке экрана такой конструкции напряжение начала короны на концах линейной спиральной арматуры, закрепленной на самонесущем неметаллическом оптическом кабеле, подвешенном на опорах воздушных линий электропередачи, фиксируется в значениях 30÷45 кВ.
Экран монтируется следующим образом.
Часть 1 экрана в виде катушки круглой формы заводится под некоторым углом, и ее положение выравнивается на самонесущем неметаллическом оптическом кабеле 4 с закрепленным на нем спиральным протектором 3 (фиг. 1) или силовой спиральной прядью натяжного или соединительного зажимов или другой линейной спиральной арматурой. При этом необходимо, чтобы спиральный протектор 3 располагался внутри спиральной круглой катушки 1, не касаясь ее спиральных витков и деля катушку 1 примерно пополам как в продольном, так и поперечном направлениях таким образом, чтобы в не менее половины витков внутри спиральной круглой катушки 1 был расположен самонесущий неметаллический оптический кабель 4. После этого катушечная часть 1 экрана окончательно выравнивается в горизонтальном направлении и на кабель 4 с протектором 3 навивается часть 2 экрана в виде удлиненной спирали, при этом выбранные ее диаметр, угол и шаг навивки должны обеспечить жесткое закрепление экрана, в частности, на спиральном протекторе 3, смонтированном в свою очередь на самонесущем неметаллическом оптическом кабеле 4.
Заявляемый экран для защиты от коронных разрядов на линейной спиральной арматуре, самонесущих неметаллических кабелей, подвешенных на опорах воздушных линий электропередачи, обеспечивает существенное повышение напряжения начала короны на концах линейной спиральной арматуры (в пределах 30÷45 кВ), что позволяет достичь ограничения коронных разрядов по допустимому уровню радиопомех и снизить опасность для самого самонесущего неметаллического оптического кабеля с точки зрения уменьшения вероятности разрушения его защитной диэлектрической оболочки.
Источники информации
[1]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2166825, «Протектор для воздушных линий электропередачи», H02G 7/14, заявлено 15.12.1999, опубликовано 10.05.2001.
[2]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2096882 «Линия электропередачи с импульсным грозовым разрядником», H02G 7/00, Н02Н 9/06, Н01Т 4/00, заявлено 17.11.1995, опубликовано 20.11.1997.
[3]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2100888 «Линия электропередачи с устройством для защиты от грозовых перенапряжений», H02G 7/00, Н02Н 9/06, Н01Т 4/00, заявлено 30.09.1996, опубликовано 27.12.1997.
[4]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2133538 «Линия электропередачи с устройствами для защиты от грозовых перенапряжений (Варианты)», H02G 7/00, заявлено 16.11.2000, опубликовано 20.09.2002.
[5]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2178612 «Линия электропередачи», H02G 7/00, Н01В 17/46, Н01Т 4/00, заявлено 30.07.1999, опубликовано 27.07.2001.
[6]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2400894 «Устройство грозозащиты для проводов воздушной линии электропередачи (Варианты)», H02G 7/00, заявлено 30.10.2009, опубликовано 27.09.2010.
[7]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2414031 «Устройство грозозащиты для проводов воздушной линии электропередачи (Варианты)», H02G 7/00, заявлено 30.10.2009, опубликовано 10.03.2011.
[8]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2431226 «Спиральный поддерживающий зажим», H02G 7/05, заявлено 01.07.2010, опубликовано 10.10.2011.
[9]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2313873 «Поддерживающий зажим», H02G 7/05, заявлено 19.09.2006, опубликовано 27.12.2007.
[10]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2231188 «Поддерживающий зажим», H02G 7/05, заявлено 22.08.2001, опубликовано 20.06.2004.
[11]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2175805 «Поддерживающий зажим спирального типа», H02G 7/05, заявлено 08.08.2000, опубликовано 10.11.2001.
[12]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2189682 «Защитный протектор», H02G 7/14, заявлено 16.11.2000, опубликовано 20.09.2002.