ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ЗАГРАДИТЕЛЬ

Полезная модель относится к высокочастотной связи по проводам линий электропередачи, используемой в области энергетики.
Высокочастотный заградитель предназначен для ослабления шунтирующего действия оборудования и шин подстанций и ответвлений от высоковольтной линии на сигналы противоаварийной автоматики, релейной защиты, телефонной связи и телемеханики. В случае организации каналов высокочастотной (ВЧ) связи по изолированным грозозащитным тросам высокочастотный заградитель служит для заземления тросов по промышленной частоте в местах присоединения.
Высокочастотный заградитель представляет собой заграждающий фильтр, который включается в рассечку фазного провода, и может быть настроен на определенные поносы заграждения из диапазона 16-1000 кГц.
Одним из основных конструктивных элементов высокочастотного заградителя является силовой реактор, который так же, как и остальные узлы заградителя, должен соответствовать требованиям, предъявляемым к заградителям, а именно: обладать способностью работы в условиях перенапряжений в электрических сетях при грозе, коммутационных переключениях и аварийных ситуациях на линии электропередачи (ЛЭП), которые приводят к чрезвычайным динамическим нагрузкам на реактор. Кроме того, высокочастотный заградитель должен выдерживать не менее чем 25-летний срок эксплуатации в условиях внешних воздействий окружающей среды.
Из уровня техники известен высокочастотный заградитель, включающий силовой реактор, представляющий собой катушку индуктивности, выполненную из алюминиевого либо медного провода, навитого на реечный каркас, рейки которого в крайних точках связаны между собой верхней и нижней крестовинами, на которых закреплены терминалы, соединенные шинами подключения с элементом настройки и защитным устройством, при этом в промежуточных точках рейки каркаса соединены между собой планками с шагом от 100 до 1000 мм, величина которого определяется размерами реактора, (патент RU №129320, МПК Н04В 3/54, опубл. 20.06.2013 г.).
Недостатком данного технического решения является низкая механическая прочность, обусловленная тем, что провод катушки индуктивности выполнен многожильным проводом, что обусловливает его пластичность и при протекании токов короткого замыкания он подвергается значительной деформации, что может привести к разрушению реактора.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание высокочастотного заградителя, обеспечивающего защиту его конструкции при протекании через реактор заградителя токов короткого замыкания.
Техническим результатом, достигаемым решением поставленной технической задачи, является повышение надежности конструкции заградителя при протекании через него токов короткого замыкания за счет выполнения витков катушки реактора из монолитного материала.
Для решения поставленной задачи в высокочастотном заградителе, содержащем силовой реактор, представляющий собой катушку индуктивности, витки которой выполнены из токопроводящего материала с малым сопротивлением и размещены на реечном каркасе, рейки которого в крайних точках связаны между собой верхней и нижней крестовинами, с закрепленными на них терминалами, соединенными шинами подключения с элементом настройки и защитным устройством, согласно полезной модели, провод катушки индуктивности выполнен из монолитного материала.
При этом:
- в промежуточных точках рейки каркаса соединены между собой планками с шагом от 100 до 1000 мм;
- реечный каркас изготовлен из композитного материала с высокими диэлектрическими свойствами и высокой механической прочностью (стеклотекстолита, текстолит, пластик древесно-слоистый);
- верхняя и нижняя крестовины выполнены из немагнитных сортов стали;
- на верхней крестовине закреплена серьга, выполненная из немагнитных сортов стали;
- элемент настройки выполнен из набора катушек индуктивности, конденсаторов, резисторов;
- в качестве устройства защиты применен нелинейный ограничитель перенапряжения;
- в качестве устройства защиты применен вентильный разрядник.
- терминалы выполнены в виде медной или алюминиевой пластины;
- терминалы сдвинуты относительно друг друга на 180°.
- шины подключения элемента настройки и устройства защиты выполнены в виде медного или алюминиевого провода.
Сущность полезной модели поясняется рисунками.
На фиг. 1 представлен предлагаемый высокочастотный заградитель, на фиг. 2 (фото) показан внешний вид предлагаемой катушки реактора заградителя.
Высокочастотный заградитель содержит силовой реактор 2 с воздушным сердечником, верхнюю 1 и нижнюю 7 крестовины, терминалы 3 и 8, элемент настройки 5, защитное устройство 6, планки 9, соединяющие рейки каркаса реактора в промежуточных точках, шины подключения 4, 10 элемента настройки и защитного устройства.
Силовой реактор 2 представляет собой катушку индуктивности, состоящую из алюминиевого либо медного провода, навитого на каркас, выполненный в виде реек и изготовленный из материала с высокими электроизоляционными свойствами, например, из стеклотекстолита СТЭФ. Реактор предназначен для протекания по нему тока промышленной высокой частоты. Конструкция силового реактора 2 открытого типа, что обеспечивает ей естественное охлаждение.
В крайних точках рейки каркаса реактора связаны между собой верхней 1 и нижней 7 крестовинами. Верхняя 1 и нижняя 7 крестовины имеют скобы для крепления (на фигуре не показаны). Скобы нижней крестовины 7 служат для крепления к изолирующим опорам. На верхней крестовине 1 закреплена серьга (на фигуре не показана) для подъема и подвешивания высокочастотного заградителя на портале подстанции. Верхняя и нижняя крестовины, скобы и серьга выполнены из немагнитных сортов стали.
В промежуточных точках рейки каркаса соединены между собой планками 9 с шагом от 100 до 1000 мм с целью повышения прочности реактора 2 при протекании через него токов короткого замыкания.
На одном из концов верхней 1 и нижней 7 крестовин закреплено по терминалу 3 и 8. Терминалы 3 и 8 сдвинуты относительно друг друга на 180°. Каждый терминал представляет собой медную или алюминиевую пластину, служащую для электрического присоединения к линии электропередачи.
На нижней крестовине 7 установлены элемент настройки 5 и защитное устройство 6.
Элемент настройки 5 предназначен для обеспечения, совместно с реактором, необходимой полосы частот заграждения высокочастотного заградителя, использующихся для организации высокочастотных каналов связи по линиям электропередачи. Элемент настройки 5 состоит из набора катушек индуктивности, конденсаторов, резисторов, который в зависимости от требуемой полосы частот заграждения выполняют по двух- или трехконтурной схеме узкополосного заградительного фильтра, либо по схеме заградительного фильтра верхних частот. Для обеспечения заграждения двух полос частот выполняется притупленная настройка.
Защитное устройство 6 предназначено для защиты элемента настройки 5 от коммутационных или грозовых перенапряжений. В качестве устройства защиты 6 может быть применен нелинейный ограничитель перенапряжения или вентильный разрядник. Ограничитель выполнен в виде колонки варисторов, заключенных в герметичный полимерный корпус, армированный металлическими фланцами. Вентильный разрядник состоит из многократного искрового промежутка, последовательно соединенного с рабочим резистором.
Высокочастотный заградитель содержит шины подключения 4 и 10, контактирующие с терминалами 3 и 8 и связанные через защитное устройство 6 с элементом настройки 5. Каждая шина подключения представляют собой медный или алюминиевый провод. За счет использования шины, выполненной из мягкого металла (меди или алюминия) в качестве соединения терминалов с элементом настройки и защитным устройством, обеспечивается прочное механическое соединение, позволяющее выдерживать большие нагрузки при прохождении через катушку реактора токов короткого замыкания.
Соединение реек каркаса реактора в крайних точках обеспечивает механическую прочность реактора, а в промежуточных точках с шагом от 100 до 1000 мм обеспечивает повышение прочности реактора при протекании через него токов короткого замыкания. Таким образом, усиление прочности реактора обеспечивает повышение надежности конструкции всего заградителя.
Выполнение провода катушки реактора монолитным (фиг. 2) позволяет значительно повысить его упругость, и при протекании по нему токов короткого замыкания, последний не подвергается деформации, что обеспечивает механическую прочность реактора и, как следствие, в целом заградителя.
Монолитный провод изготавливают путем навивания формованного алюминиевого или медного проката (в т.ч. в подогретом состоянии) на барабан, задающий радиус изгиба проката, либо путем формования исходного проката с помощью валков, задающих радиус изгиба и конечную форму монолитного провода.
Таким образом, использование монолитного провода в катушке позволяет сохранять целостность реактора при высоких токах и тем самым позволяет решить поставленную задачу.
Предлагаемое техническое решение соответствует критерию полезной модели «новизна», т.к. из уровня техники не известна предлагаемая совокупность существенных признаков, а также критерию «промышленная применимость», поскольку заявителем изготовленный опытный образец прошел проверку с заявленным техническим результатом.