RU189899U1 - Индикатор пробоя и/или перекрытия изолятора с соединительными трубками - Google Patents

Abstract

Представлен индикатор перекрытия и пробоя изолятора, включающий в себя элемент крепления, сигнальный элемент, разрушаемый элемент и дугоприемный элемент, причем разрушаемый элемент включает в себя, по меньшей мере, одну соединительную трубку, выполненную с использованием металла и соединяющую дугоприемный и сигнальный элементы с элементом крепления. Благодаря полезной модели удается обеспечить прочную, надежную и удобную в обслуживании конструкцию индикатора перекрытия изолятора.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель

Настоящая полезная модель относится к электротехнике, в частности, к устройствам, применяемым на воздушных линиях электропередачи (ВЛ) или другом электрооборудовании для индикации пробоя и/или перекрытия изоляторов.

Уровень техники

Одной из проблем, возникающей при эксплуатации линий электропередачи является обнаружение перекрытого изолятора. При перекрытии изолятор чаще всего остается работоспособным, однако, электрический разряд может нанести ущерб изолятору, вследствие которого изолятор может в дальнейшем пробиться. Также, перекрытие может быть инициировано пробоем изолятора. В этом случае, изолятор выходит из строя и линия отключается до замены изолятора на исправный.

Из патента RU2609823 известен оптический индикатор, отображающий состояние гирлянды изоляторов на линии электропередачи. Принцип действия индикатора состоит в том, что он подключается параллельно изолятору или гирлянде изоляторов. В том случае, когда изоляция изоляторов имеет требуемую высокую величину, то к оптическому изолятору оказывается приложено напряжение в линии электропередачи и он излучает видимый свет.

Однако когда изоляторы перекрыты, к индикатору приложено значительно меньшее напряжение и он излучает значительно меньше видимого света или не излучает его вообще. Таким образом, по отсутствию видимого излучения из оптического индикатора или по его слабой светимости возможно определить перкрытие изолятора.

Такой оптический индикатор имеет несколько недостатков. Во-первых, для обеспечения работоспособности необходимо подключать такой индикатор параллельно изолятору. Так как индикатор состоит из проводящих и полупроводящих материалов, образующих проводящую ветвь контура, он сам может стать местом развития перекрытия изолятора.

Во-вторых, падение напряжения на участках изолятора может быть связано не с дефектом изолятора, а с утечками тока по поверхности изолятора в результате его загрязнения или увлажнения, что является нормальным рабочим режимом для изолятора.

В-третьих, интенсивность излучения оптического индикатора, субъективно определяемая наблюдателем, будет восприниматься различной в зависимости от интенсивности освещенности окружающего пространства - неба или облаков. Так например, в яркую солнечную погоду можно не увидеть свечения даже сильно светящегося индикатора, а ночью даже слабо светящийся индикатор будет хорошо виден, поэтому, определение неисправности изолятора по интенсивности свечения индикатора может быть субъективным и неоднозначным.

В-четвертых, описанный оптический индикатор имеет ограниченный срок эксплуатации в связи с тем, что элемент, излучающий видимый свет, имеет конечное количество часов работы. Это означает, что для того, чтобы иметь информацию о состоянии изоляции изоляторов, необходима периодическая замена таких оптических индикаторов или излучательных элементов в них.

Раскрытие полезной модели

Задачей настоящей полезной модели является разработка индикатора пробоя и/или перекрытия изолятора линии электропередачи, у которого устранены вышеуказанные недостатки.

Задача полезной модели решается с помощью индикатора пробоя и/или перекрытия изолятора, имеющего элемент крепления, сигнальный элемент, разрушаемый элемент и дугоприемный элемент. Разрушаемый элемент содержит, по меньшей мере, одну соединительную трубку, выполненную с использованием металла и соединяющую дугоприемный и сигнальный элементы с элементом крепления. Элемент крепления представляет собой кронштейн.

Элемент крепления в предпочтительном варианте выполнен с возможностью установки на изоляторе и/или элементе электроустановки, на котором или около которого установлен изолятор. Сигнальный элемент может иметь плоскую форму, а также может иметь размеры от 40 до 1000 мм или от 40 до 400 мм или от 60 до 300 мм или от 80 до 250 мм. Соединительная трубка может быть герметичной. Внутренняя полость соединительной трубки может быть заполнена газом (например, воздухом) и/или жидким и/или твердым (например, диэлектрическим) материалом. Соединительная трубка может быть выполнена в виде заклепки. Сигнальный и дугоприемный элементы могут быть выполнены в виде единой детали. Элемент крепления и дугоприемный элемент могут иметь отверстия для пропуска, по меньшей мере, одной соединительной трубки. Дугоприемный элемент может быть выполнен с возможностью принятия тока пробитого изолятора с изоляционного тела через искровой промежуток или с посредством проводника (например, проволоки).

Техническим результатом настоящей полезной модели является обеспечение одновременно прочной, надежной в работе и удобной в обслуживании конструкции индикатора перекрытия изолятора. Указанный технический результат достигается за счет применения в разрушаемом элементе индикатора соединительной трубки, которая обеспечивает механическую прочность и надежность разрушаемого элемента, а за счет соединения сигнального и дугоприемного элементов с элементом крепления с помощью разрушаемого элемента обеспечивается удобство в обслуживании индикатора, в частности, установка в элементе крепления новых сигнального, дугоприемного и разрушаемого элементов вместо отделенных от сработавшего индикатора. Удобство в обслуживании индикатора также обеспечивается кронштейном.

Краткое описание чертежей

На фигуре показан индикатор перекрытия изолятора в разрезе.

Осуществление полезной модели

Далее полезная модель описывается со ссылкой на сопровождающую фигуру, на которой изображен один из возможных вариантов реализации полезной модели. Последующее описание и чертеж не предназначены для ограничения объема охраны, который определяется формулой полезной модели, а даны с целью упрощения понимания сущности полезной модели и возможных вариантов его осуществления, которые не исчерпываются представленными на фигуре и в описании. Полезная модель далее описано по отношению к подвесному полимерному изолятору, но не ограничивается этим видом и может быть использовано по отношению к любым изоляторам (в т.ч. опорным, неполимерным и т.п.), где оно может быть применено.

Предлагаемый в соответствии с настоящей полезной моделью в одном из основных вариантов реализации индикатор пробоя и/или перекрытия изолятора, показанный на фигуре, содержит элемент крепления 1, сигнальный элемент 2, разрушаемый элемент 3 и дугоприемный элемент 4. Разрушаемый элемент 3 содержит одну или более соединительную трубку (на фигуре показаны две трубки, но могут быть одна, три, четыре, пять или более), выполненную с использованием металла и соединяющую дугоприемный элемент 4 и сигнальный элементы 2 с элементом крепления 1. В показанном на фигуре варианте индикатора дугоприемный элемент 4 конструктивно выполнен как отдельная от сигнального элемента 2 деталь и затем они механически соединены за счет прижатия дугоприемным элементом 4 сигнального элемента 2 к элементу крепления 1 с помощью разрушаемого элемента, но в других вариантах осуществления полезной модели дугоприемный элемент 4 и сигнальный элемент 2 могут быть выполнены в виде единой детали – благодаря этому упрощается конструкция индикатора, что дополнительно повышает его прочность, надежность и удобство в обслуживании. Таким образом, на фигуре разрушаемый элемент 3 механически соединяет сигнальный элемент 2 и элемент крепления 1.

Элемент крепления 1 в показанном на фигуре варианте представляет собой металлический кронштейн, который снабжен хомутом 7 для крепления на изоляторе 5, например, на оконцевателе 6 изолятора 5, или на элементе электроустановки, например, на шейке пестика серьги, к которому прикрепляется изолятор, или на элементе электроустановки, около которого установлен изолятор. В некоторых случаях крепежные элементы могут быть выполнены в виде других конструктивных изделий, обеспечивающих крепление одновременно как на изоляторе, так и на элементе электроустановки для обеспечения более прочного крепления и/или надежного электрического контакта индикатора. Хомут, как один из вариантов крепежного узла, обеспечивает достаточно простое, удобное в обслуживании и надежное прикрепление кронштейна и индикатора в целом.

Кронштейн представляет собой конструкцию, обеспечивающую возможность расположения сигнального элемента индикатора не на изоляторе, а сбоку от него за счет того, что сам кронштейн крепится к изолятору (и/или к элементу электроустановки), а к кронштейну прикрепляются разрушаемый и сигнальный элементы и кронштейн обеспечивает прочность, необходимую для удержания этих элементов и индикатора в целом в стороне от изолятора.

Элемент крепления выполняет как функцию механического прикрепления индикатора, так и электропроводящую функцию от изолятора и/или электроустановки к индикатору (разрушаемому элементу). Преимуществом применения кронштейна является то, что индикатор (его разрушаемый и сигнальный элементы) устанавливается около изолятора, то есть в стороне от него на небольшом расстоянии от изолятора или даже вплотную концом сигнального элемента или дугоприемного элемента к изолятору, если это необходимо для обеспечения обнаружения пробоя изолятора. Это обеспечивает удобство обслуживания индикатора одновременно с удобством обнаружения сработавшего индикатора, поскольку индикатор находится на некотором расстоянии от изолятора.

Сигнальный элемент 2 может иметь плоскую форму. На фигуре индикатор показан в разрезе и плоскость сигнального элемента перпендикулярна плоскости чертежа. Для обеспечения заметности индикатора сигнальный элемент может иметь размеры от 40 до 1000 мм, например, от 40 до 400 мм или от 60 до 300 мм или от 80 до 250 мм. Сигнальный элемент может иметь выделяющийся цвет: красный, желтый, оранжевый или другие, например, черный, серый, белый и т.п. Такие размеры и цвета сигнального элемента позволяют невооруженным глазом с земли легко определить его наличие или отсутствие на изоляторе.

Сигнальный элемент может быть изготовлен из диэлектрика, например, силикона, или из металла – в последнем варианте он может также выполнять функции дугоприемного элемента, то есть, одновременно быть сигнальным элементом и дугоприемным элементом. Это обеспечивает дополнительную надежность индикатора и простоту его конструкции. В то же время выполнение сигнального элемента из диэлектрика, особенного эластичного, такого как силикон, обеспечивает безопасность объектов, находящихся внизу при падении сигнального элемента.

Разрушаемый элемент 3 содержит одну или несколько соединительных трубок, выполненных с использованием металла. Они не только механически, но и электрически соединяют элемент крепления 1 и дугоприемный элемент 4. Электрическое соединение происходит за счет контакта трубок с дугоприемным элементом и элементом крепления. Трубки предпочтительно имеют малое сечение, обеспечивающее их расплавление под действием тока дуги пробитого и/или перекрытого изолятора. Однако они могут разрушаться не только за счет расплавления, но и за счет разрушения материалом (газом, жидкостью, твердым веществом), расширяющимся внутри трубки вследствие прохождения тока от пробитого и/или перекрытого изолятора.

Для механического закрепления с помощью соединительных трубок элемент крепления и дугоприемный элемент могут иметь вырезы или отверстия для пропуска, по меньшей мере, одной соединительной трубки. Сигнальный элемент также может иметь отверстия для пропуска соединительных трубок или иметь большое отверстие, обеспечивающее прикрепление сигнального элемента к элементу крепления за счет прижатия дугоприемным элементом по краям или части сигнального элемента.

Пропущенные в вырезы или отверстия трубки могут закрепляться на элементе крепления и дугоприемном элементе различными способами. Например, это могут быть резьбовые соединения (между трубкой и элементом крепления и дугоприемным элементом или между трубкой и гайками поверх элемента крепления и дугоприемного элемента), или края трубки могут отгибаться поверх элемента крепления и дугоприемного элемента, или трубка может иметь выступы с одной или обеих сторон – способы могут комбинироваться для разных трубок или разных концов трубок.

Соединительная трубка может быть выполнена в виде вытяжной заклепки. Например, с одной стороны заклепки может быть предусмотрен шток, для распирания и удерживания заклепки в отверстии, предотвращающий выпадение трубки, а с другой стороны выступ или выступы, обеспечивающие закрепление элементов индикатора, могут быть выполнены в процессе сборки или установки индикатора. Поскольку заклепка выполнена с использованием трубки, то она сама по себе является пустотелой, но внутри нее могут находиться газ и/или жидкий и/или твердый материалы или какие-либо детали, оставшиеся от процесса закрепления заклепки (например, часть штока от самоустанавливаемой вытяжной заклепки).

Разрушение соединительной трубки происходит за счет сильного тока, протекающего через индикатор (последовательно через дугопремный элемент, разрушаемый элемент и элемент крепления) при пробое и/или перекрытии изолятора. Соединительная трубка расплавляется и сигнальный элемент вместе с дугоприемным элементом отделяются от элемента крепления и падают вниз на землю. По отсутствию сигнального элемента определяется факт пробоя и/или перекрытия изолятора. Отделение сигнального элемента от разрушаемого элемента может происходить не только за счет силы тяжести, но и за счет его отбрасывания расширяющимися газами, образующимися при дуговом разряде внутри разрушаемого элемента выделяющимися после перегорания трубки.

Соединительная трубка в одном из вариантов является открытой для внешнего пространства, но также она может быть выполнена герметичной. Внутренняя полость соединительной трубки может быть заполнена газом (например, воздухом) и/или жидким и/или твердым (например, диэлектрическим) материалом. В случае герметичной трубки газ, жидкость или твердый материал при прохождении тока в результате пробоя и/или перекрытия изолятора могут расширяться за счет нагрева и/или выделения и/или расширения газов или других веществ и разрывать трубку, дополнительно способствуя надежному срабатыванию индикатора (отделению сигнального элемента).

В открытой трубке эту же функцию (дополнительного усилия по отделению сигнального элемента от элемента крепления) может выполнять твердый материал, например, порох или другое взрывчатое вещество. Вообще, негерметичная трубка, имеющая сообщение с внешним воздухом, в любом случае будет чем-то заполнена: газом (например, воздухом) и/или жидким и/или твердым (например, диэлектрическим) материалом для обеспечения разрушаемости разрушаемого элемента. В простейшем варианте негерметичная трубка может содержать воздух, попавший из окружающего пространства. В некоторых случаях трубка может быть закрыта с одной (нижней) стороны для надежного удержания жидкости и/или твердого вещества.

Дугоприемный элемент 4 предпочтительно является металлическим и в некоторых вариантах может быть объединен с сигнальным элементом 2. В некоторых вариантах дугоприемный элемент может быть выполнен с возможностью принятия тока пробитого изолятора с изоляционного тела через искровой промежуток или посредством проводника (например, проволоки).

Расположение дугоприемного элемента индикатора по отношению к изолятору должно быть таким, чтобы напряженность поля на дугоприемном элементе была выше, чем на оконцевателе с экраном (или без экрана), на котором или возле которого закреплен индикатор. Преимущественно, дугоприемный элемент индикатора, должен быть расположен ближе к противоположному оконцевателю изолятора или другому элементу электроустановки, находящемуся под тем же потенциалом, что и противоположный оконцеватель изолятора, чем оконцеватель с экраном (или без экрана), на котором или возле которого закреплен индикатор, как на приведенной фигуре. В частности, для обеспечения надежной работы индикатора элемент крепления и дугоприемный элемент предпочтительно расположены на противоположных сторонах индикатора.

Поскольку, напряженность электрического поля на дугоприемном элементе определяется не только его расположением в пространстве, но и формой самого дугоприемного элемента, например, радиусами закруглений его конца, то, в ряде случаев, дугоприемный элемент может быть установлен на одинаковом или даже несколько большем расстоянии от противоположного оконцевателя изолятора, чем оконцеватель с экраном (или без экрана), на котором или возле которого закреплен индикатор. Напряженность поля на дугоприемном элементе определяется на этапе проектирования индикатора и изолятора с индикатором расчетным методом.

Индикатор позволяет определить перекрытый электрической дугой изолятор по отсутствию сигнального элемента на индикаторе.

Перекрытия изоляторов могут возникать по следующим причинам: грозовой разряд, инициировавший силовую дугу; из-за сильных загрязнений; из-за интенсивного мокрого снега, полностью облепившего изолятор; из-за постороннего воздействия, например, из-за птиц или посторонних предметов, занесенных птицами или ветром (также, в мировой практике известны случаи перекрытия по паутине покрытой росой); из-за пробоя изолятора. Таким образом, отсутствие сигнального элемента на индикаторе говорит лишь о факте перекрытия. Причину перекрытия можно определить визуальным осмотром изолятора и анализом погодных условий.

В случае, если перекрытие произошло из-за пробоя изолятора, то такой изолятор должен быть демонтирован и заменен на новый. В остальных случаях демонтировать изолятор нет необходимости. В случае перекрытия из-за загрязнений изолятор должен быть очищен согласно руководству по эксплуатации изолятора. Сработавший индикатор должен быть заменен на новый.

Таким образом, индикатор пробоя и/или перекрытия изолятора может сработать как от перекрытия, так и от пробоя изолятора и показывать как перекрытие, так и пробой. Пробой изолятора не всегда ведет к перекрытию изолятора, но в некоторых ситуациях может приводить к этому. То есть, в результате некоторых пробоев может происходить и перекрытие изолятора, и в таких случаях индикатор будет одновременно показывать как пробой, так и перекрытие изолятора.

Индикаторы могут применяться для различных видов изоляторов, в том числе поддерживающих, опорных, подвесных, фиксирующих, натяжных полимерных, стеклянных и других видах как изоляторов, так и гирляндах изоляторов или изолирующих подвесках.

Представленный на сопровождающей фигуре и детально описанные в описании варианты осуществления предназначены для упрощения понимания сущности полезной модели и не должны толковаться как ограничивающие объем охраны полезной модели, определяемый последующей формулой полезной модели. Описанные варианты могут объединяться и комбинироваться в любых сочетаниях, обеспечивающих реализацию принципа действия, возможность визуального определения перекрытия изолятора, в том числе на значительном расстоянии от него, и достижение технического результата, заключающегося в обеспечении прочной, надежной и удобной в обслуживании конструкции индикатора перекрытия изолятора. В результате комбинации отдельных вариантов могут достигаться дополнительные технические результаты.

Claims (10)

1. Индикатор пробоя и/или перекрытия изолятора, включающий в себя элемент крепления, сигнальный элемент, разрушаемый элемент и дугоприемный элемент, причем разрушаемый элемент включает в себя, по меньшей мере, одну соединительную трубку, выполненную с использованием металла и соединяющую дугоприемный и сигнальный элементы с элементом крепления, причем элемент крепления представляет собой кронштейн.

2. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что элемент крепления выполнен с возможностью установки на изоляторе и/или элементе электроустановки, на котором или около которого установлен изолятор.

3. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что сигнальный элемент имеет плоскую форму.

4. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что сигнальный элемент имеет размеры от 40 до 1000 мм, или от 40 до 400 мм, или от 60 до 300 мм, или от 80 до 250 мм.

5. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что соединительная трубка является герметичной.

6. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя полость соединительной трубки заполнена газом и/или жидким, и/или твердым материалом.

7. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что соединительная трубка выполнена в виде заклепки.

8. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что сигнальный элемент и дугоприемный элемент выполнены в виде единой детали.

9. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что элемент крепления и дугоприемный элемент имеют отверстия для пропуска, по меньшей мере, одной соединительной трубки.

10. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что дугоприемный элемент выполнен с возможностью принятия тока пробитого изолятора с изоляционного тела через искровой промежуток или посредством проводника.

Images