EA013485B1

EA013485B1 - Корпус индуктивного ответвителя, используемого для связи по линиям электропередач

Info

Publication number: EA013485B1
Application number: EA200802376A
Authority: EA
Inventors: Эрик С. Мерк; Рам Дас С. Рао; Дэвид Голдблат; Кокоу А. Амефиа
Original assignee: Амбиент Корпорэйшн
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2010-04-30
Also published as: WO2008033527A2; WO2008033527A3; KR20090019003A; CN101501793A; US20100066475A1; CA2660118A1; KR101007639B1; EP2062272A2; US7859378B2; EP2062272A4; BRPI0716729A2; MX2009000301A; AU2007294741A1; EA200802376A1

Abstract

Предлагается индуктивный ответвитель, содержащий (а) корпус, имеющий отверстие, продольно проходящее сквозь него, щель, продольно проходящую вдоль его боковой поверхности, и гибкий участок, выполненный с возможностью открытия или закрытия указанной щели, которая в открытом состоянии позволяет установить индуктивный ответвитель на проводник путем пропускания последнего сквозь указанное отверстие. Индуктивный ответвитель также содержит (b) магнитный сердечник и (с) обмотку, намотанную вокруг части магнитного сердечника. Магнитный сердечник и обмотка прикреплены к корпусу таким образом, что их положение друг относительно друга остается постоянным. Индуктивный ответвитель, установленный на проводнике, реализует возможность отвода сигнала от этого проводника на обмотку через магнитный сердечник.

Description

Настоящее изобретение относится к связи по линиям электропередач и, в частности, к конструкции используемого для такой связи ответвителя сигнала данных.

Уровень техники

Связью по линиям электропередач (ро\\сг 1те соттишсайоик (РЬС)), которую также называют «широкополосной связью по линиям электропередач» (Ьтоа4Ьаи4 оует ро\тег 1те (ВРЬ)), является технология передачи данных на высоких частотах через существующие линии электропередач, т. е. провода, проводящие ток силового сигнала. Ответвитель сигнала данных связи, используемый в линиях электропередачи, отводит сигнал данных от линии электропередач и подает его на устройство связи, такое как модем.

Примером такого ответвителя для передачи данных является индуктивный ответвитель, содержащий сердечник и обмотку, намотанную вокруг части сердечника. Индуктивный ответвитель работает по принципу трансформатора и размещен на линии электропередачи, которая играет роль первичной обмотки этого трансформатора, а обмотка индуктивного ответвителя играет роль вторичной обмотки этого трансформатора.

Сердечник в обычном варианте реализации изобретения выполнен из магнитного материала, такого как феррит, порошковый металл или нанокристаллический материал. Сердечник при контакте с линией электропередачи становится электрически заряженным и поэтому должен быть изолирован от вторичной обмотки. В обычном варианте реализации изобретения изоляция сердечника и вторичной обмотки обеспечена за счет их заделывания в электроизоляционный материал, такой как силикон.

Иногда может потребоваться установка линейным монтёром индуктивного ответвителя на электрически заряженную среду, такую как линия электропередач высокого напряжения. Следовательно, в целях предотвращения травм персонала, осуществляющего установку, обслуживание и демонтаж индуктивного ответвителя, последний должен отвечать требованиям безопасности.

Краткое описание изобретения

Предлагается индуктивный ответвитель, содержащий (а) корпус, имеющий отверстие, продольно проходящее сквозь него, щель, продольно проходящую вдоль его боковой поверхности, и гибкий участок, выполненный с возможностью открытия или закрытия указанной щели. Открытая щель позволяет установить индуктивный ответвитель на проводник путем пропускания последнего сквозь указанное отверстие. Индуктивный ответвитель также содержит (Ь) магнитный сердечник и (с) обмотку, намотанную вокруг части магнитного сердечника. Магнитный сердечник и обмотка прикреплены к корпусу так, что их положение друг относительно друга остается постоянным. Индуктивный ответвитель, установленный на проводнике, реализует возможность отвода сигнала от проводника на обмотку через магнитный сердечник.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - трехмерное изображение индуктивного ответвителя в открытом положении.

Фиг. 1А - трехмерное изображение показанного на фиг. 1 индуктивного ответвителя в не полностью закрытом положении.

Фиг. 1В - трехмерное изображение показанного на фиг. 1 индуктивного ответвителя в полностью закрытом положении.

Фиг. 2 - вид показанного на фиг. 1 индуктивного ответвителя в поперечном разрезе.

Фиг. 3 - трехмерное изображение индуктивного ответвителя, расположенного вокруг линий электропередачи, в не полностью открытом положении.

Фиг. 4 - трехмерное изображение индуктивного ответвителя, снабженного резиновыми кольцами.

Фиг. 4А - трехмерное изображение показанного на фиг. 4 индуктивного ответвителя на линии электропередачи в закрытом положении.

Фиг. 5 - трехмерное изображение индуктивного ответвителя в открытом положении.

Фиг. 6 - трехмерное изображение расположенных вблизи линии электропередачи индуктивного ответвителя и штанги для работы под напряжением.

Фиг. 6А - трехмерное изображение показанного на фиг. 6 индуктивного ответвителя, удерживаемого в открытом положении с помощью штанги для работы под напряжением.

Фиг. 6В - трехмерное изображение показанного на фиг. 6 и расположенного на линии электропередачи индуктивного ответвителя в не полностью открытом положении.

Фиг. 6С - трехмерное изображение показанного на фиг. 6 и расположенного на линии электропередачи индуктивного ответвителя в закрытом положении.

Фиг. 7 - трехмерное изображение индуктивного ответвителя.

Подробное описание изобретения

В системе связи по линиям электропередач силовой сигнал обычно передается через линию электропередач на частоте в диапазоне 50-60 Гц. В линии низкого напряжения силовой сигнал передается при напряжении 90-600 В, а в линии среднего напряжения силовой сигнал передается при напряжении 2400-35000 В. Сигнал данных связи имеет частоту не менее приблизительно 1 МГц и напряжение из диапазона от долей вольта до нескольких десятков вольт.

- 1 013485

Фиг. 1 - трехмерное изображение индуктивного ответвителя 100 в открытом положении, размещенного для установки на линиях 150 и 155 электропередачи. Ответвитель 100 содержит цельный безрамный корпус 105, который изготовлен из твердого пластичного, эластичного или упругого материала. Эластичный материал способен частично или полностью восстанавливать свою исходную длину или форму после растягивания или деформирования. В предпочтительном варианте реализации изобретения эластичный материал имеет относительное удлинение от 10 до 900%, определяемого способом Ό1456-86 «Стандартное испытание относительного удлинения содержащих каучук изделий под действием заданной нагрузки» Американского общества специалистов по испытаниям материалов А8ТМ. Упругий материал во время его упругого деформирования поглощает энергию, а после снятия нагрузки при своём восстановлении высвобождает ее.

Корпус 105 имеет продольно проходящее сквозь него отверстие 103, через которое пропущены линии 150 и 155. Корпус 105 также содержит магнитный сердечник 200 (показан на фиг. 2) и намотанную вокруг сердечника 200 обмотку 145, которая выведена из корпуса 105 и соединена с другим электронным оборудованием (не показано) системы связи по линиям электропередач. Ответвитель 100 функционирует по принципу трансформатора, в котором, например, линия 150 является первичной обмоткой, а обмотка 145 является вторичной обмоткой, и происходит отвод сигнала от линии 150 через сердечник 200 с подачей его на обмотку 145.

Корпус 105 имеет щель 108 (показана пунктирной линией), продольно проходящую вдоль его боковой поверхности. Щель 108 расположена между торцом 107 и торцом 109. Корпус 105 имеет гибкий участок 130, обеспечивающий возможность (а) отвода торцов 107 и 109 друг от друга с открытием щели 108 и (Ь) сведения друг к другу с закрытием щели 108. Таким образом, участок 130 функционирует по принципу шарнира. На фиг. 1 щель 108 показана в открытом положении.

Корпус 105 содержит пластину 115 и выступ 110. Пластина 115 прикреплена к корпусу 105 на соединительном участке 129 и имеет отверстия 120, 125 и 127. Пластина 115 может быть выполнена с корпусом 105 за одно целое или в виде отдельной детали, прикрепленной к нему на соединительном участке 129. Корпус 105 также имеет торцевую поверхность с двумя выступами, т.е. выступами 135, на которые посажена кабельная стяжка 140 (на фиг. 1 показаны две стяжки 140). Назначение пластины 115, отверстий 120, 125 и 127, выступа 110, выступов 135 и стяжки 140 описано ниже со ссылками на фиг. 1А и 1В.

Фиг. 1А - трехмерное изображение ответвителя 100 в не полностью закрытом положении. Пластина 115 наклонена к выступу 110 для осуществления взаимодействия выступа 110 и отверстия 125. Стяжка 140 является самозацепляющейся и по своему периметру охватывает выступы 135. При затяжке стяжки 140 ее периметр уменьшается, что приводит к притягиванию выступов друг к другу.

Фиг. 1В - трехмерное изображение ответвителя 100, установленного на линиях 150 и 155, в полностью закрытом положении. Затянутая стяжка 140 обеспечивает закрытие корпуса 105. Наклоненная пластина 115 обеспечивает взаимодействие отверстия 127 и выступа 110. Затяжка стяжки 140 дополнительно обеспечивает удержание линий 150 и 155 вместе.

Фиг. 2 - вид в поперечном разрезе находящегося в открытом положении ответвителя 100. Как было сказано выше, ответвитель 100 содержит сердечник 200. Сердечник 200 состоит из части 200А и части 200В. Участок 130 обеспечивает возможность перемещения частей 200А и 200В друг относительно друга. Исполнение сердечника 200 в виде двух частей, т.е. частей 200А и 200В, облегчает установку ответвителя 100 на линию 150. Часть 200А, часть 200В и витки обмотки 145 заделаны в корпус 105, который обеспечивает постоянство их размещения друг относительно друга. Иными словами, сердечник 200 и обмотка 145 прикреплены к корпусу 105 так, что их положение друг относительно друга остается постоянным.

Для установки ответвителя 100 на линии 150 и 155 или для снятия ответвителя 100 с линий 150 и 155 линейным монтёром может быть использовано удлинённое изолированное приспособление, обычно называемое штангой для работы под напряжением. Штанга для работы под напряжением имеет крюк, который выполнен с возможностью взаимодействия с отверстием 120 для обеспечения перемещения пластины 115 линейным монтёром, в результате которого отверстие 125 или отверстие 127 взаимодействует с выступом 110 или перестает взаимодействовать с выступом 110.

Хотя на фиг. 1, 1А, 1В и 2 ответвитель 100 показан в контексте установки на две линии электропередач, т.е. линии 150 и 155, ответвитель 100 может быть установлен на одну линию электропередач или, по существу, по меньшей мере на одну линию электропередач.

Как сказано выше, ответвитель 100 содержит корпус 105, сердечник 200 и обмотку 145. Корпус 105 имеет продольно проходящее сквозь него отверстие 103 и продольно проходящую вдоль его боковой поверхности щель 108 между торцами 107 и 109. Участок 130 обеспечивает возможность открытия и закрытия щели 108 и может выть выполнен, например, в виде шарнира. При открытой щели 108 ответвитель 100 может быть установлен на проводник путем пропускания последнего сквозь отверстие 103. Обмотка 145 намотана вокруг части сердечника 200, при этом обмотка 145 и сердечник 200 прикреплены к корпусу 105 таким образом, что их положение друг относительно друга остается постоянным. Ответвитель 100, установленный на проводнике, реализует возможность отвода сигнала от этого проводника на обмотку 145 через сердечник 200.

- 2 013485

Фиг. 3 - трехмерное изображение индуктивного ответвителя 300, расположенного вокруг линий 350 и 355 электропередачи, в не полностью открытом положении. Ответвитель 300 содержит корпус 305 с продольно проходящим сквозь него отверстием 303. Ответвитель 300 также содержит сердечник 200 (на фиг. 3 не показан) и обмотку 145 (на фиг. 3 не показана). Линии 350 и 355 пропущены через отверстие 303. Обмотка 145 намотана вокруг части сердечника 200, а ее концы 345 выведены из корпуса 305 и соединены с другими компонентами (не показаны) системы связи по линиям электропередачи.

Цельный безрамный корпус 105 изготовлен из твердого пластичного, эластичного или упругого материала. Корпус 305 служит опорной конструкцией для сердечника 200. Корпус 305 также имеет гибкий участок 330, пластину 315, выступ 310 и выступы 335. Пластина 315 отходит от корпуса 305 и прикреплена к нему на соединительном участке 329. Пластина 315 содержит отверстия 320 и 325. Отверстие 325 и выступ 310 выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом. Для фиксации ответвителя 300 в закрытом положении пользователь может захватить пластину 315 возле отверстия 320, потянуть ее и согнуть вокруг участка 329, и благодаря этому вызвать взаимодействие отверстия 325 и выступа 310.

Каждый из выступов 335 имеет отверстия 337. Одна кабельная стяжка 340 пропущена сквозь отверстия одного из выступов 335, а другая кабельная стяжка 340 пропущена сквозь отверстия другого из выступов 335 для скрепления ответвителя 300 и линий 350 и 355 друг с другом.

Хотя на фиг. 3 показан ответвитель 300, установленный на две линии электропередач, т.е. линии 350 и 355, вокруг которых затянута стяжка 340, ответвитель 300 может быть установлен на одну линию электропередач или, по существу, по меньшей мере на одну линию электропередач, вокруг которой затянута стяжка 340.

Фиг. 4 - трехмерное изображение индуктивного ответвителя 400. Ответвитель 400, как и ответвитель 300, содержит корпус 405, пластину 415, отверстие 425, выступ 410 и выступы 435. Цельный безрамный корпус 405 изготовлен из твердого пластичного, эластичного или упругого материала. В отличие от ответвителя 300 ответвитель 400 содержит резиновое кольцо 440 (на фиг. 4 показаны два кольца 440), охватывающее выступы 435 по периметру. Нажатие линии 450 на кольцо 440 приводит к его натяжению, вызывающему уменьшение указанного периметра, что приводит к притягиванию выступов 435 друг к другу.

Фиг. 4А - трехмерное изображение расположенного вокруг линии 450 ответвителя 400 в закрытом положении. Кольцо 440 удерживается натянутым линией 450, а выступ 410 взаимодействует с отверстием 425.

Фиг. 5 - трехмерное изображение индуктивного ответвителя 500, находящегося вблизи линии 550 электропередач. Ответвитель 500 содержит корпус 505, имеющий продольно проходящее сквозь него отверстие 503, продольно проходящую вдоль его боковой поверхности щель 508 (показана пунктирной линией) и гибкий участок 530. Цельный безрамный корпус 505 изготовлен из твердого пластичного, эластичного или упругого материала. В отличие от ответвителя 400 в ответвителе 500 вместо кольца 440, обернутого вокруг выступа 435, использован приводной элемент 540 (на фиг. 5 показаны два элемента 540). Элемент 540 выполнен за одно целое с корпусом 505, однако он может быть реализован и в виде отдельного элемента, например в виде резинового кольца.

Элемент 540 перекрывает щель 508. Нажатие линии 550 на элемент 540 в направлении отверстия 503 приводит к перемещению элемента 540 от щели 508. При этом корпус 505 изгибается вокруг участка 530, а нажатие линии 550 на элемент 540 приводит к закрытию отверстия 503 и щели 508.

Фиг. 6 - трехмерное изображение расположенных вблизи линии 650 электропередачи индуктивного ответвителя 600 и штанги 660 для работы под напряжением. Ответвитель 600 содержит корпус 605 с продольно проходящим сквозь него отверстием 603. Цельный безрамный корпус 605 изготовлен из твердого пластичного, эластичного или упругого материала и содержит выступ 610, пластину 615 с отверстиями 620 и 625, а также утолщения 642 и пластины 652, 652А и 652В. Пластины 652А и 652В соединяют пластину 652, соответственно, с верхней и нижней частями корпуса 605. В пластине 652 имеется отверстие 653.

Штанга 660 содержит крюк 665, шарнир 667, корпус 670 и зубья 675. На фиг. 6 крюк 665 показан в открытом положении и пропущенным сквозь отверстие 653. Крюк 665 может быть закрыт путем его втягивания в корпус 670.

Фиг. 6А - трехмерное изображение ответвителя 600, взаимодействующего со штангой 660, так что ответвитель 600 удерживается открытым. На фиг. 6А, в отличие от фиг. 6, крюк 665 втянут в корпус 670, в результате чего пластины 652А и 652В оказываются притянуты друг к другу. В корпусе 605 имеется гибкий участок 630, благодаря которому при сближении пластин 652А и 652В корпус 605 поворачивается вокруг участка 630 и открывается. Когда корпус 605 открыт, линия 650 может быть введена в отверстие 603.

Фиг. 6В - трехмерное изображение ответвителя 600 в почти закрытом положении, расположенного на линии 650. На фиг. 6В ответвитель 600, штанга 660 и их соответствующие части являются такими, как показано на фиг. 6, за исключением того, что крюк 665 выполнен взаимодействующим с пластиной 615 через отверстие 620, а ответвитель 600, по существу, закрыт вокруг линии 650. Пользователь может опустить пластину 615 и вызвать взаимодействие отверстия 620 и выступа 610.

- 3 013485

Фиг. 6С - трехмерное изображение ответвителя 600 в закрытом положении на линии 650. На фиг. 6С ответвитель 600, штанга 660 и их соответствующие части являются такими, как показано на фиг. 6А, за исключением того, что на фиг. 6С пользователь привел отверстие 625 и выступ 610 во взаимодействие, в результате которого ответвитель 600 надежно установлен на линии 650.

На фиг. 6С зубья 675 взаимодействуют с утолщениями 642. Это взаимодействие позволяет опереть корпус 670 после того, как крюк 665 пропущен через отверстие 620 (см. фиг. 6В) и втянут в корпус 670. Когда пластина 615 втянута в корпус 670, отверстие 625 оказывается насаженным на выступ 610, что вызывает принудительное закрытие ответвителя 600 вокруг линии 650.

Ответвитель 600 имеет заделанный в корпус 605 магнитный сердечник, который похож на сердечник 200. Когда ответвитель 600 закрыт вокруг линии 650, т.е. установлен на ней, корпус 605 обеспечивает постоянство положения линии 650 и магнитного сердечника друг относительно друга.

Фиг. 7 - трехмерное изображение расположенного возле линии 750 электропередач индуктивного ответвителя 700 в открытом положении. Ответвитель 700 содержит корпус 705, магнитный сердечник 753 и обмотку 745.

Цельный безрамный корпус 705 изготовлен из эластичного материала и содержит гибкий участок 730, выступ 710, пластину 715 с отверстиями 720 и 725, а также имеет отверстие 703, продольно проходящее сквозь него.

Сердечник 753 состоит из части 753А и части 753В. Вокруг части 753А намотана обмотка 745. Сердечник 753 заделан в корпус 705 не полностью, а так, что его открытая поверхность обращена к отверстию 703. Обмотка 745 не заделана в корпус 705. Как правило, нет необходимости в полной заделке в корпус каждого из ответвителей 100, 300, 400, 500 и 600 магнитного сердечника и обмотки, которые могут быть реализованы открытыми, как сердечник 753 и обмотка 745.

Корпус 705 также содержит приводной элемент 740, который обеспечивает возможность разведения частей 753А и 753В с увеличением размера отверстия 703, после чего ответвитель 700 размещают вокруг линии 750. Сначала для удержания ответвителя 700 открытым к нему прикладывают внешнее усилие, например, одетыми в рукавицы руками или штангой для работы под напряжением (не показаны). После снятия указанного усилия элемент 740 сжимается и нежестко закрывает ответвитель 700 на линии 750. Затем отверстие 720 может быть подвергнуто воздействию крюка, в результате которого пластина 715 может быть оттянута вниз для осуществления взаимодействия отверстия 725 с выступом 710, благодаря которому ответвитель 700 оказывается принудительно закрыт вокруг линии 750.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Индуктивный ответвитель для связи по линиям электропередачи содержащий (a) корпус, имеющий отверстие, продольно проходящее сквозь него, щель, продольно проходящую вдоль его боковой поверхности, и гибкий участок, выполненный с возможностью открытия или закрытия указанной щели, причём корпус является безрамным и гибкий участок выполнен с ним за одно целое, а щель в открытом состоянии позволяет установить индуктивный ответвитель на проводник путем пропускания последнего сквозь указанное отверстие;

(b) магнитный сердечник и (c) обмотку, намотанную вокруг части магнитного сердечника, причем магнитный сердечник и обмотка прикреплены к корпусу таким образом, что их положение друг относительно друга остается постоянным, а индуктивный ответвитель, установленный на проводнике, реализует возможность отвода сигнала от этого проводника на обмотку через магнитный сердечник.
2. Индуктивный ответвитель по п.1, в котором корпус изготовлен из эластичного материала.
3. Индуктивный ответвитель по п.1, в котором, когда индуктивный ответвитель установлен на проводник, корпус также обеспечивает постоянство положения проводника и магнитного сердечника друг относительно друга.
4. Индуктивный ответвитель по п.1, дополнительно содержащий крепежное приспособление, фиксирующее щель в закрытом положении.
5. Индуктивный ответвитель по п.4, в котором корпус содержит выступ, а крепежное приспособление реализовано в виде пластины с отверстием, взаимодействующим с указанным выступом.
6. Индуктивный ответвитель по п.5, в котором крепежное приспособление представляет собой пластину, выполненную за одно целое с корпусом.
7. Индуктивный ответвитель по п.1, в котором корпус имеет торцевую поверхность с первым и вторым выступами, а также хомут, охватывающий первый и второй выступы по своему периметру, так что уменьшение указанного периметра первый и второй выступы притягиваются друг к другу.
8. Индуктивный ответвитель по п.7, в котором хомут выбран из группы, включающей кабельную стяжку и резиновое кольцо.
9. Индуктивный ответвитель по п.1, в котором корпус имеет торцевую поверхность с выступом и который дополнительно содержит кабельную стяжку, которая, когда индуктивный ответвитель установ

- 4 013485 лен на проводник, охватывает указанный выступ и часть проводника по своему периметру, так что при уменьшении периметра указанный выступ и проводник притягиваются друг к другу.
10. Индуктивный ответвитель по п.1, дополнительно содержащий хомут, перекрывающий щель, причем, когда индуктивный ответвитель установлен на проводник, последний находится в контакте с хомутом в некоторой области и вызывает появление силы, которая перемещает указанную область от щели, в результате чего щель закрывается.
11. Индуктивный ответвитель по п.10, в котором хомут выполнен за одно целое с корпусом.
12. Индуктивный ответвитель по п.1, дополнительно содержащий первый элемент на первой стороне гибкого участка и второй элемент на второй стороне гибкого участка, причем щель оказывается открыта при перемещении первого и второго элементов друг к другу.
13. Индуктивный ответвитель по п.12, в котором первый элемент представляет собой пластину, выполненную за одно целое с корпусом.
14. Индуктивный ответвитель по п.1, в котором магнитный сердечник и обмотка заделаны в корпус.
15. Индуктивный ответвитель по п.1, в котором магнитный сердечник имеет открытую сторону, обращенную к указанному отверстию.
16. Индуктивный ответвитель по п.1, дополнительно содержащий приводной элемент, который прикладывает усилие к гибкому участку для закрытия щели.
17. Индуктивный ответвитель по п.1, в котором корпус изготовлен из упругого материала, и когда корпус находится в состоянии покоя, щель, по существу, закрыта.