RU2128390C1

RU2128390C1 - Lightning protection system

Info

Publication number: RU2128390C1
Application number: RU98115189A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Малюшин; А.Н. Метельский; Г.Г. Хоперский; А.Г. Кошель
Original assignee: Открытое акционерное общество "НЕФТЕГАЗПРОЕКТ"
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 1999-03-27

Abstract

FIELD: power engineering; lightning protection of industrial installations. SUBSTANCE: system has at least two rows of line circuits each being, essentially, ground wire 2 suspended from supporting structures and connected to ground stake with protected entities located in-between; ground wire 2 is joined with supporting structures through insulators 4, pulling wire 5 with seasonal temperature marker 6, and pulling gear 8; current lead 9 is made in the form of flexible conductor connected on one end with ground wire 2 between insulators 4 and on other end, with ground stake; ground wire 2 is furnished with vibration damper 12; supporting structures are similar to those of power transmission line and are designed to take wire load; they are provided with maintenance platforms 13, lightning rods 15, warning lights 16, floodlights 17 for illuminating installation being protected, side lamps; guard ladders are mounted throughout entire length of supporting structures; in addition, ground wire 2 has warning light reflectors 18 made in the form of equilateral quadrangles coupled with ground wire 2 through moving clamp. EFFECT: improved performance characteristics and reliability of lightning protection system. 12 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к молниезащитным устройствам для защиты промышленных объектов от поражений молнией. The invention relates to the electric power industry, namely to lightning protection devices for protecting industrial facilities from lightning strikes.

Известно грозозащитное устройство для закрепленной на пасынке деревянной опоры с траверсной линии электропередачи (см. например, Авт. св. СССР N 1269222, М. кл. H 02 G 13/00), содержащее рабочий привод, закрепленный на штыре, консоль, закрепленную на оголовье опоры, установленный на ней электрод, образующий с рабочим приводом искровой промежуток, и металлический спуск, соединенный одним концом с электродом искрового промежутка, а другим - с пасынком опоры, причем металлический спуск выполнен натянутым по всей длине и прикреплен другим концом к пасынку со стороны, противоположной траверсе опоры, кроме того, металлический спуск может быть прикреплен к консоли, а консоль закреплена на штыре изолятора, а само устройство снабжено упругим элементом, установленным между консолью и верхней частью металлического спуска. It is known a lightning protection device for a wooden support fixed to the stepson from a traverse power line (see, for example, Aut. St. USSR N 1269222, M. class. H 02 G 13/00), containing a working drive mounted on a pin, a console mounted on the headband of the support, an electrode mounted on it, forming a spark gap with the working drive, and a metal trigger connected at one end to the spark gap electrode and the other to the stepson of the support, the metal trigger being stretched along its entire length and attached to the stepson by the other end the side opposite to the support cross member, moreover, the metal descent may be attached to the console, and the console is fastened on the pin insulator, and the device is provided with an elastic member mounted between the bracket and the upper part of the metal shutter.

Недостатком известного грозозащитного устройства являются низкие эксплуатационные качества, а именно, защита от попадания молнии только для одного конкретного объекта - провода линии электропередачи, расположенного на определенной высоте от земли, непосредственно под тросом. Одна из причин указанных недостатков обусловлена конструктивными особенностями устройства. A disadvantage of the known lightning protection device is its low performance, namely, protection against lightning from only one specific object - a wire of a power line located at a certain height from the ground, directly under the cable. One of the reasons for these shortcomings is due to the design features of the device.

Известна также высоковольтная сеть (см. например, авт. св. СССР N 1069047, М.кл. H 02 G 13/00, опубл. 23.01.84), содержащая провода и грозозащитный трос пересекающей линии электропередачи, закрепленные на опорах, провода и грозозащитный трос пересекаемый линии, закрепленные на опорах, причем провода пересекаемой линии расположены под проводами пересекающей линии, а грозозащитный трос пересекаемой линии закреплен на грозозащитном тросе пересекающей линии над проводами пересекающей линии с помощью дополнительно введенной упругой балки, врезанной в грозозащитный трос пересекаемой линии. A high-voltage network is also known (see, for example, ed. St. USSR N 1069047, M.cl. H 02 G 13/00, publ. 23.01.84), containing wires and a lightning-protective cable of an intersecting power line, mounted on poles, wires and the lightning protection cable of the crossed line is fixed on the supports, the wires of the crossed line are located under the wires of the crossing line, and the lightning protection cable of the crossed line is fixed on the lightning protection cable of the crossing line over the wires of the crossing line with the help of an additionally inserted elastic beam cut into the thunder Protective cable crossed lines.

Недостатком известного защитного устройства высоковольтной сети являются низкие надежность и эксплуатационные качества, а именно, защита от попадания молнии только для проводов линии электропередачи, расположенных на определенной высоте от земли непосредственно под тросом. Одна из причин указанных недостатков обусловлена конструктивными особенностями устройства, позволяющими защитить объект в виде конкретного изделия единичного объема. A disadvantage of the known protective device of the high-voltage network is its low reliability and performance, namely, protection against lightning only for wires of the power line located at a certain height from the ground directly under the cable. One of the reasons for these shortcomings is due to the design features of the device, allowing to protect the object in the form of a specific product of a single volume.

Известно также молниезащитное устройство, принятое за прототип (см. авт. св. СССР N 845210, М.кл. H 02 G 13/00, опубл. 17.07.1981 г.), содержащее расположенный над защитным объектом молниеприемник и токоотвод, выполненные в виде закрепленных на опорах тросов, соединенных с заземлителем, снабженное лебедками с запасованными на них тянущими тросами, неподвижными блоками, закрепленными на опорах, подвесными блоками, через которые проходит каждый трос, образующий петлю, и обоймами или гибкими вставками, соединяющими между собой подвесные блоки соседних петель, к обоймами или гибким вставкам присоединен конец тянущего троса, один конец троса каждой из петель соединен с вершиной опоры, а второй запасован на барабан лебедки через неподвижный блок, устройство снабжено также анкерными фундаментами, причем один конец троса каждой из петель соединен с анкерным фундаментом, а второй запасован в барабан лебедки и подвесные блоки каждой из петель объединены между собой обоймами. Недостатком известного молниезищатного устройства являются низкие надежность и эксплуатационные качества, обусловленные его конструктивными особенностями, позволяющими защитить конкретное изделие небольшой протяженности и высоты. It is also known lightning protection device, adopted as a prototype (see ed. St. USSR N 845210, Mcl H 02 G 13/00, publ. 07/17/1981), containing located above the protective object lightning rod and down conductor, made in in the form of cables fixed to the supports connected to the ground electrode, equipped with winches with pulling cables stored on them, fixed blocks mounted on the supports, suspension blocks through which each cable forms a loop, and clips or flexible inserts connecting the suspension blocks of adjacent loops , the end of the pulling cable is attached to the clips or flexible inserts, one end of the cable of each loop is connected to the top of the support, and the second is stored on the winch drum through a fixed unit, the device is also equipped with anchor foundations, and one end of the cable of each of the loops is connected to the anchor foundation, and the second is stored in the winch drum and the suspension blocks of each of the loops are joined together by clips. A disadvantage of the known lightning protection device is its low reliability and performance due to its design features that protect a specific product of small length and height.

Целью настоящего изобретения является улучшение эксплуатационных качеств и повышение надежности системы молниезащиты промышленных объектов. The aim of the present invention is to improve performance and increase the reliability of the lightning protection system of industrial facilities.

Поставленная цель достигается тем, что в известной системе молниезащиты, содержащей линейный контур молниезащиты, в виде молниеприемника и токоотвода, представляющих собой закрепленный на опорах трос, соединенный с заземлителем, согласно изобретению, она содержит, как минимум, два ряда линейных контуров, между которыми расположены объекты молниезащиты, трос связан с опорой, соответственно, через изоляторы, тяговый трос с сезонной температурной разметкой и натяжным механизмом, а токоотвод выполнен в виде гибкого проводника, соединенного одним концом с тросом перед изоляторами и другим - с заземлителем, трос оснащен виброгасителями, опоры выполнены в виде опор линии электропередачи, рассчитанных на тровосую нагрузку, оснащены площадками обслуживания, стержневыми молниеприемниками, сигнальными огнями, прожекторами, боковыми светильниками, по всей высоте опоры установлены лестницы с ограждениями, кроме того, трос оснащен сигнальными светоотражателями в виде катафотов, установленных вертикально, выполненных в форме равносторонних четырехугольников. This goal is achieved by the fact that in the known system of lightning protection, containing a linear circuit of lightning protection, in the form of an air terminal and a down conductor, which is a cable fixed to the supports connected to the ground electrode, according to the invention, it contains at least two rows of linear circuits between which are located lightning protection objects, the cable is connected to the support, respectively, through insulators, a traction cable with seasonal temperature marking and a tension mechanism, and the down conductor is made in the form of a flexible conductor connected one end with a cable in front of the insulators and the other with a ground electrode, the cable is equipped with vibration dampers, the supports are made in the form of power line poles designed for the load of a wire, equipped with service areas, rod lightning rods, signal lights, spotlights, side lights, stairs are installed along the entire height of the support with fences, in addition, the cable is equipped with signal reflectors in the form of reflectors mounted vertically, made in the form of equilateral quadrangles.

Между отличительными признаками и достигнутым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Between the distinguishing features and the achieved technical result, there is the following causal relationship.

Выполнение системы молнезащиты в виде параллельных рядов линейных контуров с конструктивным выполнением токоотвода в виде гибкого проводника, соединенного с тросом и заземлителем, позволит обеспечить высокоэффективную защиту (до 99,5%) независимо от протяженности и высоты объектов, связь троса с опорой через изоляторы перекрывает путь прохождения тока молнии по тяговому тросу к натяжному механизму, которые обеспечивают равномерную высоту стрелы провеса троса независимо от сезонных изменений температуры. Применение виброгасителей на тросе позволяет исключить колебания и вибрации троса при значительных пролетах тросового токоприемника и тем самым предупредить преждевременную усталость металла и обрыв троса, что также повышает надежность системы молниезащиты и эксплуатационные качества в целом. Применение в системе молниезащиты опор линии электропередачи, рассчитанных на тросовую нагрузку, оснащенных площадками обслуживания, стержневыми молниеприемниками, дает возможность обеспечить безопасность самих опор непосредственно от попадания молний и при значительном (до 350 м) протяжении тросового пролета обеспечить гарантированную 99,5% молниезащиту, постоянный контроль с площадок обслуживания за вспомогательными механизмами системы молниезащиты. Оснащение опор прожекторами, сигнальными огнями, катафотами и светильниками для освещения мертвой зоны опор позволит обеспечить безопасноть полетов летательных аппаратов над зоной, в которой расположен объект молниезащиты. Кроме того, применение катафотов исключает нагрузку троса от осветительных электроприборов и связанных с последними проводов, подводящих питание. В сравнении с известными системами молниезащиты, аналогами и прототипом, установка опор с протяженными тросами, с многократным количеством параллельных рядов позволит значительно снизить себестоимость системы молниезащиты, что особенно важно при защите большой зоны объектов. The implementation of the lightning protection system in the form of parallel rows of linear circuits with the design of a collector in the form of a flexible conductor connected to a cable and an earthing switch will provide highly effective protection (up to 99.5%) regardless of the length and height of objects, the connection of the cable with the support through insulators blocks the path the passage of lightning current through the traction cable to the tensioning mechanism, which ensure a uniform height of the boom of the cable sag, regardless of seasonal changes in temperature. The use of vibration dampers on the cable allows to exclude vibrations and vibrations of the cable during significant spans of the cable current collector and thereby prevent premature metal fatigue and cable breakage, which also increases the reliability of the lightning protection system and overall performance. The use in the lightning protection system of power line poles designed for cable loads, equipped with service areas, rod lightning rods, makes it possible to ensure the safety of the supports themselves directly from lightning strikes and, with a significant (up to 350 m) cable span, ensure guaranteed 99.5% lightning protection, constant control from service sites for auxiliary mechanisms of the lightning protection system. Equipping the supports with searchlights, signal lights, reflectors and lamps to illuminate the dead zone of the supports will ensure the safety of flights of aircraft over the area in which the object of lightning protection is located. In addition, the use of reflectors eliminates the load of the cable from lighting electrical appliances and the wires connected to the latter supplying power. In comparison with the known lightning protection systems, analogues and prototype, the installation of supports with long cables, with multiple parallel rows will significantly reduce the cost of the lightning protection system, which is especially important when protecting a large area of objects.

По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемого изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна". According to the information available to the applicant, the set of essential features of the claimed invention is not known from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."

По мнению заявителя, сущность заявляемого изобретения не следует главным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на достигаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень". According to the applicant, the essence of the claimed invention does not follow mainly from the prior art, since it does not reveal the above effect on the achieved technical result - a new property of the object - a set of features that distinguish the claimed invention from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "inventive step".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в производстве подобных систем молниезащиты, или увеличения зоны защиты объекта от молний с получением технического результата, заключающегося в полной надежности системы молниезащиты и безопасном предвижении летательных аппаратов и других объектов авиации в ночное время и во время затрудненной видимости в зоне защиты объекта. The set of essential features characterizing the essence of the invention can be repeatedly used in the production of such lightning protection systems, or to increase the zone of protection of an object from lightning with the technical result consisting in the complete reliability of the lightning protection system and the safe movement of aircraft and other aviation objects at night and during time of difficult visibility in the protection zone of the object.

Сущность заявляемого изобретения поясняется примером конкретного выполнения, где:
на фиг. 1 - схематически изображена система молниезащиты;
на фиг. 2 - опора системы молниезащиты;
на фиг. 3 - верхняя площадка обслуживания опоры.The essence of the invention is illustrated by an example of a specific implementation, where:
in FIG. 1 - schematically shows a lightning protection system;
in FIG. 2 - support system of lightning protection;
in FIG. 3 - upper support service platform.

Система молниезащиты содержит три ряда линейных контуров в виде молниеприемника и токоотвода, представляющих собой закрепленный на опорах 1 трос 2, между которыми расположены объекты защиты 3. Трос 2 связан с опорой 1 через изоляторы 4, тяговый трос 5 с сезонной температурой разметкой 6 через блок 7 с натяжным механизмом 8, представляющим собой редуктор. Токоотвод 9 выполнен в виде гибкого петлеобразного проводника, соединенного одним концом с тросом в пространстве между изолятором 4 двух опор 1, а другим - с заземлителем, посредством токовых зажимов 10, 11, соответственно. Трос 2 оснащен виброгасителями 12, которые установлены в пространстве между изоляторами 4 двух опор 1. Опоры 1 выполнены в виде опор линии электропередачи, рассчитанных на тросовую нагрузку, оснащены верхней 13 и нижней 14 площадками обслуживания, стержневыми молниеприемниками 15, сигнальными огнями 16, прожекторами 17 для наружного освещения защищаемых объектов и для освещения катафотов 18. Боковые светильники 19, освещающие мертвую зону объекта молниезащиты, установлены на опоре 1 между верхней 13 и нижней 14 площадками обслуживания. По всей длине опоры 1 установлены лестницы ограждения 20. Трос 2 оснащен сигнальными светоотражателями в виде катафотов 18, выполненных в форме равносторонних четырехугольников, связанными с тросом посредством зажима (не показан) и установленных вертикально. Заземлитель - тело опоры 1, связанное с контуром заземления 21, установленного в земле. К нижней площадке обслуживания подведены два кабеля 22, 23 для источников питания постоянного и резервного, вводимого в действие при аварийной ситуации с помощью аварийного реле 24 для подачи питания к сигнальным огням 16 и прожекторами 17, которые освещают только катафоты. The lightning protection system contains three rows of linear circuits in the form of an air terminal and a down conductor, which are a cable 2 fixed to the supports 1, between which protection objects 3 are located. Cable 2 is connected to the support 1 through insulators 4, a traction cable 5 with a seasonal temperature marking 6 through block 7 with a tension mechanism 8, which is a gearbox. The collector 9 is made in the form of a flexible loop-shaped conductor connected at one end with a cable in the space between the insulator 4 of the two supports 1, and the other with a ground electrode, by means of current clamps 10, 11, respectively. The cable 2 is equipped with vibration dampers 12, which are installed in the space between the insulators 4 of the two supports 1. The supports 1 are made in the form of power line poles designed for cable load, equipped with upper 13 and lower 14 service sites, rod lightning rods 15, signal lights 16, spotlights 17 for external lighting of protected objects and for lighting reflectors 18. Side lamps 19, illuminating the dead zone of the lightning protection object, are mounted on a support 1 between the upper 13 and lower 14 service sites. Fencing ladders 20 are installed along the entire length of the support 1. Cable 2 is equipped with signal reflectors in the form of reflectors 18 made in the form of equilateral quadrangles connected to the cable by means of a clamp (not shown) and mounted vertically. The earthing switch is the body of the support 1 connected to the ground loop 21 installed in the ground. Two cables 22, 23 are connected to the lower service platform for constant and backup power sources, which is activated in an emergency by means of an emergency relay 24 for supplying power to the signal lights 16 and projectors 17, which illuminate only reflectors.

Работа системы молниезащиты осуществляется следующим образом. The operation of the lightning protection system is as follows.

Во время грозы молния, попадая в трос 2, через токоотвод 9 проходит через тело опоры 1 на контур заземления 21. В ночное время опоры 1 освещены сигнальными огнями 16, а объекты защиты 3 освещены прожекторами 17. Часть прожектора 17 направлена на освещение катафотов, конфигурация которых позволяет заметить их с любой стороны перелета средств авиации через объект защиты 3. При аварийной ситуации и отключении основного источника питания срабатывает аварийное реле 24 и к сигнальным огням 16 и прожектором 17, освещающим катафоты, подается энергия от резервного источника питания, что предупреждает налет на систему молниезащиты средств авиации. During a thunderstorm, lightning falling into the cable 2, through the collector 9 passes through the body of the support 1 to the ground loop 21. At night, the supports 1 are illuminated by signal lights 16, and the objects of protection 3 are illuminated by spotlights 17. A part of the searchlight 17 is aimed at lighting reflectors, configuration which allows you to notice them on either side of the flight of aircraft through the object of protection 3. In an emergency and when the main power source is turned off, the alarm relay 24 activates and the signal lights 16 and the spotlight 17 illuminating the reflectors are supplied with energy an external power source, which prevents an attack on the lightning protection system of aircraft.

Предложенная система молниезащиты обладает высокими эксплуатационными качествами, позволяет достичь универсальности при увеличении зоны защиты объекта, сохраняет безопасность в воздушном пространстве летающих средств авиации в зоне защиты объекта. The proposed lightning protection system has high operational qualities, allows to achieve universality with an increase in the protection zone of the object, and maintains safety in the airspace of flying aircraft in the protection zone of the object.

Claims

1. Lightning protection system containing a linear circuit of lightning protection in the form of a lightning rod and a down conductor, which is a cable fixed to the supports connected to an earthing switch, characterized in that it contains at least two rows of linear circuits between which lightning protection objects are located, the cable is connected to the support, respectively through insulators, a traction cable with seasonal temperature marking and a tensioning mechanism, and the down conductor is made in the form of a flexible conductor connected at one end with a cable in front of the insulators and the other with grounding conductor.

2. The system according to claim 1, characterized in that the cable is equipped with vibration dampers.

3. The system according to claim 1, characterized in that the supports are made in the form of supports of a power line, designed for cable load.

4. The system according to claim 1 or 3, characterized in that the supports are equipped with service platforms.

5. The system according to claim 1 or 3, characterized in that the supports are equipped with rod lightning rods.

6. The system according to claim 1 or 3, characterized in that the supports are equipped with signal lights.

7. The system according to claim 1 or 3, characterized in that the supports are equipped with spotlights.

8. The system according to claim 1 or 3, characterized in that the supports contain side lights.

9. The system according to claim 1 or 3, characterized in that along the entire length of the support there are stairs with fences.

10. The system according to claim 1, characterized in that the cable is equipped with signal reflectors in the form of reflectors.

11. The system according to claim 1 or 10, characterized in that the reflectors are mounted vertically.

12. The system according to any one of claims 1, 10 and 11, characterized in that the reflectors are made in the form of equilateral quadrangles.