RU2291536C2 - Device for detecting deposits on intermediate-span conductor of overhead power transmission line - Google Patents

Device for detecting deposits on intermediate-span conductor of overhead power transmission line Download PDF

Info

Publication number
RU2291536C2
RU2291536C2 RU2005104082/09A RU2005104082A RU2291536C2 RU 2291536 C2 RU2291536 C2 RU 2291536C2 RU 2005104082/09 A RU2005104082/09 A RU 2005104082/09A RU 2005104082 A RU2005104082 A RU 2005104082A RU 2291536 C2 RU2291536 C2 RU 2291536C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wire
deposits
wind
threshold
load
Prior art date
Application number
RU2005104082/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005104082A (en
Inventor
Виталий Яковлевич Башкевич (RU)
Виталий Яковлевич Башкевич
нов Сергей Викторович Аверь (RU)
Сергей Викторович Аверьянов
Павел Анатольевич Кузнецов (RU)
Павел Анатольевич Кузнецов
Михаил Павлович Гапоненков (RU)
Михаил Павлович Гапоненков
Владимир Ильич Золоторёв (RU)
Владимир Ильич Золоторёв
Геннадий Григорьевич Угаров (RU)
Геннадий Григорьевич Угаров
Original Assignee
Виталий Яковлевич Башкевич
Сергей Викторович Аверьянов
Павел Анатольевич Кузнецов
Михаил Павлович Гапоненков
Владимир Ильич Золоторёв
Геннадий Григорьевич Угаров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виталий Яковлевич Башкевич, Сергей Викторович Аверьянов, Павел Анатольевич Кузнецов, Михаил Павлович Гапоненков, Владимир Ильич Золоторёв, Геннадий Григорьевич Угаров filed Critical Виталий Яковлевич Башкевич
Priority to RU2005104082/09A priority Critical patent/RU2291536C2/en
Publication of RU2005104082A publication Critical patent/RU2005104082A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2291536C2 publication Critical patent/RU2291536C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: monitoring overhead power transmission
lines for thawing deposits on conductors (ground wires) in due time.
SUBSTANCE: proposed device designed for detecting ice, snow, and frost on intermediate-span conductor of overhead power transmission line has remote-transmission unit, two force-metering transducers, each being loosely suspended between supporting structure crossarm and respective insulator string; lower ends of both insulator strings are hinged together to form V-shaped suspension with wire attached thereto; upper ends of transducer are secured to supporting structure crossarm and spaced apart through distance equal to length of insulator string and transducer to form equilateral triangle together with V-shaped suspension; device also has relative wind direction meter, wind speed meter, four functional converters, threshold shaper, two threshold elements, and OR gate.
EFFECT: provision for automation deposit detection process.
2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для дистанционного непрерывного в реальном масштабе времени обнаружения на проводе (фазном проводе или грозозащитном тросе) промежуточного пролета воздушной линии электропередачи отложений всех возможных видов (гололедных, снеговых, изморозевых и их смесей) при мониторинге воздушных линий электропередачи для проведения своевременной плавки отложений на проводах (тросах) линии, предотвращающей аварии на таких линиях из-за механических перегрузок ее элементов. Устройство может также использоваться для получения статистической информации при составлении карт районирования по гололедным и ветровым нагрузкам.The invention relates to the electric power industry and can be used for remote continuous real-time detection on the wire (phase wire or lightning protection cable) of an intermediate span of an overhead power transmission line of deposits of all possible types (ice, snow, frost and their mixtures) when monitoring overhead power transmission lines for timely melting of deposits on the wires (cables) of the line, preventing accidents on such lines due to mechanical overload of its elements. The device can also be used to obtain statistical information when compiling zoning maps for ice and wind loads.

Уровень техникиState of the art

Известен визуальный способ обнаружения отложений на проводах воздушной линии электропередачи. Недостатками визуального способа являются: во-первых, то, что он требует непосредственного присутствия наблюдателя в месте контроля отложений, во-вторых, практически не реализуем в условиях плохой видимости и, в-третьих, точность способа из-за визуальной оценки ("на глаз") принципиально не высока.A known visual method for detecting deposits on the wires of an overhead power line. The disadvantages of the visual method are: firstly, the fact that it requires the direct presence of an observer in the place of sediment control, secondly, we practically do not realize it in conditions of poor visibility, and thirdly, the accuracy of the method due to visual assessment ("by eye ") is fundamentally not high.

Известны также инструментальные параметрические способы обнаружения отложений на проводах, основанные на измерении: массы отложений (гравитационный способ); приращения затухания высокочастотных (ВЧ) непрерывных зондирующих сигналов при прохождении их в проводе ВЛ электропередачи за счет поглощения поверхностного электромагнитного ВЧ-поля в неидеальном диэлектрике отложений; временной задержки импульсных сигналов отраженных от муфт отложений относительно зондирующего импульса и отношения амплитуд этих отраженных импульсов; увеличения аэродинамического сопротивления провода ветровому потоку (ветровому давлению) из-за увеличения его диаметра на толщину отложений [1-4].Instrumental parametric methods for detecting deposits on wires based on measurement are also known: masses of deposits (gravitational method); increment of attenuation of high-frequency (HF) continuous sounding signals during their passage in the overhead transmission line due to absorption of the surface electromagnetic HF field in a non-ideal dielectric of deposits; the time delay of the pulse signals reflected from the clutch deposits from the probe pulse and the ratio of the amplitudes of these reflected pulses; an increase in the aerodynamic drag of the wire to the wind flow (wind pressure) due to an increase in its diameter by the thickness of the deposits [1-4].

При реализации обнаружения отложений по приращению затухания ВЧ непрерывных зондирующих сигналов практически невозможно заранее однозначно установить требуемую величину оптимального порога приращения затухания, т.к. величина приращения затухания в разы отличается для разных видов отложений и разных видов распределений отложений вдоль провода. И кроме самих отложений на затухание зондирующих ВЧ-сигналов в проводе в той же мере воздействуют случайные изменения режимов работы ВЛ и изменение метеопараметров, особенно влажности воздуха. Невозможность установки оптимальной величины порога приращения затухания ведет к тому, что при появлении одних видов отложений на проводе они будут обнаруживаться своевременно, а при других видах отложений они будут обнаруживаться поздно или вообще могут быть не обнаружены, т.е. суммарная вероятность правильного обнаружения всех возможных видов отложений будет низкой. Если же величину порога приращения затухания выбрать малой, то любые небольшие приращения затухания, не связанные с появлением отложений, будут вызывать появления ложного сигнала обнаружения отложений на проводе, т.е. вероятность ложной тревоги возрастет.When implementing the detection of deposits by the attenuation increment of the HF continuous sounding signals, it is practically impossible to unambiguously determine in advance the required value of the optimal threshold of attenuation increment, since the attenuation increment is significantly different for different types of deposits and different types of distribution of deposits along the wire. And besides the deposits themselves, the attenuation of the probing RF signals in the wire is affected to the same extent by random changes in the operating modes of the overhead lines and changes in meteorological parameters, especially air humidity. The inability to set the optimal value of the attenuation increment threshold leads to the fact that when certain types of deposits appear on the wire, they will be detected in a timely manner, while with other types of deposits they will be detected late or may not be detected at all, i.e. the total probability of the correct detection of all possible types of deposits will be low. If the threshold value of the attenuation increment is chosen small, then any small attenuation increments that are not associated with the appearance of deposits will cause a false signal to detect deposits on the wire, i.e. the probability of false alarm will increase.

Аналогичные трудности определения оптимальной величины порога обнаружения отложений имеют место и при импульсном зондировании провода ВЛ. При этом добавляется также трудно регистрируемое и учитываемое влияние волновых процессов в линиях передачи сигналов на параметры отраженных импульсных сигналов, обусловленное наличием отпаек от ВЛ и изменениями режимов работы нагрузки на них.Similar difficulties in determining the optimal value of the threshold for detecting deposits occur with pulsed sounding of overhead lines. At the same time, the effect of wave processes in the signal transmission lines on the parameters of the reflected pulse signals, which is difficult to register and account for, is added due to the presence of taps from the overhead lines and changes in the operating conditions of the load on them.

Принципиально наиболее просто задача выбора оптимальной величины порога обнаружения отложений на проводе (а следовательно, и стабилизации характеристик обнаружения) решается при реализации аэродинамического способа обнаружения отложений, т.к. в первом приближении лобовое сопротивление ветровому потоку (ветровое давление) при фиксированной форме отложений (как правило, цилиндрической) определяется площадью поперечного сечения - диаметром отложений. Но определяющим недостатком аэродинамического способа обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета ВЛ, сужающим сферу его применения, является то, что при отсутствии ветра устройство, реализующее его, не работает.In principle, the simplest task of choosing the optimal threshold value for detecting deposits on a wire (and, therefore, stabilizing the detection characteristics) is solved when implementing the aerodynamic method of detecting deposits, because in a first approximation, the frontal resistance to the wind flow (wind pressure) with a fixed form of deposits (usually cylindrical) is determined by the cross-sectional area - the diameter of the deposits. But the defining disadvantage of the aerodynamic method for detecting deposits on the wire of the intermediate overhead overhead line, narrowing the scope of its application, is that in the absence of wind, the device that implements it does not work.

Наиболее разработан и практически используется гравитационный способ обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета ВЛ, реализуемый посредством измерения гололедной и гололедно-ветровой нагрузок на провод и последующего сравнения измеренных величин с наперед заданными величинами ожидаемых пороговых нагрузок (значимых гололедных и гололедно-ветровых, опасных, допустимых нагрузок и т.д.). Однако удельный вес отложений колеблется в пределах от 0,1 до 0,9 г/см3, следовательно, и порог обнаружения (весовая уставка) для стабилизации вероятности правильного обнаружения должна заранее подстраиваться - изменяться в 9 раз, иначе будет происходить пропуск обнаружения или выдаваться ложные тревоги. Кроме отмеченной задачи выбора оптимальной величины порога обнаружения, существенным недостатком устройств, реализующих этот способ обнаружения, является то, что известные устройства не разделяют гололедно-ветровую нагрузку на провод на составляющие гололедную и ветровую нагрузки, что, в конечном счете, также ухудшает характеристики обнаружения, т.к. соотношение между этими составляющими зависит от вида отложений, вида распределения отложений и длины промежуточного пролета.The most developed and practically used gravitational method for detecting deposits on the intermediate VL span wire is realized by measuring icy and icy-wind loads on the wire and then comparing the measured values with the predetermined values of the expected threshold loads (significant icy and icy-wind, dangerous, permissible loads etc.). However, the specific gravity of the deposits ranges from 0.1 to 0.9 g / cm 3 , therefore, the detection threshold (weight setting) must be adjusted in advance to stabilize the probability of correct detection - change by 9 times, otherwise the detection will be missed or issued false alarms. In addition to the noted task of choosing the optimal value of the detection threshold, a significant drawback of devices implementing this detection method is that the known devices do not separate the ice-wind load on the wire into ice and wind load components, which ultimately also worsens the detection characteristics, because the ratio between these components depends on the type of deposits, the type of distribution of deposits and the length of the intermediate span.

Известно устройство для измерения отдельно гололедной и ветровой нагрузок на воздушных линиях электропередачи, основанное на вычислении гололедной и ветровой нагрузок по измеренным величинам гололедно-ветровой нагрузки и угла отклонения гирлянды изоляторов с проводом под действием ветра, измеряемого с помощью трансформаторных датчиков [5]. Главным недостатком такого устройства является то, что оно автоматически не обнаруживает появление отложений на проводе, т.к. в нем нет порогового (сравнивающего) элемента и нет формирователя порога. Кроме того, это устройство принципиально не работает в случае отсутствия тока нагрузки в фазном проводе, подвешенном на гирлянде изоляторов с силоизмерительным датчиком, а также в случае плавки отложений на проводах постоянным током, т.к. ЭДС в трансформаторном датчике угла появляется при наличии переменного электромагнитного поля, вызванного переменным током фазного провода.A device for measuring separately iced and wind loads on overhead power transmission lines, based on the calculation of icing and wind loads from the measured values of the icing-wind load and the deflection angle of the string of insulators with a wire under the influence of wind, measured using transformer sensors [5]. The main disadvantage of such a device is that it does not automatically detect the appearance of deposits on the wire, because there is no threshold (comparing) element and no threshold shaper. In addition, this device basically does not work in the absence of a load current in a phase wire suspended on a string of insulators with a force measuring sensor, as well as in the case of melting deposits on wires with direct current, because EMF in the transformer angle sensor appears in the presence of an alternating electromagnetic field caused by an alternating current of a phase wire.

Известно устройство для измерения отдельно гололедной, ветровой и гололедно-ветровой нагрузок с контролем направления ветра на воздушных линиях электропередачи [6]. Оно содержит три силоизмерительных датчика, каждый из которых подвешен между траверсой П-образной опоры и верхним концом соответствующей гирлянды изоляторов с фазным проводом. Нижний конец средней гирлянды изоляторов закреплен с двух сторон горизонтальными шарнирными изоляционными распорками в растяжку к обеим стойкам опоры, а концы правой и левой гирлянд изоляторов прикреплены соответственно слева и справа к стойкам опоры такими же изоляционными распорками. При ветре слева или справа отклоняется соответственно по ветру левая или правая гирлянда изоляторов с фазным проводом и тогда ее силоизмерительный датчик измеряет гололедно-ветровую нагрузку, в то время как средняя гирлянда не отклоняется и ее датчик измеряет только гололедную нагрузку. По величинам гололедно-ветровой и гололедной нагрузок нелинейные преобразователи вычисляют фактическую ветровую нагрузку, которая вместе с фактической гололедной нагрузкой отображается измерительными приборами. Определяющим недостатком этого устройства является то, что в нем, несмотря на реализованное измерение отдельно фактических гололедной, ветровой и гололедно-ветровой нагрузок, оно автоматически не производит обнаружение отложений на проводе промежуточного пролета по величинам этих нагрузок, из-за отсутствия в нем порогового устройства и формирователя порогов. Кроме того, это устройство имеет ограниченную область применения - только на фазных проводах промежуточных пролетов одноцепных линий с двухстоечными П-образными опорами.A device for measuring separately iced, wind and icy-wind loads with control of the direction of the wind on overhead power lines [6]. It contains three force measuring sensors, each of which is suspended between the U-shaped traverse support and the upper end of the corresponding string of insulators with a phase wire. The lower end of the middle string of insulators is fixed on both sides by horizontal hinged insulating spacers in a stretch to both pillars of the support, and the ends of the right and left garlands of insulators are attached to the pillars of the pole to the left and right, respectively, with the same insulating spacers. When the wind is left or right, the left or right string of insulators with a phase conductor is deflected, respectively, in the wind, and then its load cell measures the ice-wind load, while the middle string does not deviate and its sensor measures only the ice load. Using the values of glaze-wind and glaze loads, non-linear converters calculate the actual wind load, which, together with the actual glaze load, is displayed by measuring instruments. The defining disadvantage of this device is that, in spite of the implemented measurement of the actual actual glaze, wind and glaze-wind loads separately, it does not automatically detect deposits on the intermediate span wire by the values of these loads, due to the lack of a threshold device and shaper thresholds. In addition, this device has a limited scope - only on the phase conductors of intermediate spans of single-circuit lines with double-column U-shaped supports.

Известно более совершенное по принципу действия и по конструкции устройство телеизмерения гололедной нагрузки на фазных проводах (грозотросах) воздушной линии электропередачи [7], которое может применяться на проводах и тросах промежуточных пролетов многоцепных линий с любыми типами опор, выбранное в качестве прототипа. Прототип содержит канал (устройство) телепередачи, коммутатор и два пружинных весовых датчика с контактными группами весовой уставки на подвижной оси датчика. Каждый датчик подвешен подвижно между траверсой опоры и верхним концом соответствующей гирлянды изоляторов, нижние концы обеих гирлянд изоляторов соединены между собой шарнирно, образуя V-образную подвеску провода. Этот обнаружитель выдает сигнал наличия отложений при достижении определенного веса отложений на проводе, посредством замыкания группы контактов в момент прохождения проводом нижней точки при колебании провода под действием ветра в плоскости, перпендикулярной линии визирования пролета. Определяющим недостатком такого устройства является то, что оно при сильном равномерном ветре может вообще никогда не выдать сигнал обнаружения отложений, т.к. будет постоянно находиться в отклоненном (не вертикальном) положении и группы контактов не будут замкнуты. Кроме того, и при малом удельном весе отложений группа контактов не будет замыкаться и, следовательно, не будет выдаваться сигнал обнаружения отложений, т.е. будет происходить пропуск наличия отложений на проводе (тросе). При малой весовой уставке в датчиках рост вероятности ложной тревоги будет опережать рост вероятности правильного обнаружения, т.к. любое случайное превышение сигналом порога, не связанное с появлением отложений (из-за переменного ветра), будет вызывать появление сигнала обнаружения. Следовательно, рассматриваемое устройство имеет низкую вероятность правильного обнаружения отложений всех возможных видов.There is a better device for measuring the icy load on phase wires (lightning cables) of an overhead power transmission line [7], which is more advanced by the principle of action and by design, which can be used on wires and cables of intermediate spans of multi-chain lines with any types of supports, selected as a prototype. The prototype contains a channel (device) of a telecast, a switch, and two spring weight sensors with contact groups of the weight setting on the moving axis of the sensor. Each sensor is movably suspended between the support traverse and the upper end of the corresponding insulator string, the lower ends of both insulator strings are pivotally connected to each other, forming a V-shaped wire suspension. This detector generates a signal of the presence of deposits when a certain weight of deposits is reached on the wire, by closing a group of contacts at the moment the wire passes the bottom point when the wire vibrates under the influence of wind in a plane perpendicular to the line of sight of the span. The defining disadvantage of such a device is that it can never generate a sediment detection signal in case of a strong uniform wind. will be constantly in a deviated (not vertical) position and contact groups will not be closed. In addition, even with a small specific weight of deposits, the group of contacts will not be closed and, therefore, a signal for detecting deposits will not be issued, i.e. there will be a skip of the presence of deposits on the wire (cable). With a small weight setting in the sensors, the increase in the probability of a false alarm will outstrip the growth in the probability of correct detection, since any accidental exceeding by a signal of a threshold that is not associated with the appearance of deposits (due to an alternating wind) will cause a detection signal to appear. Therefore, the device in question has a low probability of correct detection of deposits of all possible types.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Целями изобретения является разработка устройства автоматического обнаружения отложений всех возможных видов (гололедных, снеговых, изморозевых и их смесей) на фазном проводе (грозотросе) промежуточного пролета воздушной линии электропередачи со стабилизацией вероятности правильного обнаружения отложений и стабилизацией вероятности ложной тревоги независимо от удельного веса этих отложений и от соотношений гололедных и ветровых нагрузок на провод (трос) в устройстве с фиксированным порогом.The objectives of the invention is the development of a device for automatic detection of deposits of all possible types (icy, snow, hoarfrost and their mixtures) on a phase wire (ground wire) of an intermediate span of an overhead power line with stabilization of the probability of correct detection of deposits and stabilization of the probability of false alarm regardless of the specific gravity of these deposits and from the ratios of ice and wind loads on the wire (cable) in a device with a fixed threshold.

Поставленные цели достигаются тем, что устройство обнаружения отложений на фазном проводе (грозотросе) промежуточного пролета линии электропередачи с фиксированным весовым порогом одновременно измеряет гравитационную гололедную нагрузку и фактическую ветровую нагрузку на провод с отложениями или без них, создаваемую этим ветром, а также относительное направление и скорость ветра; посредством сравнения измеренной гололедной нагрузки с фиксированным весовым порогом обеспечивается приемлемая вероятность правильного обнаружения отложений с большим удельным весом, в то время как отложения с малым удельным весом этим пороговым устройством могут быть не обнаружены. Обнаружение отложений с малым удельным весом обеспечивается сравнением фактической измеренной ветровой нагрузки на провод с текущей расчетной ветровой нагрузкой на этот же провод без отложений, вычисленной по измеренным скорости и относительному направлению ветра. При этом, если фактическая измеренная ветровая нагрузка больше расчетной (с уставкой по ветру), то принимается решение о наличии отложений на проводе, а если фактическая ветровая нагрузка равна или меньше и расчетной (с уставкой по ветру), то принимается решение об отсутствии отложений на проводе.The goals are achieved in that the device for detecting deposits on the phase wire (ground wire) of the intermediate span of the power line with a fixed weight threshold simultaneously measures the gravitational ice load and the actual wind load on the wire with or without deposits created by this wind, as well as the relative direction and speed wind; by comparing the measured ice load with a fixed weight threshold, an acceptable probability of the correct detection of deposits with a high specific gravity is provided, while deposits with a low specific gravity by this threshold device may not be detected. Detection of deposits with a low specific gravity is provided by comparing the actual measured wind load on the wire with the current estimated wind load on the same wire without deposits, calculated from the measured speed and relative wind direction. In this case, if the actual measured wind load is greater than the calculated (with the wind setpoint), then a decision is made about the presence of deposits on the wire, and if the actual wind load is equal to or less than the calculated (with the wind setpoint), then a decision is made that there are no deposits wire.

В устройство обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи, использующее известную V-образную подвеску провода к траверсе опоры через последовательно соединенные силоизмерительные датчики и гирлянды изоляторов, дополнительно введены измеритель относительного направления ветра, измеритель скорости ветра и элементы, реализующие обработку сигналов с четырех датчиков и сравнение полученных величин с порогами для принятия решения о наличии или отсутствии отложений на проводе (грозотросе) промежуточного пролета воздушной линии электропередачи. Введенные два измерителя вместе с известными датчиками и дополнительные элементы обработки позволили вычислять фактические измеренные гололедно-ветровую, гололедную и ветровую нагрузки на провод с отложениями или без них, рассчитывать текущее значение ветровой нагрузки на этот же провод без отложений, сравнивать величины гололедной нагрузки с фиксированным весовым порогом и фактические измеренные с расчетными ветровыми нагрузками между собой и по результатам сравнений вырабатывать решение о наличии или отсутствии отложений на проводе промежуточного пролета (грозотросе) воздушной линии электропередачи.In the device for detecting deposits on the wire of the intermediate span of an overhead power transmission line, using the well-known V-shaped suspension of the wire to the support beam through series-connected force measuring sensors and insulator strings, an additional relative wind direction meter, a wind speed meter, and elements that process signals from four sensors are added and comparing the obtained values with thresholds for deciding on the presence or absence of deposits on a wire (ground wire) diate passage of an overhead power line. The two meters introduced together with well-known sensors and additional processing elements made it possible to calculate the actual measured ice-wind, ice and wind loads on the wire with or without deposits, calculate the current value of the wind load on the same wire without deposits, compare the values of the ice load with a fixed weight threshold and actual measured with calculated wind loads between each other and based on the results of comparisons to develop a decision on the presence or absence of deposits on ode intermediate passage (ground wires) an overhead power line.

Заявляемое устройство обеспечивает непрерывное автоматическое в реальном масштабе времени телеизмерение фактических гололедно-ветровых, гололедных и ветровых нагрузок на провод (грозотрос) промежуточного пролета воздушной линии электропередачи с отложениями или без них и телеизмерение ветровой нагрузки на этот же провод без отложений на линиях с любыми рабочими напряжениями на любых типах опор для автоматического обнаружения появления всех возможных видов отложений на проводе (грозотросе) промежуточного пролета воздушной линии электропередачи.The inventive device provides continuous automatic real-time telemetry of the actual icy-wind, icy and wind loads on the wire (ground wire) of the intermediate span of an overhead power line with or without deposits and telemetry of the wind load on the same wire without deposits on lines with any operating voltage on all types of supports to automatically detect the appearance of all possible types of deposits on the wire (ground wire) of the intermediate span of the overhead line power transmission.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Предметом изобретения является устройство обнаружения отложений на проводе (грозотросе) промежуточного пролета воздушной линии электропередачи.The subject of the invention is a device for detecting deposits on a wire (ground wire) of an intermediate span of an overhead power transmission line.

Устройство обнаружения отложений на проводе (грозотросе) промежуточного пролета воздушной линии электропередачи, содержащее устройство телепередачи и два силоизмерительных датчика, каждый из которых подвешен подвижно между траверсой опоры и соответствующей гирляндой изоляторов, нижние концы обеих гирлянд изоляторов соединены между собой шарнирно, образуя V-образную подвеску, к которой прикреплен провод, верхние концы датчиков крепятся к траверсе опоры на расстоянии друг от друга, равном длине гирлянды изоляторов с датчиком, образуя с V-образной подвеской равносторонний треугольник, отличающееся согласно изобретению тем, что дополнительно введены измеритель относительного направления ветра, измеритель скорости ветра, четыре функциональных преобразователя, формирователь порога, два пороговых элемента и логический элемент ИЛИ, при этом первый и второй силоизмерительные датчики, измерители скорости ветра и относительного направления ветра соответственно подключены к первому, второму, третьему и четвертому входам устройства телепередачи, первый и второй выходы устройства телепередачи подключены параллельно к соответствующим входам первого и второго функциональных преобразователей, к выходу первого функционального преобразователя подключен первый вход третьего функционального преобразователя, на выход второго функционального преобразователя подключен второй вход третьего функционального преобразователя и первый вход первого порогового элемента, выход которого соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, к второму входам первого порогового элемента подключен выход формирователя порога, третий и четвертый выходы устройства телепередачи подключены соответственно к первому и второму входу четвертого функционального преобразователя, выход третьего и выход четвертого функциональных преобразователей подключены соответственно к первому и второму входам второго порогового элемента, выход которого подключен ко второму входу логического элемента ИЛИ, первый и второй выходы логического элемента "ИЛИ" являются соответственно первым и вторым выходами устройства.A device for detecting deposits on a wire (ground wire) of an intermediate span of an overhead power transmission line, comprising a television transmission device and two force measuring sensors, each of which is suspended movably between the support beam and the corresponding insulator string, the lower ends of both insulator strings are pivotally connected to form a V-shaped suspension , to which the wire is attached, the upper ends of the sensors are attached to the support beam at a distance from each other, equal to the length of the string of insulators with the sensor, forming The V-shaped suspension is an equilateral triangle, characterized according to the invention in that a relative wind direction meter, a wind speed meter, four functional transducers, a threshold shaper, two threshold elements and an OR logic element are additionally introduced, with the first and second force sensors, wind speed meters and relative wind directions are respectively connected to the first, second, third and fourth inputs of the TV broadcast device, the first and second outputs of the mouth Telecasting devices are connected in parallel to the corresponding inputs of the first and second functional converters, the first input of the third functional converter is connected to the output of the first functional converter, the second input of the third functional converter and the first input of the first threshold element are connected to the output of the second functional converter, the output of which is connected to the first input of the logical of the OR element, the output of the shaper is connected to the second inputs of the first threshold element horns, the third and fourth outputs of the telecast device are connected respectively to the first and second input of the fourth functional converter, the output of the third and output of the fourth functional converters are connected respectively to the first and second inputs of the second threshold element, the output of which is connected to the second input of the OR logic element, the first and second the outputs of the logical element "OR" are respectively the first and second outputs of the device.

Указанная совокупность признаков позволяет достичь целей изобретения - устройство обнаружения отложений на проводе (грозотросе) промежуточного пролета воздушной линии электропередачи автоматически одновременно и непрерывно измеряет тяжение в гирляндах V-образной подвески провода, относительное направление и скорость ветра, на основании которых рассчитывает величины фактических гололедной и ветровой нагрузок на провод с отложениями или без них и ветровую нагрузку на этот же провод без отложений, сравнивает величину гололедной нагрузки с фиксированным весовым порогом и фактическую ветровую нагрузку с расчетной ветровой нагрузкой на провод без отложений (с уставкой по ветру) и в случаях превышения весового порога и (или) превышения фактической ветровой нагрузки расчетной без отложений (с уставкой по ветру) вырабатывается решение о наличии отложений на проводе (грозотросе) промежуточного пролета воздушной линии электропередачи. Если же весовой порог не превышен и фактическая ветровая нагрузка равна или меньше расчетной с уставкой, то вырабатывается решение об отсутствии отложений на проводе (грозотросе).The specified set of features allows to achieve the objectives of the invention - a device for detecting deposits on a wire (ground wire) of an intermediate span of an overhead power line automatically and continuously measures the tension in the garlands of the V-shaped suspension of the wire, the relative direction and speed of the wind, based on which it calculates the actual ice and wind loads on the wire with or without deposits and the wind load on the same wire without deposits, compares the value of the ice load Visitors with a fixed weight threshold and the actual wind load with the estimated wind load on the wire without deposits (with the wind setpoint) and in cases of exceeding the weight threshold and (or) exceeding the actual wind load calculated without deposits (with the wind setpoint), a decision is made on the availability deposits on the wire (ground wire) of the intermediate span of an overhead power line. If the weight threshold is not exceeded and the actual wind load is equal to or less than the calculated one with the setting, then a decision is made on the absence of deposits on the wire (lightning cable).

Следует отметить, что автоматические устройства обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи, которые одновременно и непрерывно измеряют тяжение датчиков в гирляндах V-образной подвески провода, относительное направление и скорость ветра и на их основании рассчитывают фактические гололедную и ветровую нагрузки на провод с отложениями или без них, а также ветровую нагрузку на провод без отложений, сравнивают величину гололедной нагрузки с фиксированным порогом и фактическую ветровую нагрузку с расчетной ветровой нагрузкой на провод без отложений (с уставкой по ветру) и по результатам сравнений вырабатывают решение о наличии или отсутствии отложений на проводе (грозотросе) промежуточного пролета воздушной линии электропередачи, заявителям не известны.It should be noted that automatic devices for detecting deposits on the wire of the intermediate span of an overhead power line, which simultaneously and continuously measure the tension of the sensors in the garlands of the V-shaped suspension of the wire, the relative direction and speed of the wind and based on them calculate the actual ice and wind loads on the wire with deposits with or without them, as well as the wind load on the wire without deposits, compare the value of the ice load with a fixed threshold and the actual wind load y with a calculated wind load on the wire without Fat (with the setpoint of the wind) and the results of the comparisons produce a decision on the presence or absence of deposits on the wire (ground wires) intermediate span overhead line, the applicants are not known.

Вместе с тем, заявляемое устройство содержит совокупность признаков, не являющуюся суммой технических решений, известных из аналогов и прототипа, т.к. содержит отличительные от прототипа признаки, отсутствующие также и в аналогах. Действительно, ни в одном из известных устройств для измерения фактической гололедной, гололедно-ветровой и ветровой нагрузок на провод промежуточного пролета с отложениями или без них не содержатся измерители относительного направления ветра и скорости ветра и по выходным сигналов этих измерителей не вычисляется ветровая нагрузка на провод без отложений, эта нагрузка не сравнивается с фактической ветровой нагрузкой, вычисленная гололедная нагрузка не сравнивается с фиксированным весовым порогом, и результаты сравнений не объединяются в виде выходного сигнала устройства на элементе "ИЛИ" для выработки решения о наличии или отсутствии отложений на проводе.However, the inventive device contains a set of features that are not the sum of technical solutions known from analogues and prototype, because contains distinctive features from the prototype, which are also absent in analogues. Indeed, in none of the known devices for measuring the actual icy, icy-wind and wind loads on the intermediate span wire with or without deposits, relative wind direction and wind speed meters are not contained and the wind load on the wire is not calculated from the output signals of these meters deposits, this load is not compared with the actual wind load, the calculated ice load is not compared with a fixed weight threshold, and the results of comparisons are not combined They are in the form of the output signal of the device on the element "OR" to develop a decision on the presence or absence of deposits on the wire.

Описание устройстваDevice description

Описание устройства обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи поясняется фиг.1 - 6. На фиг.1 показана функциональная схема устройства, на фиг.2 - векторные диаграммы работы силоизмерительных датчиков в V-образной подвеске провода при четырех основных возможных вариантах нагрузок на провод промежуточного пролета, на фиг.3-6 показаны соответственно схемы первого, второго, четвертого и третьего функциональных преобразователей, реализующих вычисления по величинам нагрузок N1 и N2 на каждый из двух силоизмерительных датчиков, гололедно-ветровой Nсум (фиг.3), суммарной гололедной с весом провода и крепежной арматуры V (фиг.4), вычисления по скорости W и относительному направлению (азимуту) ветра β ветровой нагрузки на провод без отложений Рв(р) (с уставкой по ветру ΔРв(р)) (фиг.5) и фактической ветровой нагрузки Рв(ф) (фиг.6).A description of the device for detecting deposits on the wire of the intermediate span of an overhead power transmission line is illustrated in Figs. 1-6. Fig. 1 shows a functional diagram of the device, Fig. 2 is a vector diagram of the operation of load cells in a V-shaped wire suspension with four main possible load cases intermediate span wire, Figs. 3-6 show, respectively, diagrams of the first, second, fourth and third functional converters that implement calculations by the values of the loads N 1 and N 2 on each of the two force sensors, ice-wind N sum (Fig. 3), total ice with the weight of the wire and fasteners V (Fig. 4), calculations by the speed W and the relative direction (azimuth) of the wind β wind load on the wire without deposits P in ( p) (with the setpoint in the wind ΔР в (р) ) (Fig. 5) and the actual wind load Р в (ф) (Fig. 6).

На фиг.1 показана схема размещения измерителя направления ветра 1 и измерителя скорости ветра 2 на нижней траверсе 22 одностоечной промежуточной опоры 21, схема подвески силоизмерительных датчиков 3 и 4 на нижней траверсе 22 с гирляндами изоляторов 23 и 24, поддерживающих фазный провод 25, и функциональная схема собственно самого устройства обнаружения отложений. Устройство содержит измеритель относительного направления ветра 1, измеритель скорости ветра 2, два силоизмерительных датчика 3 и 4, четырехканальное устройство телепередачи 5, четыре функциональных преобразователя 6, 7, 9 и 10, формирователь порога 8, два пороговых элемента 11 и 12 и логический элемент ИЛИ 13.Figure 1 shows the layout of the wind direction meter 1 and wind speed meter 2 on the lower crosshead 22 of the one-column intermediate support 21, the suspension circuit of the load sensors 3 and 4 on the lower crosshead 22 with garlands of insulators 23 and 24 supporting the phase wire 25, and functional circuit of the deposit detection device itself. The device comprises a relative wind direction meter 1, a wind speed meter 2, two force measuring sensors 3 and 4, a four-channel TV transmission device 5, four functional converters 6, 7, 9 and 10, a threshold shaper 8, two threshold elements 11 and 12, and an OR logic element 13.

На фиг.3 представлена схема первого функционального преобразователя 6, имеющего два входа N1 и N2 и включающего в себя четыре умножителя 14, формирователь 15 постоянной величины 2 cosγ, два сумматора 16 и элемента извлечения квадратного корня 17.Figure 3 presents a diagram of a first functional converter 6 having two inputs N 1 and N 2 and including four multipliers 14, a shaper 15 of constant value 2 cosγ, two adders 16 and a square root extraction element 17.

На фиг.4 приведена схема второго функционального преобразователя 7, имеющего два входа N1 и N2 и состоящего из сумматора 16, формирователя 18 постоянной величины sinγ и умножителя 14.Figure 4 shows a diagram of a second functional converter 7 having two inputs N 1 and N 2 and consisting of an adder 16, a shaper 18 of constant value sinγ and a multiplier 14.

На фиг.5 приведена схема четвертого функционального преобразователя 9, имеющего два входа β и W и состоящего из формирователя 19 сигнала переменной величины sin2β из входного сигнала β, двух умножителей 14 и формирователя 20 постоянной величины множителя К.Figure 5 shows a diagram of the fourth functional Converter 9, which has two inputs β and W and consisting of a shaper 19 of a variable signal sin 2 β from an input signal β, two multipliers 14 and a shaper 20 of constant value of the factor K.

На фиг.6 показана схема третьего функционального преобразователя 10 и векторная диаграмма его работы. Этот преобразователь имеет два входа Nсум и V и состоит из двух умножителей 14, сумматора 16 и элемента извлечения квадратного корня 17. На векторной диаграмме фиг.6, как и на других листах описания заявки и чертежей, обозначено: V0 - вес двух гирлянд изоляторов с проводом промежуточного пролета и крепежной арматуры, V' - вес отложений на этом проводе, V - суммарный вес двух гирлянд изоляторов с крепежной арматурой, проводом промежуточного пролета и с отложениями на нем, РВ(ф) - фактическая ветровая нагрузка, РВ(р) - расчетная ветровая нагрузка на провод без отложений (с уставкой по ветру ΔРВ(р)) (ΔРВ(р) - уставка превышения фактической ветровой нагрузки расчетной для оптимального обнаружения отложений на проводе по аэродинамическому сопротивлению): и Nсум - суммарная гололедно-ветровая нагрузка на провод с весом двух гирлянд изоляторов, крепежной арматуры и провода промежуточного пролета.6 shows a diagram of a third functional converter 10 and a vector diagram of its operation. This converter has two inputs N sum and V and consists of two multipliers 14, the adder 16 and the square root extraction element 17. On the vector diagram of Fig.6, as on other sheets of the application description and drawings, indicated: V 0 - weight of two garlands insulators with an intermediate span wire and fasteners, V 'is the weight of deposits on this wire, V is the total weight of two strings of insulators with fasteners, an intermediate span wire and deposits on it, R B (f) is the actual wind load, R B (p) - the design wind load on the pro od without Fat (with setting the wind? P B (p)) (? P B (p) - setpoint exceeding the actual wind load calculated for optimum detection deposits on the wire of the pressure drop) and N sum - total glazed ice and wind load on the wire with weighing two garlands of insulators, mounting hardware and intermediate span wires.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В соответствии с принципом действия в устройстве одновременно и в согласованном взаимодействии работают 2 канала измерения: канал измерения фактических гололедной и ветровой нагрузок на провод с отложениями или без них и канал измерения ветровой нагрузки на провод без отложений. Второй канал принципиально не работает, если не работает первый канал. При описании работы устройства рассмотрим работу этих двух каналов последовательно друг за другом, а затем в их взаимодействии друг с другом, которое позволяет достичь цели изобретения.In accordance with the principle of operation, two measurement channels work simultaneously and in a coordinated manner in the device: the channel for measuring the actual ice and wind loads on the wire with or without deposits and the channel for measuring the wind load on the wire without deposits. The second channel basically does not work if the first channel does not work. When describing the operation of the device, we consider the operation of these two channels sequentially one after another, and then in their interaction with each other, which allows to achieve the purpose of the invention.

Силовая нагрузка на провод промежуточного пролета и, следовательно, на V-образную подвеску в общем случае состоит из трех составляющих: V0, V' и РВ(ф). Действуют эти три составляющие независимо друг от друга, и V0 не может быть равной нулю. Учитывая эти обстоятельства, принципиально возможны шесть вариантов силовой нагрузки на V-образную подвеску провода, два последних из которых отличаются только противоположным направлением ветра, поэтому рассмотрим только четыре основных варианта, представленных на фиг.2.The power load on the intermediate span wire and, consequently, on the V-shaped suspension in the general case consists of three components: V 0 , V 'and P B (f) . These three components act independently of each other, and V 0 cannot be equal to zero. Given these circumstances, there are basically six possible power loads on the V-shaped suspension of the wire, the last two of which differ only in the opposite direction of the wind, therefore, we consider only four main options presented in figure 2.

Первый вариант - отложений на проводе нет V'=0, ветра нет РВ(ф)=0, и, следовательно, датчики 3 и 4 воспринимают вес двух гирлянд изоляторов 23 и 24 с соответствующей крепежной арматурой вместе с весом провода 25 промежуточного пролета V0, выходные сигналы датчиков 3 и 4 равны между собой N1=N2, V=V0, Nсум=V0 (фиг.2, а).The first option is that there is no deposit on the wire V '= 0, there is no wind Р В (ф) = 0, and, therefore, the sensors 3 and 4 perceive the weight of two strings of insulators 23 and 24 with the corresponding mounting fittings along with the weight of wire 25 of the intermediate span V 0 , the output signals of the sensors 3 and 4 are equal to each other N 1 = N 2 , V = V 0 , N sum = V 0 (figure 2, a).

Во втором варианте - отложения на проводе есть V'>0, ветра нет РВ(ф)=0, к V0 добавляется вес отложений V', сигналы с датчиков 3 и 4 равны между собой, и больше по величине, чем в первом варианте нагрузки N'=N'2>N1=N2, V=V0+V', Nсум=V0+V' (фиг.2, б).In the second option - deposits on the wire are V '> 0, there is no wind Р В (ф) = 0, the weight of deposits V' is added to V 0 , the signals from sensors 3 and 4 are equal to each other, and larger in magnitude than in the first load option N '= N' 2 > N 1 = N 2 , V = V 0 + V ', N sum = V 0 + V' (Fig.2, b).

При третьем варианте - отложений на проводе нет V'=0, есть ветер, например, слева направо PВ(ф)>0, к V0 перпендикулярно добавляется ветровая нагрузка РВ(ф), выходные сигналы датчиков 3 и 4 не равны между собой N1>N2, V=V0,

Figure 00000002
(фиг.2, в). В случае, если ветер дует справа налево, векторная диаграмма будет представлять собой зеркальное отображение фиг.2,в и на ней только векторы N1 и N2 поменяются местами.In the third option - there is no deposit on the wire V '= 0, there is wind, for example, from left to right P B (f) > 0, wind load P B (f) is added perpendicularly to V 0 , the output signals of sensors 3 and 4 are not equal between N 1 > N 2 , V = V 0 ,
Figure 00000002
(figure 2, c). In case the wind blows from right to left, the vector diagram will be a mirror image of figure 2, in and on it only vectors N 1 and N 2 will change places.

При четвертом варианте - есть отложения на проводе V'>0 и есть ветер, например, слева направо РВ(ф)>0, к V0 добавляется вес отложений на проводе V' и ветровая нагрузка РВ(ф), перпендикулярная гололедной, сигналы с датчиков 3 и 4 не равны между собой N1>N2, V=V0+V',

Figure 00000003
(фиг.2,г). В случае, если ветер дует справа налево, то векторная диаграмма будет представлять собой зеркальное отображение фиг.2, г и на ней только вектора N1 и N2 поменяются местами.In the fourth embodiment, there is deposits on the wire V '> 0 and there is wind, for example, from left to right Р В (ф) > 0, weight of deposits on the wire V' and wind load Р В (ф) , perpendicular to ice, are added to V 0 the signals from sensors 3 and 4 are not equal to each other N 1 > N 2 , V = V 0 + V ',
Figure 00000003
(figure 2, g). If the wind blows from right to left, then the vector diagram will be a mirror image of figure 2, d and on it only the vectors N 1 and N 2 will change places.

Более подробно рассмотрим работу предлагаемого устройства при одновременном воздействии ветра и отложений на провод по четвертому варианту (фиг.2,г), а для остальных трех вариантов силовых нагрузок отметим только изменения в его работе, обусловленные отсутствием тех или иных составляющих нагрузки.Let us consider in more detail the operation of the proposed device with the simultaneous influence of wind and deposits on the wire according to the fourth embodiment (Fig. 2, d), and for the other three variants of power loads, we note only changes in its operation due to the absence of certain load components.

Предположим, что на провод 25 с отложениями на нем с некоторой силой воздействует (дует) ветер слева направо поперек оси визирования воздушной линии электропередачи, как показано на фиг.2,г. Сигналы датчиков N1>N2 (и наоборот, если ветер дует справа налево, то N1<N2) в виде напряжений или токов соответственно через отдельные первый и второй каналы устройства телепередачи 5 поступают параллельно на соответствующие входы функциональных преобразователей 6 и 7. Первый функциональный преобразователь 6 (фиг.3) по входным сигналам N1 и N2 вычисляет величину гололедно-ветровой нагрузки Nсум, по выражению

Figure 00000004
. В нем угол γ=180°-α, а угол α - это угол между осями гирлянд изоляторов в месте их соединения и крепления к ним провода. Второй функциональный преобразователь 7 (фиг.4) по входным сигналам N1 и N2 вычисляет величину V по выражению V=(N1+N2)×sinγ. Сигнал гололедно-ветровой нагрузки Nсум с выхода первого функционального преобразователя 6 (фиг.1) поступает на первый вход третьего функционального преобразователя 10. Сигнал V=V'+V0 с выхода второго функционального преобразователя 7 поступает на второй вход третьего функционального преобразователя 10 и на первый вход первого порогового элемента 11, на второй вход которого поступает сигнал V0+ΔV с выхода формирователя порога 8. Выход первого порогового элемента 11 соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 13. Третий функциональный преобразователь 10 (фиг.6) вычисляет величину фактической ветровой нагрузки на провод по выражению
Figure 00000005
, которая с выхода третьего функционального преобразователя 10 (фиг.1) поступает на первый вход второго порогового элемента 12. Одновременно с этим под действием ветра измеритель относительного направления ветра 1 и измеритель скорости ветра 2 вырабатывают соответствующие сигналы β и W, которые через отдельные четвертый и третий каналы устройства телепередачи 5 поступают соответственно на второй и первый вход четвертого функционального преобразователя 9. Функциональный преобразователь 9 (фиг.7) рассчитывает ветровую нагрузку на провод промежуточного пролета без отложений РВ(р) (с уставкой ΔPв(р)) по выражению PВ(р)=sin2β×W×K=Рв(ф)+ΔPв(р), где К - коэффициент пропорциональности для конкретного провода с сечением F, длиной L. Сигнал РВ(р)в(р)+ΔРв(р) с выхода четвертого функционального преобразователя 9 (фиг.1) поступает на второй вход второго порогового устройства 12, где сравнивается с РВ(ф). Результат сравнения с выхода второго порогового устройства 12 поступает на второй вход логического элемента ИЛИ 13.Suppose that the wire 25 with deposits on it with some force acts (blows) the wind from left to right across the axis of sight of the overhead power line, as shown in figure 2, The signals of the sensors N 1 > N 2 (and vice versa, if the wind blows from right to left, then N 1 <N 2 ) in the form of voltages or currents, respectively, through the separate first and second channels of the television transmission device 5 are sent in parallel to the corresponding inputs of the functional converters 6 and 7. The first functional converter 6 (Fig. 3), using the input signals N 1 and N 2, calculates the value of the ice-wind load N sum , according to the expression
Figure 00000004
. In it, the angle γ = 180 ° -α, and the angle α is the angle between the axes of the insulator strings at the point of their connection and the wires attached to them. The second functional Converter 7 (figure 4) from the input signals N 1 and N 2 calculates the value of V by the expression V = (N 1 + N 2 ) × sinγ. The signal of ice-wind load N sum from the output of the first functional converter 6 (Fig. 1) is supplied to the first input of the third functional converter 10. The signal V = V '+ V 0 from the output of the second functional converter 7 is fed to the second input of the third functional converter 10 and at the first input of the first threshold element 11, the second input of which receives a signal V 0 + ΔV from the output of the threshold shaper 8. The output of the first threshold element 11 is connected to the first input of the OR gate 13. The third functional pre browser 10 (Fig.6) calculates the actual wind load on the wire by the expression
Figure 00000005
which, from the output of the third functional converter 10 (FIG. 1), enters the first input of the second threshold element 12. At the same time, under the influence of the wind, the relative wind direction meter 1 and wind speed meter 2 generate the corresponding signals β and W, which, through a separate fourth and the third channels of the TV transmission device 5 are respectively supplied to the second and first input of the fourth functional converter 9. Functional converter 9 (Fig. 7) calculates the wind load on the industrial wire diate span without Fat P B (p) (with the setpoint ΔP a (p)) for the expression of P B (p) = sin 2 β × W × K = F in (f) + ΔP in (p), where K - factor proportionality for a particular wire with a cross section F, length L. The signal P B (p) = P in (p) + ΔP in (p) from the output of the fourth functional Converter 9 (Fig.1) is fed to the second input of the second threshold device 12, where compares with P B (f) . The comparison result from the output of the second threshold device 12 is fed to the second input of the OR gate 13.

В рассматриваемом варианте нагрузки при высоком удельном весе отложений на проводе V'>0 величина V=V0+V' на первом входе первого порогового элемента 11 будет больше, чем V0+ΔV (при соответствующем выборе уставки обнаружения ΔV), пороговый элемент 11 сформирует сигнал превышения, который через логический элемент 13 будет выдаваться в качестве сигнала "Есть отложения". Уставка ΔV - оптимальная величина, выбранная исходя из заданной вероятности обнаружения отложений с высоким удельным весом. А канал обнаружения по ветровому давлению в этом случае наиболее вероятно не сработает, т.к. диаметр муфт отложений с высоким удельным весом (чистого гололеда) при заданном весе будет значительно меньше, чем диаметр муфт инея, изморози или их смесей. В случае, если имеются отложения на проводе с малым удельным весом, весовой обнаружитель наиболее вероятно не сработает, а канал обнаружения по ветровому давлению наиболее вероятно сработает, т.к. РВ(ф)В(р) на величину не меньше, чем уставка ΔРВ(р). Это объясняется тем, что за счет увеличения площади сечения провода на толщину отложений перпендикулярного ветровому потоку (ветровому давлению) возрастает пропорционально увеличению диаметра отложений, что приводит к увеличению силы аэродинамического сопротивления этому ветру - увеличению фактической ветровой нагрузки на провод РВ(ф), которая при наличии отложений на проводе всегда будет больше, чем величина рассчитываемой ветровой нагрузки на этот же провод без отложений РВ(р) с учетом уставки ΔРВ(р). Следовательно, сигнал РВ(ф) при наличии отложений на проводе больше по величине, чем сигнал РВ(р)+ΔРВ(р), и второй пороговый элемент 12, сравнив их между собой по величине, сформирует сигнал наличия отложений на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи, который через второй вход логического элемента ИЛИ 13 в виде сигнала "Есть отложения" появится на выходе устройства.In the considered embodiment, the load with a high specific gravity of deposits on the wire V '> 0, the value V = V 0 + V' at the first input of the first threshold element 11 will be greater than V 0 + ΔV (with the appropriate choice of the detection setpoint ΔV), the threshold element 11 will generate an excess signal, which through the logic element 13 will be issued as a signal "There is deposits." The setting ΔV is the optimal value selected based on the given probability of detecting deposits with a high specific gravity. And the wind pressure detection channel in this case most likely will not work, because the diameter of the clutches of deposits with a high specific gravity (pure ice) at a given weight will be much smaller than the diameter of the clutches of hoarfrost, hoarfrost or mixtures thereof. If there is deposits on the wire with a low specific gravity, the weight detector will most likely not work, and the detection channel by wind pressure will most likely work, because P B (f) > P B (p) by an amount not less than the setting ΔP B (p) . This is due to the fact that due to the increase in the cross-sectional area of the wire by the thickness of the deposits perpendicular to the wind flow (wind pressure), it increases in proportion to the increase in the diameter of the deposits, which leads to an increase in the aerodynamic drag force to this wind - an increase in the actual wind load on the wire P B (f) , which in the presence of deposits on the wire there will always be more than the calculated wind load on the same wire without deposits P B (p) taking into account the setting ΔP B (p) . Therefore, the signal P B (f) in the presence of deposits on the wire is larger in magnitude than the signal P B (p) + ΔP B (p) , and the second threshold element 12, comparing them with each other in magnitude, will generate a signal for the presence of deposits on the wire an intermediate span of an overhead power line, which will appear at the output of the device through the second input of the OR 13 logic element in the form of a “There is a deposit” signal.

При третьем варианте нагрузки - отложений на проводе нет V'=0, но есть боковой ветер слева направо РВ(ф)>0, функциональный преобразователь 6 сформирует нагрузку на провод промежуточного пролета

Figure 00000002
, преобразователь 7 вычислит V=V0, которая не превысит V=V0+ΔV на первом пороговом элементе 11, и он не выдаст сигнал обнаружения отложений на проводе, преобразователь 10 вычислит
Figure 00000006
, функциональный преобразователь 9 вычислит РВ(р)+ΔРв(р), которая в этом случае будет меньше Рв(ф), и поэтому второй пороговой элемент 12 не выдаст сигнала обнаружения отложений на проводе. Следовательно, на выходе элемента ИЛИ 13 будет сигнал «Нет отложений».In the third version of the load - there is no deposit on the wire V '= 0, but there is a lateral wind from left to right Р В (ф) > 0, functional converter 6 will form a load on the intermediate span wire
Figure 00000002
, the converter 7 will calculate V = V 0 , which does not exceed V = V 0 + ΔV on the first threshold element 11, and it will not generate a deposit detection signal on the wire, the converter 10 will calculate
Figure 00000006
, the functional converter 9 will calculate P B (p) + ΔP in (p) , which in this case will be less than P in (f) , and therefore the second threshold element 12 will not give a signal for detecting deposits on the wire. Therefore, the output of the element OR 13 will be a signal "No deposits".

При втором варианте нагрузки - есть отложения на проводе V'>0, бокового ветра нет, N1=N2, Nсум=V=V0+V', преобразователь 9 вычислит величину РВ(р)+ΔPВ(р)>0, а преобразователь 10 вычислит величину РВ(ф)=0, второй пороговой элемент 12 сигнала обнаружения не выдаст, преобразователь 7 вычислит V=V'+V0, которая в случае высокого удельного веса отложений превысит уставку V0+ΔV на первом пороговом элементе 11, и сформируется сигнал обнаружения отложений на проводе. Если же удельный вес отложений будет небольшой, то и весовой канал не обнаружит отложения на проводе - произойдет пропуск обнаружения отложений.In the second load case, there is deposits on the wire V '> 0, there is no crosswind, N 1 = N 2 , N sum = V = V 0 + V', converter 9 will calculate the value of P B (p) + ΔP B (p) > 0, and the transducer 10 calculates the value of P B (f) = 0, the second threshold element 12 does not produce a detection signal, the transducer 7 calculates V = V '+ V 0 , which in the case of a high specific gravity of deposits will exceed the setting V 0 + ΔV by the first threshold element 11, and a signal for detecting deposits on the wire is generated. If the specific gravity of the sediments is small, then the weight channel will not detect deposits on the wire - deposits will be skipped.

При первом варианте нагрузки - нет отложений и нет ветра, соответственно ни на одном из пороговых элементов превышения сравниваемых сигналов не будет, сформируется правильное решение «Нет отложений» и соответственно на выходе устройства ложного сигнала обнаружения отложений не будет.In the first version of the load, there are no deposits and there is no wind, respectively, there will be no excess of the compared signals at any of the threshold elements, the correct solution will be “No deposits” and, accordingly, there will be no false detection signal at the device output.

Таким образом, за счет введения и использования двух некоррелированных между собой порогов удается существенно повысить вероятность обнаружения отложений на проводе с малыми удельными плотностями при несущественном увеличении вероятности ложного обнаружения отложений.Thus, due to the introduction and use of two uncorrelated thresholds, it is possible to significantly increase the probability of detecting deposits on a wire with low specific densities with an insignificant increase in the probability of false detection of deposits.

Следует заметить, что в предлагаемом устройстве обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи вероятность обнаружения всех возможных видов отложений будет, при прочих равных условиях, возрастать за счет увеличения вероятности правильного обнаружения отложений с малыми удельными плотностями (которые пропущены весовым каналом обнаружения) аэродинамическим каналом при незначительном увеличении вероятности ложного обнаружения.It should be noted that in the proposed device for detecting deposits on the wire of an intermediate span of an overhead power transmission line, the probability of detecting all possible types of deposits will, ceteris paribus, increase due to an increase in the probability of correct detection of deposits with low specific densities (which are missed by the weighted detection channel) by the aerodynamic channel with a slight increase in the probability of false detection.

Четырехвходовое устройство телепередачи 5 (фиг.1) может быть реализован в виде одного общего канала телепередачи с временным уплотнением, имеющего входной коммутатор с четырьмя входами от измерителей и датчиков 1, 2, 3 и 4, общий канал телепередачи, устройство выборки и хранения с четырьмя отдельными выходами на функциональные преобразователи 6, 7, 9 и формирователь синхронизирующих импульсов, обеспечивающий поочередное соединение первого входа только с первым выходом, второго входа только со вторым и т.д.The four-input TV transmission device 5 (Fig. 1) can be implemented as one common TV channel with a temporary seal, having an input switch with four inputs from meters and sensors 1, 2, 3, and 4, a common TV channel, a sampling and storage device with four separate outputs to functional converters 6, 7, 9 and a synchronizing pulse generator, which provides alternating connection of the first input only with the first output, the second input only with the second, etc.

Если заявляемое устройство использовать для обнаружения отложений на грозозащитном тросе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи, то в самом устройстве нужно изменить только значение коэффициента К и уставку V0+ΔV и грозотрос 26 закрепить на V-образную подвеску с силоизмерительными датчиками, аналогичную рассмотренной для фазного провода, как показано на фиг.1, слева вверху.If the inventive device is used to detect deposits on a lightning protection cable of an intermediate span of an overhead power transmission line, then in the device itself it is only necessary to change the value of the coefficient K and the setting V 0 + ΔV and the lightning cable 26 to attach to a V-shaped suspension with force measuring sensors similar to that considered for a phase wire as shown in figure 1, in the upper left.

Так как все остальные климатические воздействия (температура, давление, влажность и т.д.) и изменения режимов работы воздушной линии электропередачи оказывают практически одинаковое влияние на силоизмерительные датчики и используется общее устройство телепередачи, а сравнение сигналов датчиков производится дифференциально (относительно друг друга), то перечисленные воздействия практически не влияют на точность измерений и устройство для всех типов опор воздушных линий электропередачи дистанционно автоматически непрерывно в реальном масштабе времени на промежуточном пролете производит обнаружение всех возможных видов отложений, в том числе и с малыми удельными плотностями на проводе (грозотросе) промежуточного пролета воздушной линии электропередачи.Since all other climatic influences (temperature, pressure, humidity, etc.) and changes in the operating modes of the overhead power line have almost the same effect on the force sensors and a common TV transmission device is used, and the sensor signals are compared differentially (relative to each other), then the above effects practically do not affect the accuracy of measurements and the device for all types of pylons of overhead power lines remotely automatically continuously in real m-time at an intermediate span produces all possible detection deposits, including low specific density of the wire (ground wires) intermediate span the overhead power line.

Источники информацииInformation sources

1. Авт. свид. СССР №1173473, МПК Н 02 G 7/16, 1985.1. Auth. testimonial. USSR No. 1173473, IPC N 02 G 7/16, 1985.

2. Авт. свид. СССР №748615, МПК Н 02 G 7/16, 1980.2. Auth. testimonial. USSR No. 748615, IPC N 02 G 7/16, 1980.

3. Авт. свид. СССР №603034, МПК Н 02 G 7/16, 1978.3. Auth. testimonial. USSR No. 603034, IPC N 02 G 7/16, 1978.

4. Заявка на изобретение №2004117685/09(019083) от 10.06.2004.4. Application for invention No. 2004117685/09 (019083) dated 10.06.2004.

5. Патент на изобретение РФ №2145758, МПК Н 02 G 7/16, 2000.5. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2145758, IPC N 02 G 7/16, 2000.

6. Патент на изобретение РФ №2212744, МПК Н 02 G 7/16, 2003.6. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2212744, IPC N 02 G 7/16, 2003.

7. Авт. свид. СССР №519806, МПК Н 02 G 7/16, 1976.7. Auth. testimonial. USSR No. 519806, IPC N 02 G 7/16, 1976.

Claims (2)

1. Устройство обнаружения отложений на проводе промежуточного пролета воздушной линии электропередачи, содержащее устройство телепередачи и два силоизмерительных датчика, каждый из которых подвешен подвижно между траверсой опоры и соответствующей гирляндой изоляторов, нижние концы обеих гирлянд изоляторов соединены между собой шарнирно, образуя V-образную подвеску, к которой прикреплен провод, верхние концы датчиков крепятся к траверсе опоры на расстоянии друг от друга, равном длине гирлянды изоляторов с датчиком, образуя с V-образной подвеской равносторонний треугольник, отличающееся тем, что дополнительно введены измеритель относительного направления ветра, измеритель скорости ветра, четыре функциональных преобразователя, формирователь порога, два пороговых элемента и логический элемент ИЛИ, при этом первый и второй силоизмерительные датчики, измерители скорости ветра и относительного направления ветра соответственно подключены к первому, второму, третьему и четвертому входам устройства телепередачи, первый и второй выходы устройства телепередачи подключены параллельно к соответствующим входам первого функционального преобразователя, вычисляющего величину суммарной гололедно-ветровой нагрузки на провод, и второго функционального преобразователя, вычисляющего суммарный вес двух гирлянд изоляторов с крепежной арматурой, проводом промежуточного пролета и с отложениями на нем, к выходу первого функционального преобразователя подключен первый вход третьего функционального преобразователя, вычисляющего величину фактической ветровой нагрузки на провод, на выход второго функционального преобразователя подключен второй вход третьего функционального преобразователя и первый вход первого порогового элемента, выход которого соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, к второму входу первого порогового элемента подключен выход формирователя порога, третий и четвертый выходы устройства телепередачи подключены соответственно к первому и второму входам четвертого функционального преобразователя, вычисляющего ветровую нагрузку на провод промежуточного пролета без отложений, выход третьего и выход четвертого функциональных преобразователей подключены соответственно к первому и второму входам второго порогового элемента, выход которого подключен к второму входу логического элемента «ИЛИ», первый и второй выходы логического элемента ИЛИ являются соответственно первым и вторым выходами устройства.1. A device for detecting deposits on the wire of the intermediate span of an overhead power transmission line, comprising a television transmission device and two load-sensing sensors, each of which is suspended movably between the support beam and the corresponding insulator string, the lower ends of both insulator strings are pivotally connected to form a V-shaped suspension, to which the wire is attached, the upper ends of the sensors are attached to the support beam at a distance from each other, equal to the length of the string of insulators with the sensor, forming a V-shaped an equilateral triangle suspension, characterized in that a relative wind direction meter, a wind speed meter, four functional transducers, a threshold shaper, two threshold elements and an OR logic element are additionally introduced, with the first and second force sensors, wind speed and relative wind direction meters, respectively connected to the first, second, third and fourth inputs of the TV broadcast device, the first and second outputs of the TV broadcast device parallel to the corresponding inputs of the first functional converter, which calculates the value of the total ice-wind load on the wire, and the second functional converter, which calculates the total weight of two garlands of insulators with mounting fittings, intermediate span wire and deposits on it, the first input is connected to the output of the first functional converter the third functional converter that calculates the actual wind load on the wire, the output of the second functional the second input of the third functional converter and the first input of the first threshold element, the output of which is connected to the first input of the OR logic element, are connected to the second input of the first threshold element, the output of the threshold driver is connected, the third and fourth outputs of the TV transmission device are connected respectively to the first and second inputs of the fourth functional a converter that calculates the wind load on the intermediate span wire without deposits, the output of the third and the output of the fourth function ionalnyh converters are respectively connected to first and second inputs of the second threshold element whose output is connected to the second input of the logic element "OR", the first and second outputs of the OR gate are respectively the first and second outputs of the device. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхние концы силоизмерительных датчиков крепятся к траверсе опоры на расстоянии друг от друга, не равном длине гирлянды изоляторов с датчиком, образуя с V-образной подвеской равнобедренный треугольник.2. The device according to claim 1, characterized in that the upper ends of the load cells are attached to the support beam at a distance from each other, not equal to the length of the string of insulators with the sensor, forming an isosceles triangle with a V-shaped suspension.
RU2005104082/09A 2005-02-15 2005-02-15 Device for detecting deposits on intermediate-span conductor of overhead power transmission line RU2291536C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005104082/09A RU2291536C2 (en) 2005-02-15 2005-02-15 Device for detecting deposits on intermediate-span conductor of overhead power transmission line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005104082/09A RU2291536C2 (en) 2005-02-15 2005-02-15 Device for detecting deposits on intermediate-span conductor of overhead power transmission line

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005104082A RU2005104082A (en) 2006-07-20
RU2291536C2 true RU2291536C2 (en) 2007-01-10

Family

ID=37028611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005104082/09A RU2291536C2 (en) 2005-02-15 2005-02-15 Device for detecting deposits on intermediate-span conductor of overhead power transmission line

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2291536C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2482585C2 (en) * 2011-01-13 2013-05-20 Степан Павлович Филипчук Device to melt glazed frost on overhead power transmission lines named after stepan filipchuk
RU2533178C1 (en) * 2013-09-30 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "ОПТЭН" System of mechanical load control at extended elements of overhead transmission line

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2482585C2 (en) * 2011-01-13 2013-05-20 Степан Павлович Филипчук Device to melt glazed frost on overhead power transmission lines named after stepan filipchuk
RU2533178C1 (en) * 2013-09-30 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "ОПТЭН" System of mechanical load control at extended elements of overhead transmission line

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005104082A (en) 2006-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Willett et al. An experimental study of positive leaders initiating rocket-triggered lightning
Uijlenhoet Raindrop size distributions and radar reflectivity–rain rate relationships for radar hydrology
Ulwick et al. Comparison of simultaneous MST radar and electron density probe measurements during STATE
RU2314616C1 (en) Method for detecting a precursor of conductor galloping in intermediate run of aerial electric power line and device for realization of the method
KR100968046B1 (en) Method for ground resistance measurement of transmission tower equipped with overhead groundwires
RU2291536C2 (en) Device for detecting deposits on intermediate-span conductor of overhead power transmission line
RU2308136C2 (en) Method and device for identifying kind of deposits on intermediate span conductor in overhead power transmission line
CN104913720B (en) Overhead transmission line creep measurement method based on LiDAR technology
Amayenc et al. Height structure of tidal winds as inferred from incoherent scatter observations
CN103616099A (en) Method for detecting optical fiber composite ground wire icing frequency-domain analysis state of electric transmission line
RU2273933C2 (en) Aerodynamic method and device for detecting deposits on intermediate span wire of overhead power transmission line
Thurai et al. Rain microstructure retrievals using 2-D video disdrometer and C-band polarimetric radar
CN105891078B (en) Sand devil sand dust mass concentration quantitative inversion evaluation method based on wind profile radar
RU2291537C2 (en) Method and device for detecting deposits on anchor-span conductors of overhead power transmission line
RU100682U1 (en) DEVICE FOR MEASURING ICE AND WIND LOADS ON ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES
RU2145758C1 (en) Device for measuring ice and wind loads on overhead power transmission lines
JP6716710B2 (en) Steel tower basic specifications prediction method
Taylor et al. The Apple Grove 750-kV project-515-kV radio influence and corona loss investigations
RU2255402C1 (en) Device for telemetering ice, wind, and ice-wind loads on phase conductors of overhead power transmission line including indication of relative wind direction
Minullin et al. Comparison of radar equipment readings and weight sensors indications during ice deposits detection on overhead transmission lines
Hall et al. Turbulent energy dissipation rates from the University of Tromsø/University of Saskatchewan MF radar
RU2554718C2 (en) Method of detection of ice, hoarfrost and complex deposits on wire and device for its implementation
US20040105635A1 (en) Fiber optic transmission conductor and distributed temperature sensing of fiber optic transmission conductor
RU2273932C2 (en) Device for remote measurement of ice, wind, and ice-wind loads on intermediate-span wire of overhead power transmission line and for indication of relative direction of wind
RU2732037C1 (en) Method for monitoring of ice-and-wind loads of overhead transmission lines

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080216