RU2505896C1

RU2505896C1 - Method of preventing icing of conductors

Info

Publication number: RU2505896C1
Application number: RU2012120936/07A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Алексеевич Рыженков; Максим Васильевич Лукин; Алексей Павлович Карпунин; Евгений Викторович Ежов; Евгений Михайлович Шитов
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2014-01-27
Also published as: RU2012120936A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: method of preventing icing of an electric conductor involves depositing a hydrophobic coating on the conductor lying between fastening points thereof; the conductor is subjected to mechanical action with frequency of 5-20 Hz by a vibration generator placed on the conductor in the middle between points of fastening the conductor; and the hydrophobic coating is deposited by placing the conductor in a surfactant from the class of aliphatic amines, e.g. octadecylamine or rofamin T. The surfactant used can be an aqueous emulsion of a surfactant from the class of aliphatic amines, e.g. octadecylamine or an ethanol solution of a surfactant from the class of aliphatic amines, e.g. octadecylamine. A hydrophobic coating 4 is formed on the surface of the conductor, said coating being formed by depositing onto the conductor a substance which contains a surfactant from the class of aliphatic amines. Said substance can be an aqueous emulsion of an aliphatic amine or solution thereof in ethanol.

EFFECT: high efficiency.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики и предназначено для использования при эксплуатации линий электропередач, выполненных путем воздушной прокладки неизолированных проводов.The invention relates to the field of electric power and is intended for use in the operation of power lines made by air laying uninsulated wires.

Известно техническое решение, описанное в патенте RU №2076418, МПК H02G 7/16, опубл. 27.03.1997 г., которое представляет собой электрический провод с гидрофобным покрытием, расположенные между точками его закрепления, включающее гйдрофобизатор, размещенный в надетом на провод контейнере, корпус которого имеет осевое отверстие, а также средства, обеспечивающие поступательное и вращательное движение контейнера, с гидрофобизатором относительно провода, в виде воздушной турбины лопасти которой установлены равномерно по окружности корпуса, корпус контейнера выполнен в виде удлиненного трубчатого элемента со сквозными отверстиями в стенке для механической ломки и удаления с провода осадка атмосферного льда, каждая лопасть воздушной турбины флюгерно закреплена на оси, установленной с возможностью ограниченного поворота в гнезде опоры, неподвижно соединенной с корпусом контейнера, при этом средства ограничения поворота лопасти выполнены в виде скобы, расположенной на конце оси и шпильки держателя указанной оси в гнезде опоры.Known technical solution described in patent RU No. 2076418, IPC H02G 7/16, publ. 03/27/1997, which is an electric wire with a hydrophobic coating located between the points of its attachment, including a hydrophobizer placed on a container worn on the wire, the casing of which has an axial hole, as well as means for translational and rotational movement of the container, with a water repellent relative to the wire, in the form of an air turbine, the blades of which are mounted uniformly around the circumference of the housing, the container body is made in the form of an elongated tubular element with through holes In the wall for mechanical breaking and removal of atmospheric ice sediment from the wire, each blade of the air turbine is weather-mounted on an axis mounted with the possibility of limited rotation in the support socket, motionlessly connected to the container body, while the means of restricting the rotation of the blade are made in the form of a bracket located on the end of the axis and studs of the holder of the specified axis in the support seat.

Однако известный способ предотвращения обледенения проводов может быть эффективен главным образом в условиях ветреной погоды. При отсутствии ветра и температуре воздуха ниже -5°C капли воды все же задерживаются на поверхности проводов, образуя ледяной покров. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является "Способ предотвращения обледенения проводов" описанное в публикации РСТ № WO 2006072648, МПК H02G 7/16, опубл. 13.07.2006. Согласно данному способу на проводах формируют гидрофобное покрытие, обеспечивающее быстрое удаление попадающих на него капель воды. Покрытие формируют в результате нанесения на поверхность провода вещества, способного адсорбироваться на металле с образованием гидрофобной пленки нанометровой толщины. Нанесение указанного вещества предлагается осуществлять путем его распыления, например - с вертолета или с использованием передвигающегося по проводам устройства.However, the known method of preventing icing of wires can be effective mainly in windy conditions. In the absence of wind and air temperature below -5 ° C, water droplets still linger on the surface of the wires, forming an ice cover. Closest to the technical nature of the invention is the "Method of preventing icing wires" described in PCT publication No. WO 2006072648, IPC H02G 7/16, publ. 07/13/2006. According to this method, a hydrophobic coating is formed on the wires, providing quick removal of water droplets falling on it. The coating is formed as a result of applying to the wire surface a substance capable of adsorbing on the metal with the formation of a hydrophobic film of nanometer thickness. The application of this substance is proposed to be carried out by spraying it, for example, from a helicopter or using a device moving along the wires.

Однако известный способ предотвращения обледенения проводов эффективен главным образом в условиях ветреной погоды. При отсутствии ветра и температуре воздуха ниже -5°C капли воды все же задерживаются на поверхности проводов, образуя ледяной покров.However, the known method of preventing icing of wires is effective mainly in windy conditions. In the absence of wind and air temperature below -5 ° C, water droplets still linger on the surface of the wires, forming an ice cover.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа борьбы с обледенением проводов.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the method of combating icing wires.

Этот результат достигается тем, что известный способ предотвращения обледенения электрического провода, заключающийся в нанесении гидрофобного покрытия на провода, расположенные между точками его закрепления, отличающийся тем, что провод подвергают механическому воздействию с частотой 5-20 Гц генератором колебаний, расположенным на проводе посередине между точками закрепления проводов, а нанесение гидрофобного покрытия осуществляют помещением провода в субстанции ПАВ из класса алифатических аминов, например, октадециламина.This result is achieved in that the known method of preventing icing of the electric wire, which consists in applying a hydrophobic coating to the wires located between the points of its fastening, characterized in that the wire is subjected to mechanical action with a frequency of 5-20 Hz by an oscillation generator located on the wire in the middle between the points the wires are fixed, and the hydrophobic coating is applied by placing the wires in a surfactant substance from the class of aliphatic amines, for example, octadecylamine.

Кроме того, в качестве субстанции ПАВ можно использовать водную эмульсию ПАВ из класса алифатических аминов, например, октадециламина.In addition, an aqueous emulsion of a surfactant from the class of aliphatic amines, for example, octadecylamine, can be used as a surfactant substance.

Дополнительно в качестве субстанции ПАВ можно использовать раствор этанола ПАВ из класса алифатических аминов, например, октадециламинаIn addition, a solution of ethanol surfactants from the class of aliphatic amines, for example, octadecylamine, can be used as a surfactant substance.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано поперечное сечение провода с нанесенным гидрофобным покрытием; на фиг.2 изображен участок линии электропередач, на котором расположен генератор.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a cross section of a wire with a hydrophobic coating; figure 2 shows a portion of the power line on which the generator is located.

Неизолированный провод 1 линии электропередач содержит стальной сердечник 2, обеспечивающий механическую прочность провода. На стальной сердечник навиты алюминиевые проволоки 3, выполняющие функцию проводников. Следует отметить, что конструкция данного провода приведена в качестве примера наилучшего использования изобретения и не ограничивает объем охраняемых прав.Uninsulated wire 1 of the power line contains a steel core 2, providing mechanical strength of the wire. On the steel core, aluminum wires 3 are wound, performing the function of conductors. It should be noted that the design of this wire is given as an example of the best use of the invention and does not limit the scope of protected rights.

На поверхности провода сформировано гидрофобное покрытие 4, которое сформировано путем нанесения на провод субстанции, содержащей поверхностно-активное вещество из класса алифатических аминов. В качестве указанной субстанции может быть использована водная эмульсия алифатического амина или его раствор в этаноле. При обеспечении определенных условий молекулы алифатического амина способны адсорбироваться на поверхности провода, образуя моно- или полимолекулярный слой, имеющий гидрофобные свойства.A hydrophobic coating 4 is formed on the surface of the wire, which is formed by applying to the wire a substance containing a surfactant from the class of aliphatic amines. As the indicated substance, an aqueous emulsion of an aliphatic amine or its solution in ethanol can be used. Under certain conditions, the molecules of an aliphatic amine are capable of adsorbing on the surface of the wire, forming a mono- or polymolecular layer having hydrophobic properties.

Участок линии электропередачи ограничен опорами 5. Провода 1 на данном участке защищены от обледенения гидрофобным покрытием и имею установленные на проводах 1 генераторы колебаний 6, обеспечивающими колебания каждого провода 1 с частотой 5-20 кГц и минимальной амплитудой 0,05 мм.The power transmission line section is limited by supports 5. The wires 1 in this section are protected against icing by a hydrophobic coating and I have oscillation generators 6 installed on wires 1, which provide oscillations of each wire 1 with a frequency of 5-20 kHz and a minimum amplitude of 0.05 mm.

Нанесение на поверхность провода субстанции, содержащей алифатический амин, может быть осуществлено при использовании передвигающегося по проводу устройства, конструкция которого не является предметом данного изобретения. Поскольку из уровня техники известны как устройства, передвигающиеся по проводам, так и устройства для нанесения на обрабатываемые поверхности субстанции, содержащей алифатический амин, то можно сделать вывод о промышленной применимости предложенного подхода.Application of a substance containing an aliphatic amine to the surface of the wire can be carried out using a device moving along the wire, the construction of which is not the subject of this invention. Since both devices moving along wires and devices for applying a substance containing an aliphatic amine to the treated surfaces are known from the prior art, it can be concluded that the proposed approach is industrially applicable.

В лабораторных условиях были проведены экспериментальные исследования по формированию на двух отрезках провода гидрофобного покрытия путем нанесения на них субстанций, содержащих алифатический амин - октадециламин или флотамин. Первый и второй отрезки провода были погружены в емкости с водной эмульсией октадециламина и раствором октадециламина в этаноле соответственно. На обоих отрезках провода была сформирована гидрофобная пленка. Дальнейшие экспериментальные исследования подтвердили устойчивость обработанного таким образом провода к обмерзанию.In laboratory conditions, experimental studies were conducted to form a hydrophobic coating on two wire segments by applying substances containing an aliphatic amine, octadecylamine or flotamine, to them. The first and second pieces of wire were immersed in containers with an aqueous emulsion of octadecylamine and a solution of octadecylamine in ethanol, respectively. A hydrophobic film was formed on both wire segments. Further experimental studies confirmed the resistance of the thus treated wire to frost.

В промышленных условиях нанесение покрытия на основе октадециламина может быть осуществлено непосредственно при изготовлении провода за счет располагая, т.е. протаскивания его через ванну с водной эмульсией алифатического амина или его раствор в этаноле. Температура рабочей среды при формировании покрытия должна быть не менее 50°C. Время контакта поверхности провода с рабочей средой от 1 до 12 часов в зависимости от свойств поверхности провода.In industrial conditions, the coating on the basis of octadecylamine can be carried out directly in the manufacture of the wire by disposing, i.e. dragging it through a bath with an aqueous emulsion of an aliphatic amine or its solution in ethanol. The temperature of the working medium during coating formation should be at least 50 ° C. The contact time of the wire surface with the working medium is from 1 to 12 hours, depending on the properties of the wire surface.

Однако, хотя гидрофобное покрытие провода само по себе способствует снижению интенсивности обледенения проводов, его эффективность в этом направлении можно существенно повысить. Исследования показали, что обледенение провода можно практически полностью остановить при использовании комплексного подхода, заключающегося в обеспечении механического воздействия на провод, на котором предварительно было сформировано гидрофобное покрытие.However, although the hydrophobic coating of the wire itself contributes to a decrease in the icing intensity of the wires, its effectiveness in this direction can be significantly increased. Studies have shown that the icing of the wire can be almost completely stopped using an integrated approach, which consists in providing a mechanical effect on the wire on which the hydrophobic coating was previously formed.

Генератор колебаний 6, который располагают посередине между точками крепления провода 1 осуществляет механическое воздействие на провод. При этом частота периодического механического воздействия на провод должна находиться в диапазоне от 5 до 20 Гц, а устойчивый эффект наблюдается, если в наиболее удаленной от генератора колебаний точке провода обеспечивается амплитуда колебаний не менее 0,05 мм.The oscillation generator 6, which is located in the middle between the attachment points of the wire 1 carries out a mechanical effect on the wire. In this case, the frequency of periodic mechanical impact on the wire should be in the range from 5 to 20 Hz, and a stable effect is observed if the amplitude of oscillations of at least 0.05 mm is provided at the wire point farthest from the oscillation generator.

Следует отметить, что указанный диапазон частот колебаний провода, а также минимальный порог амплитуды колебаний определены как оптимальные с точки зрения минимизации требуемой мощности генератора колебаний. Как показали эксперименты, при частоте колебаний меньше 5 Гц амплитуды колебаний 0,05 мм недостаточно для эффективного удаления капель воды, т.е. амплитуда, а значит, и мощность генератора колебаний должны быть увеличены. В то же время дальнейшее увеличение частоты колебаний более 20 Гц практически не сказывается на эффективности заявленного способа. Уменьшение амплитуды колебаний менее 0,05 мм не позволяет повысить устойчивость провода к обледенению заявленного диапазона частот.It should be noted that the indicated frequency range of the wire’s oscillations, as well as the minimum threshold of the oscillation amplitude, are defined as optimal from the point of view of minimizing the required power of the oscillation generator. As experiments showed, at an oscillation frequency of less than 5 Hz, an oscillation amplitude of 0.05 mm is not enough to effectively remove water droplets, i.e. the amplitude, and hence the power of the oscillation generator should be increased. At the same time, a further increase in the oscillation frequency of more than 20 Hz practically does not affect the effectiveness of the claimed method. The decrease in the amplitude of the oscillations less than 0.05 mm does not allow to increase the resistance of the wire to icing of the claimed frequency range.

Использование изобретения позволяет повысить эффективность способа борьбы с обледенением проводов и предотвратить обледенение проводов в самых неблагоприятных погодных условиях.The use of the invention improves the efficiency of the method of combating icing wires and prevent icing of wires in the most adverse weather conditions.

Claims

1. The method of preventing icing of the electric wire, which consists in preliminary applying a hydrophobic coating to the wires located between the points of its fastening, characterized in that the wire is subjected to mechanical action with a frequency of 5-20 Hz by a vibration generator located on the wire in the middle between the points of fastening of the wires, and hydrophobic coating is carried out by arranging the wire in a surfactant substance from the class of aliphatic amines, for example, octadecylamine .

2. The method according to claim 1, characterized in that as a surfactant substance, an aqueous surfactant emulsion from the class of aliphatic amines, for example, octadecylamine, is used.

3. The method according to claim 1, characterized in that as a surfactant substance, a solution of ethanol surfactant from the class of aliphatic amines, for example, octadecylamine, is used.