RU2775038C1 - Беспилотный летательный аппарат, предназначенный для диагностики, технического обслуживания и ремонта высоковольтной воздушной линии электропередачи, и способ выравнивания потенциалов при посадке беспилотного летательного аппарата на находящуюся под напряжением высоковольтную воздушную линию электропередачи - Google Patents
Беспилотный летательный аппарат, предназначенный для диагностики, технического обслуживания и ремонта высоковольтной воздушной линии электропередачи, и способ выравнивания потенциалов при посадке беспилотного летательного аппарата на находящуюся под напряжением высоковольтную воздушную линию электропередачи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775038C1 RU2775038C1 RU2021139478A RU2021139478A RU2775038C1 RU 2775038 C1 RU2775038 C1 RU 2775038C1 RU 2021139478 A RU2021139478 A RU 2021139478A RU 2021139478 A RU2021139478 A RU 2021139478A RU 2775038 C1 RU2775038 C1 RU 2775038C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unmanned aerial
- aerial vehicle
- uav
- wire
- landing
- Prior art date
Links
- 230000003334 potential Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 title claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Группа изобретений относится к беспилотному летательному аппарату (БПЛА) для диагностики, обслуживания и ремонта высоковольтной воздушной линии передач (ВЛ) и способу выравнивания потенциалов при посадке на провод или грозотрос ВЛ, находящийся под напряжением. БПЛА содержит устройство выравнивания потенциалов, последовательно соединенное через токоограничивающий резистор с электронными устройствами БПЛА, объединенные в единую эквипотенциальную поверхность, являющуюся для них нулевой точкой. Для выравнивания потенциалов при посадке осуществляют первоначальный контакт с проводом с помощью устройства выравнивания потенциалов, затем осуществляют посадку на провод или грозотрос ВЛ. Обеспечивается защита электронных устройств БПЛА от воздействия электрического напряжения ВЛ. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Заявляемое изобретение относится к электроэнергетике, а именно к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА, БЛА), осуществляющим посадку на находящуюся под напряжением высоковольтную воздушную линию электропередачи (ВЛ) с целью проведения работ по её диагностике, техническому обслуживанию или ремонту.
Известны БПЛА, предназначенные для диагностики, технического обслуживания и ремонта ВЛ. В процессе своей работы данные беспилотные летательные аппараты осуществляют посадку на провод или грозотрос находящейся под напряжением ВЛ (https://cablewalker.com/tech.html, дата обращения 07.12.2021).
При нахождении БПЛА на некотором расстоянии от фазного провода ВЛ, наблюдаются повторяющиеся с высокой частотой искровые разряды пробоя воздушного промежутка между БПЛА и проводом ВЛ, что говорит о регулярном появлении разности потенциалов между двумя объектами, достаточной для пробоя диэлектрического промежутка между ними. Отсутствие электрического контакта между БПЛА и землей, в таком случае, может говорить о емкостной природе процесса.
Пробои воздушного промежутка, при нахождении БПЛА рядом с проводом ВЛ, вызывают протекание импульсов тока большой величины в элементах конструкции БПЛА, и пагубно влияют на электронные схемы управления БПЛА. Кроме того, возникающие разряды являются источником широкополосных электромагнитных помех, что также негативно влияет на работоспособность электроники БПЛА.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение защиты БПЛА, имеющего в своем составе электронные устройства, от воздействия электрического напряжения ВЛ.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в предотвращении выхода из строя электронных устройств в составе БПЛА путем объединения всех проводящих деталей корпуса БПЛА в единую эквипотенциальную поверхность, имеющую электрический контакт с проводом или грозотросом, находящимся под наведенным напряжением, в виде электропроводного устройства выравнивания потенциалов, электрически последовательно соединенного с токоограничивающим резистором, гасящим электрический ток выравнивания потенциалов, и являющуюся нулевой точкой для электронных устройств БПЛА.
В части устройства заявляемый технический результат достигается тем, что беспилотный летательный аппарат, предназначенный для диагностики, технического обслуживания и ремонта ВЛ, содержит устройство выравнивания потенциалов, предназначенное для осуществления первоначального электрического контакта беспилотного летательного аппарата с проводом или грозотросом ВЛ, находящимся под наведенным напряжением, при посадке беспилотного летательного аппарата на него, при этом устройство выравнивания потенциалов последовательно электрически соединено через токоограничивающий резистор с элементами беспилотного летательного аппарата, объединенными путем электрического соединения в единую эквипотенциальную поверхность, являющуюся нулевой точкой для электронных устройств БПЛА.
В части способа заявляемый технический результат достигается тем, что способ выравнивания потенциалов при посадке беспилотного летательного аппарата на находящийся под напряжением провод или грозотрос ВЛ, находящийся под наведенным напряжением, заключается в том, что первоначальный электрический контакт беспилотного летательного аппарата с проводом или грозотросом при посадке беспилотного летательного аппарата на него осуществляют при помощи установленного на беспилотном летательном аппарате устройства выравнивания потенциалов, последовательно электрически соединенного через токоограничивающий резистор с элементами беспилотного летательного аппарата, объединенными путем электрического соединения в единую эквипотенциальную поверхность электропроводными материалами, являющуюся нулевой точкой для электронных устройств БПЛА.
Устройство выравнивания потенциалов соединено с беспилотным летательным аппаратом механически с обеспечением относительной подвижности.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где Фиг. – Посадка беспилотного летательного аппарата в момент первоначального электрического контакта с проводом (грозотросом) (а) и в момент завершения посадки на провод (грозотрос) (б).
Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) 1, предназначенный для диагностики, технического обслуживания и ремонта ВЛ, содержит устройство выравнивания потенциалов 2, предназначенное для осуществления первоначального электрического контакта БПЛА 1 с проводом или грозотросом 3 находящейся под напряжением ВЛ при посадке БПЛА 1 на него (Фиг.). Устройство выравнивания потенциалов 2 представляет собой резистивный щуп. Устройство выравнивания потенциалов 2 последовательно электрически соединено через установленный в диэлектрический корпус 4 токоограничивающий резистор 5 с элементами БПЛА 1, объединенными путем электрического соединения в единую эквипотенциальную поверхность 6 электропроводными материалами.
Устройство выравнивания потенциалов 2 предназначено для осуществления первоначального электрического контакта БПЛА 1 с проводом (грозотросом) 3 находящейся под напряжением ВЛ при посадке БПЛА 1 на него. Устройство выравнивания потенциалов 2 имеет контактную поверхность, соприкасающуюся с поверхностью провода (грозотроса) 3.
БПЛА 1 и устройство выравнивания потенциалов 2 механически соединены с обеспечением возможности свободной посадки БПЛА 1 на провод (грозотрос) 3 ВЛ с обеспечением их относительной подвижности. Данная возможность может обеспечиваться, например, путем шарнирного соединения устройства выравнивания потенциалов 2 и БПЛА 1.
Наличие электрического соединения в единую эквипотенциальную поверхность 6 электропроводным материалом элементов БПЛА 1, электрически соединенную с устройством выравнивания потенциалов 2 через токоограничивающий резистор 5 в диэлектрическом корпусе 4, обеспечивает электромагнитную совместимость электронных устройств БПЛА 1 и находящейся под напряжением ВЛ при посадке летательного аппарата на фазный провод или грозотрос 3.
Заявляемые способ и устройство работают следующим образом.
В процессе пробоев воздушного промежутка между БПЛА и проводом, без использования устройства выравнивания потенциалов, последовательно соединенного с токоограничивающим резистором, напряжение на БПЛА изменяется ступенчато с очень крутыми фронтами. В процессе естественного изменения фазного напряжения, каждый раз, при достижении критической разницы потенциалов между корпусом и проводом, происходит пробой воздушного промежутка, через который протекает ток, выравнивающий потенциалы БПЛА и провода. Частота пробоев зависит от таких факторов как диэлектрическая прочность среды между БПЛА и проводом; расстояние между БПЛА и проводом; форма поверхности БПЛА; форма поверхности провода; взаимное расположение БПЛА и провода.
Для ограничения мощности разрядов используется двухэтапная процедура стыковки и расстыковки БПЛА с фазным проводом или грозотросом ВЛ, находящимся под наведенным напряжением, с использованием устройства выравнивания потенциалов 2 и токоограничивающего резистора 5.
При подлете к проводу или грозотросу ВЛ БПЛА 1 приближает к фазному проводу или грозотросу 3, в первую очередь, устройство выравнивания потенциалов 2. Резистор 5 высокого сопротивления, встроенный в БПЛА 1, не позволяет протекать через себя большим токам, что влечет за собой значительное уменьшение интенсивности искрения на этапе стыковки и расстыковки. После полной посадки БПЛА 1 на провод 3, корпус БПЛА устанавливает контакт с проводом напрямую, без резистора. В таком случае, напряжения на проводе и БПЛА совпадают.
На первой стадии происходит касание провода (грозотроса) 3 устройством выравнивания потенциалов 2, подключенным к эквипотенциальной поверхности 6 БПЛА 1 через токоограничивающий резистор 5, номинал которого выбирается в зависимости от напряжения ВЛ и электрической емкости БПЛА относительно провода (грозотроса) (Фиг. 1а). Резистор 5 ограничивает протекающий при выравнивании потенциалов находящейся под напряжением ВЛ и БПЛА 1 электрический ток, что существенно уменьшает амплитуду широкополосной помехи и величину токов, протекающих в конструкции БПЛА. В результате чего амплитуда помехи опускается до достаточно низкого значения, которое не влияет на функционирование электронных устройств, находящихся на борту БПЛА 1.
На второй стадии БПЛА 1 продолжает снижение и касается фазного провода (грозотроса) 3 эквипотенциальной поверхностью 6 (Фиг. 1б). В силу того, что на первой стадии уже произведен электрический контакт провода (грозотроса) 3 и эквипотенциальной поверхности 6 через токоограничивающий резистор 5, широкополосная помеха на второй стадии практически отсутствует.
Электрическое соединение (экранирование) элементов (в т. ч. кабелей) БПЛА обеспечивает защиту сигнальных линий от помех, неизбежно возникающих при искровых и коронных разрядах на корпусе БПЛА и элементах ВЛ. Предлагаемое изобретение позволяет минимизировать как широкополосные помехи, возникающие от искры, образующейся при выравнивании потенциалов БПЛА и фазного провода (грозотроса) находящейся под напряжением ВЛ, так и помехи, возникающие от коронных разрядах на корпусе БПЛА и элементах ВЛ.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет осуществлять посадку БПЛА на включенную ВЛ, предотвращая выход из строя электронных устройств в составе БПЛА.
Claims (3)
1. Беспилотный летательный аппарат (БПЛА), предназначенный для диагностики, технического обслуживания и ремонта высоковольтной воздушной линии передач (ВЛ), содержащий устройство выравнивания потенциалов, предназначенное для осуществления первоначального электрического контакта беспилотного летательного аппарата с проводом или грозотросом ВЛ, находящимся под наведенным напряжением, при посадке беспилотного летательного аппарата на него, при этом устройство выравнивания потенциалов последовательно электрически соединено через токоограничивающий резистор с элементами беспилотного летательного аппарата, объединенными путем электрического соединения в единую эквипотенциальную поверхность, являющуюся нулевой точкой для электронных устройств БПЛА.
2. Беспилотный летательный аппарат, предназначенный для диагностики, технического обслуживания и ремонта ВЛ, по п. 1, отличающийся тем, что устройство выравнивания потенциалов соединено с беспилотным летательным аппаратом механически с обеспечением относительной подвижности.
3. Способ выравнивания потенциалов при посадке беспилотного летательного аппарата на находящийся под напряжением провод или грозотрос ВЛ, находящийся под наведенным напряжением, заключающийся в том, что первоначальный электрический контакт беспилотного летательного аппарата с проводом или грозотросом при посадке беспилотного летательного аппарата на него осуществляют при помощи установленного на беспилотном летательном аппарате устройства выравнивания потенциалов, последовательно электрически соединенного через токоограничивающий резистор с элементами беспилотного летательного аппарата, объединенными путем электрического соединения в единую эквипотенциальную поверхность электропроводными материалами, являющуюся нулевой точкой для электронных устройств БПЛА.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2022/000002 WO2023128795A1 (ru) | 2021-12-29 | 2022-01-10 | Беспилотный летательный аппарат для обслуживания высоковольтной воздушной линии электропередачи |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2775038C1 true RU2775038C1 (ru) | 2022-06-27 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2318271C2 (ru) * | 2006-01-11 | 2008-02-27 | ЗАО "Дегаль" | Высоковольтный полупроводниковый ограничитель напряжения (варианты) |
| RU149069U1 (ru) * | 2014-08-28 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Маломерный беспилотный летательный аппарат для диагностики высоковольтных электроустановок |
| CN108599007A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-28 | 武汉大学 | 一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置与方法 |
| RU198991U1 (ru) * | 2020-05-21 | 2020-08-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ай-Тор" (Ооо «Ай-Тор») | Неинвазивное устройство для дистанционного преобразования тока и напряжения в высоковольтной сети |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2318271C2 (ru) * | 2006-01-11 | 2008-02-27 | ЗАО "Дегаль" | Высоковольтный полупроводниковый ограничитель напряжения (варианты) |
| RU149069U1 (ru) * | 2014-08-28 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Маломерный беспилотный летательный аппарат для диагностики высоковольтных электроустановок |
| CN108599007A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-28 | 武汉大学 | 一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置与方法 |
| RU198991U1 (ru) * | 2020-05-21 | 2020-08-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ай-Тор" (Ооо «Ай-Тор») | Неинвазивное устройство для дистанционного преобразования тока и напряжения в высоковольтной сети |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10850871B2 (en) | Electrostatic discharge mitigation for a first spacecraft operating in proximity to a second spacecraft | |
| RU2775038C1 (ru) | Беспилотный летательный аппарат, предназначенный для диагностики, технического обслуживания и ремонта высоковольтной воздушной линии электропередачи, и способ выравнивания потенциалов при посадке беспилотного летательного аппарата на находящуюся под напряжением высоковольтную воздушную линию электропередачи | |
| WO2023128795A1 (ru) | Беспилотный летательный аппарат для обслуживания высоковольтной воздушной линии электропередачи | |
| CN104965141A (zh) | 浮地电子设备电快速瞬变脉冲群防护方法 | |
| Glushkov et al. | Electrical strength analysis of SF6 gas circuit breaker element | |
| EP3404792A1 (en) | Aerospace lightning protection for electrical devices | |
| Orlandi et al. | Analytical expressions for current share in lightning protection systems | |
| RU2352502C1 (ru) | Установка для испытаний летательных аппаратов на молниестойкость | |
| Yeo et al. | Analysis of Transient Overvoltages within a 345kV Korean Thermal Plant | |
| Gazizov et al. | Simulating the influence of electrostatic discharge on a spacecraft power supply bus | |
| EP3567389B1 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen isolationsüberwachung einer elektrischen leiteranordnung | |
| CN108535587B (zh) | 一种变压器接线故障测试装置 | |
| Buzdugan et al. | A Brief Review of Transient Electromagnetic Immunity Testing | |
| Tamminen et al. | Charged cable—system ESD event | |
| Pelissou et al. | Improved ESD test method for testing spacecraft equipment | |
| Hassanvand et al. | Effects of corona ring dimensions on the electric field distribution on 132 kV glass insulator | |
| JP5700261B2 (ja) | 電子機器の変動電界耐性検査装置、電子機器の変動電界耐性検査方法 | |
| Kiely et al. | Modelling the impact of ground planes on aircraft transmission cable impedance | |
| Gurevich | Testing HEMP Resilience of Electronic Equipment Used in Power Industry: Is It Essential | |
| Kondalu et al. | Estimation of transient over voltages in gas insulated bus duct from 220 kv gas Insulated substation | |
| Kai et al. | Lightning protection for power cables connected to aviation lights on an airport runway | |
| Yoshizumi et al. | Fast transient overvoltages in GIS caused by the operation of isolators | |
| Cella et al. | Representative PWM waveform generator for measurement of partial discharges in power electronic systems | |
| Jayasree et al. | Transient over Voltage Due to Switching Operation of Industrial Motor by Vacuum Circuit Breaker and Suppression of Surges | |
| Barradas et al. | Analysis of Overvoltage in Distribution Networks under different Ground Conditions using ATP |