SI21482A - Naprava za odkrivanje in izklop prekinjenega polizoliranega vodnika v električnih vodih srednje napetosti - Google Patents

Abstract

Naprava za odkrivanje in izklop prekinjenega polizoliranega vodnika v električnih vodih srednje napetosti rešuje problem enostavnega in hitrega izklopa poškodovanega polizorinega vodnika (4) iz napetosti v srednje napetostnem vodu (1), kakor tudi hiter prenos informacije o poškodbi pristojnemu nadzornemu centru. V ta namen se naprava po izumu sestoji iz indikatorske enote (2) na koncu polizoliranih vodnikov (4) in iz izklopne enote (3) na začetku polizoliranih vodnikov (4). Naprava deluje tako, da indikatorska enota (2) posreduje informacijo (B) o prekinjenem polizoliranem vodniku (4) v točki (C) izklopni enoti (3), ki preko stikala (7) izklopi napetost v vodniku (4). Na ta način v točki (C) prekinjeni vodnik (4) ne predstavlja več smrtne nevarnosti za ljudi in druga živa bitja.ŕ

Description

Predmet izuma je naprava za odkrivanje in izklop prekinjenega polizoliranega vodnika v električnih vodih srednje napetosti, oziroma je natančneje zaščitna naprava, ki prekinjeni in na tleh ležeči polizolirani vodnik izklopi iz električne napetosti, ki na ta način ni življenjsko nevaren za ljudi in druga živa bitja.

Izum je predvidoma uvrščen v razred H01H 83/14 in dodatno v H01H 83/12 mednarodne klasifikacije patentov.

Tehnični problem, ki ga rešuje izum, je takšna konstrukcija naprave, ki bo omogočala hiter, učinkovit in varen izklop prekinjenega električnega vodnika iz električne napetosti, hitro in enostavno odkrivanje lokacije prekinitve, hkrati pa bo celotna konstrukcija enostavna in mogoče jo bo namestiti tako na obstoječe, kot tudi na nove električne vode.

Prijavitelju ni znana nobena dosedanja rešitev enakega tehničnega problema, ki bi jo lahko opisal kot znano stanje tehnike.

Problem, ki je ostal nerešen, je predvsem v hitri zaznavi prekinitve električnega voda srednje napetosti, v njegovi takojšnji in zanesljivi izključitvi iz območja električne napetosti, kakor tudi v enostavni in natančni določitvi lokacije, oziroma mesta njegove prekinitve.

Po izumu je problem rešen z napravo za odkrivanje in izklop prekinjenega polizoliranega vodnika v električnih vodih srednje napetosti, ki se sestoji iz indikatorske enote in iz izklopne enote. V smeri napajanja z električno napetostjo je izklopna enota na pripadajoč drog srednje napetostnega voda nameščena pred indikatorsko enoto, signalni prenos informacij med njima pa lahko poteka na način brezžične ali žične zveze. Izvedbene inačice se med sabo razlikujejo po načinu napajanja ene in druge enote. Izum bo natančneje opisan na izvedbenih primerih in slikah, ki prikazujejo:

sl. 1 napravo po izumu znotraj električnega voda srednje napetosti sl. 2 napravo s stikalom z motornim pogonom in avtonomnim napajanjem, prvi izvedbeni primer sl. 3 napravo, ki se napaja preko napetostnega transformatorja, drugi izvedbeni primer sl. 4 napravo, ki se napaja preko solarnega panoja, tretji izvedbeni primer sl. 5 napravo, ki se napaja preko trafo postaje, četrti izvedbeni primer

Kot je prikazano na sl. 1, tvorita napravo za odkrivanje in izklop prekinjenega polizoliranega vodnika v srednje napetostnih vodih 1 indikatorska enota 2 in izklopna enota 3, ki sta praviloma ločeno, vsaka zase pritrjeni na pripadajoči drog 6. Izklopna enota 3 je praviloma nameščena na drog 6 na začetku voda polizoliranih vodnikov 4, indikatorska enota 2 pa na koncu voda polizoliranih vodnikov 4, kar je prikazano na sl. 1. Pred izklopno enoto 3 in za indikatorsko enoto 2, pa potekajo goli vodniki 5 ali drugi ustrezni vodniki. Opisano velja, če napajanje voda 1 z električno napetostjo poteka v smeri A. To pomeni, da sta enoti 2 in 3 nameščeni na obeh koncih polizoliranih vodnikov 4, torej za in pred golimi vodniki 5 ter v predhodno navedenem zaporedju. Praviloma v smeri napajanja A potekajo trije vodniki 5 in prav toliko vodnikov 4.

V primeru prekinitve polizoliranega vodnika 4, v območju med indikatorsko enoto 2 in izklopno enoto 3, to prekinitev zazna indikatorska enota 2 zaradi padca napetosti v eni izmed faz in to informacijo po brezžični ali žični zvezi sporoči izklopni enoti 3 v smeri B. Izklopna enota 3 nato takoj prekine dovod električne napetosti skozi pretrgani oziroma prekinjeni polizolirani vodnik 4 in ga na ta način naredi življenjsko nenevarnega kljub temu, da njegov pretrgan konec leži na tleh na mestu C. Brez izklopa napetosti, bi na tleh ležeči polizolirani vodnik 4 predstavljal smrtno nevarnost za mimoidoče ljudi in druga živa bitja. Velja torej, da izklopna enota 3 prekine dovod električne napetosti v prekinjeni polizolirani vodnik 4 izključno takrat, ko indikatorska enota 2 zazna zmanjšanje ali izpad napetosti v eni ali v več fazah. Velja tudi, da izklopna enota 3 ne izvede izklopa napetosti, če so napetostne razmere na začetku polizoliranih vodnikov 4, v napetostnem vodu 1, enake ali enako spremenjene, kot na njihovem koncu, pri indikatorski enoti 2. Na ta način so onemogočeni nepotrebni izklopi napetostnih vodov 1. Indikatorska enota 2 je lahko izvedena tako, da razen izklopni enoti 3 to informacijo posreduje tudi pristojnemu centru za vzdrževanje napetostnih vodov 1, ki lahko na ta način prekinjeni polizolirani vodnik 4 v kratkem času ponovno spoji ali zamenja z novim.

Za prekinitve in pretrganja polizoliranih vodnikov 4 v napetostnih vodih 1, so velikokrat vzrok nepravilna montaža, atmosfersko praznenje ali mehanske poškodbe znotraj kritičnih con, če potekajo skozi gozdove in podobno.

Na predhodno opisani način lahko napravo po izumu uporabimo tudi v primeru, ko je srednje napetostni vod 1 po celotni dolžini izveden s polizoliranimi vodniki 4, ni pa je mogoče uporabiti, če je napetostni vod 1 v celoti izveden z golimi vodniki 5, torej brez polizolimih vodnikov 4, kar enako velja za vse, v nadaljevanju opisane izvedbene primere.

Izvedba naprave po izumu, oziroma izvedba indikatorske enote 2 in izklopne enote 3, je v osnovi pogojena z izvorom njunega napajanja in je mogočih več izvedbenih primerov.

Na sl. 2 je tako prikazan prvi izvedbeni primer. Pri njem je indikatorska enota 2 nameščena na drog 6, med konci polizoliranih vodnikov 4 in začetki golih vodnikov 5. Število vodnikov 4 in 5 je poljubno. Indikatorska enota 2 se sestoji iz napetostnega indikatorja 9 z oddajnikom 13, ki sta pritrjena na drog 6 in iz kapacitivnih deliteljev 12, ki so pritrjeni na konzolo 21 in z električnim vodnikom 19 spojeni s pripadajočimi polizoliranimi vodniki 4. Velja namreč, da vsakemu vodniku 4 pripada po en kapacitivni delitelj 12. Polizolirani vodniki 4 so s pripadajočimi golimi vodniki 5 povezani preko premostitvenih vezi 20. Napetostni indikator 9 se napaja neposredno iz litijevih baterij, ki so skupaj z njim vstavljene v ustrezno ohišje.

Na enega izmed drogov 6 je prav tako nameščena izklopna enota 3 in sicer med konce golih vodnikov 5 in začetke polizoliranih vodnikov 4. Sestoji se iz napetostnega indikatorja 9, sprejemnika signala 8, iz AC/DC napajalnika 10 in akumulatorske baterije 11, pritrjenih na drog 6. Dalje se sestoji iz kapacitivnega delitelja 12, pritrjenega na konzolo 21 in preko električnega vodnika 19 spojenega s polizoliranimi vodniki 4 ter iz stikala 7 s pripadajočim motornim pogonom, ki je pritrjeno na vrhu droga 6. Napajalnik 10 je preko kabla 22 spojen s stikalom 7. Sprejemnik signala 8 napetostnega indikatorja 9 je lahko izveden tako, da lahko sprejema brezžični signal, na primer preko mobilnega telefona, radijskih valov ali optične povezave, lahko pa tudi sprejema žični signal, kar je odvisno od izvedbe oddajnika 13 indikatorske enote 2. Izklopna enota 3 se napaja iz poljubnega tujega vira.

Po tem izvedbenem primeru deluje naprava po izumu tako, da v primeru prekinitve enega od polizoliranih vodnikov 4 in s tem posledično padca napetosti v tem delu srednje napetostnega voda 1, ta padec napetosti zazna napetostni indikator 9 v indikatorski enoti 2. To informacijo nato oddajnik 13 v smeri B posreduje sprejemniku signala 8 in ta napetostnemu indikatorju 9 izklopne enote 3, ki preko kapacitivnega delitelja 12 in stikala 7, izklopi napetost v prekinjenem polizoliranem vodniku 4. Sprejemnik signala 8 ima lahko hkrati tudi vlogo oddajnika, ki o prekinitvi obvesti center za nadzor nad napetostnimi vodi 1.

Na sl. 3 je prikazan drugi izvedbeni primer, pri katerem se indikatorska enota 2 sestoji iz napetostnega indikatorja 9 z oddajnikom 13 in iz AC/DC napajalnika 10 z akumulatorsko baterijo 11, ki so pritrjeni na drog 6 ter se dalje sestoji iz napetostnega transformatorja 14, ki je na drog 6 pritrjen preko konzole 21 in je z električnim vodnikom 19 spojen z polizoliranim vodnikom 4. Pri tem velja, da lahko uporabimo enega ali več transformatorjev 14, kijih z golimi vodniki 5 spajajo premostitvene vezi 20.

Na začetku polizoliranih vodnikov 4 je na drog 6 nameščena izklopna enota 3, ki se sestoji iz napetostnega indikatorja 9 s sprejemnikom 8, iz AC/DC napajalnikalO ter iz akumulatorske baterije 11. Navedeni elementi so med sabo povezani z kablom 22, katerega nasprotni konec je spojen s stikalom 7. Nadalje se sestoji iz enega ali več napetostnih transformatorjev 14, prav tako pritrjenih na drog 6 preko konzole 21, ki so z električnim vodnikoml9 spojeni z golimi vodniki 5. Goli vodniki 5 pa so, preko stikala 7 spojeni s polizoliranimi vodniki 4.

Po opisanem drugem izvedbenem primeru deluje naprava po izumu tako, da napetostni indikator 9 indikacijske enote 2, s pomočjo napetostnega transformatorja 14, zazna padec napetostni v prekinjenem polizoliranem vodniku 4 ter to informacijo preko oddajnika 13 v smeri B prenese na sprejemnik signala 8 z napetostnim indikatorjem 9, na strani izklopne enote 3. Pri tem napajalnik 10 z akumulatorsko baterijo 11 napaja napetostni indikator 9 z oddajnikom 13 v indikatorski enoti 2. V izklopni enoti 3 pa AC/DC napajalnik 10, s pomočjo baterije 11, napaja napetostni indikator 9 s sprejemnikom 8.

iz sl. 4 je razviden tretji izvedbeni primer naprave po izumu, pri katerem indikatorsko enoto 2 tvorijo napetostni indikator 9 z oddajnikom 13, solarni pano 16, DC/DC napajalnik 18 z akumulatorsko baterijo 11 in kapacitivni delitelji 12. Solarni pano 16 je na drog 6 pritrjen prednostno z konzolo 17, kapacitivni delitelji pa z konzolo 21. Ostali navedeni elementi pa so na drog 6 pritrjeni neposredno ali kako drugače. Kapacitivni delitelji 12 so s polizoliranimi vodniki 4 povezani preko električnih vodnikov 19, dočim jih z golimi vodniki spajajo premostitvene vezi 20. DC/DC napajalniki8 z akumulatorsko baterijo 11, ki se napaja iz solarnega panoja 16.

Izklopno enoto 3, ki je nameščena na drog 6 na začetku polizoloranih vodov 4, tvorijo prav tako napetostni indikator 9 z oddajnikom 13, solarni pano 16, DC/DC napajalnik 18 z akumulatorsko baterijo 11 in kapacitivni delitelj 12, ki je preko električnega vodnika 19 povezan z golimi vodniki 5. Goli vodniki 5 pa so s polizoliranimi vodniki 4 spojeni preko stikala 7. DC/DC napajalnik 18 z akumulatorsko baterijo 11 napaja napetostni indikator 9 z oddajnikom 13, za dodatno napajanje pa služi solarni pano 16. DC/DC napajalnik 18, napetostni indikator 9 in stikalo 7 med sabo povezuje kabel 22.

Po opisanem tretjem izvedbenem primeru naprava po izumu deluje tako, da v indikatorski enoti 2 napetostni indikator 9 s pomočjo kapacitivnega delitelja 12 zazna padec napetosti v prekinjenem polizoliranem vodniku 4, nakar njen oddajnik 13 to informacijo prenese v smeri B na izklopno enoto 3, oziroma na sprejemnik signala 8, ki je hkrati tudi oddajnik signala 13, napetostnega indikatorja 9. Slednji nato s pomočjo kapacitivnega delitelja 12 in preko stikala 7 z motornim pogonom izklopi prekinjeni polizolirani vodnik 4 iz napetosti.

Na sl. 5 je prikazan četrti izvedbeni primer naprave po izumu. Indikatorska enota 2 je sestavljena iz AC/DC napajalnika 10 z akumulatorsko baterijo 11 in iz napetostnega indikatorja 9 z oddajnikom 13, ki so pritrjeni na drog 6 ter se dalje sestoji iz kapacitivnega delitelja 12, ki ja na drog 6 pritrjen preko konzole 21, s polizoliranim vodnikom 4 pa je spojen z električnim vodnikom 19.

Izklopna enota 3 se sestoji iz AC/DC napajalnika 10 z akumulatorsko baterijo 11 in iz napetostnega indikatorja 9 z oddajnikom 13, ki so pritrjeni na pripadajoči drog 6 ter se dalje sestoji iz kapacitivnega delitelja 12, ki je preko električnega vodnika 19 spojen s pripadajočim golim kablom 5, dočim je na vrhu droga 6 nameščeno še stikalo 7. AC/DC napajalnik 10 in napetostni indikator 9 sta s stikalom 7 spojena preko kabla 22. Goli vodnik 5 s polizoliranim vodnikom 4 povezuje stikalo 7 z motornim pogonom. Tudi za ta primer, kot za vse ostale predhodno opisane izvedbene primere velja, daje v indikatorski enoti 2 toliko kapacitivnih deliteljev 12, električnih vodnikov 19 in premostitvenih vezi

-7Ί

20, kolikor je na drogove 6 pritrjenih polizoliranih vodnikov 4 in golih vodnikov 5. Enako velja tudi za izklopno enoto 3, da ima toliko kapacitivnih deliteljev 12, električnih vodnikov 19, premostitvenih vezi 20 in polov stikala 7, kolikor je na drog 6 pritrjenih vodnikov 4 in 5.

Peti izvedbeni primer naprave po izumu, ki pa na slikah ni prikazan, temelji na rešitvi, da sta indikatorska enota 2 in izklopna enota 3, namesto na drogove 6 vgrajeni v obstoječi transformatorski postaji pod pogojem, da se ena od transformatorskih postaj nahaja na začetku srednje napetostnega voda 1, oziroma na začetku polizoliranih vodnikov 4, druga pa na koncu voda 1, oziroma na koncu vodnikov 4, pri čemer lahko v tem primeru uporabimo enosmerno ali izmenično napajanje transformatorske postaje.

Kot je že navedeno v predhodnih opisih izvedbenih primerov naprave po izumu, je v izvršni točki napetostnega voda 1, oziroma v njegovi izklopni enoti 3, stikalo 7 opremljeno z neoznačenim elektromotornim pogonom. V nekem drugem izvedbenem primeru je lahko stikalo 7 opremljeno tudi z izklopno vzmetjo, z magnetnim pogonom ali kakšnim drugim pogonom, ki pa na slikah niso prikazani. Pravilo tudi je, da mora biti sprejemnik signala 8, ki se nahaja na strani izklopne enote 3, telemunikacijsko usklajen z oddajnikom 13 na strani indikatorske enote 2.

Povsem avtonomno delovanje indikatorske enote 2 in izklopne enote 3, omogočajo akumulatorske baterije 11, ki jih ni potrebno polniti, oziroma jih lahko polnimo s pomočjo solarne energije iz solarnih panojev 16, s pomočjo transformatorjev iz omrežja ali s pomočjo drugega zunanjega vira enosmerne ali izmenične napetosti. V nekem drugem izvedbenem primeru lahko v ta namen uporabimo tudi litijevo ali katerokoli drugo baterijo, integrirano v napetostnem indikatorju 9.

Claims (5)

1. Naprava za odkrivanje in izklop prekinjenega polizoliranega vodnika v električnih vodih srednje napetosti, označena s tem, daje na začetku srednje napetostnega voda (1) in/ali na začetku polizoliranih vodnikov (4) nameščena najmanj ena izklopna enota (3), na koncu polizoliranih vodnikov (4) pa je nameščena najmanj ena indikatorska enota (2); da indikatorsko enoto (2) tvorijo napetostni indikator (9) z oddajnikom (13), AC/DC napajalnik (10) ali DC/DC napajalnik (18) in najmanj en kapacitivni delitelj (12) ali najmanj en napetostni transformator (14); da izklopno enoto (3) tvorijo napetostni indikator (9) s sprejemnikom signala (8) in/ali oddajnikom (13), AC/DC napajalnik (10) ali DC/DC napajalnik (18), en ali več napetostnih transformatorjev (14) ali kapacitivnih deliteljev (12) ter najmanj eno stikalo (7).

   Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da se lahko indikatorska enota (2) in izklopna enota (3) napajata avtonomno s pomočjo baterij integriranih v napetostnih indikatorjih (9) in se lahko napajata s pomočjo dodatnih virov, kot so akumulatorske baterije (11) s solarnimi panoji (16), iz napetostnih transformatorjev (14), lahko pa tudi direktno iz trafo postaje.

   Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da je stikalo (7) lahko izvedeno z ločenim ali integriranim pogonom, poljubne izvedbe.

   Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da sta lahko sprejemnik signala (8) in oddajnik (13), indikatorske enote (2) in/ali izklopne enote (3), žične ali brezžične izvedbe.

   Naprava po zahtevku 1, označena s tem, daje kapacitivni delitelj (12) vgrajen v indikatorsko enoto (2) in/ali v izklopno enoto (3) samo v primeru, ko je njun sestavni del tudi solarni pano (16) ali v napetostni indikator (9) integrirana baterija ali ustrezen tuj vir napetosti, v vseh ostalih primerih pa je vanju vgrajen napetostni transformator (14).
2. 6. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da sta kapacitivni delitelj (12) in napetostni transformator (14) preko električnih vodnikov (19) spojena s polizoliranimi vodniki (4) in/ali z vodniki (5).
3. 7. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da je lahko indikatorska enota (2) vgrajena v transformatorsko postajo in sicer na koncu srednje napetostnega voda (1).
4. 8. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, daje lahko izklopna enota (3) vgrajena v transformatorsko postajo in sicer na začetku srednje napetostnega voda (1).
5. 9. Postopek delovanja naprave za odkrivanje in izklop prekinjenega polizoliranega vodnika v električnih vodih srednje napetosti, značilen po tem, da napetostni indikator (9) indikatorske enote (2) zazna padec napetosti v enem od polizoliranih vodnikov (4), ki se je prekinil v točki (C), nakar to informacijo oddajnik (13) v obliki poljubnega signala ter v smeri (B) prenese, oziroma posreduje sprejemniku signala (8) ali oddajniku (13) izklopne enote (3), ki preko napetostnega indikatorja (9) in stikala (7) izklopi prekinjeni po lizol irani vodnik (4) iz napetosti; o izklopu prekinjenega polizoliranega vodnika (4) in o točni lokaciji prekinitve oddajnik (13) obvesti pooblaščen center za nadzor nad srednje napetostnimi vodi (1), ki lahko nato okvaro sanira.