СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ВОЗДУШНЫХ
ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
Заявляемая группа изобретений относится к электроэнергетике и может быть использована для диагностики воздушных линий электропередач.
Известен способ диагностики высоковольтной линии электропередачи, которьга заключается в регистрации электрических высокочастотных импульсов вблизи линии электропередачи с помощью электромагнитного датчика и подключенного к нему цифрового осциллографа путем вдольтрассового облета линии. Измерительную аппаратуру перемещают вдоль трассы линии электропередачи с помощью автоматически управляемого маломерного беспилотного летательного аппарата (БЛА) [RU2421746, МПК G01R31/08, 10.02.2010].
Известен способ аэродиагностики высоковольтной линии электропередачи, который заключается в регистрации электрических высокочастотных импульсов вблизи линии электропередачи с помощью электромагнитного датчика и подключенного к нему цифрового осциллографа при вдольтрассовом облете линии. Измерительную, аппаратуру перемещают вдоль трассы линии электропередачи с помощью автоматически управляемого маломерного беспилотного летательного аппарата (БЛА). В процессе полета измеряют напряженности магнитного поля с помощью датчиков, расположенных по концам крыльев летательного аппарата, вычисляют среднее значение напряженности поля Нср=(Н п+Нл)/2 и используют его для автоматического поддержания вертикального расположения летательного аппарата относительно проводов линии электропередачи. [RU2483314, МПК G01R31/08, 18.11.2011].
В качестве прототипа был выбран способ диагностики воздушных линий электропередач, осуществляемый с помощью робота для диагностики воздушных линий электропередач, который включает установку робота для диагностики воздушных линий электропередач с возможностью его передвижения вблизи и вдоль воздушных линий электропередач по грозозащитному тросу или силовому проводу, управление движением устройства для диагностики воздушных линий электропередач вдоль воздушных
линий электропередач и через опоры для них с помощью системы привода, управление работой устройств контроля воздушных линий электропередач, получение, обработку и анализ данных, полученных ими [CN102317040, МПК В25ЛЗ/08;В60К16/00, 10.02.2011].
Известно устройство для поиска дефектов линий электропередач, которое содержит устройство радиопередачи на наземную станцию беспроводного сигнала, микроконтроллер, видеокамеру, причем изображение с камеры может быть передано и собрано с помощью устройства радиопередачи, одну наземную станцию для приема беспроводного сигнала устройства радиопередачи и микрокомпьютер [CN201489078, МПК G01N21/88;G01R31/08, 15.06.2009].
Известен робот для диагностики воздушных линий электропередач, который включает в себя систему связи и управления, систему привода, камеру, совокупность датчиков регистрации состояния линий электропередач, устройство навигации [CN102317040, МПК В25ЛЗ/08;В60К16/00, 10.02.2011].
В качестве прототипа было выбрано самоходное устройство диагностики, которое содержит систему управления, совокупность датчиков регистрации состояния линий электропередач и выполненные с возможностью перемещения самоходного устройства диагностики вдоль воздушных линий электропередач и через их опоры систему привода и устройство захвата [JP2012257372,MmCH02Gl/02, 08.06.2011].
Недостатком известных устройств и способа, выбранного в качестве прототипа, является невозможность проведения диагностики в отсутствии специального оборудования, необходимого для размещения устройства для диагностики воздушных линий электропередач на грозозащитном тросе, к примеру, крана или же для преодоления анкерных опор, где направление грозозащитного троса меняется на некий угол.
Техническая задача, на решение которой направлены заявляемый способ и устройство, расширение арсенала средств.
Технический результат - расширение арсенала способов и устройств диагностики воздушных линий электропередач, обеспечение возможности проведения диагностики воздушных линий электропередач без дополнительного специального оборудования.
Известна самоходная, автоматизированная, автономное механическое устройство, которое выполнено с возможностью подключения к сети питания провода, передвижения вдоль него и способного распознавать основные состояния провода и сообщать о них, при этом устройство содержит систему привода, корпус, центральный процессор, средства памяти, сенсорную электронику, интерфейс связи, стыковочный элемент [US7496459, МПК G01R31/08, 03.04.2007].
Наиболее близким по технической сущности к компоненту устройства для диагностики воздушных линий электропередач является транспортное средство для использования на линии электропередач, которое включает в себя три колеса, два подвижных колеса давления (прижимных) и двигатель, представляющие собой систему привода, аккумулятор, систему управления, соединенную с двигателем [US6494141, МПК H02G1/02;H02G7/16; В61В7/06;Е01В25/16, 22.02.2000].
Недостатком известных устройств является сложность первоначальной установки устройств для диагностики воздушных линий электропередач на грозозащитном тросе или силовом проводе в связи с отсутствием элементов, обеспечивающих задание траектории движения грозозащитного троса или силового провода соответственно внутри устройства для диагностики.
Техническая задача, на решение которой направлен компонент заявляемого устройства, расширение арсенала средств, упрощение процесса установки устройства для диагностики воздушных линий электропередач на грозозащитном тросе или силовом проводе.
Технический результат - расширение арсенала устройств для диагностики воздушных линий электропередач, упрощение процесса установки устройства для диагностики воздушных линий электропередач на грозозащитном тросе или силовом проводе за счет использования направляющих, прикрепленных к корпусу и выполненных с возможностью задания траектории движения грозозащитного троса или силового провода внутри устройства для диагностики воздушных линий электропередач до положения, позволяющего установить его на грозозащитный трос или силовой провод.
Сущность заявляемого способа диагностики воздушных линий электропередач, устройства для его осуществления и его компонента заключается в следующем.
Способ диагностики воздушных линий электропередач включает установку на грозозащитном тросе или силовом проводе устройства для диагностики воздушных линий электропередач с возможностью его передвижения вблизи и вдоль воздушных линий электропередач, управление движением устройства для диагностики воздушных линий электропередач вдоль воздушных линий электропередач и через опоры для них с помощью системы привода, управление работой устройств контроля воздушных линий электропередач, получение, обработку и анализ данных, полученных ими. Причем размещение устройства для диагностики воздушных линий электропередач и управление его движением через опоры воздушных линий электропередач осуществляют с помощью летательного аппарата вертолетного типа, а управление движением устройства для диагностики воздушных линий электропередач через опоры воздушных линий электропередач предусматривает демонтаж устройства для диагностики воздушных линий электропередач с грозозащитного троса или силового провода, перелет устройства для диагностики воздушных линий электропередач и повторную установку на грозозащитном тросе или силовом проводе.
Устройство для диагностики воздушных линий электропередач содержит систему управления, устройства контроля воздушных линий электропередач, подключенные к аккумулятору, размещенную в корпусе и соединенную с двигателем систему привода, выполненную с возможностью фиксации положения устройства для диагностики относительно грозозащитного троса или силового провода и обеспечения его перемещения вдоль и вблизи воздушных линий электропередач. Причем дополнительно устройство для диагностики воздушных линий электропередач содержит летательный аппарат вертолетного типа, подключенный к аккумулятору, включающий систему управления и прикреплённый к корпусу с внешней стороны, при этом корпус дополнительно снабжен направляющими, выполненными с возможностью задания траектории движения грозозащитного троса или силового провода внутри устройства для
диагностики воздушных линий электропередач до положения, позволяющего фиксировать устройство для диагностики воздушных линий электропередач на грозозащитном корпусе или силовом проводе.
Компонент устройства для диагностики воздушных линий электропередач содержит систему управления, устройства контроля воздушных линий электропередач, подключенные к аккумулятору, размещенную в корпусе и соединенную с двигателем систему привода, выполненную с возможностью фиксации положения устройства для диагностики воздушных линий электропередач относительно грозозащитного троса или силового провода и обеспечения его перемещения вдоль и вблизи воздушных линий электропередач. Корпус дополнительно снабжен направляющими, выполненными с возможностью задания траектории движения грозозащитного троса или силового провода внутри устройства для диагностики воздушных линий электропередач до положения, позволяющего фиксировать устройство для диагностики воздушных линий электропередач на грозозащитном корпусе или силовом проводе.
Система управления предназначена для управления передвижением устройства для диагностики воздушных линий электропередач. Работа системы управления может быть осуществлена посредством радиоуправления с помощью пульта управления оператора. Система управления включает приемник сигналов, контроллер и драйвер двигателя.
Система привода может быть реализована с помощью шагового перемещения, совокупностью роликов и иными аналогичными средствами. Система привода выполнена с возможностью присоединения к грозозащитному тросу или силовому проводу и отсоединения от них, элементы системы привода выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга, что обеспечивает возможность установки, демонтажа и перемещения устройства для диагностики воздушных линий электропередач по грозозащитному тросу или силовому проводу. Система привода может представлять собой два ходовых ролика и прижимной ролик, выполненный с возможностью перемещения относительно грозозащитного троса в вертикальной плоскости с помощью
дополнительно электропривода и прижатия грозозащитного троса к ходовым роликам.
Направляющие выполнены с возможностью задания траектории движения грозозащитного троса или силового провода внутри устройства для диагностики воздушных линий электропередач до положения, позволяющего установить устройство для диагностики воздушных линий электропередач на грозозащитный трос или силовой провод.
Летательный аппарат вертолетного типа представляет собой, по крайней мере, двухпропеллерный вертолет с электронным устройством стабилизации, системой управления и с электронным устройством определения координат. Летальный аппарат вертолетного типа может быть выполнен в виде беспилотного летательного аппарата или аппарата на дистанционном управлении. Летательный аппарат вертолетного типа прикреплен к корпусу устройства для диагностики воздушных линий электропередач с внешней стороны.
Аккумулятор может быть прикреплен к внешней стороне корпуса устройства для диагностики воздушных линий электропередач.
Устройства контроля воздушных линий электропередач предназначены для диагностики состояния и пространственного положения следующих элементов: грозозащитного троса, силовых проводов, элементов конструкции опоры, подвесного зажима и анкерного крепежа грозозащитного троса, крепежа изоляторов, гирлянды изоляторов, гасителей вибрации и другого оборудования. В качестве устройств контроля воздушных линий электропередач могут быть использованы видеокамера высокого разрешения с возможностью изменения фокуса в широких пределах, тепловизор для диагностики состояния силовых проводов, лазерный сканер для построения карты трассы и просеки, ультразвуковой сканер для грозозащитного троса, ультрафиолетовый сканер для диагностики разрядов и короны, а также иные устройства того же назначения. Устройства контроля воздушных линий электропередач крепятся с внешней стороны устройства для диагностики воздушных линий электропередач и могут быть закреплены на корпусе устройства, либо на его внешних элементах, к примеру, на летательном аппарате вертолетного типа.
Заявляемый способ и устройство для диагностики воздушных линий электропередач могут быть реализованы с помощью устройства, которое поясняется следующими чертежами. Заявляемый компонент является частью устройства для диагностики воздушных линий передач.
Фиг. 1- проекция устройства для диагностики воздушных линий электропередач (вид спереди).
Фиг. 2- проекция устройства для диагностики воздушных линий электропередач (вид слева).
Фиг. 3 - совокупность положений устройства для диагностики воздушных линий электропередач относительно грозозащитного троса.
Устройство для диагностики воздушных линий электропередач 1 содержит систему управления (не обозначена на фигурах), устройства контроля воздушных линий электропередач 2 и 3, подключенные к аккумулятору 4, размещенную в корпусе 5 и соединенную с двигателем 6 систему привода (не обозначена на фигурах), выполненную с возможностью фиксации положения устройства для диагностики 1 относительно грозозащитного троса 7 и обеспечения его перемещения вдоль и вблизи воздушных линий электропередач (не обозначены на фигуре). Дополнительно устройство для диагностики воздушных линий электропередач 1 содержит летательный аппарат вертолетного типа 8, подключенный к аккумулятору 4, включающий систему управления (не показана на фигуре) и прикреплённый к корпусу 5 с внешней стороны, причем корпус 5 дополнительно снабжен направляющими 9, выполненными с возможностью задания траектории движения грозозащитного троса 7 внутри устройства для диагностики воздушных линий электропередач 1 до положения позволяющего фиксировать устройство для диагностики воздушных линий электропередач 1 относительно грозозащитного троса 7.
Компонент устройства для диагностики воздушных линий электропередач (не обозначен на фигурах) содержит систему управления (не обозначена на фигурах), устройства контроля воздушных линий электропередач 2 и 3, подключенные к аккумулятору 4, размещенную в корпусе 5 и соединенную с двигателем 6 систему привода (не обозначена на фигуре), выполненную с возможностью фиксации положения устройства для диагностики 1 относительно
грозозащитного троса 7 и обеспечения его перемещения вдоль и вблизи воздушных линий электропередач (не обозначены на фигуре). Корпус 5 дополнительно снабжен направляющими 9, выполненными с возможностью задания траектории движения грозозащитного троса 7 внутри устройства для диагностики воздушных линий электропередач 1 до положения позволяющего фиксировать устройство для диагностики воздушных линий электропередач 1 относительно грозозащитного троса 7.
Система управления (не обозначена на фигурах) осуществлена посредством радиоуправления с помощью пульта управления оператора и содержит приемник сигналов (не обозначен на фигурах), драйвер двигателя постоянного тока (не обозначен на фигурах) и контроллер (не обозначен на фигурах).
Система привода (не обозначена на фигурах) представляет собой два ходовых ролика 10 и прижимной ролик 11, выполненный с возможностью перемещения относительно грозозащитного троса 7 в вертикальной плоскости с помощью дополнительно электропривода 12 и прижатия грозозащитного троса 7 к ходовым роликам 10.
Направляющие 9 имеют форму крепления «вилки», представляющие собой направляющие криволинейной формы. Направляющие 9 крепятся к внешней стороне корпуса 5.
Корпус 5 содержит металлический стержень 13, за который к нему прикреплен летательный аппарат вертолетного типа 8. Летательный аппарат вертолетного типа 8 представляет собой восьмипропеллерный вертолет с защитным ограничителем 14, электронным устройством стабилизации (не обозначено на фигурах), системой управления (не обозначена на фигурах) и с электронным устройством определения координат (не обозначено на фигурах).
Аккумулятор 4 прикреплен к внешней стороне корпуса 5.
В качестве устройств контроля воздушных линий электропередач 2 и 3 использованы видеокамера высокого разрешения 2 с возможностью изменения фокуса в широких пределах и дополнительные устройства контроля 3: тепловизор для диагностики состояния силовых проводов, лазерный сканер для построения карты трассы и просеки, ультразвуковой сканер для грозозащитного
троса, ультрафиолетовый сканер для диагностики разрядов и короны. Каждое из устройств контроля воздушных линий электропередач 2 и 3 крепится с внешней стороны устройства для диагностики воздушных линий электропередач 1 к его корпусу 5.
Способ диагностики воздушных линий электропередач включает установку на грозозащитном тросе 7 устройства для диагностики воздушных линий электропередач 1 с возможностью его передвижения вблизи и вдоль воздушных линий электропередач (не обозначены на фигурах), управление движением устройства для диагностики воздушных линий электропередач 1 вдоль воздушных линий электропередач (не обозначены на фигурах) и через опоры 15 для них с помощью системы привода (не обозначена на фигурах), управление работой устройств контроля воздушных линий электропередач 2 и 3, получение, обработку и анализ данных, полученных ими. Причем размещение устройства для диагностики воздушных линий электропередач 1 и управление его движением через опоры 15 воздушных линий электропередач осуществляют с помощью летательного аппарата вертолетного типа 8, а управление движением устройства для диагностики воздушных линий электропередач 1 через опоры 15 воздушных линий электропередач предусматривает демонтаж устройства 1 с грозозащитного троса 7, перелет устройства 1 и повторную установку на грозозащитном тросе 7.
Принцип работы заявляемых изобретений осуществляется следующим образом.
Первоначально производят установку устройства для диагностики воздушных линий электропередач 1 с помощью беспилотного летательного аппарата вертолетного типа 8 из положения А (фиг.З) в положение Б (фиг.З): летательный аппарат вертолетного типа 8 питается от аккумулятора 4 и с помощью подъемной и движущейся силы поднимает компонент устройства для диагностики воздушных лини электропередач (не обозначен на фигурах) к грозозащитному тросу 7, затем производит установку компонента на грозозащитный трос 7. Грозозащитный трос 7, попадая между направляющих 9 и с их помощью обходя прижимной ролик 11, попадает между прижимным роликом 11 и ходовыми роликами 10. Далее прижимной ролик 11 поднимается
посредством дополнительного привода 12 и фиксирует грозозащитный трос 7, обеспечивая его правильное положение. Управление движением беспилотного аппарата вертолетного типа 8 осуществляется с помощью системы управления (не обозначена на фигурах), которая принимает команды оператора, отправляемые с помощью пульта управления (не обозначен на фигурах).
Затем с помощью системы управления (не обозначена на фигурах) оператор управляет работой устройств для контроля воздушных линий электропередач 2 и 3, с помощью пульта управления (не обозначен на фигурах) получает результаты их работы, обрабатывает полученные данные и проводит их анализ, а также осуществляет управление движением устройства для диагностики воздушных линий электропередач 1 по грозозащитному тросу 7. Двигатель 6, питаемый от аккумулятора 4, вращает ходовые ролики 10, что приводит в движение устройство для диагностики воздушных линий электропередач 1. Когда устройство подъезжает к опоре 15 воздушных линий электропередач положение В (фиг.З). Оператор подает команду демонтажа. Аккумулятор 4 подает питание на летательный аппарат вертолетного типа 8, который включается. Прижимной ролик 11 опускается посредством дополнительного электропривода 12, освобождая грозозащитный трос 7. Затем, управляя работой летательного аппарата вертолетного типа 8, оператор осуществляет высвобождение грозозащитного троса 7 из направляющих 9 и перемещение компонента устройства через опору 15 положение Г, Д (фиг.З). Далее происходит повторная установка устройства для диагностика воздушных линий электропередач 1. Данная совокупность операций повторяется в процессе всей работы устройства 1 , затем устройство для диагностики 1 демонтируется с грозозащитного троса 7 и с помощью беспилотного летательного аппарата вертолетного типа 8 опускается на посадочную площадку (не обозначена на фигурах) и любую другую ровную поверхность подходящих размеров.