Меню Рубрики

Установка гасителей вибрации на провод

Вибрация и пляска проводов на воздушных линиях электропередачи

При изучении работы проводов воздушных линий в естественных условиях, помимо обычных изменений, вызываемых в работе проводов проводов действием гололеда, ветра и температуры, представляет интерес явления вибраций и пляски проводов.

Вибрация проводов в вертикальной плоскости наблюдается при малых скоростях ветра и заключается в появлении в проводах продольных (стоячих) и преимущественно блуждающих волн с амплитудой до 50 мм и частотой 5 — 50 гц. Следствием вибрации являются изломы проволок проводов, самоотвертывание болтов опор, расстройство частей арматуры гирлянд изоляторов и т. п.

Для борьбы с вибрацией применяют усиление проводов при помощи обмотки их в местах закрепления, автовибрационные зажимы и глушители (демпферы).

В воздушных линиях встречается, хотя и более редко, другое, менее изученное явление — пляска проводов, т. е. колебание проводов с большой амплитудой, вызывающее схлестывание проводов различных фаз, а следовательно, и выпадение линии из работы.

При обтекании проводов потоком воздуха, направленным поперек оси линии или под некоторым углом к этой оси, с подветренной стороны провода возникают завихрения. Периодически происходят отрывы ветра от провода и образование вихрей противоположного направления.

Отрыв вихря в нижней части вызывает появление кругового потока с подветренной стороны, причем скорость потока v в точке А становится больше, чем в точке В. В результате появляется вертикальная составляющая давления ветра.

При совпадении частоты образования вихрей с одной из частот собственных колебании натянутого провода последний начинает колебаться в вертикальной плоскости. При этом одни точки больше всего отклоняются от положения равновесия, образуя пучность волны, а другие — остаются на месте, образуя так называемые узлы. В узлах происходят только угловые перемещения провода.

Такие колебания провода с амплитудой, не превышающей 0,005 длины полуволны или двух диаметров провода, называются вибрацией .

Рис 1. Образование вихря за проводом

Вибрация проводов возникает при скоростях ветра 0,6—0,8 м/с; при увеличении скорости ветра увеличиваются частота вибрации и число волн в пролете, при скорости ветра свыше 5—8 м/с амплитуды вибрации настолько малы, что не опасны для провода.

Опыт эксплуатации показывает, что вибрация проводов наблюдается чаще всего на линиях, проходящих по открытой и ровной местности. На участках линий в лесной и пересеченной местности продолжительность и интенсивность вибраций значительно меньше.

Вибрация проводов наблюдается, как правило, в пролетах длиной более 120 м и усиливается с увеличением пролетов. Особенно опасна вибрация на переходах через реки и водные пространства с пролетами длиной более 500 м.

Опасность вибрации заключается в обрывах отдельных проволок на участках их выхода из зажимов. Эти обрывы происходят вследствие того, что переменные напряжения от периодических изгибов проволок в результате вибрации накладываются на основные растягивающие напряжения в подвешенном проводе. Если последние напряжения невелики, то суммарные напряжения не достигают предела, при котором происходит разрушение проволок от усталости.

Рис. 2. Волны вибрации на проводе в пролете

На основании наблюдений и исследований установлено, что опасность разрушения проводов зависит от так называемого средне-эксплуатационного напряжения (напряжения при среднегодовой температуре и отсутствии дополнительных нагрузок).

Регистратор вибраций ALCOA “SCOLAR III”, смонтированный на спиральном поддерживающем зажиме

Методы борьбы с вибрацией проводов

Согласно ПУЭ одиночные алюминиевые и сталеалюминиевые провода сечением до 95 мм2 в пролетах длиной более 80 м, сечением 120 — 240 мм2 в пролетах более 100 м, сечением 300 мм2 и более в пролетах более 120 м, стальные провода и тросы всех сечений в пролетах более 120 м должны быть защищены от вибрации, если напряжение при среднегодовой температуре превышает: 3,5 даН/мм2 (кгс/мм2) в алюминиевых проводах, 4,0 даН/мм2 в сталеалюминиевых проводах, 18,0 даН/мм2 в стальных проводах и тросах.

В пролетах меньше указанных выше защита от вибрации не требуется. Защита от вибрации не нужна также на линиях с расщеплением фазы на два провода, если напряжение при среднегодовой температуре не превышает 4,0 даН/мм2 в алюминиевых и, 4,5 даН/мм2 в сталеалюминиевых проводах.

Фаза с расщеплением на три и четыре провода, как правило, не требует защиты от вибрации. Участки любых линий, защищенные от поперечных ветров, не подлежат защите от вибрации. На больших переходах рек и водных пространств защита необходима независимо от напряжения в проводах.

Как правило, снижение напряжений в проводах линий до значений, при которых не требуется защиты от вибрации, экономически невыгодно. Поэтому на линиях напряжением 35 — 330 кВ обычно устанавливаются виброгасители, выполненные в виде двух грузов, подвешенных на стальном тросе .

Виброгасители поглощают энергию вибрирующих проводов и уменьшают амплитуду вибрации около зажимов. Виброгасители должны быть установлены на определенных расстояниях от зажимов, определяемых в зависимости от марки и напряжения провода.

На ряде линий для защиты от вибрации применяются армирующие прутки, выполненные из того же материала, что и провод, и наматываемые на провод в месте его закрепления в зажиме на длине 1,5 — 3,0 м.

Диаметр прутков уменьшается в обе стороны от середины зажима. Армирующие прутки увеличивают жесткость провода и уменьшают вероятность его повреждения от вибрации. Однако наиболее эффективным средством борьбы с вибрацией являются виброгасители.

Для защиты от вибрации одиночных сталеалюминиевых проводов сечением 25—70 мм2 и алюминиевых сечением до 95 мм2 рекомендуются гасители петлевого типа (демпфирующие петли) , подвешиваемые под проводом (под поддерживающим зажимом) в виде петли длиной 1,0—1,35 м из провода того же сечения.

В зарубежной практике петлевые гасители из одной или нескольких последовательных петель применяются также для защиты проводов больших сечений, в том числе и проводов на больших переходах.

Пляска проводов, так же как и вибрация, возбуждается ветром, но отличается от вибрации большой амплитудой, достигающей 12 — 14 м, и большой длиной волны. На линиях с одиночными проводами чаще всего наблюдается пляска с одной волной, т. е. с двумя полуволнами в пролете (рис. 4), на линиях с расщепленными проводами — с одной полуволной в пролете.

В плоскости, перпендикулярной оси линии, провод движется при пляске по вытянутому эллипсу, большая ось которого вертикальна или отклонена под небольшим углом (до 10 — 20°) от вертикали.

Диаметры эллипса зависят от стрелы провеса: при пляске с одной полуволной в пролете большой диаметр эллипса может достигать 60 — 90% стрелы провеса, при пляске с двумя полуволнами — 30 — 45% стрелы провеса. Малый диаметр эллипса обычно составляет 10 — 50% длины большого диаметра.

Как правило, пляска проводов наблюдается при гололеде. Гололед отлагается на проводах преимущественно с подветренной стороны, вследствие чего провод получает неправильную форму.

При воздействии ветра на провод с односторонним гололедом скорость воздушного потока в верхней части увеличивается, а давление уменьшается. В результате возникает подъемная сила Vy, вызывающая пляску провода.

Опасность пляски заключается в том, что колебания проводов отдельных фаз, а также проводов и тросов происходят несинхронно; часто наблюдаются случаи, когда провода перемещаются в противоположных направлениях и сближаются или даже схлестываются.

При этом происходят электрические разряды, вызывающие оплавление отдельных проволок, а иногда и обрывы проводов. Наблюдались также случаи, когда провода линий 500 кВ поднимались до уровня тросов и схлестывались с ними.

Рис. 4: а — волны пляски на проводе в пролете, б — провод, покрытый гололедом, в воздушном потоке друг с другом.

Удовлетворительные результаты эксплуатации опытных линий с гасителями пляски пока недостаточны для уменьшения расстояний между проводами.

На некоторых зарубежных линиях с недостаточными расстояниями между проводами разных фаз установлены изолирующие распорки, исключающие возможность схлестывания проводов при пляске.

источник

Вибрация и пляска проводов на воздушных ЛЭП

Для передачи электрического тока на большие расстояния используются воздушные и кабельные линии высокого напряжения. Протяженность таких линий электропередач может достигать нескольких километров, на которых установлены высоковольтные опоры для отделения проводов от земли. В местах крепления обеспечивается достаточно жесткая фиксация, но в пролетах опор провода могут свободно колебаться. При воздействии определенных внешних факторов на воздушных линиях возникает вибрация и пляска проводов, способная как повредить сами устройства, так и нарушить нормальный режим работы энергосистемы.

Определение

Под вибрацией следует понимать перемещения провода в вертикальной плоскости, которые характеризуются сравнительно небольшой амплитудой движения – в пределах нескольких сантиметров, но не более диаметра провода для двойной амплитуды или 0,005 от длины волны вибрации. При этом частота таких перемещений в вертикальной плоскости может достигать от 3 до 150 Гц. Наибольший вред интенсивной вибрации – быстрое изнашивание металла в местах частого перегиба.

Как видите на рисунке 1, в точке 1 происходит частый излом, который приводит к усталости металла с дальнейшим отпуском, что и обуславливает потерю жесткости проводов, и обрывы отдельных жил.

Под пляской проводов подразумевается вертикальное перемещение с частотой от 0,2 до 2Гц. Амплитуда колебаний во время пляски может достигать от 0,3 до 5м, а при расстоянии между опорами в 200 — 500м амплитуда пляски достигает 10 – 14м. Такому явлению могут подвергаться любые ЛЭП и их элементы (фазные провода, грозозащитные троса и т.д.). Но в низковольтных линиях до 6-10кВ за счет малого расстояния между опорами явление незначительно.

Отличие вибрации от пляски проводов.

Физически и вибрация, и пляска проводов представляют собой перемещение в вертикальной плоскости. Их основное отличие в размере возникающей при колебаниях волны и в ее частоте. Так вибрация характеризуется значительно большей частотой колебания проводов, в сравнении с пляской. Но вибрация имеет несоизмеримо меньшую амплитуду, чем пляска, благодаря чему она не несет такой угрозы для линии.

Причины возникновения

Все причины возникновения и пляски, и вибрации можно разделить на:

  • воздействие воздушного потока – наиболее частая и опасная причина, поскольку имеет продолжительное воздействие и приводит к нарастанию амплитуды и частоты;
  • коммутационные процессы – при подаче напряжения в сеть или при подключении нагрузки переходные процессы обуславливают скачек электромагнитного поля, приводящего провода в движение;
  • механическая нагрузка – обуславливается всевозможными ударами или движением предметов, к примеру, токоприемником электроподвижного состава по контактной сети.

Следует отметить, что движение линий во время переходного процесса носит разовый характер, и дальнейшие собственные колебания постепенно угасают. То же происходит и с механической нагрузкой, в отличии от воздуха, который не только может дуть в течении продолжительного времени, но и менять свой угол и интенсивность. Поэтому наиболее значимой причиной для всех типов линий является воздушный поток.

Возникновение вибрации и пляски от воздушного потока

Воздействие ветра происходит при любом направлении потока, как в горизонтальной плоскости, так и под каким-то углом. Основной причиной колебаний является неравномерная скорость, с которой воздух огибает провод, из-за чего в верхней и нижней точке возникает разность давления.

Рис. 2: воздействие воздуха на провод

Посмотрите на рисунок 2, здесь приведен пример, когда воздух огибает окружность из точки А в точку Б. Воздушный поток в этом месте закручивается, и возникают завихрения. Это приводит к возникновению сил, давящих не только со стороны ветра, но и в вертикальной плоскости. В нижней точке давление становится меньшим, чем в верхней и при совпадении вихрей с собственными колебаниями возникают горизонтальные перемещения провода.

Следует отметить, что такая ситуация возможна лишь при относительно небольших скоростях воздушных потоков – от 0,5 до 7м/с, так как при увеличении скорости потоки движутся иначе. Но прекращение ветра, увы, не означает окончание вибрации, так как из-за большой протяженности линий в них возникают собственные колебания, которые уже не требуют поддержания, а продолжаются за счет резонансных явлений. И, если вибрация носит незаметный характер, то при пляске, волны станут куда более значительными и опасными.

Физика процесса

Во время пляски в местах подвешивания к опоре линия крепится жестко, поэтому в таких узлах не возникает никаких колебаний. А в местах провеса проводов амплитуда колебаний становиться максимальной.

Рис. 3: функция колебания проводов в пролете

При достижении максимума пляски в пиковой точке провиса возникает, так называемая, стоячая волна. Данное явление характеризуется величиной амплитуды кратной или равной длине пролета. Наиболее опасные перемещения возникают на скоростях в 0,6 – 0,8 м/с, а при нарастании скорости воздушного потока более 5 – 8 м/с динамические нагрузки слишком малы из-за незначительной амплитуды.

Но, помимо амплитуды вибрации вторым по значимости параметром является их частота, которую можно определить по формуле:

f = (0,185×V)/d, где

  • f – это частота колебаний;
  • 0,185 – постоянная Струхаля;
  • V – скорость аэродинамического потока;
  • d – диаметр провода.

Как видите из формулы, чем меньшего сечения торсы применяются в ЛЭП, тем с большей частотой они будут колебаться. На практике, частота колебаний обуславливает и интенсивность пляски, из-за чего диапазон наиболее опасных частот для линии составляет от 0,2 до 2 Гц.

Следует отметить, что ситуация может значительно ухудшаться за счет погодных факторов, которые влияют не только на воздушные потоки, но и на состояние провода. Наиболее значимым из них является гололед, так как он возникает с подветренной стороны и характеризуется искажением формы провода. При этом вибрирующие провода подвергаются воздействию поднимающей силы Vy, приложенной к отложениям гололеда. Она дополнительно усугубляет ситуацию при вибрации и пляске.

Рис. 4: влияние гололеда на колебания

Провод совершает не только горизонтальные колебания, но и вращательные движения, а в узлах и точках фиксации из-за обледенения происходит повреждение металла.

Опасность

Пляска и вибрация имеют схожую природу, но отличаются по интенсивности. Тем не менее, оба явления могут нести такие виды опасности для ЛЭП:

  • Распушивание — повреждение проводов, при котором медные, алюминиевые или стальные тросы теряют утяжку и механическую прочность;
  • Перекрытие воздушного промежутка – в случае движения смежных фаз с различной амплитудой, волны могут приближаться достаточно близко друг к другу, из-за чего произойдет пробой и возникновение дуги;
  • Схлестывание проводов – являются более опасным развитием предыдущей ситуации, когда параллельные линии касаются друг друга и создают электрический контакт с протеканием токов короткого замыкания и оплавлением металла;
  • Обрыв проводов – может возникать как результат короткого замыкания, так и множественных обрывов отдельных проволок, разрушенных многократными вибрациями или пляской.

Как видите, все потенциальные опасности могут запросто привести к нарушению нормального электроснабжения и материальным затратам на восстановление. Также не забывайте, что любая аварийная ситуация потенциально несет угрозу человеку, как выполняющему работу в электроустановках, так и находящемуся поблизости. Поэтому для предотвращения опасных воздействий разработаны методы борьбы с вибрацией и пляской, направленные на гашение колебаний.

Методы борьбы

Условия, при которых следует применять защитные меры для гашения амплитуды вибрации, оговаривает п.2.5.85 ПУЭ. При этом учитываются такие параметры, как:

  • Длина пролета;
  • Материал проводника и его сечение;
  • Механическое напряжение в расщепленных и одиночных проводах.

Конкретные методы борьбы регламентируются методическими указаниями РД 34.20.182-90. Для гашения вибрации и пляски устанавливаются специальные устройства.

Рис. 5: пример установки гасителей вибрации

По типу и конструктивным особенностям гасители пляски и вибрации подразделяются на три типа:

  • Петлевые гасители — применяются для проводов напряжением в 6 – 10 кВ и выполняются в виде гибкой распорки. В зависимости от числа петель и конструкции распорок может быть одно- или трехпетлевым. В качестве петлевого зажима используется проволока или крепежные детали.
  • Спиральные – самые эффективные, но и самые дорогие модели для борьбы с высоко- и низкочастотной вибрацией. Из-за дороговизны их редко применяют, хотя они и дают равномерное распределение нагрузки по всей длине гасителя.
  • Мостовые – имеют специальные грузы, которым передается вибрация от раскачивающегося провода и ими же поглощается. Отличаются простотой монтажа и дальнейшего обслуживания.

В линиях от 330 до 750 кВ применяется расщепление фазы, при котором все провода соединяются распорками. Несмотря на то, что такое соединение само может выступать в роли гасителя вибрации, на практике этого не достаточно. Поэтому в главе 5 РД 34.20.182-90 приведены способы борьбы с вибрацией и пляской для различных линий и условий, в которых они могут эксплуатироваться.

источник

РД 34.20.182-90 Методические указания по типовой защите от вибрации и субколебаний проводов и грозозащитных тросов воздушных линий электропередачи напряжением 35-750 кВ

МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОСЕТЕЙ КОРПОРАЦИИ РОСЭНЕРГО

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО
ТИПОВОЙ ЗАЩИТЕ
ОТ
ВИБРАЦИИ И СУБКОЛЕБАНИЙ
ПРОВОДОВ
И ГРОЗОЗАЩИТНЫХ ТРОСОВ
ВОЗДУШНЫХ
ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
НАПРЯЖЕНИЕМ
35 — 750 кВ

РАЗРАБОТАНО Всесоюзным научно — исследовательским институтом электроэнергетики ( ВНИИЭ )

ИСПОЛНИТЕЛЬ В . А . ШКАПЦОВ

Утверждено Управлением электросетей корпорации Росэнерго 25.03.93 г .

СОГЛАСОВАНО с институтом « Энергосетьпроект » 15.03.93 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО
ТИПОВОЙ ЗАЩИТЕ
ОТ
ВИБРАЦИИ И СУБКОЛЕБАНИЙ
ПРОВОДОВ
И ГРОЗОЗАЩИТНЫХ ТРОСОВ
ВОЗДУШНЫХ
ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
НАПРЯЖЕНИЕМ
35 — 750 кВ

1. ВВЕДЕНИЕ

Провода воздушных линий электропередачи ( ВЛ ) независимо от класса напряжения в той или иной степени подвержены колебаниям , вызываемым действием ветра . От характера колебаний , их интенсивности и эффективности применяемой защиты от колебаний в значительной мере зависит срок службы проводов и эксплуатационная надежность ВЛ в целом . К числу наиболее распространенных видов колебаний проводов , вызываемых ветром ( без гололеда ), относятся вибрация , часто называемая золовой и колебания проводов расщепленных фаз ( полюсов ), вызываемые действием аэродинамического следа и называемые субколебаниями . Оба названных вида колебаний могут быть причиной повреждений проводов , линейной арматуры , систем подвески проводов . Поэтому провода и тросы нуждаются в защите от таких колебаний .

Исследования факторов , наиболее существенно влияющих на интенсивность колебаний проводов и на их повреждаемость от действия колебаний , постоянно проводятся в СССР и во многих других странах . За период с 1982 г ., когда была выпущена предыдущая редакция « Методических указаний по типовой защите от вибрации проводов и тросов воздушных линий электропередачи напряжением 35 — 750 кВ » [ 1], накоплен новый опыт защиты проводов от колебаний . Появились более современные высокоэффективные средства измерения и регистрации вибрации проводов ВЛ . Опубликованы результаты выполненных в последние годы теоретических исследований по вопросам оценки влияния вибрации и субколебаний на выносливость проводов . Обобщение результатов экспериментальных и теоретических исследований , проведенных за последние 10 лет , позволило внести уточнения и дополнения в разд . 2 — 5 Методических указаний , посвященный защите проводов и тросов от вибрации , дополнить указания новым разд . 6, где рассмотрены типовые методы защиты проводов от субколебаний .

Настоящие Методические указания распространяются на все типовые случаи защиты от вибрации и субколебаний проектируемых , сооружаемых и находящихся в эксплуатации ВЛ напряжением 35 — 750 кВ и с момента ввода в действие отменяют ранее изданные нормативные документы по типовой защите проводов и тросов ВЛ от вибрации и субколебаний . В тех случаях , когда по условиям проектирования или эксплуатации требуются специальные меры защиты проводов от колебаний ( для ВЛ нетрадиционных конструкций , новых типов проводов и тросов , сверхдлинных пролетов , экстремальных климатических условий и т . д .), они разрабатываются специализированными организациями ( головная организация — ВНИИЭ ) на договорной основе .

2. ВИБРАЦИЯ ПРОВОДОВ, УСТАЛОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

2.1. Причины возникновения, характеристики вибрации

2.1.1. Эоловой вибрацией или просто вибрацией проводов называются вызываемые ветром периодические колебания натянутого в пролете ВЛ провода , происходящие , главным образом , в вертикальной плоскости и образующие на длине пролета L стоячие волны . Участки стоячих волн , где провод совершает наибольшие отклонения от положения равновесия , называются пучностями , а точки , где провод совершает только угловые колебания — узлами ( рис . 2.1).

2.1.2. Измерения и расчеты показывают , что для вибрации проводов характерными являются диапазон частот колебаний ω от 3 до 150 Гц , длины полуволн колебаний λ /2 ( расстояние между двумя соседними узлами ) от 1 до 30 м , размах ( удвоенная амплитуда ) колебаний 2А в пучности может несколько превышать по значению диаметр провода .

2.1.3. Интенсивность вибрации может характеризоваться следующими величинами :

размахом 2А или амплитудой А колебаний в пучности ;

изгибной амплитудой yc , которая в соответствии со сложившейся международной практикой определяется на расстоянии Хс = 89 мм ( рис . 2.2) от последней точки контакта провода с зажимом [ 2] ;

амплитудой деформации провода в зажиме ;

амплитудой циклических напряжений в точке выхода провода из зажима .

2.1.4. Вибрация является результатом воздействия на провод поперечно направленного аэродинамического потока со скоростью от 0,6 до 7 м / с , создающего за проводом периодически возникающие и срывающиеся вихревые движения воздуха . Возникающие за проводом вихри уносятся воздушными потоками , способствуя образованию следующих вихрей с противоположным направлением вращения .

Струхалем было найдено безразмерное число St устанавливающее взаимосвязь между скоростью потока , диаметром цилиндра и частотой вихрей [ 3]

где ν — частота образования вихрей ;

Для аэродинамики проводов характерны числа Струхаля в диапазоне от 0,18 до 0,22. Из выражения ( 2.1) получена удобная для практического использования формула для определения частоты образования вихрей

(2.2)

где ν — частота образования воздушных вихрей , Гц ;

St = 0,18 ÷ 0,22 — число Струхаля .

Рис . 2.1. Стоячая волна вибрации провода в пролете ВЛ :

1 — узел колебаний ; 2 — пучность ;

L — длина пролета ; λ — длина волны колебаний ; А — амплитуда колебаний ; 2 А — размах колебаний ; a — угол вибрации

Рис . 2.2. Деформированное состояние провода при жестком закреплении на конце :

yc — изгибная амплитуда ; Хс — расстояние от последней точки контакта провода с зажимом

Рис . 2.3. Схема вихреобразования за проводом

В момент развития вихря скорость потока с одной стороны ( например , верхней ) несколько возрастает по сравнению со скоростью потока с противоположной ( нижней ) стороны ; при образовании следующего вихря , с обратным направлением вращения , получается обратное соотношение скоростей потока . По закону Бернулли разнице скоростей потока соответствует разница давления — большей скорости соответствует меньшее давление и наоборот . Периодическому образованию вихрей сопутствуют периодические импульсы силы , поочередно действующие на провод на данном его участке то снизу , то сверху ( рис . 2.3).

Вибрация провода возникает в результате совпадения частоты таких динамических импульсов с одной из собственных частот упругой системы , которую представляет собой натянутый в пролете провод . Такие аэродинамические импульсы приводят к постепенному нарастанию амплитуды колебаний . Возникающее колебательное движение провода координирует срыв вихрей на отдельных его участках , синхронизируя срыв вихрей с переменой направления движения провода . Развитие колебаний и рост их интенсивности продолжается до тех пор , пока не наступает состояние баланса между энергией ветра , воспринимаемой в виде аэродинамических импульсов , и потерями на рассеивание энергии колеблющимся проводом .

2.2. Опасность вибрации, характер и место повреждений, вызываемых вибрацией

2.2.1. Опасность вибрации проводов ВЛ состоит в том , что при периодических перегибах провода в нем возникают циклические механические напряжения . Складываясь со статическим напряжением натянутого в пролете провода и напряжениями от изгиба и сжатия в местах крепления , они приводят с течением времени к явлению усталости материала провода .

2.2.2. Повреждения провода , вызываемое вибрацией , обычно происходят в местах его закрепления либо в местах подвески на проводе устройств со значительной массой , где условия работы провода при вибрации особенно неблагоприятны , и могут проявляться в частичном износе поверхности провода или в последовательном изломе отдельных проволок . С увеличением числа оборванных проволок напряжение в оставшихся возрастает , разрушение приобретает нарастающий характер , пока , наконец , не происходит полный обрыв провода .

Вызываемые вибрацией повреждения проволок и тросов ( излом отдельных проволок ) всегда имеют характерный вид , позволяющий отличить их от повреждений , вызванных другими причинами . Излом происходит в перпендикулярной или наклонной к оси проволоки плоскости , обычно с гладкой или мелкозернистой поверхностью , при этом место излома не имеет следов шейки , характерной для обычного разрыва .

2.2.3. Явлению вибрации и опасности повреждений , вызываемых ею , могут подвергаться все находящие применение на линиях провода и тросы вне зависимости от их материала и сечения .

Обрывы проволок по причине вибрации возникают большей частью в верхнем повиве провода , однако имеют место случаи возникновения первоначальных обрывов проволок внутренних повивов , особенно у сталеалюминевых проводов и проводов из алюминиевых сплавов .

2.2.4. Повреждения проводов вибрацией обычно ранее всего появляются в поддерживающих зажимах , где провод подвержен сосредоточенному действию наибольших статических и динамических напряжений и где скорее всего наступает явление усталости .

Вызываемые вибрацией повреждения проводов могут иметь место при всех типах применяемых в отечественной практике поддерживающих зажимов , в том числе в зажимах с качающейся « лодочкой » и в роликовых подвесных устройствах , где провод свободно лежит в канавке ролика .

Читайте также:  Установка кухонной мойки без смесителя

Повреждения обычно концентрируются в местах выхода провода с опорной поверхности ложа зажима или ролика .

2.2.5. Повреждения проводов в натяжных зажимах происходят значительно реже , чем в поддерживающих , поскольку на выходе из натяжного зажима провод не испытывает статических напряжений изгиба , возникающих в местах схода проводов с поддерживающих зажимов .

Повреждения проводов в натяжных зажимах обычно происходят в зоне выхода из устья зажима .

2.2.6. Повреждения проводов от вибрации в пролетах наблюдаются крайне редко и могут возникать в местах выхода из соединителей большой длины , обладающих значительной массой , а также в местах установки в пролете шунтов , обводных петель и ответвлений .

Кроме того , сильная вибрация может приводить к обрыву проволок провода в местах некачественной заводской сварки проводов .

2.2.7. Вибрация проводов может явиться причиной износа и разрушения элементов подвески , деталей арматуры ( в частности , внутрифазовых распорок расщепленных проводов ).

3. УКАЗАНИЯ ПО ЗАЩИТЕ ОТ ВИБРАЦИИ ВЛ С ОДИНОЧНЫМИ ПРОВОДАМИ

3.1. Определение линий и участков линий, не требующих защиты проводов или грозозащитных тросов от вибрации

3.1.1. Защита от вибрации не требуется в тех случаях , когда отсутствуют условия и причины вибрации проводов и тросов , создающей опасность их разрушения . Степень опасности вибрации определяется расположением ВЛ или ее участков относительно преобладающего направления ветров , условиями прохождения линии , тяжением проводов и тросов , конструктивными параметрами пролетов .

В табл . 3.1 представлены пять основных разновидностей топографических особенностей и категорий местности .

Характерные особенности топографии

Ровная , открытая местность без преград со снежным покровом более 5 мес . в году , водная поверхность значительных размеров

Ровная , открытая местность без снежного покрова или со снежным покровом менее 5 мес . в году

Слабохолмистая местность , отдельные деревья и строения

Пересеченная местность , редкий или низкорослый лес , невысокая застройка

Горные районы , территория города с высокой застройкой , лесной массив

В зависимости от условий прохождения трассы линии и ее конструктивных параметров защита от вибрации одиночных проводов и тросов не требуется при длинах пролетов равных или меньших указанным в табл . 3.2, если расчетное механическое напряжение в проводах и тросах при среднегодовой температуре ( при среднемесячной температуре самого холодного месяца года для районов Крайнего Севера ) не превышает значений , указанных в табл . 3.3.

Не требуется также защита от вибрации при прохождении линии ( участков линии ) по просеке с высотой деревьев лесного массива более высоты подвеса всех проводов на опорах . Это относится и к грозозащитным тросам , если высота деревьев превышает высоту подвеса тросов на опорах .

Не требуется защита от вибрации проводов и грозозащитных тросов на участках линии , проходящих по низу горной долины и направленных вдоль нее .

Местность категории 2 и 3

Сталеалюминиевые марки АС и из алюминиевого сплава со стальным сердечником марки АЖС

Алюминиевые марки А и из алюминиевых сплавов АН и АЖ и др .

* Для комбинированных проводов указано сечение проводящей части .

Механическое напряжение , обусловленное тяжением провода , σ стат *, Н / мм 2

Местность категории 2 и 3

Сталеалюминиевые марки АС и из алюминиевого сплава со стальным сердечником марки АЖС

Алюминиевые марки А и из алюминиевых сплавов марки АН и АЖ и др .

* σ стат = σ э — механическое напряжение при среднегодовой температуре для средних и южных широт ;

σ стат = σ эм — механическое напряжение при среднемесячной температуре самого холодного месяца года для районов Крайнего Севера .

3.1.2. На линиях или участках линий , не оборудованных защитой от вибрации , в процессе эксплуатации должен производиться выборочный периодический контроль ( не реже одного раза в 6 лет ) состояния проводов и тросов в поддерживающих зажимах . При обнаружении начальных повреждений усталостного характера либо опасной вибрации ( более 5 — 10 ΄ ) на линии должны быть установлены гасители вибрации .

3.1.3. На линиях , проходящих по лесу и не оборудованных защитой от вибрации , в случае вырубки леса при длинах пролетов больше указанных в табл . 3.2, и механических напряжениях в проводах выше указанных в табл . 3.3, должны быть установлены гасители вибрации .

3.2. Выбор способа защиты проводов от вибрации

3.2.1. Для защиты от вибрации алюминиевых проводов и проводов из алюминиевого сплава АН сечением 35 — 95 мм 2 , сталеалюминевых проводов и проводов из алюминиевого сплава АЖ сечением 25 — 70 мм 2 , медных и стальных проводов и тросов сечением 25 — 35 мм 2 рекомендуется применение гасителей вибрации петлевого типа . Основные размеры петлевых гасителей для указанных проводов приведены в табл . 3.4.

Конструкция и расположение петлевого гасителя у поддерживающего зажима показаны на рис . 3.1. Петлевой гаситель выполняется из отрезка провода той же марки , что и защищаемый провод . Гаситель крепится к основному проводу петлевыми плашечными зажимами ( например , типа ПА , ПАБ , ПС ).

Размеры петлевого гасителя , м

АН 35, АН 50, А 35, А 50, АС 25, АС 35, АЖ 2 5 , АЖ 35, С 25, С 35

3.2.2. Геометрические размеры петлевых гасителей для проводов , не вошедших в табл . 3.4, могут быть определены по формулам [ 4]

(3.1)

(3.2)

где в — ширина провеса петли , м ;

К = 10 -3 — коэффициент размерности , с / мм ;

Т э — тяжение проводов при среднегодовой температуре , Н ;

3.2.3. Для защиты от вибрации алюминиевых проводов сечением 120 — 300 мм 2 , проводов из алюминиевых сплавов АН и АЖ и других сечением 120 — 185 мм 2 , сталеалюминиевых проводов сечением 120 ¸ 300 мм 2 , стальных тросов сечением 50 ¸ 120 мм 2 могут применяться гасители вибрации петлевого типа из трех петель , конструкция и размеры которых показаны на рис . 3.2. Петлевые гасители этого типа также выполняются из отрезков провода той же марки , что и защищаемый провод . Крепление петель производится трехболтовыми плашечными петлевыми зажимами типа ПА . Размеры петель определяются по формулам ( 3.1), ( 3.2). Трехпетлевой гаситель по эффективности гашения вибрации не уступает гасителям Стокбриджа .

Применение трехпетлевых гасителей рекомендуется в районах с частой пляской проводов , поскольку при возникновении пляски полностью отсутствует опасность повреждения защищаемого провода гасителем . В случае же применения гасителей Стокбриджа при возникновении пляски существует опасность повреждения провода в местах установки гасителей типа ГВН или ГПГ ( ГПС ), разрушения самих гасителей .

3.2.4. Основным способом защиты от вибрации ВЛ с одиночными проводами и тросами является применение гасителей Стокбриджа . Для защиты от вибрации алюминиевых проводов и проводов из алюминиевого сплава АН сечением 120 мм 2 и более , сталеалюминиевых проводов , проводов из алюминиевого сплава АЖ и проводов АЖС из алюминиевого сплава АЖ со стальным сердечником сечением 95 мм 2 и более , медных и стальных проводов и тросов сечением 50 мм 2 и более рекомендуется применение стандартных гасителей вибрации ГВН [ 5] или ГПГ [ 6 ].

Конструкция гасителей типа ГВН , ГПГ дана в приложении 1 ( рис . П1 .6 ) геометрические и физические параметры приведены в табл . П1 .3 , П1 .4 приложения. Гаситель ГПС отличается от гасителей ГПГ только конструкцией зажима .

3.2.5. В зависимости от длины пролетов и тяжения проводов ( тросов ) гасители вибрации Стокбриджа устанавливаются на проводах с обеих сторон пролета ( рис . 3.3, а ), либо только с одной стороны пролета ( рис . 3.3, б).

Односторонняя установка гасителей допускается в следующих случаях :

в пролетах длиной менее 150 м , независимо от значения механического напряжения в проводах ( тросах ); при этом не допускается односторонняя установка гасителей , если трасса ВЛ проходит по местности категории I ;

в пролетах длиной 150 — 200 м , если расчетное механическое напряжение в проводах ( тросах ) при среднегодовой температуре не превышает значений , указанных в табл . 3.3.

Рис . 3.1. Петлевой гаситель вибрации

Рис . 3.2. Трехпетлевой гаситель вибрации

Рис . 3.3. Схема установки гасителей вибрации на ВЛ :

а — установка гасителей с обеих сторон пролета ; б — установка гасителей с одной стороны пролета

3.2.6. Выбор типов гасителей Стокбриджа для проводов различных марок , предназначенных для установки в обычных пролетах ВЛ , производится согласно табл . 3.5. В заказной спецификации на поставку гасителей ГВН необходимо указывать только тип гасителя . В спецификации на поставку гасителей ГПГ необходимо указывать как тип гасителя , так и марку плашечного зажима гасителя .

3.2.7. При установке гасителя Стокбриджа место его установки выбирается с таким расчетом , чтобы во всем диапазоне опасных частот вибрации гасители не были расположены в узлах колебаний . Опасная вибрация проводов и тросов наблюдается при скоростях ветра до 7 м / с. Минимальные значения длин полуволн колебаний , соответствующие максимальной скорости ветра , могут быть определены по формуле ( П1 .5) приложения 1 .

При установке одного гасителя на пролет ( см . рис . 3.3, б) он должен отстоять от места крепления провода на расстоянии :

( 3.3 )

где S 1 — расстояние от середины гасителя до места выхода провода из поддерживающего или натяжного зажима , м ( см . рис . 3.4, 3.5).

Материал и номинальное сечение провода , мм 2

Характерный диапазон частот вибрации провода , Гц

Марка плашечного зажима гасителя

Номинальный диаметр отверстия плашечного зажима ( d z ), мм

ГВН -2-13 или ГПГ — 0 ,8-9,1-350

70/72; 120/27; 150/19; 150/24; 50/34

95/141; 185/24; 185/29; 185/43; 205/27

ГВН -4- 2 2 или ГПГ -2,4-11-400

300/39; 300/48; 300/66; 300/67; 330/30; 330/43; 400/18

300/204; 400/22; 400/51; 400/64; 400/93; 450/56; 500/26; 500/27; 500/64

500/336; 700/86; 750/93; 800 /10 5

Рис . 3.4. Расположение гасителей вибрации у поддерживающего зажима

Рис . 3.5. Расположение гасителя вибрации у натяжных зажимов

При установке одного гасителя с каждой стороны пролета эффективность работы гасителей повышается , если в начале и в конце про лета месторасположение гасителей несколько различается и определяется по формулам

(3.4)

Вычисленные расстояния мест установки гасителей от зажима S 1 и S 2 округляются до ближайшего значения , кратного 0,05 м .

3.2.8. При установке гасителей у анкерных , анкерно — угловых и транспозиционных опор с обводными петлями ( шлейфами ), присоединяемой к проводам с помощью ответвительных зажимов , располагаемых на некотором расстоянии от натяжных зажимов , на этих проводах га сители вибрации следует устанавливать за ответвительным зажимом на одном из указанных выше расстояний ( S 1 — в начале пролета и S 2 в конце ), считая от места выхода провода из ответвительного зажима в сторону пролета .

При установке гасителей Стокбриджа необходимо следить , чтобы гаситель был расположен строго под проводом и надежно закреплен .

3.2.9. На вновь сооружаемых ВЛ , во избежание повреждений проводов вибрацией , перекладка их в поддерживающие зажимы и установка гасителей вибрации должны производиться не более , чем через 10 сут после монтажа проводов .

4. ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ БОЛЬШИХ ВОЗДУШНЫХ ПЕРЕХОДОВ ВЛ С ОДИНОЧНЫМИ ПРОВОДАМИ ИЛИ ТРОСАМИ

4.1. Особенности вибрации проводов и тросов в больших воздушных переходах

Большие длины переходных пролетов при пересечении речных и горных долин , образующих своеобразное русло , направляющее воздушный поток поперек линии , большая высота расположения проводов и тросов над ровной поверхностью воды и речной поймы , а также большие значения тяжения проводов и тросов создают условия , благоприятствующие проявлению устойчивой интенсивной вибрации в более широком диапазоне частот , чем в обычных пролетах , с относительной продолжительностью до 40 — 50 %.

Большое тяжение проводов и тросов в таких пролетах способствует также и увеличению опасности вибрации . Вибрация проводов и тросов при отсутствии защиты от нее неоднократно служила причиной сильных усталостных повреждений и даже обрыва проводов и тросов в больших переходных пролетах . Известны случаи сильных повреждений вибрацией и обрыва проводов в больших переходных пролетах уже через 1,5 — 6 мес . после монтажа .

Интенсивная вибрация также может привести к обрыву проволок провода в пролете в местах заводской сварки , где ремонт провода очень затруднен , вызвать самоотвинчивание болтовых соединений и повреждения шплинтовых соединений деталей линейной арматуры , а также вызвать резонансные колебания защитной арматуры гирлянд ( защитные рога и кольца ) и конструктивных элементов опор ( тяги , элементы решетки ) и привести к их разрушению .

Поэтому , учитывая повышенные требования к эксплуатационной надежности больших воздушных переходов , необходимо предусматривать защиту их от вибрации независимо от эксплуатационного тяжения проводов и тросов .

4.2. Выбор схемы защиты, типов гасителей вибрации и места их установки

4.2.1. Схема установки гасителей вибрации на проводах и тросах перехода , типы гасителей и их месторасположение определяются схемой перехода , длиной пролетов , маркой проводов и тросов и их эксплуатационным тяжением .

4.2.2. В переходных пролетах длиной до 500 м рекомендуется установка на каждом проводе и тросе по одному гасителю с каждой стороны пролета ( рис . 4.1 ). Такая же схема защиты может быть применена при пересечении горных долин в пролетах до 600 м .

Выбор типов гасителей производится в зависимости от диаметра провода и диапазона эксплуатационных тяжений , согласно табл . 4.1. Месторасположение гасителей определяется по формулам ( 3.4).

4.2.3. В переходных пролетах через реки и водоемы длиной 500 — 1500 м , а также через горные долины длиной 600 — 1500 м , где , вибрация проявляется более интенсивно и обычно в более широком диапазоне частот , рекомендуется установка с каждой стороны пролета по два гасителя ( рис . 4.2), обладающих разными характеристиками . Выбор их типов производится согласно табл . 4.2.

4.2.4. При установке гасителей вибрации у натяжных гирлянд опор , а также у поддерживающих гирлянд с креплением проводов на промежуточных опорах в глухих зажимах применяются гасители вибрации с глухим креплением к проводу типа ГПГ .

У промежуточных переходных опор с подвеской проводов на роликовых поддерживающих устройствах рекомендуется применение гасителей вибрации сбрасывающегося типа ГПС . Сбрасывающиеся гасители имеют особую конструкцию зажим а: при обрыве провода гаситель вместе с проводом , набегая на поддерживающее устройство , ударяет торцом груза об укрепленный перед роликами отбойный щит и в результате срабатывания сбрасывающего механизма падает на землю , не препятствуя прохождению провода по роликам ( рис . 4.3).

Рис . 4.1. Схема расположения гасителей вибрации в переходных пролетах длиной до 500 м

Рис . 4.2. Схема расположения гасителей вибрации в переходных пролетах длиной до 1500 м

Рис . 4.3. Схема срабатывания сбрасывающего устройства гасителя ГПС

4.2.5. При защите пролета гасителями двух типов , устанавливаемыми попарно у мест крепления проводов , их оптимальное расположение определяется следующими условиями :

а ) первый , более тяжелый ( основной ) гаситель , предназначенный для гашения наиболее опасных низких и средних частот вибрации , должен быть расположен так , чтобы в диапазоне частот своей эффективной работы не попадать в узел вибрации , и при частотах , когда второй гаситель будет находиться в узле вибрации , работать наиболее эффективно ;

б ) второй гаситель ( дополнительный ), предназначенный для гашения высоких частот вибрации , должен быть расположен так , чтобы при высоких частотах опасной вибрации , когда защитное действие первого гасителя недостаточно , не находиться около узла вибрации ; при наиболее часто возникающих средних частотах вибрации , оба гасителя должны находиться возможно ближе к пучности волны .

Места установки указанных в табл . 4.2 сочетаний гасителей определяются по формулам :

для первого ( более тяжелого ) гасителя

(4.1)

(4.2)

Полученные по формулам ( 4.1) и ( 4.2) расстояния округляются до ближайшего значения , кратного 0,05 м .

4.2.6. Расположение гасителей на проводах и тросах у анкерных опор при установке по одному гасителю показано на рис . 3.5, а при установке по два гасителя — на рис . 4.4. Установка гасителей у многороликового подвесного устройства показана на рис . 4.5. В случае , если провод , подвешенный на роликовых устройствах , имеет защитные муфты , гасители устанавливаются на заданных расстояниях u 1 и u 2 от края последней муфты .

Диаметр провода или троса , мм

Марка плашечного зажима гасителя

Характерный диапазон частот вибрации провода , Гц

Тип гасителя при диапазоне эксплуатационных тяжениях , кН

Примечания : 1. Если тяжение проводов может быть отнесено к двум графам настоящей таблицы , то рекомендуется применять гасители , соответствующие графе с более высоким тяжением . 2. При заказе гасителей перед приведенными в таблице цифровыми индексами следует указать исполнение гасителя ГПГ или ГПС , а также марку плашечного зажима гасителя . Например : ГПГ -3,2-13-500, плашечный зажим ГПГ -1-7.

Диаметр провода или троса , мм

Марка плашечного зажима гасителя

Характерный диапазон частот вибрации провода , Гц

Тип гасителей при диапазоне эксплуатационных тяжениях , кН

Примечания : 1. Если тяжение проводов может быть отнесено к двум графам настоящей таблицы , то рекомендуется применять гасители , соответствующие графе с более высоким тяжением . 2. Гаситель , указанный в первой строке ( основной ), устанавливается первым , указанный во второй строке ( дополнительный ) — вторым . 3. При заказе гасителя перед приведенными в таблице цифровыми индексами следует указать исполнение гасителя — ГПГ ( глухие ) или ГПС ( сбрасывающиеся ). Также следует указать марку плашечного зажима . Например : ГПГ — 3,2-13-600, плашечный зажим ГПГ -1-7.

Рис . 4.4. Расположение двух гасителей вибрации у натяжного зажима в переходном пролете длиной 500 — 1500 м

Рис . 4.5. Расположение двух гасителей сбрасывающегося типа у многороликового подвесного устройства

4.2.7. Учитывая , что в результате интенсивной вибрации повреждение проводов и тросов в больших переходных пролетах может наступить в течение первых же месяцев после монтажа , установка гасителей вибрации в таких пролетах должна производиться не более , чем через 5 сут . после монтажа проводов и тросов .

4.2.8. Защита от вибрации проводов и тросов в пролетах длиной более 1500 м , а также независимо от длины пролета для проводов работающих при тяжении более 180 кН , должна производиться по специальному проекту .

4.2.9. Порядок установки гасителей вибрации в больших переходных пролетах приведен в приложении 1.

5. ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ ПРОВОДОВ РАСЩЕПЛЕННОЙ ФАЗЫ

5.1. Особенности вибрации пучка проводов расщепленной фазы

Система расщепленных фаз из двух , трех , четырех или пяти проводов , соединенных распорками , находит широкое применение на линиях электропередачи напряжением 330 — 750 кВ . Распорки , связывающие провода между собой , делят пролет на отдельные короткие участки ( подпролеты ), при этом наличие связей между проводами способствует увеличению рассеивания энергии вибрации . Поэтому провода расщепленной фазы в меньшей степени подвержены вибрации , нежели одиночные провода ВЛ .

Подверженность вибрации проводов расщепленной фазы зависит от числа проводов в пучке , их взаимного расположения и расстояний между ними , а также от схемы расположения , числа и конструкции распорок , установленных в пролете .

5.2. Защита от вибрации пучка из двух проводов

5.2.1. На ВЛ с расщепленной фазой из двух проводов и со сдвоенными тросами защита от вибрации пучка из двух проводов или тросов , соединенных распорками , необходима при длинах пролетов более 150 м , если расчетное механическое напряжение в проводах ( тросах ) при среднегодовой температуре превышает значения , указанные в табл . 3.3. При прохождении трассы ВЛ по местности категории 1 ( см . табл . 3.1) защита от вибрации требуется при длинах пролетов более 120 м .

5.2.2. Для защиты от вибрации пучка из двух проводов ( тросов ) рекомендуется применение стандартных гасителей вибрации Стокбриджа типа ГВН или ГПГ , устанавливаемых по одному с каждой стороны пролета на обоих проводах пучка . Выбор гасителей производится согласно табл . 3.5. Определение места установки гасителей производится в соответствии с указаниями пп . 3.2.7 и 3.2.8.

5.2.3. Для ВЛ и их участков , где гасители вибрации не установлены , следует учитывать указания п . 3.1.2.

5.3. Защита от вибрации пучков из трех и более проводов

5.3.1. На проектируемых и сооружаемых ВЛ с расщепленной фазой из трех проводов в пролетах длиной менее 500 м и при групповой установке парных дистанционных распорок с интервалами до 40 м на местности категорий 1, 2, 3 ( по табл . 3.1) и с интервалами до 60 м на местности категорий 4, 5 установка гасителей вибрации не требуется .

На действующих ВЛ с расщепленной фазой из трех проводов в пролетах длиной менее 500 м и при групповой установке парных дистанционных распорок с интервалами до 60 м на местности категорий 1, 2, 3 рекомендуется установка двух дополнительных групп распорок в двух ближайших к опорам подпролетах : в первом — у опоры на расстоянии , равном одной третьей части его длины , и во втором — у первой основной группы распорок на расстоянии одной третьей части длины второго подпролета .

5.3.2. На ВЛ с расщепленной фазой из трех проводов в пролетах длиной более 500 м рекомендуется применять стандартные гасители Стокбриджа типа ГВН или ГПГ по одному с каждой стороны пролета на всех проводах фазы . Гасители выбираются согласно табл . 3.5. Определение места установки гасителей производится в соответствии с указаниями пп . 3.2.7, 3.2.8.

5.3.3. На ВЛ с расщепленной фазой из 4 — 5 проводов применение гасителей вибрации не требуется.

5.4. Защита от вибрации пучка проводов в больших переходных пролетах

5.4.1. Защита от вибрации пучка из двух проводов в больших переходных пролетах длиной до 1500 м ( при пересечении крупных рек , водоемов и горных долин ) должна осуществляться путем установки гасителей с обеих сторон пролетов в соответствии с рекомендациями пп . 4.2.2 — 4.2.8 настоящих Методических указаний .

5.4.2. Защита от вибрации пучка из трех и более проводов переходных пролетов длиной до 1500 м ( при пересечении крупных рек водоемов и горных долин ) должна осуществляться установкой по одному гасителю на каждом из проводов фазы с обеих сторон переходных пролетов в соответствии с рекомендациями пп . 4.2.2, 4.2.4, 4.2.7 и 4.2.8 настоящих Методических указаний .

На ВЛ 750 кВ конструкция гасителей вибрации должна быть такой , чтобы на проводах не возникала видимая корона .

5.4.3. В больших переходных пролетах при защите от вибрации пучка из двух и более проводов установка гасителей только с одной стороны пролета не допускается .

6. УКАЗАНИЯ ПО ЗАЩИТЕ ВЛ ОТ КОЛЕБАНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫХ АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ СЛЕДОМ

6.1. Средства защиты проводов от колебаний, создаваемых аэродинамическим следом, порядок их установки

6.1.1. Для защиты проводов от колебаний в подпролетах рекомендуются различными способами устанавливаемые распорки дистанционные внутрифазовые , предназначенные для фиксации проводов фазы ВЛ на заданном расстоянии друг от друга .

Распорки парные типа РГ [ 8] для установки на проводах диаметром от 15,2 до 46,5 мм с расстояниями между проводами 300, 400, 500, 600, 650, 850 и 970 мм .

Распорки сосредоточенные трех лучевые типа ЗРГ — для пучка из трех проводов диаметром от 27,5 до 30,6 мм и шага расщепления ( расстояния между соседними проводами ) 400 мм .

Распорки сосредоточенные четырех лучевые типа 4 РГ — для пучка из четырех проводов диаметром от 27,5 до 37,7 мм и шага расщепления 400 и 600 мм .

Распорки сосредоточенные пяти лучевые типа 5 РГ — для пучка из пяти проводов диаметром от 21,6 до 46,5 мм и шага расщепления 300, 400 и 600 мм .

6.1.2. Для защиты от колебаний в подпролетах расщепленных проводящих грозозащитных тросов используются распорки изолирующие типа РГИ [ 9], предназначенные для установки на проводах диаметром от 15,2 до 30,6 мм с тягами или расстояниями между точками крепления зажимов распорок к проводам 400, 430, 500 , 600 и 850 мм .

Распорки типа РГИ имеют недостаточно прочные и надежные изолирующие тяги , ненадежную конструкцию наконечников из алюминиевого сплава , поэтому их рекомендуется устанавливать попарно на расстояниях 0,5 м одна от другой .

Более надежной является конструкция распорок типа РГИФ , разработанных для проводов диаметром от 15,2 до 18,9 мм с шагом расщепления 400 и 600 мм . Распорки этого типа могут устанавливаться на заданном расстоянии друг от друга поодиночке .

6.1.3. Установка дистанционных распорок должна производиться на смонтированных расщепленных фазах ( грозотросах ) в срок , не пре вышающих 10 дн . с момента окончания монтажа проводов . На участках ВЛ , отличающихся повышенной подверженностью колебаниям , вызываемым аэродинамическим следом ( см . п . 2.2 приложения 2), установка распорок должна производиться немедленно после завершения монтажа данной фазы.

6.2. Защита от колебаний в подпролетах пучка из двух проводов

6.2.1. Линии электропередачи с расщепленными фазами ( грозотросами ) из двух проводов , расположенных в горизонтальной плоскости , оборудуются парными дистанционными распорками . Расстояния между распорками , устанавливаемыми в пролете , не должны превышать 40 м при прохождении ВЛ по местностям категории 1, 2 и 3 ( см . табл . 3.1). При прохождении ВЛ по местностям категории 4 и 5 расстояния между распорками могут быть увеличены до 60 м . Крайние в пролетах распорки должны устанавливаться на расстоянии 20 м от поддерживающих ( натяжных ) зажимов .

6.2.2. На ВЛ , проходящих в районах с сильными порывистыми ветрами , с целью предотвращения опрокидывания пучка из двух проводов в промежуточных пролетах на расстоянии 20 м от поддерживающих зажимов следует устанавливать по две распорки с тягами увеличенной длины под углом 45 ° к плоскости поперечного сечения пучка навстречу друг другу .

Читайте также:  Установка компрессорной станции на месторождении

6.3. Защита от колебаний в подпролетах пучка из трех проводов

6.3.1. Линии электропередачи с расщепленными фазами из трех проводов , расположенных по вершинам треугольника , рекомендуется оборудовать группами из трех дистанционных распорок . Парные распорки группы связывают попарно составляющие расщепленной фазы и устанавливаются в трех поперечных сечениях фазы на расстояниях 1 м одна от другой .

6.3.2. Расстояния между группами из трех распорок , устанавливаемых в пролетах ВЛ , проходящих по местностям категории 1, 2 и 3, не должны превышать 40 м . При прохождении ВЛ по местностям категории 4 и 5 расстояния между группами распорок могут быть увеличены до 60 м . Крайние в пролетах группы распорок должны устанавливаться на расстоянии 20 м от поддерживающих ( натяжных ) зажимов .

6.4. Защита от колебаний в подпролетах пучка из четырех и более проводов

6.4.1. Для защиты от колебаний в подпролетах пучков из четырех и более проводов рекомендуется установка сосредоточенных распорок и групп парных распорок с числом распорок в группе по числу проводов пучка , чередуя сосредоточенные распорки с группами парных через 40 м на местностях категорий 1, 2 и 3; через 60 м — на местностях категорий 4 и 5.

6.4.2. Крайними в подпролетах должны устанавливаться сосредоточенные распорки на расстоянии 20 м от поддерживающих ( натяжных ) зажимов .

Приложение 1.

ТИПОВЫЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ПРОВОДОВ ОТ ВИБРАЦИИ

1. Выражения, характеризующие параметры вибрации

1.1. Вибрация провода ВЛ в установившемся состоянии представляет собой стоячие волны с большим числом n полуволн длиной λ /2 в пролете . Распространение импульса вдоль натянутого провода выражается скоростью бегущей волны , которая может быть определена по формуле

( П 1.1)

где υ t — скорость бегущей волны , м / с ;

λ — длина волны вибрации , м ;

ω п — собственная частота колебаний провода , соответствующая n — ой форме , Гц ;

Число полуволн в пролете определяется соотношениями

(П 1.2)

Собственные частоты колебаний натянутого в пролете провода могут быть определены ( без учета его провисания ) из уравнения

(П 1.3)

Для возникновения процесса вибрации необходимо , чтобы частота образования за проводом воздушных вихрей ν совпадала с одной из собственных частот колебаний провода ω п . При установившейся вибрации , когда срыв вихрей регулируется колебательным движением провода , частота вибрации может сохраняться неизменной при изменении скорости ветра от первоначального значения в диапазоне от 0,9 υ до 1,4 υ .

1.2. Если известна частота колебаний провода , то длина полуволны вибрации может быть определена по формуле

(П 1.4)

В тех случаях , когда частота образования воздушных вихрей в точности совпадает с одной из собственных частот провода , т . е . ω п = ν, формула для определения длины полуволны вибрации может быть представлена в виде

(П 1.5)

где St приближенно принято равным 0,2 — среднему значению интервала 0,18 ÷ 0,22.

Таким образом , зная диапазон скоростей ветра , возбуждающих вибрацию , по формуле ( 2.2) можно определить спектр возможных частот вибрации , а по формуле ( П1 .5) — соответствующие им длины полуволн колебания .

1.3. Амплитуда колебаний провода может быть определена экспериментально либо теоретически , например , по методу энергетического баланса [ 2]. Абсолютное значение амплитуды вибрации в пучности зависит от длины волны и достигает максимальных значений при наибольших длинах волн , соответствующих низким частотам вибрации . Наибольшие двойные амплитуды вибрации ( размахи колебаний 2 А ) провода в пучности полуволны обычно не превышают 2 ÷ 2,5 диаметра провода . С увеличением частоты вибрации и числа волн в пролете потери энергии колебаний в проводе , обусловленные его самодемпфированием , возрастают и амплитуды колебаний уменьшаются .

1.4. Опасность повреждения проводов вибрацией обусловлена не столько абсолютным значением амплитуд колебаний в пучности волны , сколько значением перегиба провода в местах его крепления . Значения этого перегиба характеризуется углом отклонения провода ( углом вибрации ) в узловых точках относительно нейтрального положения и может быть вычислено по формуле

( П 1.6)

где a — угол вибрации , рад ;

А — амплитуда вибрации в пучности волны , м .

Более удобной для практического использования является формула

( П 1 .7)

где a — угол вибрации в угловых минутах ( ΄ );

А — амплитуда вибрации в пучности , мм ;

0,5 λ — полуволна вибрации , м .

Наибольшие угловые отклонения провода при вибрации , определяющие степень перегиба провода в местах выхода его из зажима , практически находятся в пределах от 30 до 35 ΄ и только при особо интенсивной вибрации могут достигать 40 — 50 ΄.

1.5. Значение перегиба провода определяет величину знакопеременных циклических деформаций и напряжений в местах креплений , которые , складываясь со статической деформацией и напряжением в материале провода , могут привести к усталостным повреждениям . Знакопеременные изгибные деформации провода могут быть определены по формулам

(П 1.8)

где d — диаметр проволоки наружного повива провода , мм ;

I min — момент инерции сечения провода , вычисленный в предположении о возможности свободного взаимного проскальзывания проволок , мм 4 ;

I max — момент инерции сечения провода , вычисленный в предположении о невозможности проскальзывания проволок , мм 4 .

Входящие в формулы ( П1 .8) значения изгибной жесткости провода могут быть вычислены по уравнениям

(П 1.9)

( П 1.10)

где EA , ES — модули упругости , соответственно , для алюминиевых и стальных проволок , Па ;

dA , dS — диаметры проволок из алюминия и стали , мм ;

NA , NS — число алюминиевых и стальных проволок в проводе ;

Ii , Ij — моменты инерции i — го повива алюминиевых и j — го повива стальных проволок , мм 4 .

Моменты инерции повивов вычисляются по одинаковым формулам как для алюминиевых , так и для стальных проволок

(П 1.11)

где Ni ( или Nj ) — число проволок в повиве ;

di — диаметр проволоки в i — ом повиве , мм ;

Ri — радиус повива ( рис . П1 .1 ), мм .

1.6. Для оценки опасности появления усталостных повреждений необходимо иметь данные о циклических напряжениях в местах подвески провода . Если известна изгибная амплитуда yc , определяемая на расстоянии Xc = 89 мм от последней точки контакта провода с зажимом ( см . рис . 2.2), то изгибные напряжения в проволоках наружного повива наиболее достоверно могут быть определены по формуле

(П 1.12)

где σ — амплитудное значение напряжения , Н / мм 2 ;

d — диаметр проволоки наружного повива , мм ;

EA — модуль упругости наружного повива , Н / мм 2 ;

EI max — изгибная жесткость провода , H / мм 2 ;

y c — изгибная амплитуда , мм .

Рис . П 1 .1. Поперечное сечение многоповивного сталеалюминиевого провода

Результаты измерения вибрации , выполненные в ходе полевых испытаний , в сочетании с использованием формулы ( П 1.2 ) позволяют определить накопление усталости , т . е . сумму циклов колебаний , сопровождающихся появлением в местах подвески провода циклических напряжений определенного уровня . Обобщение результатов полевых испытаний позволяет построить кривую накопленных напряжений ( рис . П 1.2 ), отражающих сумму циклов колебаний с циклическими напряжениями определенного уровня [ 7]. Накопление циклических напряжений , превышающих безопасные уровни , приводит с течением времени к появлению усталостных повреждений провода .

1.7. Способность провода выдерживать колебания , приводящие к действию циклических напряжений определенного уровня , выявляется путем лабораторных испытаний на усталость . Результатом серии усталостных испытаний является кривая Веллера , которая представляет собой зависимость числа циклов колебаний до появления усталостных повреждений трех проволок провода до уровня циклических напряжений в месте выхода провода из зажима .

Рис . П 1 .2. Кривые накопленных за год напряжений для провода АС 560/50:

1 — испытания проведены на ровной открытой местности , σстат = 0,2 σв ( σв — предел прочности провода на разрыв ); 2 — испытания проведены на холмистой местности , σстат = 0,2 σв ; 3 — испытания проведены на холмистой местности , σстат = 0,27 σв ; 4 — пограничная кривая СИГРЭ

В результате обобщения многочисленных данных усталостных испытаний , проводившихся разными исследователями с проводами из алюминия , алюминиевого сплава и сталеалюминевыми , разработаны реко мендации [ 7] по применению пограничной кривой безопасных напряжений ( см . рис . П1 .2 ). Кривая описывается уравнением

( П 1.13)

где B = 450, z = — 0,2 для N c £ 1,56 · 10 7 ;

N c — число циклов колебаний провода .

Смысл пограничной кривой состоит в том , что риск усталостных повреждений провода отсутствует , если за время его эксплуатации число циклов колебаний с изгибным напряжением σ не превышает значения N c , определяемого уравнением ( П 1.13). Таким образом , срок службы провода определяется не только амплитудами его колебаний или уровнями циклических изгибных напряжений , но также и накопленным числом циклов таких колебаний , т . е . продолжительностью и частотой вибрации определенного уровня .

2. Влияние условий прохождения трассы, тяжения проводов и конструкции линии на подверженность и опасность вибрации

2.1. Причиной возникновения вибрации проводов является ветер , поэтому проявление вибрации прежде всего зависит от характера ветра : его скорости , равномерности ( турбулентности ) и направления относительно вл .

Вибрация проводов возникает при скорости ветра от 0,6 до 0,8 м / с , при которой становится возможным регулярное образование за проводом завихрений и энергии аэродинамических импульсов оказывается достаточно , чтобы привести провод в колебательное движение .

При увеличении скорости ветра свыше 4 — 5 м / с , с увеличением частоты и числа полуволн в пролете , существенно возрастает рассеивание энергии колебаний в проводе ( самодемпфирование ); при скорости ветра свыше 6 — 8 м / с амплитуды вибрации становятся малыми и опасности разрушения провода не создают .

Устойчивая вибрация обычно наблюдается при ветрах скоростью 1 — 5 м / с , направленных под углом от 90 до 45 ° к оси пролета ВЛ ; при направлении ветра под углом 45 — 30 ° вибрация носит менее устойчивый характер , а при угле менее 20 ° — обычно не наблюдается .

2.2. Подверженность проводов линии вибрации характеризуется числом колебаний в год либо числом часов вибрации в год . Если известно число часов вибрации в год ( t в ), то относительная продолжительность определяется , как

(П 1.14)

Число циклов колебаний проводов ВЛ в среднем составляет около 30 млн . в год . На ровной открытой местности при регулярном действии поперечных ветров число циклов колебаний провода может достигать 250 млн . в год . За срок службы провода (30 лет ) это число составит в обычной местности 0,9 · 10 9 циклов , на открытой ровной местности — 7,5 · 10 9 циклов .

Подверженность проводов вибрации зависит от :

расположения линии относительно преобладающего направления ветров ;

топографических особенностей трассы ВЛ ;

конструктивных особенностей линии ( высоты расположения проводов , длин пролетов , способа крепления проводов на опорах ).

2.3. Расположение линии или ее участков на местности относительно преобладающего направления ветров имеет существенное значение в случае преобладания регулярных ветров известных направлений , как , например , ветры в горных долинах , вдоль русла и в поймах рек , морские и береговые бризы вблизи морского побережья и т . п . В этих случаях наиболее подвержены вибрации участки линии , расположенные перпендикулярно или под углом не менее 45 ° к преобладающему направлению ветра .

2.4. Топографические условия прохождения трассы ( рельеф местности , растительный покров и всякого рода сооружения вблизи линии ) оказывают существенное влияние на характер воздушных потоков в приземных слоях . Наибольшее количество энергии передается проводу при действии поперечного равномерного ( ламинарного ) воздушного потока . В естественных условиях воздушный поток всегда имеет нарушения ламинарного течения , возникающие при обтекании различных пре град . Неравномерность воздушного потока характеризуется интенсивностью турбулентности .

Ровная , открытая для ветра местность благоприятствует равномерному течению воздушного потока и создает условия , способствующие интенсивной вибрации проводов . Сильно пересеченный рельеф местности ( горные районы ), наличие под линией или в непосредственной близости от нее глубоких оврагов , насыпей , всякого рода сооружений и древесной растительности в той или иной степени нарушают равномерность воздушного потока , повышают интенсивность турбулентности и создают на таких участках менее благоприятные условия для проявления вибрации . На участках линий , проходящих по редкому или низкорослому лесу , садам и паркам , по застроенной местности , и при наличии близ линии лесных массивов вибрация менее устойчива и ее относительная продолжительность меньше .

При прохождении трассы линии по лесному массиву с высотой деревьев , превышающей высоту подвеса проводов , проходящая по просеке линия оказывается защищенной от возбуждающих вибрацию поперечных ветров , что существенно снижает , а в некоторых случаях может устранить опасность повреждения проводов вибрацией .

Количественно интенсивность турбулентности может быть выражена формулой [ 2]

(П 1.15)

где k — коэффициент трения в приземном слое ;

z — средняя высота подвески проводов , м ;

Различают пять основных разновидностей топографических особенностей или категорий местности ( табл . П 1.1 ), для которых определены значения коэффициента и постоянной , входящих в формулу ( П 1.15 ).

На рис . П1 .3 дан пример влияния интенсивности турбулентности воздушного потока на угол вибрации провода .

Характерные особенности топографии

Ровная , открытая местность без преград со снежным покровом более 5 мес . в году , водная поверхность значительных размеров

Ровная , открытая местность без снежного покрова или со снежным покровом менее 5 мес . в году

Слабохолмистая местность , отдельные деревья и строения

Пересеченная местность , редкий или низкорослый лес , невысокая застройка

Горные районы , территория города с высокой застройкой , лесной массив

2 .5. Фактором , оказывающим значительное влияние на развитие интенсивной вибрации и ее опасность , является тяжение провода . При небольших тяжениях , когда в процессе вибрации при периодических изгибах провода возможно смещение проволок друг относительно друга , потери на трение между проволоками существенно ограничивают развитие вибрации . При больших тяжениях силы сжатия препятствуют относительному смещению проволок , потери на трение ( самодемпфирование ) резко уменьшаются , что приводит к заметному увеличению амплитуд вибрации провода . Зависимости амплитуд колебаний и углов вибрации провода от частоты для различных значений растягивающих напряжений , построенные по результатам измерений вибрации в ламинарном воздушном потоке [ 2], приведены на рис . П 1.4 , П 1.5 .

Рис . П 1 .3. Зависимость угла вибрации провода от интенсивности турбулентности воздушного потока ( It ):

Рис . П 1 .4. Зависимость влияния тяжения на амплитуды в пучности полуволн колебаний провода марки АС 240/40:

Рис . П 1 .5. Зависимость влияния тяжения на угол вибрации провода марки АС 240/40:

2.6. Условия работы проводов при вибрации в основном характеризуются их тяжением при средних эксплуатационных условиях , т . е . при отсутствии гололеда , слабых ветрах и при среднегодовых температурах . Максимальные расчетные тяжения , соответствующие условиям работы при наибольших внешних нагрузках ( гололед , ветер ) или минимальных температурах , относительно кратковременно , поэтому обычно не характеризуют условий работы провода при вибрации . Об опасности совместного действия вибрации и растягивающего статического напряжения , обусловленного тяжением провода , обычно судят по значению среднеэксплуатационных напряжений . Исключения должны быть сделаны при оценке вибрации проводов ВЛ , сооружаемых и эксплуатируемых в северных районах и особенно в районах Крайнего Севера , где длительное действие низких температур сочетается с частыми и продолжительными ветрами . Применительно к этим районам опасность повреждения проводов вибрацией должна оцениваться при напряжениях , обусловленных тяжением провода , соответствующим среднемесячным температурам самого холодного месяца года .

Опасность повреждения вибрацией проводов из разных материалов возникает при среднеэксплуатационных напряжениях ( среднемесячных напряжениях самого холодного месяца года для северных районов ), превышающих значения , приведенные в табл . 3.3.

2.7. Интенсивность вибрации возрастает с увеличением длины пролетов . Например , провода сечением 70 — 95 мм в пролетах до 80 м , а также провода сечением 120 — 240 мм в пролетах до 100 — 120 м слабо подвержены вибрации , которая обычно не представляет опасности .

В больших пролетах , длиной свыше 500 — 600 м , сооружаемых в местах пересечения больших рек и водоемов , наблюдается особо интенсивная вибрация с относительной продолжительностью до 35 — 50 %.

Рост интенсивности вибрации наблюдается также с увеличением высоты расположения проводов над землей , что обусловлено снижением турбулентности воздушного потока .

Влияние условий прохождения трассы , длин пролетов и интенсивности турбулентности воздушного потока на уровни и относительную продолжительность вибрации в качестве примера может быть охарактеризовано опытными данными , приведенными в табл . П 1.2.

Категория местности по табл . П 1.1

Интенсивность турбулентности ( It ), %

Максимальные углы вибрации a , угл . мин .

Относительная продолжительность вибрации ( t ) при ( a > 5 ΄ ), %

3. Способы защиты одиночных проводов и грозозащитных тросов ВЛ от вибрации

3.1. Для защиты одиночных проводов и грозозащитных тросов от повреждений вибрацией наибольшее распространение получили гасители вибрации Стокбриджа и различные их модификации , сочетающие высокую эффективность защитного действия с конструктивной простотой и невысокой стоимостью .

Применяются также гасители петлевого типа ( фестоны ).

3.2. Применяемый в СССР гаситель вибрации Стокбриджа представляет собой отрезок многопроволочного оцинкованного стального каната с укрепленным посередине зажимом для установки его на проводе ( тросе ) и двумя отлитыми из чугуна грузами стаканообразной формы , закрепленными по концам каната . Динамические характеристики и эффективность таких гасителей зависят от формы и массы грузов , марки и длины рабочей части стального каната и его упругих свойств .

Выпускаемые отечественной промышленностью гасители вибрации типа ГВН [ 5] применяются для защиты алюминиевых , сталеалюминевых и проводов из алюминиевых сплавов АН и АЖ сечением 70 — 905 м м 2 , стальных тросов сечением 35 — 120 мм 2 и применяемых в отдельных случаях медных проводов сечением 50 — 400 мм 2 в обычных пролетах .

Гасители вибрации типа ГПГ [ 6] применяются как в обычных пролетах ВЛ , так и для больших переходных пролетов длиной до 1500 м с проводами сечением до 1645 мм 2 . Гасители вибрации сбрасывающегося типа ГПС [ 6] применяются только для больших переходных пролетов при подвеске проводов сечением от 50 до 1645 мм 2 в роликовых подвесных устройствах .

Основным отличием гасителей ГВН от гасителей ГПГ был способ заделки грузов на стальном канате , являющемся гибким элементом гасителя . Грузы гасителей типа ГВН имели цементно — песчаную заделку . Грузы гасителей типа ГПГ закрепляются на гибком элементе при помощи развальцованной втулки из алюминиевого сплава или стали . В настоящее время завершается переход к выпуску гасителей ГВН усовершенствованного типа , грузы которых также как у гасителей ГПГ закрепляются на гибком элементе при помощи развальцованной втулки . Это в значительной мере устраняет различия между гасителями ГВН и ГПГ , позволяет рекомендовать применение как тех , так и других на обычных участках линий , требующих защиты от вибрации . Конструкция гасителей показана на рис . П1 .6. Основные размеры и области рабочих частот гасителей типа ГВН приведены в табл . П1 .3 , гасителей типа ГПГ ( ГПС ) в табл . П 1.4 .

Рис . П 1 .6. Конструкция гасителей вибрации типа ГВН ( усовершенствованный ), ГПГ :

1 — плашка ; 2 — зажим ; 3 — гибкий элемент ; 4 — груз ; 5 — втулка

3.3. Число устанавливаемых в каждом пролете гасителей вибрации Стокбриджа зависит от длины пролета , тяжения проводов и условий прохождения линии ( категории местности по табл . 3.1).

Как показывает опытная проверка в пролетах небольшой длины , при небольшом значении механического напряжения в проводах , при прохождении линии по местности 5 категории для снижения вибрации до безопасного уровня достаточна установка на проводах по одному гасителю с одной стороны пролета .

В пролетах длиной более 200 м , при высоких значениях механического напряжения в проводах , при прохождении ВЛ по местностям 2 — 4 категории гасители должны быть установлены с обеих сторон пролета .

В больших переходных пролетах длиной 500 — 1500 м , подверженных особо интенсивной вибрации , с каждой стороны пролета устанав ливаются по два гасителя с разными частотными характеристиками . По два гасителя с каждой стороны пролета целесообразно устанавливать также при прохождении ВЛ с пролетами свыше 300 м по местности I категории , особенно на линиях , сооружаемых и эксплуатируемых в районах Крайнего Севера .

Месторасположение гасителей в пролете , обеспечивающее наиболее эффективное гашение вибрации , определяется расчетным путем с учетом марки и тяжений провода .

3.4. Гаситель вибрации петлевого типа ( рис . 3.1) представляет собой отрезок провода той же марки и сечения , что и провод защищаемой линии . Гаситель устанавливается под проводом вертикально в виде петли в местах подвески на поддерживающих гирляндах симметрично относительно поддерживающего зажима . Концы петли прикрепляются к проводу линии болтовыми зажимами . По эффективности гашения вибрации гаситель вибрации с одной петлей уступает гасителю Стокбриджа .

Значительно более эффективными являются гасители вибрации петлевого типа с тремя петлями . Центральная петля такого гасителя крепится к проводу линии также как у гасителя с одной петлей . Две другие петли ( рис . 3.2) крепятся одним концом к центральной петле , а другим — к проводу линии . Трехпетлевые гасители не только не уступают , но несколько превосходят по эффективности гашения гасителя Стокбриджа при их установке по одному с каждой стороны пролета .

В СССР гасители вибрации петлевого типа применяются для алюминиевых , сталеалюминевых и проводов из алюминиевого сплава АН и АЖ общим сечением до 142 мм 2 , а также для медных проводов и стальных тросов сечением 25 — 70 мм 2 .

4. Измерения вибрации, проверка эффективности защиты от нее, оценка срока службы проводов

4.1. Измерения вибрации проводов на ВЛ производятся с целью определения линий или их участков , подверженных опасной вибрации , обоснования необходимости защиты и определения методов и средств защиты проводов от вибрации , для проверки эффективности существующих либо вновь разработанных устройств гашения вибрации .

Расчетные значения двух первых частот , Гц

Расчетные значения двух первых частот, Гц

Для определения подверженности того или иного участка линии опасной вибрации выбираются пролеты , являющиеся характерными для данного участка линии по длине и по характеру местности . Для выявления участков , наиболее подверженных вибрации , следует выбирать пролеты , не защищенные от ветра окружающим рельефом , древесной растительностью , постройками и т . п .

Для получения данных , отображающих относительную продолжительность , максимальные амплитуды вибрации , характерный диапазон частот вибрации , требуется от 1 до 3 мес . измерений . В течение такого срока , как правило , имеют место все характерные частоты и амплитуды вибрации .

4.2. Для измерений вибрации применяются различные устройства и аппаратура . Наиболее простыми и дешевыми являются механические самопишущие вибрографы ( продолжительность записи 7 сут ), фиксирующие время возникновения , продолжительность и амплитуду вибрации провода . На основании полученных виброграмм определяются максимальные двойные амплитуды вибрации в месте установки вибрографа ( обычно в пределах от 0,35 до 1 м от места выхода провода из поддерживающего зажима ), и относительная продолжительность вибрации , равная отношению суммарного числа часов , в течение которого зафиксирована вибрация , к числу часов работы вибрографа .

Для оценки степени опасности вибрации определяются создаваемые вибрацией угловые отклонения провода в местах подвеса , которые могут быть приближенно вычислены по формуле

( П 1 .16)

где a — угол вибрации , мин ( ΄ );

2А — двойная амплитуда вибрации в месте установки вибрографа , мм ;

u — расстояние от места установки вибрографа до места выхода провода из зажима , м .

Опасной считается вибрация , создающая угловые отклонения провода у мест его подвеса более 5 — 10 ΄ .

4.3. Значительно более полную информацию , чем та , которая может быть получена из обработки виброграмм , дает запись процесса вибрации провода . Запись аналоговых сигналов измеряемой вибрации может быть получена с использованием датчиков акселерометров , других малогабаритных датчиков вибрации , например специализированного прибора « ХИЛДА » для записи процесса вибрации провода ВЛ на магнитный носитель информации ( компакт — кассету ) фирмы « СЕД Систем » ( Канада ). Прибор состоит из блока , устанавливаемого на поддерживающем зажиме и включающего измерительное устройство и радиопередатчик , а также наземного блока , состоящего из приемника радиосигналов и магнитофона . Обработка записи процесса вибрации выполняется на ЭВМ .

4.4. Наиболее удобным и совершенным средством измерения вибрации проводов ВЛ в настоящее время является датчик « ВИБРЕК » фирмы « СЕФАГ » ( Швейцария ). Прибор устанавливается на поддерживающем зажиме и измеряет виброперемещение провода в точке , отстоящей на 89 мм от крайней точки его контакта с ложем поддерживающего зажима . Микропроцессор , встроенный в датчик , анализирует измеряемый процесс вибрации , выделяет и заносит в запоминающее устройство число циклов колебаний с различной амплитудой и частотой . Информация о числе циклов колебаний может накапливаться датчиком с дискретными интер вала ми ( по 10 с 4 раза в течение каждого часа ) в течение срока измерений продолжительностью до 3 мес .

По истечении заданной продолжительности измерений датчик подключается к персональной ЭВМ и опрашивается по специальной программе , в результате чего на экран монитора ПЭВМ или через печатающее устройство выводится матрица [ n ij ], где i , j = 1, 2. 16. Элементами матрицы являются накопленные за период измерения числа циклов колебаний провода , разбитые на 16 интервалов по амплитуде — от 0,0626 до 1 мм с шагом 0,0625 мм , и 16 интервалов по частоте колебаний (1, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 80, 100, 150 Гц ).

Матрица циклов колебаний дает обширную ин ф ормацию для качественного и количественного анализа характера вибрации провода , эффективности работы гасителей вибрации . Наименьшие числа циклов колебаний в матрице [ nij ] приходятся на те диапазоны частот , где защита от вибрации наиболее эффективна и , наоборот , области малоэффективной работы гасителей выделяются наибольшим числом циклов колебаний .

Читайте также:  Установка и ремонт кондиционеров в ташкенте

4.5. Информация о числе циклов колебаний провода , накопленная за период измерений , может быть использована для оценки срока службы проводов до появления усталостных повреждений . При этом используется гипотеза линейного накопления повреждений [ 4]. В соответствии с этой гипотезой доля повреждений для определенного уровня циклических напряжений σ i находится по отношению ni / Ni — числа циклов ni напряжений данного уровня , накапливаемых за 1 год эксплуатации , к числу Ni циклов колебаний с этим же уровнем напряжений до появления повреждений . При этом число циклов Ni может быть установлено в результате усталостных испытаний провода ( построения кривой Веллера ) либо с использованием пограничной кривой безопасных напряжений , описываемой уравнением ( П 1.13 ).

Предполагается , что накопление повреждений происходит линейно и на процесс накопления не влияет последовательность возникновения напряжений разного уровня . Суммарное накопленное повреждение за 1 год при этом составит

Срок службы провода до появления усталостных повреждений определяется выражением

( П 1.17)

Остаточный срок службы составит

где Qp — срок эксплуатации провода к моменту проведения оценки , лет .

4.6. Проверка эффективности действия гасителей вибрации осуществляется путем одновременной установки не менее , чем двух приборов измерения вибрации : одного — на проводе , защищенном гасителями , а другого — на проводе без гасителей , и сравнении результатов измерений . Показателем эффективной работы гасителя является отсутствие зарегистрированной прибором опасной вибрации на защищенном проводе . Хорошей работой гасителя следует считать уменьшение максимальной амплитуды вибрации более чем в 10 раз , удовлетворительной — более чем в 5 раз .

5. Порядок установки гасителей вибрации в больших переходных пролетах

5.1. Проверить наличие всех типов гасителей , предназначенных для установки на данном переходе .

5.2. Проверить комплектность деталей каждого гасителя ; наличие болтов , гаек , шайб , замков , предохранителей и соответствие типа и основных размеров гасителя ( размер грузов , диаметр тросика , длина гасителя , размер губок зажима ) данным чертежей .

5.3. Проверить , свободно ли навинчиваются гайки на болт , не прогнуты ли тросики гасителей ; при необходимости — выправить .

5.4. Проверить сбрасывающий механизм гасителей сбрасывающегося типа , для этого :

а ) установить гаситель с вынутым предохранителем на горизонтальном отрезке провода ( или стержне ) соответствующего диаметра , слегка ( рукой ) затянув болт , стягивающий щеки гасителя .

При этом отверстия для предохранителя в щеках и распорной втулке должны совпадать и предохранитель из медной проволоки диаметром 2 — 2,5 мм должен свободно проходить в отверстие ;

в ) установив гаситель , как указано выше ( без предохранителя ), толкая рукой в торец груза , проверить , как сходят нижние выступы щек с распорной втулки , свободно ли поворачиваются щеки на болте , освобождая провод , и как сбрасывается гаситель с провода .

5.5. При применении сбрасывающихся гасителей заготовить с необходимым запасом предохранители из медной мягкой ( отожженной ) проволоки диаметром 2,0 — 2,5 мм ; длина предохранителя — 90 — 100 мм .

5.6. Проверить наличие и правильность установки отбойных щитов на роликовых поддерживающих устройствах промежуточных переходных опор согласно монтажным чертежам . Обратить внимание на крепление щитов и правильное расположение прорези щита относительно провода .

Ширина прорези в доске щита должна быть для проводов диаметром :

5.7. Установка гасителей на проводах и тросах переходных пролетов производится на расстояниях , указанных в монтажных чертежах .

5.8. В местах подвеса проводов двух гасителей сначала устанавливается второй , а затем первый от опоры гаситель . При этом необходимо обеспечить такое расположение гасителей , при котором они будут располагаться строго под проводом и будут надежно закреплены .

5.9. Установка гасителей вибрации сбрасывающегося типа производится в следующей последовательности :

а ) вынуть предохранитель , провернуть тросик с грузами на болте так , чтобы нижние концы щек сошли с распорки . Удерживая гаситель в таком положении , раздвинуть губки зажима и ввести между ними провод , после чего , поворачивая тросик с грузами на болте , ввести распорку между нижними концами щек .

Придерживая гаситель рукой , завернуть от руки гайку и вставить предохранитель в сквозное отверстие щек и распорки ;

б ) установить гаситель точно на указанном в монтажном чертеже расстоянии ( от точки схода провода с ролика либо от края защитной муфты до середины зажима гасителя ).

Проверив правильность расположения гасителя на проводе , загнуть выступающие концы предохранителя и затянуть ключом до отказа гайку болта , так чтобы гаситель надежно был закреплен на проводе ; при применении пластинчатых замков ( стопорных шайб ) отогнуть их на грани головки болта и гайки .

Приложение 2

ТИПОВЫЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ПРОВОДОВ ОТ КОЛЕБАНИЙ В ПОДПРОЛЕТАХ

1. Колебания проводов в подпролетах. Причины возникновения и виды колебаний, вызываемых аэродинамическим следом

1.1. Колебаниями проводов в подпролетах или субколебаниями ( от английского термина Subspan Oscillation ) называются вызываемые ветром периодические колебания горизонтально расположенной ( или занимающей положение , близкое к горизонтальному ) пары проводов расщепленной фазы ( расщепленных грозозащитных тросов ), происходящие с одной или несколькими полуволнами на участках ( называемых подпролетами ) между соседними внутрифазовыми дистанционными распорками с узловыми точками в местах установки распорок либо вблизи зажимов распорок ( рис . П 2.1 ).

1.2. Колебания проводов в подпролетах являются наиболее часто встречающейся разновидностью колебаний проводов , вызываемых аэродинамическим следом . Колебания проводов , вызываемые аэродинамическим следом , возникают , когда подветренный провод горизонтальной пары проводов ВЛ попадает в турбулентный аэродинамический поток за наветренным проводом . Наветренным называется первый по направлению воздушного потока провод , подветренным — второй по направлению ветра провод горизонтальной пары .

1.3. Колебания проводов , вызываемые аэродинамическим следом , возникают при действии равномерных ветров в диапазоне скоростей от 7 до 18 м / с . Чаще всего такие колебания возникают при отсутствии отложений на проводах ( в виде гололеда , мокрого снега , изморози ) в сухую погоду . Однако наблюдаются случаи возникновения колебаний во время дождя , а также при наличии отложений на проводах .

Характерные разновидности колебаний проводов , вызываемых воздействием аэродинамического следа , показаны на рис . П 2.2 .

Из всех видов колебаний проводов , вызываемых аэродинамическим следом , субколебания встречаются наиболее часто и наиболее опасны ( рис . П 2.1 , П 2.2а ). Составляющие горизонтальной пары проводов пучка движутся в противофазе по эллиптическим траекториям с главной осью эллипса , слегка наклонной к горизонтали . Наиболее типичными являются движения с одной полуволной в подпролете . Колебания с более чем двумя полуволнами в подпролете встречаются редко .

Рис . П 2.1. Формы колебаний проводов в подпролетах :

а — с одной полуволной на подпролет ; б — с двумя полуволнами на подпролет ; 1 — узел колебаний ; 2 — пучность колебаний ; λ — длина волны колебаний ; А — амплитуда колебаний ; a — угол колебаний в подпролетах ; — траектория движения провода в пучности волны колебаний

Рис . П 2.2. Виды колебаний проводов , вызываемых воздействием аэродинамического следа :

а — колебания проводов в подпролетах ; б — вертикальные колебания ; в — горизонтальные колебания ; г — крутильные колебания

Рис . П 2.3. Аэродинамические силы , действующие на подветренный провод :

L — подъемная сила ; D — сила лобового сопротивления ; 1 — наветренный провод ; 2 — траектория движения подветренного провода ; 3 — граница аэродинамического следа ; 4 — эпюра подъемной силы в сечении следа ; 5 — эпюра лобового сопротивления в сечении следа

Виды движений проводов , показанные на рис . П 2.2 , б — П 2.2 , г, характеризуются незначительными изменениями формы поперечного сечения пучка ( или расстояния между проводами в пучке ). В этих случаях пучок напоминает колеблющуюся ленту . При этих видах колебаний наблюдаются комбинированные движения пучков : в случаях П 2.2 , б и П 2.2 , в движение по вертикали и горизонтали сопровождается слабыми крутильными колебаниями , в случае П 2.2 , г крутильные колебания сопровождаются перемещениями в вертикальной плоскости . Для форм П 2.2 , б и П 2.2 , в наиболее характерны колебания с одной , а чаще — с двумя полуволнами в пролете , для формы П 2.2 , г — многополуволновые колебания с числом полуволн до 8. При возникновении колебаний с двумя или более полуволнами местоположение узлов колебаний не совпадает с местами установки дистанционных распорок .

1.4. Исследования явления колебаний проводов в подпролетах ( субколебаний ) показали , что это колебания типа флаттера [ 3]. При воздействии ветрового потока на два параллельных провода , находящихся в плоскости , близкой к горизонтальной , подветренный провод попадает в аэродинамический след наветренного провода . При этом на подветренный провод действует аэродинамическая подъемная сила и сила лобового сопротивления , которые изменяются по значению и направлению с изменением положения подветренного провода в аэродинамическом следе наветренного ( рис . П 2.3 ).

Подъемная сила всегда направлена к центральной линии следа. Подъемная сила увеличивается от 0 у границ следа до максимума между границей и центральной линией следа и уменьшается до 0 у центральной линии следа . Значение максимума подъемной силы зависит от расстояния между проводами и уменьшается с увеличением расстояния .

Лобовое сопротивление имеет минимум на центральной линии аэродинамического следа , где скорость ветрового потока минимальна , и симметрично возрастает до максимума у границ следа . Значение максимума лобового сопротивления является функцией значительного числа параметров , таких , как число Рейнольдса , неровности поверхности проводов , конструкция витого провода , турбулентность ветрового потока , влажность воздуха и т . д .

1.5. Основными величинами , характеризующими колебания проводов в подпролетах , являются частота , длина полуволны и амплитуда колебаний .

Частотой называется число циклов колебаний провода в подпролете в течение 1 с .

Длиной полуволны колебаний называется расстояние между двумя соседними узловыми точками колебаний ; две соседние полуволны образуют полную волну колебаний .

Амплитудой колебаний проводов в подпролетах называется значение наибольшего отклонения провода в пучности полуволны от нейтрального положения провода ; полный размах колебаний в пучности полуволны равен двойной амплитуде колебаний .

1.6. Частота колебаний провода в подпролете зависит от длины полуволны и может быть определена по формуле

(П 2.1)

где n — число полуволн в подпролете ( чаще всего n = 1);

l — длина подпролета между соседними распорками , м ;

Наиболее часто колебания в подпролетах происходят с частотами от 0,7 до 5 Гц .

1.7. Двойные амплитуды колебаний 2 А в подпролетах длиной 30 — 40 м обычно не превышают 0,1 м . В подпролетах длиной 60 — 80 м субколебания могут достигать большого размаха : 2А = 0,3 — 0,5 м . Такие колебания способны вызвать соударения проводов в средней части подпролета .

1.8. Измерение амплитуды отклонения провода от нейтрального положения может осуществляться механическими устройствами , позволяющими фиксировать максимальные за период наблюдения размахи колебаний проводов в диапазоне от 50 до 400 мм (2 А ³ 50, 100, . 400 мм ). Регистраторы колебаний устанавливаются в пучности полуволны колебаний — в середине подпролета между распорками .

2. Влияние условий прохождения трассы, конструкции ВЛ и применяемой линейной арматуры на подверженность проводов ВЛ колебаниям в подпролетах

2.1. Причиной возникновения субколебаний так же , как и эоловой вибрации проводов , является ветер . Наиболее устойчивые и интенсивные колебания проводов в подпролетах наблюдаются при ветрах скоростью 9 — 15 м / с , направленных под углом от 90 до 45 ° к оси линии . При этом с увеличением числа проводов в пучке наблюдается тенденция развития интенсивных колебаний при более высоких скоростях ветра . Так , например , интенсивные субколебания проводов пучка из восьми составляющих наблюдаются при скоростях ветра 12 — 20 м / с . Это объясняется тем , что при средних скоростях ветра в аэродинамический след наветренного провода попадает подветренный провод , который при отсутствии ветра находится с наветренным на одной горизонтали . При высоких скоростях ветра под действием напора ветра провода отклоняются и подветренный провод выходит из аэродинамического следа наветренного , что приводит к прекращению субколебаний . С увеличением числа составляющих пучка ( восьми и более ) отклонение проводов под действием скоростного напора ветра приводит к тому , что в аэродинамический след попадают провода , не находившиеся в нем при отсутствии ветра и при средних скоростях ветра .

2.2. Топографические условия прохождения трассы ВЛ ( рельеф местности , растительный покров и разного рода сооружения вблизи линии ) оказывают существенное влияние на характер аэродинамического потока . Характерные особенности топографии , влияющие на интенсивность турбулентности ветра , приведены в табл . 3.1 . Турбулентность аэродинамического потока приводит к ослаблению связей между результирующими аэродинамическими силами , что уменьшает подверженность проводов субколебаниям и их интенсивность [ 3 , 10 ]. Наиболее опасными с точки зрения возможности возникновения субколебаний и их интенсивности считаются участки ВЛ , проходящие по местности категорий 1, 2 ( см . табл . 3.1 ), а также поперек горных долин и глубоких оврагов .

2.3. Решающее влияние на возможность возникновения колебаний проводов в подпролете оказывает конструкция расщепленной фазы ( или грозотроса ). Колебаниям в подпролете подвержены горизонтальные или близкие к горизонтальным пары проводов пучка , в которых подветренный провод находится в аэродинамическом следе наветренного провода . Интенсивность воздействия на подветренный провод аэродинамического следа , создаваемого наветренным , в значительной степени зависит от расстояния между проводами пары .

Относительное расстояние между проводами ( рис . П 2.4 ) выражается в виде отношения а / D , где а — расстояние между проводами ; D — диаметр проводов . Увеличение отношения а / D способствует повышению устойчивости горизонтальной пары проводов к колебаниям , вызываемым воздействием аэродинамического следа [ 3, 10].

Рис . П 2.4. Создание угла наклона пары проводов пучка :

+ a — положительный угол наклона ; — a — отрицательный угол наклона ; а — расстояние между проводами в состоянии покоя ; D — диаметр провода

На существующих линиях отношение а / D обычно находится в пределах от 10 до 20. Опыт эксплуатации ВЛ показывает , что при отношении а / D в пределах 16 — 18 обеспечивается стабильность пучка из двух горизонтально расположенных проводов , а также для пучка из трех составляющих . Для пучков из четырех составляющих в форме правильного квадрата с двумя сторонами , параллельными горизонту , а также для пучков из пяти и более составляющих отношение а / D должно быть не менее 20 [ 3].

Возможными способами увеличения отношения а / D являются , например , замена двухпроводного горизонтального пучка трехпроводным с проводами меньшего диаметра , использование ромбовидного пучка из четырех составляющих вместо пучка из трех проводов .

2.4. Другим конструктивным фактором , влияющим на подверженность проводов колебаниям в подпролетах , является наклон к горизонтали пары проводов , создаваемый с целью ослабления воздействия на подветренный провод аэродинамического следа наветренного провода . При этом угол наклона к горизонтали не обязательно должен быть велик настолько , чтобы вывести полностью подветренный провод из зоны действия аэродинамического следа наветренного .

Создавая наклон пары проводов пучка с целью уменьшения подверженности его колебаниям , необходимо увязывать направление наклона с ожидаемым преобладающим направлением ветра по отношению к данному пучку . Наиболее часто нестабильность пары проводов проявляется при наклоне пучка в диапазоне от 5 до 15 ° . Направление наклона вверх или вниз по отношению к горизонтальной плоскости , проходящей через ось наветренного провода , необходимо выбирать с учетом конфигурации пучка . Угол наклона считается положительным , если подветренный провод находится выше оси аэродинамического следа наветренного , и отрицательным , если ниже ( см . рис . П 2.4 ).

Для обеспечения стабильности проводов угол между плоскостью пары проводов пучка и направлением ветрового потока должен превышать 20 ° . При этом необходимо учитывать , что положение пары проводов при воздействии ветрового потока изменяется . Например , в пролете с одиночными поддерживающими гирляндами изоляторов по концам наклон пары проводов , горизонтальной в условиях безветрия , под действием ветра может превысить 20 ° . С другой стороны , пучок с наклоном в середине пролета 20 ° к горизонтальной плоскости под действием ветра определенного направления может занять положение , близкое к горизонтальному .

Необходимо также учитывать следующие причины возможных изменений наклона пучка проводов по сравнению с проектным : неодинаковые тяжения в различных составляющих пучка , разные коэффициенты вытяжки ( ползучести ) проводов пучка , различные удлинения проводов под действием неодинаковых гололедных нагрузок и т . д . Долгосрочные изменения наклона пучка по сравнению с проектным могут достигать после нескольких лет эксплуатации ВЛ значения порядка 8 ° .

Одним из способов ограничения колебаний проводов в подпролетах может служить закручивание пучка , проводов по спирали путем поворота пучка , на угол порядка 15 ° на каждой из опор в противоположных направлениях на соседних опорах ( с помощью использования удлиненных подвесных скоб на коромыслах поддерживающих устройств ). При этом положение подветренного провода в аэродинамическом следе наветренного значительно изменяется вдоль фа з ы , что оказывает на пучок проводов стабилизирующее воздействие [ 11].

2.5. Уменьшение длин подпролетов является эффективным средством ограничения колебаний в подпролетах . Частоты собственных колебаний проводов в подпролете обратно пропорциональны его длине . Увеличение собственных частот колебаний проводов в подпролете приводит к возрастанию количества энергии , рассеиваемой по причине аэродинамического демпфирования . Скорость ветра , требуемая для возникновения и поддержания колебаний проводов на участках между дистанционными распорками , называемая критической скоростью , возрастает при увеличении количества распорок в пролете ВЛ . Критическая скорость ветра для ВЛ с более короткими подпролетами по сравнению со скоростью для ВЛ с более длинными подпролетами в 1,3 — 1,4 раза больше при прочих равных условиях .

Увеличение тяжений в проводах также несколько увеличивает критическую скорость ветра из — за возрастания собственных частот колебаний проводов в пролете .

3. Места и характер повреждений проводов, вызываемых колебаниями в подпролетах

3.1. Опасность колебаний проводов в подпролетах состоит в том , что при периодических перегибах провода в нем возникают циклические механические напряжения ; складываясь со статическим напряжением натянутого в пролете провода и напряжением от изгиба и сжатия в местах креплений , они с течением времени могут приводить к явлению усталости металла и разрушению провода при напряжениях , значительно меньших предела его прочности при разрыве .

Отмечаются также повреждения проволок наружного повива проводов в середине подпролета по причине соударений при колебаниях в подпролетах .

Колебания проводов в подпролетах часто являются причиной разрушения деталей арматуры ВЛ [ 12].

3.2. Опасность повреждения проводов в местах крепления их в элементах арматуры определяется не столько абсолютным значением амплитуды колебаний в пучностях полуволны , сколько степенью перегиба провода в местах крепления . Степень перегиба провода определяет дополнительные динамические напряжения в местах креплений , которые могут приводить к появлению и развитию повреждений провода .

Степень перегиба провода в местах крепления определяется углом отклонения провода при колебаниях от нейтрального положения ( рис . П 2.1 , П 2.5 ). Угол отклонения провода ( или угол колебаний ) в угловых минутах может быть вычислен по формуле , аналогичной ( П 1.7 )

(П 2.2)

где А — амплитуда колебаний в пучности , мм ;

λ — длина волны колебаний , м .

Опасными считаются субколебания , создающие угловые отклонения провода у мест его подвеса либо у мест выхода из зажимов распорок более 10 — 20 ΄ . При колебаниях в подпролетах меньшей интенсивности не возникает опасности усталостных повреждений проводов в местах креплений , а также опасности соударений проводов в средней части подпролета .

3.3. Распорки для пучка проводов расщепленной фазы ( расщепленных тросов ), фиксирующие заданное расстояние между проводами , должны обеспечивать длительную надежную работу ВЛ , не создавая опасности повреждения как самих распорок , так и проводов в местах установки распорок .

При субколебаниях на распорки воздействуют циклически изменяющиеся нагрузки , значения и характер которых зависят от формы и амплитуды колебаний проводов в подпролетах . В том случае , когда колебания в смежных подпролетах близки по фазе ( рис . П 2.5 , а ), на распорку воздействует поперечная динамическая нагрузка , амплитудное значение которой определяется по формуле

( П 2.3)

где F — поперечная ( продольной оси провода ) динамическая нагрузка на распорку , Н ;

А — амплитуда колебаний в пучности полуволны , м ;

При колебаниях в смежных подпролетах , противоположных по фазе ( рис . П 2.5 , б), на распорку воздействует изгибающий ( либо скручивающий — в зависимости от конструкции распорки ) момент [ 13].

Рис . П 2.5 . Формы субколебаний провода :

а — близкое по фазе в смежных подпролетах ; б — противоположное по фазе в смежных подпролетах ; 1 — зажим распорки ; 2 — провод ; А — амплитуда колебаний в пучности полуволны ; a — угол отклонения провода от нейтрального положения в пучности полуволны ; λ /2 — длина полуволны колебаний

( П 2.4)

где EI max — изгибная жесткость провода .

При недостаточной механической прочности сосредоточенных дистанционных распорок могут наблюдаться усталостные изломы элементов корпуса распорок и разрушения проводов поврежденным лучом .

Распорки , применяемые на ВЛ , должны выдерживать действие 10 циклов нагрузок , определяемых формулами ( П 2.3 ), ( П 2.4 ). Снижение моментных составляющих нагрузок , действующих как на провод , так и на распорку , достигается креплением плашечных зажимов распорок к корпусу ( раме или тяге ) с помощью шарниров , работающих в одной либо в двух плоскостях ( в последнем случае оси шарниров должны пересекаться ).

Список литературы

1. МЕТОДИЧЕСКИЕ указания по типовой защите от вибрации проводов и тросов воздушных линий электропередачи напряжением 35 — 750 кВ . — М .: СПО Союзтехэнерго , 1982.

2. REPORT an aerolian vibration. Electra, № 124, May 1989 .

3. TRANSMISSION line Reference book. Wind-induced conductor motion. EPRI, USA .

4. Д . С . САВВАИТОВ . Защита от вибрации проводов малых сечений с поддерживающими зажимами . — Электрические станции , 1972, № 8.

5. ТЕХНИЧЕСКИЕ условия ТУ 34-27-11096-86 « Гасители вибрации с глухим креплением типа ГВН ». — М .: ВПО « Союзэлектросетьизоляция », 1986.

6. ТЕХНИЧЕСКИЕ условия ТУ 34-27-11030-86 « Гасители вибрации типа ГПГ ( ГПС) -1 для воздушных линий электропередачи и больших переходов ». — М .: ВПО « Союзэлектросетьизоляция », 1986.

7. ENDURANCE capability of conductors. CIGRE final report. WG 22-04, 1988.

8. ТЕХНИЧЕСКИЕ условия ТУ 34 13.11 0 50-90 « Распорки дистанционные внутрифазовые ». — М .: ВПО « Союзэлектросетьизоляция », 1990.

9. ТЕХНИЧЕСКИЕ условия ТУ 27-294-86 « Распорки изолирующие типа РГИ ». — М .: ВПО « Союзэлектросетьизоляция », 1986.

10. Олнат , Прайс , Танстол . Ограничение колебаний в подпролетах многопроводных пучков проводов воздушных линий . ШГРЭ , 1980. Сборник . « Воздушные линии электропередачи » — М .: Энергоиздат , 1982.

11. Маддок , Алнут , Фергюсон , Левич , Свифт , Танстол . Исследование старения ВЛ . СИГРЭ , 1986. Сборник « Воздушные линии электропередачи » — М .: Энергоатомиздат , 1988.

12. A: Qualitative Guide for Bundled Conductor Spacer Systems. CIGRE . 1980.

13. А . И . ПОЛЕВОЙ . Расчет усилий , действующих на лучевые распорки воздушных линий электропередачи с расщепленными фазами . — Электрические станции , 1987, № 2.

2. Вибрация проводов, усталостные явления . 2

2.1. Причины возникновения, характеристики вибрации . 2

2.2. Опасность вибрации, характер и место повреждений, вызываемых вибрацией . 3

3. Указания по защите от вибрации ВЛ с одиночными проводами . 3

3.1. Определение линий и участков линий, не требующих защиты проводов или грозозащитных тросов от вибрации . 3

3.2. Выбор способа защиты проводов от вибрации . 3

4. Защита от вибрации больших воздушных переходов ВЛ с одиночными проводами или тросами . 3

4.1. Особенности вибрации проводов и тросов в больших воздушных переходах . 3

4.2. Выбор схемы защиты, типов гасителей вибрации и места их установки . 3

5. Защита от вибрации проводов расщепленной фазы .. 3

5.1. Особенности вибрации пучка проводов расщепленной фазы .. 3

5.2. Защита от вибрации пучка из двух проводов . 3

5.3. Защита от вибрации пучков из трех и более проводов . 3

5.4. Защита от вибрации пучка проводов в больших переходных пролетах . 3

6. Указания по защите ВЛ от колебаний, вызываемых аэродинамическим следом .. 3

6.1. Средства защиты проводов от колебаний, создаваемых аэродинамическим следом, порядок их установки . 3

6.2. Защита от колебаний в подпролетах пучка из двух проводов . 3

6.3. Защита от колебаний в подпролетах пучка из трех проводов . 3

6.4. Защита от колебаний в подпролетах пучка из четырех и более проводов . 3

Приложение 1. Типовые методы защиты проводов от вибрации . 3

1. Выражения, характеризующие параметры вибрации . 3

2. Влияние условий прохождения трассы, тяжения проводов и конструкции линии на подверженность и опасность вибрации . 3

3. Способы защиты одиночных проводов и грозозащитных тросов ВЛ от вибрации . 3

4. Измерения вибрации, проверка эффективности защиты от нее, оценка срока службы проводов . 3

5. Порядок установки гасителей вибрации в больших переходных пролетах . 3

Приложение 2. Типовые методы защиты проводов от колебаний в подпролетах . 3

1. Колебания проводов в подпролетах. Причины возникновения и виды колебаний, вызываемых аэродинамическим следом .. 3

2. Влияние условий прохождения трассы, конструкции ВЛ и применяемой линейной арматуры на подверженность проводов ВЛ колебаниям в подпролетах . 3

3. Места и характер повреждений проводов, вызываемых колебаниями в подпролетах . 3

источник