СПОСОБ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ ЛИНИЙ СВЯЗИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF WIRES' OSCILLATION DAMPING OF OVERHEAD TRANSMISSION LINES, FIBRE-OPTIC CABLE COMMUNICATION LINES AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к способу и устройству для гашения колебаний проводов воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей линий связи.
Для борьбы с различными колебаниями (пляска, вибрация и т.п.), возникающими в проводах и волоконно-оптических кабелях воздушных линий электропередачи и линиях связи соответственно, широко применяются специальные устройства (гасители) всевозможных конструктивных вариантов исполнения, которые монтируются на проводах или кабелях по точно рассчитанным схемам их установки.
Известен способ гашения пляски проводов в пролете линии электропередачи путем воздействия на крутильные колебания провода, при этом провод на участках пролета закручивают относительно продольной оси, чтобы направление закрутки провода на каждом из участков было противоположно направлению закрутки провода на соседних участках, и фиксируют в этом состоянии, например, с помощью эксцентричных грузов [1].
Данный способ ограничен исключительно возможностью гашения крутильных колебаний провода, характерных для пляски, сложен по расчетно-проектным работам, необходимым для практической реализации способа, и затратен из-за использования эксцентричных грузов.
Известна система гашения пляски и вибрации проводов воздушной линии электропередачи, построенная на основе монтажа на проводе в виде балок эксцентричных грузов и грузов-ограничителей поворота, которые соединяются с проводом тягами, при этом балки имеют D-образные сечения; в зависимости от класса напряжения линии и ее длин пролетов рассчитывается количество грузов в пролете и расстояния, на которых они устанавливаются друг от друга [2].
Это техническое решение конструктивно очень сложное, технологический процесс изготовления грузов требует дорогостоящей оснастки, а их монтаж на линии длителен по времени и малопроизводителен.
Известны также гасители вибрации и пляски, выполненные в виде проволочных спиралей, навиваемых на провода или кабели воздушных линий электропередачи и линий связи [3] и [4].
Такие гасители просты по конструкции и достаточно легко монтируются на линиях, однако не являются универсальными, защищая провода и кабели только от пляски или вибрации; кроме того, проволочные спирали выполняются металлическими, что создает локализованное давление, особенно опасное в случае волоконно-оптических кабелей с точки зрения большой вероятности повреждения их оболочки.
Заявитель ставил пред собой задачу разработки эффективного, универсального, простого по конструкции, монтажу и технологическому процессу производства способа гашения колебаний (пляски, вибрации, колебаний, вызванных действием аэродинамического следа и т.п.) проводов воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей линий связи. Вышеуказанный положительный практический результат был достигнут за счет новой совокупности существенных признаков в заявленном способе гашения колебаний проводов воздушных линий электропередачи, волоконно-оптических кабелей линий связи и устройстве для его осуществления, представленной в нижеследующей формуле изобретения: «способ гашения колебаний проводов воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей линий связи, заключающийся в использовании в качестве гасящего колебания средства по меньшей мере одного жесткого элемента в виде проволочной спирали, или одного спирального прутка, или одной спиральной трубки, изготовленных из композитного полимерного материала или из алюминиевого сплава, или из стального сплава, покрытого композитной оболочкой, или из композитного алюминиевого сплава, при этом количество гасящих колебания жестких элементов и расстояния между ними при установке их на проводе или на кабеле выбираются в прямо пропорциональной зависимости от класса напряжения и длины пролета линии, возрастающие с повышением класса напряжения и увеличением длины пролета линии; для линий напряжением до 110 кВ гасящие колебания жесткие элементы устанавливают на проводе или кабеле на расстоянии не менее 10 см друг от друга; для линий напряжением от 110 кВ до 220 кВ гасящие колебания жесткие элементы устанавливают на проводе или кабеле на расстоянии не менее двух метров друг от друга; для линий напряжением от 220 кВ до 500 кВ гасящие колебания жесткие элементы устанавливают на проводе или кабеле на расстоянии не менее четырех метров друг от друга; для линий с длиной пролетов менее 200 метров устанавливают на проводе или кабеле не менее двух гасящих колебания жестких элементов на пролет; для линий с длинами пролетов от 250 метров до 600 метров устанавливают на проводе или кабеле не менее четырех гасящих колебания жестких элементов на пролет; для линий с длинами пролетов более 600 метров устанавливают на проводе или кабеле не менее шести гасящих колебания жестких элементов на пролет; устройство для гашения колебаний проводов воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей линий связи, выполненное, по меньшей мере, в виде одной проволочной спирали, или одного спирального прутка, или одной спиральной трубки определенных длин, изготовленных из композитного полимерного материала, или из алюминиевого сплава, или из стального сплава, покрытого композитной оболочкой, или из композитного алюминиевого сплава, при этом своими концевыми частями длиной не менее двух шагов спирали они жестко закреплены на проводе или кабеле, а их средняя часть длиной не менее трех шагов спирали выполнена в виде пружинных витков, свободно и симметрично расположенных над и вдоль продольной оси провода или кабеля; проволочная спираль, или спиральный пруток, или спиральная трубка жестко закреплены своими концами на проводе или кабеле, а их средняя часть выполнена с увеличенным шагом спирали и плотно навита на провод или кабель, причем по меньшей мере один шаг проволочной спирали, или спирального прутка, или спиральной трубки между их концевыми и средними частями выполнен большей высоты, чем высота спиральных шагов концевых и средней частей проволочной спирали, или спирального прутка, или спиральной трубки; на пружинных витках средней части проволочной спирали, или спирального прутка, или спиральной трубки в различных точках расположения над их продольной осью закреплены грузы, позволяющие изменять частотный диапазон колебаний гасителя; проволочная спираль, или спиральный пруток, или спиральная трубка изготовлены из жесткого твердого высокопрочного поливинилхлорида; проволочная спираль, или спиральный пруток, или спиральная трубка изготовлены из легкого коррозионностойкого поливинилхлорида; проволочная спираль, или спиральный пруток, или спиральная трубка изготовлены из пластмасс различных марок».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства гашения колебаний проводов воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей линий связи, выполненного согласно настоящему изобретению; на фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, вариант, в котором на пружинных витках средней части проволочной спирали или спирального прутка или спиральной трубки в различных точках расположения над их продольной осью закреплены грузы.
Предлагаемый способ гашения колебаний проводов 1 воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей линий связи заключается в использовании в качестве гасящего колебания средства, например, проволочной спирали 2 или спирального прутка или спиральной трубки, которые изготавливаются из композитного полимерного материала, в частности жесткого твердого высокопрочного поливинилхлорида, легкого коррозионностойкого поливинилхлорида или из пластмасс различных марок. Кроме того, проволочные спирали, спиральные прутки или спиральные трубки могут быть изготовлены, например, из алюминиевого сплава, стального сплава, покрытого композитной оболочкой, или из композитного алюминиевого сплава.
Количество проволочных спиралей (спиральных прутков, спиральных трубок) 2 и расстояния между ними при установке их на проводе (кабеле) 1 выбираются в прямо пропорциональной зависимости от класса напряжения и длины пролета линии, возрастающие с повышением класса напряжения и увеличением длины пролета линии.
Для линий напряжением до 110 кВ проволочные спирали (спиральные прутки, спиральные трубки) 2 устанавливаются на проводе (кабеле) 1 на расстоянии не менее 10 см друг от друга; для линий напряжением от 110 кВ до 220 кВ на расстоянии не менее двух метров друг от друга и для линий напряжением от 220 кВ до 500 кВ на расстоянии не менее четырех метров друг от друга.
Для линий с длиной пролетов менее 200 метров устанавливают на проводе (кабеле) 1 не менее двух проволочных спиралей (спиральных прутков, спиральных трубок) 2 на пролет; для линий с длинами пролетов от 250 метров до 600 метров устанавливают на проводе (кабеле) 1 не менее четырех проволочных спиралей (спиральных прутков, спиральных трубок) 2 на пролет; для линий с длинами пролетов более 600 метров устанавливают на проводе (кабеле) 1 не менее шести проволочных спиралей (спиральных прутков, спиральных трубок) 2 на пролет.
Проволочные спирали (спиральные прутки, спиральные трубки) 2 определенной длины своими концевыми частями 3 длиной не менее двух шагов спирали жестко закрепляются на проводе (кабеле) 1, а их средняя часть длиной не менее трех шагов спирали выполняется в виде пружинных витков 4, свободно и симметрично располагаемых над и вдоль продольной оси 5 провода (кабеля) 1. На пружинных витках 4 средней части проволочной спирали 2 или спирального прутка 2 в различных точках расположения над их продольной осью 5 могут быть закреплены грузы 6, позволяющие изменять частотный диапазон колебаний устройства.
Как вариант, проволочная спираль (спиральный пруток, спиральная трубка) 2 могут быть жестко закреплены своими концами 3 на проводе (кабеле) 1, а их средняя часть 4 выполнена с увеличенным шагом спирали и плотно навита на провод (кабель) 1, причем по меньшей мере один шаг проволочной спирали (спирального прутка, спиральной трубки) 2 между их концевыми и средними частями 3, 4 может быть выполнен большей высоты, чем высота спиральных шагов концевых и средней частей 3, 4 проволочной спирали (спирального прутка, спиральной трубки) 2.
Изобретение работает следующим образом.
Расстановка заявляемых устройств производится на основе данных специальной математической модели (программы) и в соответствии с монтажной инструкцией, разработанной изготовителем продукции и проектировщиками линий, на которых они должны быть размещены. Если провод или кабель линии загрязнены, то места расположения устройств должны быть зачищены механическими способом и средствами. Затем, придерживая проволочную спираль (спиральный пруток, спиральную трубку) рукой или вспомогательной петлей, навивается первая концевая часть спирали, используя при этом по необходимости отвертку. Навивка первой концевой части спирали производится до полной навивки расчетного числа витков спирали первой ее концевой части. Затем переходят к закреплению второй концевой части спирали, предварительно закрепив на проводе (кабеле) среднюю часть спирали, располагая пружинные витки над проводом (кабелем) или плотно закрепляя их на проводе (в этом случае один шаг витка спирали делается увеличенной высоты по сравнению с остальными шагами спирали). Навивка второй концевой части спирали осуществляется аналогично навивке первой концевой части спирали. Таким же путем монтируются в установленных местах другие устройства.
Предлагаемые способ гашения колебаний проводов воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей линий связи и устройство для его осуществления позволяют эффективно бороться с пляской и вибрацией проводов (кабелей) и другими видами колебаний, которые имеют место на воздушных линиях электропередачи и воздушных линиях связи. Благодаря тому, что средняя часть спирали выполняется в виде пружинных витков, свободно и симметрично располагаемых над и вдоль продольной оси провода или кабеля (с возможным закреплением грузов в различных точках пружинных витков средней части спирали), и их количество, длина шагов, высота могут варьироваться в сравнении с аналогичными параметрами спиральных шагов концевых частей проволочной спирали или спирального прутка (в сторону увеличения или уменьшения)), обеспечиваются более высокие аэродинамические характеристики устройства и расширяется его частотный диапазон.
Источники информации
[1]. Описание изобретения к авторскому свидетельству №364274 «Способ гашения пляски проводов», H02G 7/14, заявлено 05.05.1966, опубликовано 25.07.1977.
[2]. Описание изобретения к авторскому свидетельству №1725310 «Воздушная линия электропередачи», H02G 7/14, заявлено 09.04.1990, опубликовано 07.04.1992.
[3]. Описание изобретения к патенту РФ №2365009 «Гаситель пляски проводов воздушной линии электропередачи», H02G 7/14, заявлено 08.07.2008 г., опубликовано 20.08.2009.
[4]. Патент США №4620059 «Гаситель вибрации», H02G 7/14 (174-42), опубликован 28.10.1986.
[5]. Патент США №2202538 «Защитный протектор», H02G 7/14 (174-42), опубликован 28.05.1940.
[6]. Патент США №2469167 «Гаситель вибрации», H02G 7/14 (174-42), опубликован 03.05.1949.
[7]. Патент США №3662084 «Гаситель вибрации», H02G 7/14 (174-42), опубликован 09.05.1972.