УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ВЕТРОВОЙ ВИБРАЦИИ ПРОВОДОВ, ТРОСОВ, КАБЕЛЕЙ
DEVICE FOR DAMPING WIND VIBRATION OF WIRES, TOWS, CABLES

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к устройствам для гашения ветровой вибрации проводов, тросов, кабелей воздушных линий электропередачи и связи.
Известен гаситель пляски проводов воздушной линии электропередачи, содержащий груз и узел крепления, посредством которого груз прикреплен к проводу [1].
Данный гаситель изготовлен с использованием стандартной линейной арматуры, для которой, в отличие от спиральной линейной арматуры, характерен отрицательный момент, связанный с перепадом жесткостей в местах контакта арматуры с проводом, что приводит к повреждению и разрушению провода в местах его подвески.
Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является устройство для гашения ветровой вибрации проводов, тросов, кабелей воздушных линий электропередачи и связи, содержащее упругую прядь проволочных спиралей [2].
Тем не менее, эксперименты, проведенные на вибростенде, показали, что демпфирующие и динамические характеристики такого устройства (гасителя) в диапазоне частот от 3 до 15 Гц оказались недостаточными для защиты проводов, (молниезащитных) тросов и (самонесущих неметаллических оптических) кабелей связи воздушных линий электропередачи и связи.
Заявитель поставил перед собой задачу разработать устройство (гаситель) для гашения ветровой вибрации проводов, (молниезащитных) тросов и (самонесущих неметаллических оптических) кабелей связи воздушных линий электропередачи и связи в диапазоне частот вибрации от 3 до 15 Гц, характеризующееся высокими демпфирующими характеристиками в данном частотном диапазоне, повышением его надежности и долговечности. Вышеотмеченный положительный технический результат был достигнут за счет новой совокупности конструктивных признаков устройства для гашения ветровой вибрации проводов, тросов, кабелей, выполненного согласно настоящему изобретению и представленной а нижеследующей формуле изобретения: устройство для гашения ветровой вибрации проводов, тросов, кабелей, содержащее упругую прядь проволочных спиралей; упругая прядь проволочных спиралей в виде петли установлена на проводе, тросе, кабеле или на линейном зажиме с помощью, по меньшей мере, двух зажимов, при этом на упругой пряди проволочных спиралей расположены распределенные элементы и/или сосредоточенные элементы, расположенные по ее длине, предназначенные для утяжеления и/или изменения жесткости упругой пряди; вышеотмеченные распределенные элементы выполнены в виде не менее, чем одного однослойного или многослойного набора навитых на упругую прядь дополнительных проволочных спиралей; вышеотмеченные сосредоточенные элементы выполнены в виде грузов, закрепленных на упругой пряди проволочных спиралей с помощью дополнительных узлов и распределенных по ее длине».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематически показано устройство для гашения ветровой вибрации проводов, тросов, кабелей, выполненное согласно настоящему изобретению, вариант с упругой прядью проволочных спиралей в виде одиночной петли и двумя зажимами; на фиг. 2 схематически показано устройство для гашения ветровой вибрации проводов, тросов, кабелей, выполненное согласно настоящему изобретению, вариант с трех петлевой упругой прядью проволочных спиралей и четырьмя зажимами; на фиг. 3 схематически показано устройство для гашения ветровой вибрации проводов, тросов, кабелей, выполненное согласно настоящему изобретению, вариант с упругой прядью проволочных спиралей в виде одиночной петли, с двумя зажимами и одним распределенным элементом; на фиг. 4 схематически показано устройство для гашения ветровой вибрации проводов, тросов, кабелей, выполненное согласно настоящему изобретению, вариант с упругой прядью проволочных спиралей в виде одиночной петли, с двумя зажимами и двумя сосредоточенными элементами; на фиг. 5 схематически показано устройство для гашения ветровой вибрации проводов, тросов, кабелей, выполненное согласно настоящему изобретению, вариант с упругой прядью проволочных спиралей в виде одиночной петли, с двумя спиральными зажимами; на фиг. 6 - графики зависимости амплитуды колебаний сталеалюминиевого провода в точке на расстоянии 89 мм от места выхода из поддерживающего зажима в зависимости от частоты (ряд 1 - сталеалюминиевый провод с петлевым гасителем вибрации; ряд 2 - сталеалюминиевый провод; ряд 3 - допускаемое значение амплитуды; ряд 4 - сталеалюминиевый провод с резонансным гасителем вибрации Стокбриджа).
Заявляемое устройство для гашения ветровой вибрации проводов, тросов, кабелей содержит упругую прядь проволочных спиралей и зажимы для установки упругой пряди проволочных спиралей на проводе, тросе, кабеле или на линейном зажиме, при этом на упругой пряди проволочных спиралей располагаются распределенные элементы и/или сосредоточенные элементы, расположенные по ее длине, предназначенные для утяжеления и/или изменения жесткости упругой пряди.
На фиг. 1 представлен вариант устройства с упругой прядью 1 проволочных спиралей, в виде одиночной петли, с двумя болтовыми зажимами 2, 3, с помощью которых прядь 1 устанавливается на проводе (тросе, кабеле) 4 через защитный спиральный протектор 5 и с поддерживающим зажимом 6 для подвески устройства на воздушной линии электропередачи или связи через защитный спиральный протектор 7.
На фиг. 2 представлен вариант устройства с упругой прядью 8 проволочных спиралей в виде трех петлей (трех петлевая упругая прядь проволочных спиралей), с четырьмя болтовыми зажимами 9, 10, 11, 12, с помощью которых упругая прядь 8 устанавливается на проводе (тросе, кабеле) 13 через защитный спиральный протектор 14 и с поддерживающим зажимом 15 для подвески устройства на воздушной линии электропередачи или связи через защитный спиральный протектор 16.
На фиг. 3 представлен вариант устройства с упругой прядью 17 проволочных спиралей в виде одиночной петли, с двумя болтовыми зажимами 18, 19, с помощью которых прядь 17 устанавливается на проводе (тросе, кабеле) 20 через защитный спиральный протектор 21, с поддерживающим зажимом 22 для подвески устройства на воздушной линии электропередачи или связи через защитный спиральный протектор 23 и с распределенными элементами 24.
На фиг. 4 представлен вариант устройства с упругой прядью 25 проволочных спиралей в виде одиночной петли, с двумя болтовыми зажимами 26, 27, с помощью которых прядь 25 устанавливается на проводе (тросе, кабеле) 28 через защитный спиральный протектор 29, с поддерживающим зажимом 30 для подвески устройства на воздушной линии электропередачи или связи через защитный спиральный протектор 31 и с сосредоточенными элементами 32.
На фиг. 5 представлен вариант устройства с упругой прядью 34 проволочных спиралей в виде одиночной петли, с двумя спиральными зажимами 35, 36, с помощью которых прядь 34 крепится на проводе (тросе, кабеле) 37, с поддерживающим зажимом 38 для подвески устройства на воздушной линии электропередачи или связи через защитный спиральный протектор 39.
Упругая прядь 1, 8, 17, 25, 34 проволочных спиралей изготавливается из не менее одного отрезка каната или провода одинарной или двойной свивки. Крепление упругой пряди 1, 8, 17, 25, 34 проволочных спиралей на проводе (тросе, кабеле) 4, 13, 20, 28, 37 осуществляется с помощью болтовых зажимов 2, 3, 9, 10, 11, 12, 18, 19, 26, 27 или спиральных зажимов 35, 36.
На упругой пряди 17 проволочных спиралей располагаются распределенные элементы 24, выполняемые в виде не менее, чем одного однослойного или многослойного набора навитых на нее дополнительных проволочных спиралей, которые позволяют изменять жесткость упругой пряди 17 (фиг. 3).
На упругой пряди 25 проволочных спиралей располагаются сосредоточенные элементы 32, выполняемые в виде грузов, которые крепятся к упругой пряди 25 проволочных спиралей с помощью дополнительных узлов крепления, распределяются по ее длине и предназначаются для утяжеления упругой пряди 25 (фиг. 4).
Изобретение работает следующим образом на конкретном примере реализации заявленного технического решения:
2
2
На фиг. 6 представлены зависимости амплитуды колебаний от частоты сталеалю-миниевого провода, имеющего сечение алюминиевой части 185 см, стальной части 43 мм, наружный диаметр 19,6 мм, разрывное усилие провода 77,7 кН, погонную массу 0,846 кг/и, в точке, отстоящей от точки выхода провода (троса, кабеля) на расстояние 89 мм (общепринятые рекомендации). Допускаемое значение амплитуды колебаний (ряд 3) определялось по общепринятым зависимостям. При данном значении амплитуды в точке выхода провода из поддерживающего зажима возникают напряжения изгиба, при которых после приложения 108 циклов колебаний может произойти усталостное разрушение проволок провода (10 МПа).
В то же время внедрение предлагаемого устройства для гашения ветровой вибрации проводов, тросов, кабелей (гасителя вибрации петлевого типа) в практику электросетевого строительства позволит повысить стойкость воздушных линий электропередачи и связи к низкочастотной вибрации в особенности в пролетах большой длины, а использование распределенных и сосредоточенных дополнительных элементов, утяжеляющих упругую прядь и (или) изменяющих ее жесткость, позволит существенно снизить номенклатуру гасителей вибрации.
Источники информации:
[1] Описание изобретения к авторскому свидетельству №1725310 «Воздушная линия электропередачи», H02G 7/14, заявлено 09.04.1990, опубликовано 07.04.1992.
[2] Описание изобретения к патенту №2365009 «Гаситель пляски проводов воздушной линии электропередачи», H02G 7/14, заявлено 08.07.2008, опубликовано 20.08.2009.
[3] Описание изобретения к патенту №2549204 «Гаситель пляски проводов воздушной линии электропередачи», H02G 7/14, заявлено 08.07.2008, опубликовано 20.08.2009.
[4] Описание изобретения к патенту №2484568 «Гаситель пляски проводов воздушной линии электропередачи», H02G 7/14, заявлено 08.07.2008, опубликовано 20.08.2009.
[5] Описание изобретения к авторскому свидетельству №364274 «Способ гашения пляски проводов, H02G 7/14, заявлено 05.05.1966, опубликовано 25.04.1990.
[6] Патент США №4159393, H02G 7/14, опубликован 26.06.1979.
[7] Описание изобретения к патенту №2316865 «Усовершенствованный гаситель пляски проводов воздушной линии электропередачи», H02G 7/14, опубликовано 10.02.2008.