ГАСИТЕЛЬ ВИБРАЦИИ
VIBRATION DAMPER

Изобретение относится к области электроэнергетики, а более конкретно к гасителям вибрации, предназначенным для гашения вибрационных колебаний проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи.
Известен гаситель вибрации для проводов воздушных линий электропередачи, содержащий гибкий элемент с держателем, закрепленным на его середине, и грузы, выполненные в виде сферы и закрепленные по его концам, при этом на каждой из указанных сфер закреплены два стержня с массой, равной массе сферы, расположенные в плоскости симметрии сферы и направленные в сторону держателя, причем угол между осью стержня и осью гибкого элемента составляет 10-30° [1].
Этот известный гаситель вибрации имеет существенные недостатки, которые в первую очередь связаны со сложностью конструктивного выполнения грузов в форме сферы с двумя закрепленными на ней стержнями с массой, равной массе самой сферы, что значительно увеличивает его стоимость и затраты на технологический процесс изготовления. Кроме того, данному гасителю вибрации присущи все недостатки, которые характерны для гасителей типа Стокбриджа, то есть фактически он не является многочастотным гасителем вибрации и его практическое применение весьма ограниченно.
Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является гаситель вибрации для проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи, содержащий упругий демпферный элемент, закрепленный своими концами в грузах, и зажим, одним концом закрепленный в средней части упругого демпферного элемента, а другим - на проводе или кабеле [2].
Данный гаситель колебаний для воздушных линий электропередачи австралийской фирмы «Далханти» сконструирован с обеспечением возможности скольжения нескольких проволок упругого демпферного элемента относительно друг друга, что позволяет улучшить амплитудно-частотные характеристики гасителя и, следовательно, несколько расширить его функциональные возможности. Тем не менее, такая конструкция гасителя не может считаться универсальной, позволяющей решить проблемы гашения вибрационных колебаний для многочисленных типов воздушных линий электропередачи и линий связи; в то же время изготовление упругого демпферного элемента с некоторыми скользящими проволоками является достаточно сложным производственным процессом, который еще не полностью проработан на практике, что может препятствовать широкому внедрению данного гасителя вибрации.
Заявитель и авторы ставили перед собой задачу разработки гасителя вибрации принципиально новой конструкции с упругим демпферным элементом, в котором обеспечена свобода продольного скольжения относительно друг друга всех его проволок, что позволяет существенно улучшить амплитудно-частотные характеристики гасителя и его функциональные возможности для использования на линиях различных типов и классов. Указанный положительный практический результат был достигнут за счет новой совокупности существенных отличительных признаков гасителя вибрации, представленной в нижеследующей формуле изобретения: «гаситель вибрации для проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи, содержащий упругий демпферный элемент, закрепленный своими концами в грузах, и зажим, одним концом закрепленный в средней части упругого демпферного элемента, а другим - на проводе или кабеле; упругий демпферный элемент состоит из собранного в пучок набора расположенных параллельно по отношению к друг другу прямых металлических проволок и обжимающего их устройства, закрепленного на части длины указанного набора металлических проволок или по всей его длине от точки закрепления в одном грузе до точки закрепления в другом грузе; в вышеуказанный набор входит не менее 19-ти расположенных параллельно по отношению к друг другу прямых металлических проволок; набор расположенных параллельно по отношению к друг другу прямых металлических проволок в поперечном сечении имеет форму круга; в качестве материала для прямых металлических проволок используют оцинкованную стальную проволоку; в качестве материала для прямых металлических проволок используют алюминированную стальную проволоку; в качестве материала для прямых металлических проволок используют стальную проволоку, плакированную алюминием; обжимающее прямые металлические проволоки устройство выполнено в виде проволочной спирали; обжимающее прямые металлические проволоки устройство выполнено в виде пряди проволочных спиралей; обжимающее прямые металлические проволоки устройство выполнено в виде спиральной пружины; обжимающее прямые металлические проволоки устройство выполнено в виде термоусадочной трубки из эластичного материала; обжимающее прямые металлические проволоки устройство выполнено в виде металлической ленточной оплетки».
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен общий вид гасителя вибрации, выполненного согласно настоящему изобретению, вид спереди, перпендикулярно проводам воздушной линии электропередачи.
Предлагаемый гаситель вибрации для проводов 1 воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей 1 линий связи состоит из упругого демпферного элемента 2, грузов 3, 4 и зажима 5. Упругий демпферный элемент 2 представляет собой набор прямых металлических проволок 6, собранных в пучок в форме круга в поперечном сечении, на части длины которого или по всей его длине расположено обжимающее проволоки 6 устройство 7. Прямые металлические проволоки 6 в пучке располагаются параллельно по отношению одна к другой и совместно с обжимающим устройством 7, если оно расположено по всей длине металлических проволок 6, закрепляются своими концами 8, 9 в грузах 3 и 4. За середину 10 прямые металлические проволоки 6 с обжимающим устройством 7 крепятся зажимом 5 к проводу (кабелю) 1 воздушной линии.
Количество прямых металлических проволок 6 в наборе определяется из расчета достижения максимальной величины логарифмического декремента затухания, обеспечиваемого упругим демпферным элементом 2 и, как следствие этого, в конечном счете оптимальных амплитудно-частотных характеристик гасителя; на практике количество прямых металлических проволок 6 в наборе составляет не более 19 штук.
В качестве материала для прямых металлических проволок 6 применяют оцинкованную стальную проволоку, алюминированную стальную проволоку или стальную проволоку, плакированную алюминием. Обжимающее прямые металлические проволоки 6 устройство 7 выполняется в виде проволочной спирали, пряди проволочных спиралей, спиральной пружины, термоусадочной трубки из эластичного материала, металлической ленточной оплетки и других подходящих для обеспечения данной цели устройств.
Изобретение работает следующим образом.
Настоящий гаситель вибрации, конструктивно выполненный по типу гасителя Стокбриджа, работает на основе принципа поглощения механической энергии, возникающей из-за эффекта трения металлических проволок 6 между собой упругого демпферного элемента 2, которое возникает в момент механического резонанса грузов 3, 4. При этом гаситель обладает достаточно широкой частотной полосой гашения, имеет характеристику энергопоглощения, за счет оригинального конструктивного выполнения упругого демпферного элемента 2, более равномерную во всем диапазоне частот работы провода (кабеля) 1. Энергопоглощение, создаваемое гасителем, достаточно для подавления вибрации во всех рабочих частотах гасителя. Выполнение упругого демпферного элемента 2 в виде набора прямых металлических проволок 6, расположенных по всей своей длине параллельно одна другой, с закрепленным на нем обжимающим устройством 7 позволило увеличить степень и интенсивность трения между проволоками 6 и тем самым улучшить характеристики самодемпфирования упругого демпферного элемента 2, а следовательно, и повысить эффективность работы предложенного гасителя вибрации. Меняя форму и массу грузов 3, 4, их расположение относительно точки закрепления зажима 5 на проводе (кабеле) 1, а также геометрические размеры, материал и механические характеристики проволок 6 упругого демпферного элемента 2, можно достичь высокой эффективности работы заявляемого гасителя вибрации на воздушных линиях электропередачи и линиях связи с самонесущими оптическими кабелями, работающих в различных эксплуатационных условиях. После проведения всесторонних стендовых и натурных испытаний гаситель вибрации будет рекомендован к серийному производству.
Источники информации
[1]. Описание изобретения к авторскому свидетельству №625282 «Гаситель вибрации», H02G 7/14. Заявлено 09.03.1977 г. Опубликовано 25.09.1978 г. Бюллетень №35.
[2]. Описание изобретения к патенту №2262173 «Демпфер колебаний для воздушных линий электропередачи», H02G 7/00, 7/14. Заявлено 13.07.2001 г. Опубликовано 10.10.2005 г. Бюллетень №28.