Устройство для предотвращения пляски проводов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Своз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено12.0476 (21) 2347737/24-07 с присоединением заявки Но (23) Приоритет (51)М. К .

H 02 G 7/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 315. .174 (088.8) Опубликовано 250579. Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 25.05.79 (72) Автор изобретения

С.С. Ржевский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПЛЯСКИ

ПРОВОДОВ

g (ы -(I/2 hl

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для предотвращения режимов пляски проводов и тросов воздушных линий электропередачи. Устройство применяется в электрических сетях воздушных линий энергосистем и промышленных предприятий, расположенных в гололедно-ветровых районах страны и особенно на воздушных линиях сверхвысокого напряжения постоянного и переменного тока с большим числом. проводов в расщепленной фазе или полосе.

Известно устройство для гашения пляски проводов, выполненное в виде сосредоточенного груза, прикреплен-. ного к проводу (1). Однако оно недостаточно эффективно.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для предотвращения пляски проводов воздушных линий электропередачи, содержащее элемент диссипации энергии колебаний провода (2).

Однако для успешной его работы необходима определенная значительная интенсивность пляски непосредственно у гасителя, что может иметь место в большинстве случаев лишь при формах пляски в виде бегущих волн. При стоячих волнах и особенно, когда гаситель оказывается в узле волны, а пучности колебаний располагаются. вдали от опор, интенсивность колебаний провода в опорной точке ничтожна, и гаситель не генерирует, отказывает.

Кроме того частота генерации этого гасителя существенно зависима от частоты волн пляски и не может быть больше их. Частота Я генератора как частота затухающих колебаний узла, подвески провода запишется в следующем виде: где И вЂ” частота волн пляски;

h — коэффициент затухания, реализуемый в гасителе. Отсюда следует, что Я всегда меньше и, так как h у гасителя всегда велико. Это означает, что генератор стимулирует лишь низкочастотные колебания. При достаточно большом возбуждении таких колебаний, при их распространении от опоры к опоре в пролете или переходе из бегуших в стоячие волны их амплитуда превышает амплитуду исходных высокочастотных колебаний и представляет опасность для электроснабжения.

3. 5923

Цель изобретения — повышение эффективности устройства путем перевода низкочастотных режимов пляски в высокочастотные с малой амплитудой.

Это достигается тем, что элемент диссипации энергии выполнен в виде генератора высокочастотных колебаний, Элемент днссипации энергии может со,держать выполненный с отверстием в основании корпус, в котором расположен упругий элемент с установленной на нем нажимной траверсой в виде 10 плиты, по периметру которой расположены подшипники скольжения и к которой шарнирно прикреплена тяга, служащая для прикрепления к ней шарнирно гирлянды изоляторов. !5

На чертеже изображено предлагаемое устрбйство для предотвращения пляски проводов, разрез.

Устройство монтируется на элементе

1 промежуточной опоры воздушной ли- 90 нии.Оно содержит корпус 2 с крышкой 3

1 герметизирующий подвижные части устройства и передающий на опору горизон тальные усилия от гирлянды изоляторов (на чертеже не показана), йажимную траверсу 4 упругого элемента 5, передающую от гирлянды изоляторов через шарнирно подвешенную тягу б вертикаль ные усилия на упругий элемент, в частности пружину сжатия, и горизонтальные усилия — на кожух через упорные подшипники 7, расположенные по периметру плиты (например, 4-б под-. о о шипников скольжения через 90-60 ), фасонное основание 8 для упора упру гого элемента,, диаметр отверстия 9 которого обеспечивает эксплуатационные угловые смещения тяги при отклонениях гирлянды изоляторов.

Такое устройство монтируется на каждой из промежуточных опор участков 40 воздушной линии,где одиночные провода, тросы или провода в расщепленных фазах или полюсах подвержены пляске, В статическом состоянии упругий элемент 5 устройства несколько сжат, 45 воспринимая нагрузку силы тяжести от провода, гирлянды изоляторов и арматуры фазы воздушной линии. Однако при этом имеется запас хода его дальнейшего сжатия, чтобы в динамическом ре- р жиме работы гирлянда изоляторов имела воэможность колебаться на упругом элементе беэ соударения отдельных его частей (у пружины — витков) друр,"с другом. Жесткость 2 (ньютон на 1 и),щ упругого элемента выбирается иэ тако1 го условия, при котором генератор возбуждался бы.в низкочастотном режиме пляски (например, при двухполуволновой пляске, при числе К К полу волн,на пролет). Тогда частота К, пляски провода в пролете равна час- " тоте собственных колебаний генера

-тора : о о Я (2 ) Я

z s z .ГГ

01

:где И вЂ” эффективная масса провода, участвующая в колебаниях упруго го элемента и равная в начальный момент колебаний провода полусумме масс провода слева и справа от опорного узла пролета.

Здесь также положено, что конструкция предлагаемого генератора обеспечивает малое значение коэффициента h затухания колебаний, . ь((Я1) — . (2)

Это достигается уменьшением трений at кожухе устройства за счет применения шарнира, а также уменьшения внутреннего трения в упругом элементе (дЛя пружины, например, применение стали с большим допускаемым напряжением на

Кручение, малый. индекс пружин, отсутствие местных перенапряжений, упрочнение пружины дробью и др.). В ди. намическом режиме работы устройство реагирует на колебания провода уже в самом начале зарождения пляски.

При любом подъеме всего или части провода в пролете (независимо от места расположения участка колебаний, бегущей волны и других) на упругие элементы устройств на каждой из опор в пролете воздушной линии передается соответствующая разгрузка опорной ре» акции подвески провода и вертикальная составляющая изменения натяжения проводов в смежных пролетах в узле подвески провода к гирлянде (при этом горизонтальная составляющая этого изменения натяжения вызывает угловые отклонения гирлянды). Колеблющийся характер силы, действующей на упругий элемент, порождает его колебания, т.е. генерацию. Характер изменения разгрузки опорной реакции и изменения натяжения проводов в смежных пролетах могут быть какими угодно, однако в их частотном спектр" всегда найдется резонансная частота Кои,, которая будет возбуждать генератор . В начале развития пляски, когда в колебаниях гирлянды и упругого элемента участвует вся эффективная масса N проводов, начальная частота Я, гене" рации равна = а о

По проводу слева и справа от опорных узлов с генераторами распространяются волны с частотой S? и некоторой максимальной амплитудой У„ „ равной максимальной амплитуде колебаний упругого элемента генератора

Эти волны искажают исходные колебания провода, если их Величина будет соизмерима с исходными, порождаемыми аэродинамическими силами. Условие достаточности амплитуды генерируемых волн можно записать в следующем виде:

5 59230 где Y,„, — амплитуда статического подъема провода в пролете под действием аэродинамических сил — известная в квазилинейной теории пляски величина, вычисляемая для рассматриваемого пролета при известной расчетной аэродинамической характеристике 5 расчетного профиля гололеда.

Условие (3) практически можно всегда выполнить путем регулирования габаритных и динамических параметрОв упругого элемента и выполнения условия (2) малости затуханий. При этом динамическое усилие Y „ 2, развивающееся у упругого элемента при его колебаниях с амплитудой у„,н, будет возбуждаться малыми усилиями пляски уже в начале ее развития. Наличие значительных трений в устройстве и невыполнение условия (2) снижает чувствительность устройства к малым силам возбуждения, увеличивает порог амплитуд пляски, при котором устрой ство активно генерирует.

Под воздействием аэродинамических сил амплитуда искаженных волн пляски с числом К, полуволн возрастает. Одновременно в связи с изменением формы исходных колебаний провода уменьшается эффективная масса М провода (динамические усилия пляски в отдельных частях пролета перераспределяются и изменяют эффективную 30 нагрузку на провод).

Уменьшение массы М влечет эа собою увеличение частоты генерации, и этот процесс будет развиваться до тех пор, пока в пролете не установят- 35 ся стоячие волны с некоторой максимальной частотой. — К

Мах Мак при которой колеблющиеся провод и 40

его генераторы на опорах образуют единую взаимосвязанную автоколебательную систему: провод получает от ветра энергию и колеблется с безопасной малой амплитудой и одновремен- 45 но поддерживает колебания генераторов, а генераторы колеблются

1 6 с частотой собственных колебаний и, располагаясь в пучности волн, контролируют форму пляски провода, предотвращая возникновение ее опасных низкочастотных форм. Соображения о динамике и условиях работы устройства для предотвращения пляски проводов были проверены и исследованы экспериментально на воздушных линиях.

Работоспособность устройства проверена в Октябрьских электрических сетях Башкирэнерго. устройство принято Башкирской энергосистемой в качестве основной защиты от пляски на ВЛ 500 кВ Бу гульма-Бекетово .

Формула изобретения

1. Устройство для предотвращения пляски проводов воздушных линий электропередачи, содержащее элемент диссипации энергии колебаний провода, о т л и ч а ю щ.е е с я тем, что, с целью повышения эффективности путем перевода низкочастотных режимов пляски в высокочастотные с малой амплитудой, элемент диссипации энергии выполнен в виде генератора высокочастотных колебаний.

2. Устройство по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что элемент диссипации энергии содержит выполненный с отверстием в основании корпус, в котором расположен упругий элемент, на котором установлена нажимная траверса в виде плиты, по периметру которой расположены подшипники скольжения и к которой шарнирно прикреплена тяга, служащая для прикрепления к ней шарнирно гирлянды изоляторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глебов Э.С, Пляска проводов на воздушных линиях электропередачи

500 кВ. БТИ ОРГРЭС, 1965, с. 67, рис. 25.

2. Патент США Р 2831084, 174-42, 1958.

592301

Составитель Л. Январева

Техре Н.. Бабушка Корректор Н. Степ

Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035 Москвад Ж-35 Рараская aa6.< д. 4 5

Редактор Т, Колодцева

Эакаэ 2886/58а

Филиал. ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4