ГАСИТЕЛЬ ВИБРАЦИИ Российский патент 1998 года по МПК H02G7/14 

Изобретение относится к электроэнергетике, а более конкретно, к гасителям вибрации для проводов воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей линий связи.

Известен гаситель вибрации для проводов воздушной линии электропередачи, содержащий гибкий элемент, выполненный в виде стального каната, по концам которого закреплены грузы, выполненные в виде изогнутой трубки, и плашку-зажим, одним концом закрепленную посередине упругого элемента, а другим - на проводе линии [1].

Однако этот гаситель имеет существенные недостатки: в рассматриваемом гасителе невозможно выполнить оптимальное распределение масс грузов, что не позволяет обеспечить оптимальный диапазон вибрационно-частотных характеристик; если же такое распределение все-таки выполнять, меняя, например, сечение трубок по их длине, то это сразу усложняет конструкцию гасителя и делает его малопригодным из-за трудности изготовления.

Известен также гаситель с грузами в форме, напоминающей форму "собачей кости" ("dog bone"), в котором упругий элемент (стальной канат) закреплен со смещением (эксцентрисистетом) относительно оси симметрии грузов [2].

Такой гаситель за счет расположения грузов с эксцентриситетом относительно упругого элемента характеризуется хорошими гасящими свойствами, и его с успехом можно было бы применять на воздушных линиях электропередачи, однако есть несколько существенных препятствий.

Во-первых, большая сложность закрепления стального каната в грузах. Если выполнять закрепление каната в грузах опрессованием, то для этого требуется обеспечить очень большое усилие опрессования, т.е. использовать мощные прессы, сложные матрицы и другие вспомогательные приспособления. Последнее сильно удорожает конструкцию гасителя, делает ее технологически малоприемлемой для промышленного использования.

Болтовые варианты креплений каната в грузах конструктивно и технологически просты, тем не менее очень ненадежны и в процессе эксплуатации быстро приведут к разрушению гасителя.

Наиболее близким техническим решением по отношению к заявленному является гаситель вибрации для проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи, содержащий гибко-упругий элемент, выполненный в виде сердечника и повивов из высокопрочной стали, по концам которого закреплены грузы, и плашку-зажим, одним концом закрепленную посередине гибко-упругого элемента, а другим - на проводе (канате) [3].

Данный гаситель представляет собой широкоизвестный гаситель Стокбриджа с грузами, выполненными в виде полых цилиндрических стаканов, позволяющих доступными средствами закрепить в них концы каната опрессованием. В то же время настоящий гаситель не обладает высокими частотно-вибрационными характеристиками, его гасящая способность оставляет желать лучшего, особенно это проявляется на самонесущих волоконно-оптических кабелях линий связи.

Цель изобретения - разработать гаситель вибрации для проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконных-оптических колебаний линий связи, не имеющий отмеченных недостатков известных гасителей вибрации, что достигается за счет введения в конструкцию гасителя вибрации новых существенных признаков, которые фиксируются в формуле изобретения.

На фиг. 1 представлен гаситель вибрации, выполненный согласно изобретению, главный вид, перпендикулярно проводам (кабелям) линии; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - вид по А-А на фиг. 1.

Гаситель вибрации для проводов 1 воздушных линий электропередачи или самонесущих волокнно-оптических кабелей 1 линий связи состоит из плашки-зажима 2, гибко-упругого элемента (стального каната) 3 и грузов 4, которые выполняются в виде полых цилиндрических стаканов.

Плашка-зажим 2 закрепляется посередине стального каната 3 и к проводу (канату) 1 линии, а концы каната 3 заделываются в грузы 4.

Канат 3, состоящий из сердечника и повивов из высокопрочной стали, закрепляется в грузах 4 с некоторым смещением (эксцентриситетом) относительно их продольной оси 5. Эксцентриситет ("е") гибко-упругого элемента 3 определяется из такого соотношения: е=(1/2^oC1/3) • r_груз., где r_груз. - наружный радиус грузов (цилиндрических стаканов) 4. Кроме того, эксцентриситет ("e₁") внутренних цилиндрических полостей 6 в стаканах 4 определяется по такому соотношению: е = 1/5 • r_груз.

Стальной канат 3 выполняется с верхним повивом, состоящим из спиралей, которые навиваются на его сердечник с некоторым натягом, величина которого рассчитывается из отношения d₁/d_k - 0,82 ^oC 0,85, где d₁ - диаметр спирали наруженого повива каната 3, а d_k- диаметр сердечника каната 3.

Грузы 4 смещены относительно вертикальной оси 7 гасителя на углы α₁ и α₂ (в обе стороны от вертикальной оси 7). Величины этих углов определяются следующим образом: α₁= +(1/6 ÷ 1/3)•π, α₂= -(1/6 ÷ 1/3)•π.

Указанные выше соотношения выбираются экспериментально и теоретическими расчетами, при этом конечной целью экспериментов и расчетов является достижение необходимого уровня гасящей способности гасителя.

Гаситель вибрации работает следующим образом.

С помощью плашки-зажима 2 гаситель устанавливается на провода (кабели) 1 линий на определенных (расчетных) расстояниях от точки крепления изолирующей подвески, обеспечивая защиту проводов (кабелей) от повреждений в результате вибрации за счет разности резонансных частот вибрационных колебаний грузов и проводов (кабелей), при этом амплитуды вибрации проводов (кабелей) линий снижаются в несколько раз. Количество устанавливаемых гасителей вибрации зависит от характера местности, по которой проходит линия: на ровной или малопересеченной местности без древесной или кустарниковой растительности гасителей устанавливается больше, а на сильно пересеченной, застроенной местности или в лесных массивах - меньше.

Предлагаемый гаситель вибрации по сравнению с известными техническими решениями аналогичного назначения имеет следующие преимущества: более высокие частотно-вибрационные характеристики; оптимальная гасящая способность колебаний как проводов, так и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий; простота конструкции и технологии изготовления и как следствие этого доступная стоимость гасителя.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано на воздушных линиях электропередачи и линиях связи с самонесущими волоконно-оптическими кабелями. Гаситель выполняется в виде плашки-зажима 2, грузов 4 и стального каната 3, концы которого заделываются в цилиндрические полости 6 грузов 4; гаситель закрепляется плашкой-зажимом 2 на проводе (кабеле) 1. Стальной канат 3 закрепляется в грузах 4 с определенным эксцентриситетом "е" относительно продольной оси 5 и эксцентриситетом "е₁" внутренних цилиндрических полостей 6 в стаканах (грузах) 4. Экспериментально выбраны соответствующие величины этих эксцентриситетов, что позволяет обеспечить хорошую гасящую способность гасителя. 3 ил.

Гаситель вибрации для проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи, содержащий гибко-упругий элемент, выполненный в виде сердечника и повивов из высокопрочной стали, по концам которого закреплены грузы, и плашку-зажим, одним концом закрепленную посередине гибко-упругого элемента, а другим - на проводе (кабеле), отличающийся тем, что гибко-упругий элемент закреплен в грузах с эксцентриситетом е, величина которого выбрана из следующего соотношения
e = (1/2 ^oC 1/3) x r_{г р у з .},
где e - эксцентриситет гибко-упругого элемента,
r_{г р у з .} - наружный радиус грузов, а эксцентриситет e₁ внутренних цилиндрических полостей в грузах равен e₁ = 1/5 х r_{г р у з .}, при этом верхний повив гибко-упругого элемента выполнен в виде спиралей, смонтированных на сердечнике гибко-упругого элемента с натягом, определяемым из соотношения
d₁ / d_k = 0,82 - 0,85,
где d₁ - диаметр спирали;
d_k - диаметр сердечника гибко-упругого элемента,
причем углы α₁ и α₂ смещения грузов относительно вертикальной оси гасителя составляют α₁= +(1/6 ÷ 1/3)•π, α₂= -(1/6 ÷ 1/3)•πо