СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПЛЯСКИ ОДИНОЧНЫХ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК H02G7/14 

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к способам и устройствам для ограничения интенсивности пляски одиночных проводов воздушных линий электропередачи.

Известен способ гашения пляски проводов в пролете линии электропередачи путем воздействия на крутильные колебания провода, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности, 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].

Этот известный способ гашения пляски проводов в пролете линии электропередачи, казалось бы перспективный с теоретической точки зрения, на практике трудно осуществим (сложность закрутки проводов в различных направлениях из-за необходимости применения соответствующих приспособлений) и поэтому не нашел распространения при строительстве воздушных линий электропередачи.

Известна также воздушная линия электропередачи, содержащая одиночные провода, на которых жестко закреплены основные эксцентричные грузы, центры тяжести которых расположены вне вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось провода, причем соседние грузы размещены по разные стороны от указанной вертикальной плоскости, отличающаяся тем, что с целью повышения надежности путем предотвращения опрокидывания и раскручивания основных эксцентричных грузов при пляске или других видах эксплуатационных и климатических воздействий, между каждыми двумя соседними эксцентричными грузами установлены дополнительно введенные грузы-ограничители закручивания, каждый из которых жестко закреплен на проводе посредством тяги и расположен эксцентрично под проводом [2].

В вышеприведенной воздушной линии электропередачи для гашения пляски одиночных проводов воздушной линии электропередачи используются конструкции закрепляемых на проводе эксцентричных грузов и грузов-ограничителей, исключающих опрокидывание первых. Такой способ гашения пляски одиночных проводов воздушных линий электропередачи малоэффективен вследствие конструктивной и технологической сложности изготовления эксцентричных грузов и грузов-ограничителей, а также трудностей при их монтаже на линии.

Заявитель ставил перед собой задачу разработки способа и устройства для ограничения интенсивности пляски одиночных проводов воздушных линий электропередачи, которые существенно отличались бы от известных технических решений аналогичного назначения более высокой степенью эффективности подавления вибрационных колебаний в широком частотном диапазоне, простотой конструктивного и технологического исполнения устройства (за счет использования спиральных зажимов), с помощью которого реализуется применяемый способ, а также возможностью реализации предлагаемого технического решения на воздушных линиях электропередачи различных классов напряжения. Данный положительный технический результат был достигнут за счет совокупности существенных признаков заявляемого способа ограничения интенсивности пляски одиночных проводов воздушной линии электропередачи и устройства для его осуществления, представленной в нижеследующей формуле изобретения: «способ ограничения интенсивности пляски одиночных проводов воздушной линии электропередачи, заключающийся в подвеске элементов, по меньшей мере, двух типов на проводе пролета линии с центрами тяжести, располагающимися эксцентрично относительно продольной оси провода и делящими пролет между соседними опорами на, по меньшей мере, два неравных интервала, при этом элементы первого типа, называемые маятниковыми гасителями, закрепляют на проводе преимущественно в горизонтальной плоскости вблизи от концов пролета или от точек крепления элементов второго типа, называемых маятниковыми гасителями-стабилизаторами, располагаемыми ниже провода в преимущественно вертикальной плоскости, при этом маятниковые гасители устанавливают попарно в шахматном порядке таким образом, что одна пара гасителей находится влево от провода, а следующая пара гасителей находится вправо от провода, причем количество маятниковых гасителей-стабилизаторов выбирают в пределах от L/150 до L/250, где L - длина пролета линии в метрах, а их момент инерции превышает момент инерции маятниковых гасителей и выбирается с таким расчетом, чтобы отклонение положения центра масс маятникового гасителя-стабилизатора от вертикали составляло не более 10°÷15°; маятниковые гасители подвешивают на выполненные из спиральных армирующих прутков протекторы, закрепляемые на проводе и предназначенные для защиты провода от износа, усталостных повреждений и от вытяжки в процессе эксплуатации; момент инерции маятниковых гасителей-стабилизаторов превышает момент инерции маятниковых гасителей в пределах 0,5÷1,0 порядка; по меньшей мере, две пары маятниковых гасителей подвешивают на проводе таким образом, чтобы центр масс каждого из первой пары располагался вне вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось провода, а каждый из соседней с ним пары маятниковых гасителей подвешивают по другую сторону от упомянутой вертикальной плоскости на неравных расстояниях от конца пролета линии или от разделяющего их маятникового гасителя-стабилизатора; устройство для ограничения интенсивности пляски одиночных проводов воздушной линии электропередачи выполнено в виде ряда маятниковых гасителей и маятниковых гасителей-стабилизаторов, при этом каждый маятниковый гаситель и каждый маятниковый гаситель-стабилизатор состоит из набора проволочных спиралей, изогнутых совместно в форме буквы Ω и навитых своими концами на провод с не менее чем тремя грузами, выполненными в виде шарообразных или эллипсоидных тел вращения и закрепленными посредством вышеуказанных спиралей в средней части маятникового гасителя и маятникового гасителя-стабилизатора; жесткость проволочных спиралей упругих прядей маятниковых гасителей выбирается такой величины, чтобы при возникновении вибрации обеспечить смещение груза относительно точки статического равновесия в радиальном и тангенциальном относительно продольной оси провода направлении за счет радиального и тангенциального скольжения груза относительно проволочных спиралей; в котором каждый груз маятникового гасителя-стабилизатора состоит из, по меньшей мере, трех шарообразных или эллипсоидных тел вращения».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема размещения гасителей для коротких пролетов (150-250 м), обеспечивающих ограничения интенсивности пляски одиночных проводов воздушных линий электропередачи, выполненная согласно настоящему изобретению; на фиг. 2 то же, что на фиг. 1, вариант схемы размещения гасителей для длинных пролетов (350-500 м) воздушных линий электропередачи; на фиг. 3 схематически (без грузов) показана конструкция маятникового гасителя, выполненного согласно настоящему изобретению; на фиг. 4 то же, что на фиг. 3, конструкция маятникового гасителя-стабилизатора.

Заявляемый способ ограничения интенсивности пляски одиночных проводов воздушной линии электропередачи заключается в подвеске на проводе 1 пролета 2 линии маятниковых гасителей 3 и маятниковых гасителей-стабилизаторов 4. Центры тяжести гасителей 3, 4 располагаются эксцентрично относительно продольной оси провода 1 и делят пролет 2 между соседними опорами 5, 6 на неравные интервалы. Маятниковые гасители 3 закрепляются на проводе 1 преимущественно в горизонтальной плоскости 7 (фиг. 3) вблизи от концов 8, 9 пролета 2 или от точек крепления 10 маятниковых гасителей-стабилизаторов 4, которые, в свою очередь, располагаются ниже провода 1 в преимущественно вертикальной плоскости 11 (фиг. 4). Маятниковые гасители 3 устанавливаются попарно в шахматном порядке таким образом, что одна пара маятниковых гасителей 3 находится влево от провода 1, а следующая пара маятниковых гасителей 3 находится вправо от провода 1 (фиг. 1). Количество маятниковых гасителей-стабилизаторов 4 выбирают в пределах от L/150 до L/250, где L - длина пролета 1 линии в метрах, а их момент инерции превышает момент инерции маятниковых гасителей 3 и выбирается с таким расчетом, чтобы отклонение положения центра масс маятникового гасителя-стабилизатора 4 от вертикали составляло не более 10°÷15°.

Маятниковые гасители 3 подвешиваются на выполненные из спиральных армирующих прутков протекторы, которые, как правило, закрепляются на проводе для для защиты провода от износа, усталостных повреждений и от вытяжки в процессе эксплуатации.

Момент инерции маятниковых гасителей-стабилизаторов 4 превышает момент инерции маятниковых гасителей 3 в пределах 0,5÷1,0 порядка.

Возможен вариант подвески гасителей 3, 4, когда две пары маятниковых гасителей 3, 4 подвешивают на проводе 1 таким образом, чтобы центр масс каждого маятникового гасителя 12, 13 из первой пары располагался вне вертикальной плоскости 11, проходящей через продольную ось провода 1, при этом каждый из соседней с ней парой маятниковых гасителей 14, 15 подвешиваются по другую сторону от вертикальной плоскости 11 на неравных расстояниях (λ₁, λ₂) от конца 8 пролета 1 линии или от разделяющего их маятникового гасителя-стабилизатора 16. (фиг. 2).

Маятниковые гасители 3 и маятниковые гасители-стабилизаторы состоят из набора проволочных спиралей 17, изогнутых совместно в форме буквы Ω и навиваемых своими концами 18, 19 на провод 20, 21, соответственно (фиг. 3 и фиг. 4). В средней части маятникового гасителя 3 и маятникового гасителя-стабилизатора 4 может быть закреплено посредством спиралей 17 не менее трех грузов, например, в форме шарообразных или эллипсоидных тел вращения (не показано).

Изобретение работает следующим образом.

Жесткость проволочных спиралей 17 упругих прядей маятниковых гасителей 3 выбирается такой величины, чтобы при возникновении колебаний обеспечить смещение груза относительно точки статического равновесия в радиальном и тангенциальном относительно продольной оси провода направлениях за счет радиального и тангенциального скольжения груза относительно проволочных спиралей 17. При этом основным активным элементом гашения являются маятниковые гасители 3, которые располагаются по предложенным схемам по длине пролета 2. Их суммарная масса невелика по отношению к массе защищаемого провода 1, а благодаря их горизонтальному расположению чувствительность к колебаниям типа пляски высокая, т.е. они начинают работать сразу при возникновении колебаний типа пляски. Для поддержания стабильного горизонтального положения маятниковых гасителей 3 служат маятниковые гасители-стабилизаторы 4, причем они имеют большую массу и размеры, а располагаются вблизи от маятниковых гасителей 3. Маятниковые гасители 3 и маятниковые гасители-стабилизаторы 4 снабжаются средствами подавления вибрации, работающими по принципу фрикционных демпферов, т.е. они работают и гасителями вибрации проводов воздушных линий электропередачи.

Предлагаемые способ ограничения интенсивности пляски одиночных проводов воздушной линии электропередачи и устройство для его осуществления отличаются конструктивной и технологической простотой их реализации при изготовлении и эксплуатации, а также экономичностью, поскольку как маятниковые гасители, так и маятниковые гасители-стабилизаторы изготавливаются по одинаковой конструктивной схеме, что упрощает и удешевляет производство этого технического решения.

Источники информации

1. Описание изобретения к авторскому свидетельству №364274 «Способ гашения пляски проводов», H02G 7/14, заявлено 05.05.66, опубликовано 25.07.77. Бюллетень №27.

2. Описание изобретения к авторскому свидетельству №1584021 «Воздушная линия электропередачи», H02G 7/14, заявлено 02.09.88, опубликовано 07.08.90. Бюллетень №29.

3. Описание изобретения к патенту РФ №2249893 «Ограничитель гололедообразования и колебаний проводов воздушных линий электропередачи», H02G 7/14, заявлено 30.07.2003, опубликовано 10.04.2005.

4. Описание изобретения к авторскому свидетельству №674136 «Воздушная линия электропередачи», H02G 7/14, заявлено 09.03.77, опубликовано 15.07.79. Бюллетень №26.

5. Описание изобретения к патенту РФ №2412511 «Гаситель колебаний», H02G 7/14, заявлено 26.03.2010, опубликовано 20.02.2011.

6. Описание изобретения к авторскому свидетельству №1073835 «Воздушная линия электропередачи», H02G 7/00, H02G 7/14, заявлено 05.07.1982, опубликовано 15.02.1984.

7. Описание изобретения к патенту РФ №2365009 «Гаситель пляски проводов воздушной линии электропередачи», H02G 7/14, заявлено 08.07.2008, опубликовано 20.08.2009. Бюллетень №23.

8. Описание изобретения к патенту РФ №2549204 «Устройство ограничения пляски проводов, молниезащитных тросов воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей воздушных линий связи, а также пролет, снабженный такими устройствами (Варианты)», H02G 7/14, заявлено 19.06.2013, опубликовано 20.04.2015.

9. Патент США №4159393, класс 174-42 (H02G 7/14), опубликован 26.06.1979.

10. Патент США №3400209, класс 174-42 (H02G 7/14), опубликован 03.09.1968.

11. Патент США №2469167 «Гаситель вибрации», класс 174-42 (H02G 7/14), опубликован 03.05.1949.

12 Патент США №3662084 «Гаситель вибрации», класс 174-42 (H02G 7/14), опубликован 09.05.1972.

Использование: в области электроэнергетики для ограничения интенсивности пляски одиночных проводов воздушных линий электропередачи. Технический результат – повышение эффективности подавления вибрационных колебаний проводов в широком частотном диапазоне. Способ заключается в подвеске на проводе (1) пролета (2) линии маятниковых гасителей (3) и маятниковых гасителей-стабилизаторов (4). Маятниковые гасители (3) закрепляются на проводе (1) в горизонтальной плоскости вблизи от концов (8, 9) пролета (2) или от точек крепления (10) маятниковых гасителей-стабилизаторов (4). Маятниковые гасители (3) устанавливаются попарно в шахматном порядке таким образом, что одна пара маятниковых гасителей (3) находится влево от провода (1), а следующая пара маятниковых гасителей (3) находится вправо от провода (1). Количество маятниковых гасителей-стабилизаторов (4) выбирают в пределах от L/150 до L/250, где L - длина пролета (2) линии в метрах, а их момент инерции превышает момент инерции маятниковых гасителей (3). Маятниковые гасители и маятниковые гасители-стабилизаторы состоят из набора проволочных спиралей, изогнутых совместно в форме буквы Ω и навиваемых своими концами на провод. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ ограничения интенсивности пляски одиночных проводов воздушной линии электропередачи, заключающийся в подвеске элементов по меньшей мере двух типов на проводе пролета линии с центрами тяжести, располагающимися эксцентрично относительно продольной оси провода и делящими пролет между соседними опорами на по меньшей мере два неравных интервала, при этом элементы первого типа, называемые маятниковыми гасителями, закрепляют на проводе преимущественно в горизонтальной плоскости вблизи от концов пролета или от точек крепления элементов второго типа, называемых маятниковыми гасителями-стабилизаторами, располагаемыми ниже провода в преимущественно вертикальной плоскости, при этом маятниковые гасители устанавливают попарно в шахматном порядке таким образом, что одна пара гасителей находится влево от провода, а следующая пара гасителей находится вправо от провода, причем количество маятниковых гасителей-стабилизаторов выбирают в пределах от L/150 до L/250, где L - длина пролета линии в метрах, а их момент инерции превышает момент инерции маятниковых гасителей и выбирается с таким расчетом, чтобы отклонение положения центра масс маятникового гасителя-стабилизатора от вертикали составляло не более 10°÷15°.

2. Способ по п. 1, в котором маятниковые гасители подвешивают на выполненные из спиральных армирующих прутков протекторы, закрепляемые на проводе и предназначенные для защиты провода от износа, усталостных повреждений и от вытяжки в процессе эксплуатации.

3. Способ по п. 1, в котором момент инерции маятниковых гасителей-стабилизаторов превышает момент инерции маятниковых гасителей в пределах 0,5÷1,0 порядка.

4. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере две пары маятниковых гасителей подвешивают на проводе таким образом, чтобы центр масс каждого из первой пары располагался вне вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось провода, а каждый из соседней с ним пары маятниковых гасителей подвешивают по другую сторону от упомянутой вертикальной плоскости на неравных расстояниях от конца пролета линии или от разделяющего их маятникового гасителя-стабилизатора.

5. Устройство для ограничения интенсивности пляски одиночных проводов воздушной линии электропередачи выполнено в виде ряда маятниковых гасителей и маятниковых гасителей-стабилизаторов, при этом каждый маятниковый гаситель и каждый маятниковый гаситель-стабилизатор состоит из набора проволочных спиралей, изогнутых совместно в форме буквы Ω и навитых своими концами на провод с не менее чем тремя грузами, выполненными в виде шарообразных или эллипсоидных тел вращения и закрепленными посредством вышеуказанных спиралей в средней части маятникового гасителя и маятникового гасителя-стабилизатора.

6. Устройство по п. 5, в котором жесткость проволочных спиралей упругих прядей маятниковых гасителей выбирается такой величины, чтобы при возникновении вибрации обеспечить смещение груза относительно точки статического равновесия в радиальном и тангенциальном относительно продольной оси провода направлениях за счет радиального и тангенциального скольжений груза относительно проволочных спиралей.

7. Устройство по п. 5, в котором каждый груз маятникового гасителя-стабилизатора состоит из по меньшей мере трех шарообразных или эллипсоидных тел вращения.