Гаситель пляски расщепленных проводов, его демпфер крутильных колебаний, воздушная линия электропередачи с таким гасителем и воздушная линия электропередачи с гасителем пляски, снабженным таким демпфером Российский патент 2020 года по МПК H02G7/14 

Область техники

Группа изобретений относится к электроэнергетике и может быть использована для гашения низкочастотных колебаний (пляски) расщепленных проводов фазы воздушных линий электропередачи (ВЛ).

Уровень техники

Известен гаситель пляски расщепленных проводов, содержащий два маятника, установленных на демпфере крутильных колебаний, закрепленном в несущей раме [RU 2316865].

В этом гасителе демпфер выполнен в виде многослойной сборки из внутренних и внешних тарелок, соосно установленных на зафиксированной в несущей раме опорной оси. Маятники закреплены на внешних тарелках, которые установлены с возможностью упругого поворота относительно внутренних тарелок за счет сферических эластомерных вкладышей. Несущая рама гасителя выполнена в виде диска с тягами для подвешивания на проводах расщепленной фазы.

Гаситель по патенту RU 2316865 имеет сложную конструкцию, невысокую эффективность и низкую надежность.

Известен гаситель низкочастотных колебаний расщепленных проводов, содержащий двухарочную несущую раму и двуплечий маятник, установленный на демпфере крутильных колебаний, закрепленном в несущей раме [RU 2610834].

В известном гасителе арки выполнены дугообразными. Две дугообразные арки соединены в несущую раму с помощью пары дистанционных распорок, каждая из которых для этой цели снабжена двумя замками, предназначенными для охвата и фиксации наклонных участков дугообразных арок. Концы дугообразных арок попарно приварены к фланцам демпфера. Этот гаситель выбран в качестве прототипа.

Гаситель-прототип характеризуется нетехнологичностью конструкции, сложностью монтажа на ВЛ и недостаточной надежностью.

Указанные недостатки обусловлены следующим.

Арки образуют рамную конструкцию (несущую раму) только в сборе с дистанционными распорками, снабженными вышеупомянутыми замками. Поэтому конструкция гасителя-прототипа не позволяет разделить операции сборки гасителя и его монтажа на дистанционных распорках - эти операции приходится выполнять одновременно. При этом во избежание снижающих эффективность гашения пляски отклонений демпфера с двуплечим маятником от требуемого эксплуатационного положения, необходимо обеспечить высокую точность нескольких сборочно-монтажных операций (при сварке концов арок с торцевыми фланцами демпфера, при фиксации арок в замках распорок, соединяющих арки, при фиксации замков на тягах распорок). Кроме того, поскольку арки не параллельны, даже небольшое смещение распорок вдоль арок приводит к появлению дополнительных механических напряжений в местах сварных креплений концов арок к торцевым фланцам демпфера, что снижает надежность гасителя.

Известен используемый в составе гасителя пляски демпфер крутильных колебаний двуплечего маятника, содержащий корпус, снабженный фланцами, в которых закреплена опорная ось [RU 2501138].

Корпус этого демпфера выполнен из двух резиновых трубок, соосно размещенных на общей опорной оси, зафиксированной в их внешних фланцах. Обращенные друг к другу торцы резиновых трубок корпуса соединены через жесткий цилиндрический элемент, на котором установлен двуплечий маятник. На внешних фланцах трубок закреплены концы двух дугообразных арок несущей рамы гасителя.

Недостатки известного демпфера - низкая эффективность демпфирования, нетехнологичность и ненадежность конструкции.

Эти недостатки обусловлены тем, что:

- жесткий цилиндрический элемент, соединяющий резиновые трубки корпуса, не деформируется при качаниях установленного на ней маятника и поэтому не участвует в демпфировании;

- соединение резиновых трубок через жесткий элемент нетехнологично и ненадежно.

Сущность изобретения

Предметом первого изобретения заявляемой группы является гаситель колебаний расщепленных проводов, содержащий двухарочную несущую раму, двуплечий маятник и демпфер крутильных колебаний, упругий корпус которого снабжен фланцами, при этом двуплечий маятник выполнен в виде грузов, соединенных двумя стержнями с возможностью охвата ими центральной части корпуса демпфера, отличающийся тем, что арки несущей рамы выполнены с параллельными прямолинейными перекладинами, а концы арок попарно соединены перемычками с возможностью трехстороннего охвата указанных фланцев несущей рамой.

Это позволяет разделить операции сборки гасителя и его монтажа на дистанционных распорках фазных проводов ВЛ и, тем самым, повысить технологичность конструкции гасителя, упростить его монтаж на ВЛ, а также повысить эффективность и надежность гасителя за счет снижения требований к точности сборки и монтажа.

Первое изобретение имеет развития, которые состоят в том, что:

- несущая рама выполнена из металлической трубы или из металлического профиля;

- указанные фланцы закреплены в несущей раме сваркой;

- указанные фланцы выполнены прямоугольными или трапецеидальными.

Предметом второго изобретения заявляемой группы является, демпфер гасителя пляски проводов, содержащий упругий корпус, снабженный фланцами, в которых зафиксирована опорная ось, отличающийся тем, что в центральной части корпуса сформирован наружный кольцевой выступ, который охвачен обручем, предназначенным для крепления двуплечего маятника.

Это повышает эффективность демпфирования крутильных колебаний двуплечего маятника, а также надежность конструкции демпфера.

Второе изобретение имеет развития, которые состоят в том, что:

- корпус выполнен из бутилкаучуковой резины или из резины на основе этиленпропилендиенового каучука, или из их смеси;

- внутри корпуса под указанным выступом установлена втулка, охватывающая с зазором опорную ось;

- втулка выполнена из фторопласта или капролона;

- опорная ось выполнена в виде стеклопластикового стержня, помещенного в металлическую или металлопластиковую трубку;

- обруч выполнен прямоугольным;

- корпус выполнен из двух половин, между которыми размещена кольцевая диафрагма жесткости;

- торцы опорной оси снабжены коническими оголовками, а указанные фланцы - коническими патрубками для фиксации в них конических оголовков.

Предметом третьего и четвертого изобретений заявляемой группы являются воздушные линии электропередачи по расщепленным проводам, закрепленным в зажимах дистанционных распорок, содержащие, по меньшей мере, один пролет с подвешенным на указанных распорках гасителем пляски, снабженным двуплечим маятником и демпфером его крутильных колебаний, отличающиеся тем, что указанный гаситель или указанный демпфер выполнены согласно первому или второму изобретению заявленной группы соответственно.

Это повышает надежность передачи электроэнергии по ВЛ с расщепленными фазными проводами за счет снижения вероятности повреждений ВЛ, вызванных пляской проводов.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан гаситель в сборе. На фиг. 2 и 3 показан демпфер гасителя в продольном и поперечном разрезах соответственно. На фиг. 4 показан гаситель, подвешенный на дистанционных распорках проводов расщепленной фазы.

Осуществление группового изобретения с учетом развитий

На фиг. 1 обозначено:

1 - несущая рама с двумя арками 2 и 3;

4 и 5 - параллельные прямолинейные перекладины арок 2 и 3 соответственно;

6 - упругий корпус демпфера крутильных колебаний, выполненный из двух половин;

7 - фланцы корпуса 6;

8 - центральная часть корпуса 6.

В состав двуплечего маятника, установленного на центральной части 8 корпуса 6, входят два стержня 9, охватывающие центральную часть 8 корпуса 6, и грузы 10, соединенные стержнями 9.

Концы 11 арок 2 и 3 попарно соединены перемычками 12. Каждая перемычка 12 и связанные с ней боковины 13 арки 2 и арки 3 охватывают соответствующий фланец 7 с трех сторон.

Рама 1 может быть выполнена из металлической трубы (круглого или прямоугольного сечения) или из металлического профиля (замкнутого или незамкнутого сечения), корпус 6 демпфера - из бутилкаучуковой резины или из резины на основе этиленпропилендиенового каучука, или из их смеси.

Фланцы 7 могут быть дополнительно закреплены в раме 1 сваркой. Они могут быть выполнены прямоугольными (например, квадратными) или трапецеидальными.

Внутри корпуса 6, выполненного из двух половин 6А и 6Б, расположена жесткая опорная ось 14 (фиг. 2 и 3), зафиксированная своими торцами во фланцах 7. Ось 14 может быть выполнена в виде стеклопластикового стержня (например, трубчатого), помещенного в металлическую или металлопластиковую трубку.

Торцы опорной оси 14 снабжены коническими оголовками 15, а фланцы 7 - приваренными коническими патрубками 16 для фиксации в них конических оголовков 15. Это упрощает сборку демпфера.

В центральной части 8 корпуса 6 (на обеих его половинах 6А и 6Б) сформирован наружный кольцевой выступ 17. Выступ 17 охвачен жестким обручем 18, на котором закреплены (например, сваркой) стержни 9 двуплечего маятника. Обруч 18 может быть выполнен сборным, например, из обечайки, охватывающей центральную часть выступа 17, и боковых элементов, охватывающих наклонные части выступа 17. На фиг. 3 показаны отверстия 19 в обруче 18 под болты, стягивающие его сборную конструкцию.

Такая конструкция центральной части корпуса 6 (места крепления маятника) обеспечивает упругость всего трубчатого корпуса демпфера в отношении крутильных колебаний и одновременно - жесткость в отношении поперечной нагрузки от веса маятника. В результате снижается радиальная нагрузка на резиновый корпус 6, повышается надежность и долговечность демпфера, а также эффективность демпфирования им крутильных колебаний двуплечего маятника.

В центральной части 8 корпуса 6 под обручем 18 на опорной оси 14 может быть установлена с зазором 20 втулка 21 (фиг. 3), выполненная, например, из фторопласта или капролона - подшипник скольжения. Благодаря зазору 20, выбираемому в пределах (1-3 мм), при малых амплитудах колебаний маятника втулка 21 работает как подшипник качения (т.е. с уменьшенным трением). Это сокращает мертвую зону демпфирования крутильных колебаний.

Между половинами 6А и 6Б корпуса 6 может быть размещена кольцевая диафрагма жесткости в виде тонкой шайбы 22 (фиг. 2).

Несущую раму 1 из арок 2, 3 с перекладинами 4, 5, боковинами 13 и перемычками 12, попарно соединяющими концы 11 арок, изготавливают отдельно. Арки 2 и 3 могут иметь, например, П-образную или трапецеидальную форму. На демпфере устанавливают двуплечий маятник, приваривая стержни 9 к обручу 18. Затем в изготовленную раму 1 устанавливают демпфер с маятником, так, чтобы элементы 12 и 13 рамы 1 охватывали с трех сторон каждый фланец 7.

Собранный гаситель монтируют на ВЛ (фиг. 4), используя пару дистанционных распорок 23, фиксирующих провода 24 расщепленной фазы. Каждая распорка 23 имеет корпус 25, соединяющий зажимы 26.

(Конструкции дистанционных распорок известны, например, из патентов RU 2175806, RU 2613919, RU 2628998).

Гаситель подводят снизу к проводам 24, фиксированным в зажимах 26 дистанционных распорок 23. При этом нижний провод 24 расщепленной фазы свободно проходит между арками 2 и 3 рамы 1, которая затем подвешивается на распорках 23, например, с помощью планок и винтов, фиксирующих перекладины 4, 5 арок 2 и 3 на корпусах 25 распорок 23.

В заявленном гасителе в отличие от прототипа, смещение одной или обеих распорок 23 по параллельным прямолинейным перекладинам 4 и 5 арок 2 и 3 не вызывает механических напряжений в местах крепления фланцев 7 к раме 1. Такие смещения производятся при монтаже гасителя для равномерного распределения его веса между двумя распорками 23.

Заявляемый гаситель работает следующим образом.

Поперечные (вертикальные) колебания проводов 24 раскачивают закрепленный на обруче 18 двуплечий маятник (стержни 9 с грузами 10), который при этом совершает крутильные колебания вокруг опорной оси 14 корпуса 6. При качаниях маятника обруч 18, охватывающий выступ 17, поворачивается относительно торцевых фланцев 7, фиксированных в раме 1, за счет упругости корпуса 6 демпфера. Благодаря внутреннему вязкому трению в материале упругого корпуса 6 крутильные колебания маятника отстают по фазе от поперечных колебаний проводов 24, что приводит к затуханию колебаний.

Как видно из вышеизложенного, заявляемый гаситель более технологичен, поскольку все его основные узлы, включая несущую раму 1, могут быть изготовлены отдельно и затем собраны в общую конструкцию, монтируемую на дистанционных распорках расщепленных проводов.

Процесс монтажа предварительно собранного гасителя с предлагаемым выполнением несущей рамы 1 из двух арок 2 и 3, имеющих параллельные прямолинейные перекладины 4, 5 и перемычки 12, попарно соединяющие концы арок с возможностью трехстороннего охвата торцевых фланцев 7 корпуса 6 несущей рамой, более прост и удобен, чем монтаж гасителя-прототипа. Прямолинейные перекладины 4 и 5, в отличие от дугообразных, не выступают за уровень верхних проводов 24 расщепленной фазы, что упрощает монтаж гасителя на ВЛ с вертикальным расположением расщепленных фаз.

Трехсторонний охват фланцев 7 соединенными между собой арками 2 и 3, а также отсутствие дополнительных механических напряжений при смещениях распорок 23 по прямолинейным перекладинам 4 и 5 обеспечивают надежную фиксацию корпуса 6 демпфера в раме 1 при эксплуатации гасителя.

Выполнение фланцев 7 прямоугольными или трапецеидальными дополнительно упрощает сборку гасителя и повышает надежность крепления демпфера в несущей раме.

Повышение эффективности и надежности заявляемого демпфера достигается благодаря формированию в центральной части 8 упругого корпуса 6 наружного кольцевого выступа 17, охваченного жестким обручем 18, предназначенным для крепления маятника. Такое конструктивное решение позволяет надежно зафиксировать металлические стержни 9 маятника на центральной части 8 с сохранением ее упругости и тем самым обеспечить участие всего корпуса 6 (по всей его длине) в демпфировании крутильных колебаний.

Выполнение корпуса 6 из двух половин, разделенных тонкой шайбой 22, выполняющей функцию диафрагмы жесткости, дополнительно повышает надежность и технологичность конструкции демпфера, практически не снижая его эффективность.

Использование: в области электроэнергетики для гашения низкочастотных колебаний (пляски) расщепленных проводов фазы воздушных линий электропередачи (ВЛ). Технический результат - повышение надежности передачи электроэнергии за счет снижения вероятности повреждений ВЛ, вызванных пляской проводов. Гаситель колебаний расщепленных проводов содержит двухарочную несущую раму (1), двуплечий маятник и демпфер его крутильных колебаний. Корпус (6) демпфера снабжен фланцами (7). Арки (2) и (3) рамы (1) выполнены с параллельными прямолинейными перекладинами (4) и (5). Концы арок (2) и (3) попарно соединены перемычками (12) с возможностью трехстороннего охвата фланцев (7). Демпфер гасителя пляски проводов содержит упругий корпус (6), снабженный фланцами (7), в которых зафиксирована опорная ось (14). В центральной части (8) корпуса (6) сформирован наружный кольцевой выступ (17), который охвачен обручем (18), предназначенным для крепления двуплечего маятника. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гаситель пляски расщепленных проводов, содержащий двухарочную несущую раму, двуплечий маятник и демпфер крутильных колебаний, упругий корпус которого снабжен фланцами, при этом двуплечий маятник выполнен в виде грузов, соединенных двумя стержнями с возможностью охвата ими центральной части корпуса демпфера, отличающийся тем, что арки несущей рамы выполнены с параллельными прямолинейными перекладинами, а концы арок попарно соединены перемычками с возможностью трехстороннего охвата указанных фланцев несущей рамой.

2. Гаситель колебаний по п. 1, в котором несущая рама выполнена из металлической трубы или из металлического профиля.

3. Гаситель колебаний по п. 1, в котором указанные фланцы закреплены в несущей раме сваркой.

4. Гаситель колебаний по п. 1, в котором указанные фланцы выполнены прямоугольными или трапецеидальными.

5. Демпфер гасителя пляски проводов, содержащий упругий корпус, снабженный фланцами, в которых зафиксирована опорная ось, отличающийся тем, что в центральной части корпуса сформирован наружный кольцевой выступ, который охвачен обручем, предназначенным для крепления двуплечего маятника.

6. Демпфер по п. 5, в котором корпус выполнен из бутилкаучуковой резины или из резины на основе этиленпропилендиенового каучука, или из их смеси.

7. Демпфер по п. 5, в котором внутри корпуса под указанным выступом установлена втулка, охватывающая с зазором опорную ось.

8. Демпфер по п. 7, в котором втулка выполнена из фторопласта или капролона.

9. Демпфер по п. 5, в котором опорная ось выполнена в виде стеклопластикового стержня, помещенного в металлическую или металлопластиковую трубку.

10. Демпфер по п. 5, в котором обруч выполнен прямоугольным.

11. Демпфер по п. 5, в котором корпус выполнен из двух половин, между которыми размещена кольцевая диафрагма жесткости.

12. Демпфер по п. 5, в котором торцы опорной оси снабжены коническими оголовками, а указанные фланцы - коническими патрубками для фиксации в них конических оголовков.

13. Воздушная линия электропередачи с расщепленными проводами, закрепленными в зажимах дистанционных распорок, содержащая, по меньшей мере, один пролет с подвешенным на указанных распорках гасителем пляски, отличающаяся тем, что гаситель пляски выполнен по любому из пп. 1-4.

14. Воздушная линия электропередачи с расщепленными проводами, закрепленными в зажимах дистанционных распорок, содержащая, по меньшей мере, один пролет с подвешенным на указанных распорках гасителем пляски, снабженным двуплечим маятником и демпфером его крутильных колебаний, отличающаяся тем, что указанный демпфер выполнен по любому из пп. 5-12.