Аэродинамический гаситель пляски проводов Советский патент 1977 года по МПК H02G7/14 

1

Изобретение относится к области электроэнергетики и может найти применение на воздушных линиях электропередачи, проходящих в районах, подверженных пляске проводов.

Известны аэродинамические гасители пляски на воздушных линиях электропередачи, работающие по принципу стабилизации аэродйяамяческих характеристик провода с гололедом 1. При этом для стабилизации указанной характеристики рекомендуется на провод неподвижно закреплять продолговатые элементы - обтекатели, имеющие в поперечном сечении каплевидную симметричную форму. Однако при гололедных отложениях профиль в поперечном сечении изменяется н указанные обтекатели теряют свою эффективность.

Известен также аэродинамический гаситель, выполненный в виде продолговатых стабилизирующих элементов, имеющих в поперечном сечении прямоугольный, Т-образный, клинообразный или трубчатый профиль 2.

Когда такой гаситель смещается от нормального положения, например из-за ослаблений крепления, создаются условия, которые при наличии ветра приводят к пляске провода вместе с укрепленным на нем гасителем.

Цель изобретения - повышение эффективности гасителя пляски.

Это достигается тем, что наружная поверхность продолговатого элемента имеет неправильный переменный профиль, выполненный по закону случайной функции.

Продолговатый элемент гасителя выполняют таким образом, что при мысленном рассечении поверхности этого элемента любой продольной плоскостью, проходящей через ось провода, в сечении каждый раз получаются заданные случайные функции. Следовательно наружная поверхность продолговатого элемента сделана переменной, и.меющей во всех плоскостях сечений различные неправильные профили, выполненные по закону случайной функции.

Случайные функции х(1) каждого сечения центрированы относительно лежащих в той же секущей плоскости образующих некоторого (соосного с проводом) воображаемого базового цилиндра диаметром dn и длиной, равной длине элемента гасителя.

Диаметр dj выступов (наибольший) гасителя, диаметр d впадин (наименьший) гасителя и диаметр d-ц базового цилиндра выбирают из следующих сообпяжений. Диаметр d назначают так, чтобы обеспечить прочность элемента гасителя и его надежное крепление на проводе; диаметр dj, определяют по формуле d,dr+2K,-b, где 1) - ожидаемая толщина стенки гололеда на проводе; KZ - коэффициент, равный 2 (для большей эффективности гасителя Kz может быть увеличен); Диаметр d, находят по формуле 1 /-Д , ) i(d,+dr). При центрировании x(t) относительно образующих базового цилиндра -математическое ожидание mx(t) этой функции относительно этих образующих равно нулю. При этом центры тяжести каждого поперечного сечения гасителя и самого гасителя в целом лежат на оси провода электропередачи. Площадь поперечного сечения по длине элемента гасителя сохраняется неизменной. Корреляционную функцию Kx(t,t) случайной функции x(t) выбирают на основе изучения характеристик случайных процессов отложения гололеда на проводах в конкретном климатическом гололедном районе страны. При этом корреляционная функция K.x(t,t) случайной функции поверхности элемента гасителя должна задаваться с учетом корреляционной функции /( (t,i) случайной функции процесса нарастания стенки гололеда на проводе x(t). Во избежание коронирования гасители изготавливают из электроизоляционного материала, например пластика. По условиям технологичности желательно, чтобы заданные случайные функции, образующие случайную поверхность элемента, были плавными, не имели особых точек типа острие или клюв, т. е. чтобы на них не было пикообразных выступов. Остановимся на термине «случайная функция. Если профиль поверхности элемента в сечении выполнен по заданной случайной функции, то это не означает, что можно вылолнить этот профиль по любой .какой угодно кривой. Наоборот, при выполнении профиля поверхности элемента в сечении по заданной случайной функции кривая профиля изменяется по определенному вероятностному закону. Эти кривые имеют амплитуды и периоды, которые изменяются, но в определенных (вероятностных) пределах. Кривые могут сдвигаться одна относительно другой вдоль оси. Случайные функции x(t), образующие случайную поверхность элемента, имеют свои характеристики, которые определяют характер их изменения. К ним относятся математическое ожидание ) и корреляционная функция K,x(t,t). Поэтому при заданной случайной функции она имеет конкретные заанные численные значения mx(t) и конретную корреляционную функцию Kx(t,. Конкретные численные характеристики заанной случайной функции, образующей поерхность данного продолговатого элемента асителя, должны быть определены на осноании изучения этих характеристик у случайых процессов отложения гололеда в том айоне климатических условий по гололеду, где используется гаситель. Таким образом, если поверхность элемента гасителя образована .кривыми линиями заданной случайной функции, то -эта поверхность будет случайной и имеет определенные вероятностные характеристики. Длина элемента гасителя и количество гасителей, прикрепляемых неподвижно на проводе в пролете, определяются в зависимости от ожидаемой интенсивности пляски. На ф«г. 1 показан элемент гасителя; на фиг. 2 и 3 - расположение гасителей в пролете; на фиг. 4 изобрал ена случайная поверхность элемента гасителя; на фиг. 5, 6, 7 приведены продольный и поперечные разрезы элемента гасителя; на фиг. 7 и 8 - поперечные разрезы гасителя с отложением гололеда. Элемент гасителя имеет наружный наибольщий диаметр d и диаметр d впадин. Жесткий продольный элемент 1 укреплен на проводе 2 диаметром dnp, две образующие 3 и 4 базового цилиндра имеют диаметр ц. Поперечные сечения гасителя также имеют случайные профили (разные для каждого поперечного сечения). Гаситель со случайной поверхностью элемента работает следующим образом. Так «ак провод с предлагаемым гасителем имеет случайные неудобообтекаемые аэродинамически неправильные профили в любом поперечном сечении (.причем в каждом сечеНИИ они отличны друг от друга), невозможно стабильное обтекание профиля воздущным потоком. Вследствие того, что каждое поперечное сечение элемента гасителя отличается от соседнего сечения, подъемная сила по длине элемента гасителя изменяется по случайному закону как по величине, так и по направлению. Кроме того, поскольку при колебаниях провода неизбежно изменение угла атаки обтекания црофиля потоком воздуха, величина и направление подъемной силы в каждом поперечном сечении элемента гасителя с течением времени изменяется также по случайному закону. Таким образом, при случайной поверхности продолговатого элемента подъемная сила на участке провода, оборудованного предлагаемым гасителем, практически равна нулю, т.е. за счет случайной поверхности элемента гасителя происходит аэродинамическая стабилизация провода с гололедом. Для эффективной работы предлагаемого гасителя не обязательно оборудовать продолговатыми элементами всю длину провода в лролете. Достаточно их установить на тех участках провода, на которых к проводу прикладывается наибольшая аэродинамическая сила, т. е. на участках, где обычно возникают наибольшие амплитуды колебаНИИ и максимальные углы атаки обтекания профиля провода воздушным потоком (фиг. 2 и 3). При отложении на элементе гасителя гололеда (процесс отложения гололеда является, как известно, тоже случайным процессом по толщине стенки гололеда, по виду гололеда, по месту отложения гололеда на проводе и т. д.) профиль провода с предлагаемым гасителем остается случайным, так как сложение двух случайных функций дает новую тоже случайную функцию. Этот случай отложе-20 ния гололеда на элементе гасителя показан на Фиг. 8. Здесь видно, что результиоующий профиль имеет случайный характер. Если допустить, что при откладывании гололеда провод равномерно вращается и гололед на эле-25 менте гасителя отложился равномерно со всех сторон, то сложение случайной функции с постоянной величиной дает случайную функцию, и профиль элемента гасителя с гололедом изменяется по длине элемента гаси-30 теля также по случайному закону. В реальных условиях при воздействии ветра на провод его сила и направление являются также случайными. Ясно, что случайный характер воздушного потока не способ-35 ствуют возникновению организованного днижения провода, предлагаемый носитель эффективно работает и в этих условиях. Случайный профиль элемента гасителя (фиг. 1) обеспечивается за счет набора пла-40 нок 1 из пластика, укрепленных неподвижно на проводе. Количество, длина, толщина и высота планок, а также длины дуг между ними - случайные величины. Длины планок выбирают с утетом конструктивных соображений. Требуемый профиль элемента гасителя может быть также обеспечен за счет закрепления на проводе определенного количества шайб или колец из пластика, имеюш,их случайные профили и величины длин. В связи с тем, что предлагаемые элементы гасителей могут изготавливаться самых разных размеров по длине и в поперечном сечеНИИ, а случайные функции x(t) профилей поверхности элементов гасителя могзт иметь разные математические ожидания и корреляционные функции Kx(t,t), предлагаемые гасители могут применяться во всех гололедных районах страны и в линиях передач любых конструкций, напряжений и назначений. Продолговатые элементы повышают эффективкость работы гасителя и не допускают пляску провода при гололедных отложениях и ветре. Конструкция предлагаемого гасителя проста и его изготовление не требует значительных затрат, кроме того, он долговечен. Hcj пользование такого гасителя дает большой экономический эффект. Формула изобретения Аэродинамический гаситель пляски проводов воздушных линий электропередачи, содержащий жесткий .продолговатый элемент, выполненный из электроизоляционного материала, укрепленный на части провода в пролете, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гасителя пляски, наружная поверхность указанного элемента j-j- 1 .--имеет неправильный переменный профиль выполненный по закону случайной функции. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3296375, кл. 317-42, 1969. 2.Авторскоесвидетельство СССР № 227430, кл. Н 02 G 7/14, 1966.

. 2

(.

Отложение гололеда