Устройство для предотвращения пляски проводов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Своз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 120476 (21) 2347737/24-07с присоединением заявки Но(51)М. К,2Н 02 а 7/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытиИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЦЕПИЯ ПЛЯСКИ ПРОВОДОВа 1 ы -1/3 И 1 Изобретение относится к энергетике й может быть использовано для предотвращения режимов пляски проводов и тросов воздушных линий электропередачи, Устройство применяется в электри" ческих 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 111. 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 1 нтенсивность пляски непосредственно у гасителя, что может иметь место в большинстве случаев лишь при формах пляски в виде бегущих волн. 11 ри стоячих волнах и особенно, когда гаситель оказывается в узле волны, а пучности колебаний располагаются. вда" ли 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 - частота волн пляски;Й - коэффициент затухания, реа" лизуемый в гасителе. Отсюда следует, что Я всегда меньше ь 1, так как Ь 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.01=аоПо проводу слева и справа от опорныхузлов с генераторами распространяются волны с частотой Я и некоторой максимальной амплитудой Уравной максимальной амплитуде коле"баний упругого элемента генератораЭти волны 1 искажают исходные колебания провода, если их Величинабудет соизмерима с исходными, порождаемыми аэродинамическими силами, Условие достаточности амплитуды генерируемых волн можно записать в слецующем виде: м (2) м (1) д ) ,ГГ 3. 5923Цель 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. 5На чертеже изображено предлагаемое устрбйство для предотвращения пляски проводов, разрез.Устройство монтируется на элементе 1 промежуточной опоры воздушной ли нии.Оно содержит корпус 2 с крышкой 3 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 гориэон" тальные 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 Е (ньютон на 1 м) упругого элемента выбирается иэ тако 1 го условия, при котором генераторф возбуждался бы.в низкочастотном режиме пляски (например, при двухполуволновой пляске, при числе КК полу- волн,на пролет). Тогда частота К и О пляски провода в пролете равна час-" тоте собственных колебаний генера тора: 1:где И - эффективная масса провода,участвующая в колебаниях упругого элемента и равная в начальный момент колебаний провода полусумме масспровода слева и справа от опорногоузла пролета.Здесь также положено, что конструкция предлагаемого генератораобеспечивает малое значение коэффициента Й эатуха 1 ця колебаний,ЬД - . (2)Это достигается уменьшением трений вкожухе устройства за счет примененияшарнира, а также уменьшения внутреннего трения в упругом элементе (дЛяпружины, например, применение сталис большим допускаемым напряжением наКручение, малый индекс пружин, отсутствие местных перенапряжений, упрочнение пружины дробью и др.), В ди.намическом режиме работы устройствореагирует на колебания провода ужев самом начале зарождения пляски.При любом подъеме всего или частипровода в пролете (независимо от места расположения участка колебаний,бегущей волны и других) на упругиеэлементы устройств на каждой из опорв пролете воздушной линии передаетсясоответствующая разгрузка опорной реакции подвески провода и вертикальная составляющая изменения натяженияпроводов в смежных пролетах в узлеподвески провода к гирлянде (при этомгоризонтальная составляющая этого иэ"менения натяжения вызывает угловыеотклонения гирлянды). Колеблющийсяхарактер силы, действующей на упругийэлемент, порождает его колебания,т.е. генерацию. Характер измененияразгрузки опорной реакции и изменениянатяжения проводов в смежных пролетахмогут быть какими угодно, однако вих частотном спектр". всегда найдетсярезонансная частота Кои котораябудет возбуждать генератор, В начале развития пляски, когда в колебаниях гирлянды и упругого элементаучаствует вся эффективная масса Мпроводов, начальная частота Я, гене"рации равна5 59230 где У, - амплитуда статического подъема провода в пролете под действием аэродинамических сил - известная н квазилинейной теории пляски величина, нычнсляемая 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 УЕ, развивающееся у упругого элемента при его колебаниях с амплитудой У будет возбуждаться малыми усилиями пляски уже в начале ее развития. Наличие значительных трений в устройстве и невыполнение условия (2) снижает чунствительность устройства к малым силам возбуждения, увеличивает порог амплитуд пляски, при котором устройство 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 бтдельных частях пролета перерас" пределяются 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 ся стоячие волны с некоторой максимальной частотой.- )( ммах мах Опри 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 но поддерживает колебания генераторовф, а генераторы колеблются 1 6с частотой собственных колебаний и,располагаясь н пучности волн, контролируют форму пляски провода,предотвращая возникновение ее опасных низкочастотных форм. Соображенияо динамике и условиях работы устройства для предотвращения пляски проводов были проверены и исследованыэкспериментально на воздушных линияхРаботоспособность устройства про"верена в Октябрьских электрическихсетях Башкирэнерго.Устройство принято Башкирскойэнергосистемой в качестве осноннойзащиты от пляски на ВЛ 500 кВ Бугульма-Бекетово,Формула изобретения1. Устройство для предотвращенияпляски проводов воздушных линийэлектропередачи, содержащее элементдиссипации энергии колебаний провода,о т л и ч а ю щ.е е с я тем, что, сцелью повышения эфФективности путемперевода низкочастотных режимов пляски в высокочастотные с малой амплитудой, элемент диссипации энергии выполнен в виде генератора высокочастотных колебаний.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что элемент диссипации энергии содержит выполненныйс отверстием в основании корпус, вкотором расположен упругий элемент,на котором установлена нажимная траверса в виде плиты, по периметру которой расположены подшипники скольжения и к которой шарнирно прикрепленатяга, служащая для прикрепления кней шарнирно гирлянды изоляторов.Источники информации, принятые воннимание при экспертизе1, Глебов Э.С, Пляска проводов навоздушных линиях электропередачи500 кВ, БТИ ОРГРЭС, 1965, с. 67,рис. 25.2. Патент США Р 2831084, 174-42,1958,592301 Составитель Л.Техред Н Бабур в Стец ка ЦНИИПИ по д 13035 Мокомии откая лиал. ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектн Редактор Т, КолодцеваЭакаэ 2886/18 а Тираж 856Государственног лам иэобретенийквад ЖРайш еваКорректорПодписноетета СССРрцтийаб, д, 4