Методические указания по типовой защите от вибрации и субколебаний проводов и грозозащитных тросов воздушных линий электропередачи напряжением 35 - 1150 кВ (стр. 11 )

С = 730; z = – 0,2 для N ≤ 2 ·107;

С = 430; z = – 0,17 для N ≥ 2 ·107.

Для оценки степени опасности вибрации также определяются создаваемые вибрацией угловые отклонения провода в местах подвеса, которые могут быть приближенно вычислены по формуле

, (П 1.6)

где: a – угол вибрации, мин. (¢);

2А – двойная амплитуда вибрации в месте установки вибрографа, мм;

u – расстояние от места установки вибрографа до места выхода провода из зажима, м.

Опасной считается вибрация, создающая угловые отклонения провода у мест его подвеса более 5 - 10¢.

Информация о числе циклов колебаний провода, накопленная за период измерений, может быть использована для оценки срока службы проводов до появления усталостных повреждений. При этом используется гипотеза линейного накопления повреждений [3]. В соответствии с этой гипотезой доля повреждений для определенного уровня циклических напряжений si находится по отношению – числа циклов ni напряжений данного уровня, накапливаемых за 1 год эксплуатации, к числу Ni циклов колебаний с этим же уровнем напряжений до появления повреждений. При этом число циклов Ni может быть установлено в результате усталостных испытаний провода (построения кривой Веллера) либо с использованием пограничной кривой безопасных напряжений, описываемой уравнением (3.3).

Предполагается, что накопление повреждений происходит линейно и на процесс накопления не влияет последовательность возникновения напряжений разного уровня.

Суммарное накопленное повреждение за 1 год при этом составит

. (П 1.7)

Срок службы провода до появления усталостных повреждений определяется выражением:

. (П 1.8)

Остаточный срок службы составит:

, (П 1.9)

где: – срок эксплуатации провода к моменту проведения оценки, лет.

Проверка эффективности действия гасителей вибрации осуществляется путем одновременной установки не менее, чем двух приборов измерения вибрации: одного - на проводе, защищенном гасителями, а другого - на проводе без гасителей, и сравнении результатов измерений. Показателем эффективной работы гасителя является отсутствие зарегистрированной прибором опасной вибрации на защищенном проводе. Хорошей работой гасителя следует считать уменьшение максимальной амплитуды вибрации более чем в 10 раз, удовлетворительной - более чем в 5 раз.

Для измерения изгибных колебаний проводов и тросов в настоящее время используются приборы «ХИЛДА» фирмы «СЭД Систем» (Канада), «ВИБРЕК-300» фирмы «СЕФАГ» (Швейцария), который является одним из лучших приборов, и прибор АРВК-01 фирмы Энергосетьстройпроект (Россия), который по многим параметрам близок к регистратору «ВИБРЕК-300». Однако ни один из перечисленных регистраторов не получил широкого применения из-за высокой стоимости, недостаточной надежности в условиях измерения на работающих ВЛ при высоком уровне помех от короны, воздействия низкой температуры, а также труднодоступности специализированных батарей для перезарядки прибора.

В таблице П 1.3 приведены основные технические характеристики существующих регистраторов и технические требования к вновь разрабатываемым регистраторам.

Таблица П 1.3 – Основные технические характеристики регистраторов

Параметр	Требования к разрабатываемым регистраторам	Регистратор «ВИБРЕК-300»	Регистратор «АРВК-01»
Рабочий диапазон частот	0,1 – 150	0,1 – 200	0,2 – 100
Максимальная амплитуда колебаний, мм	1,0	1,0	1,0
Число поддиапазонов частот	18	16	13
Амплитудно-частотная емкость ячейки	1,0 млрд событий	1,0 млрд событий	15 млн событий
Рабочий диапазон температур, °С	-60 – +40	-40 – +80	-20 – +40
Продолжительность автономной работы, мес.	3	3	1

3. Порядок установки гасителей вибрации в

больших переходных пролетах

3.1. Проверяется наличие всех типов гасителей, предназначенных для установки на данном переходе.

3.2. Проверяется комплектность деталей каждого гасителя; наличие болтов, гаек, шайб, замков, предохранителей и соответствие типа и основных размеров гасителя (размер грузов, диаметр тросика, длина гасителя, размер губок зажима) данным чертежей.

3.3. Проверяется, свободно ли навинчиваются гайки на болт, не прогнуты ли тросики гасителей; при необходимости - выправляются.

3.3. Проверяется сбрасывающий механизм гасителей сбрасывающегося типа, для этого:

а) установить гаситель с вынутым предохранителем на горизонтальном отрезке провода (или стержне) соответствующего диаметра, слегка (рукой) затянув болт, стягивающий щеки гасителя.

При этом отверстия для предохранителя в щеках и распорной втулке совпадают, и предохранитель из медной проволоки диаметром 2 - 2,5 мм свободно проходит в отверстие;

в) установив гаситель, как указано выше (без предохранителя), толкая рукой в торец груза, проверяется, как сходят нижние выступы щек с распорной втулки, свободно ли поворачиваются щеки на болте, освобождая провод, и как сбрасывается гаситель с провода.

3.5. При применении сбрасывающихся гасителей заготавливаются с необходимым запасом предохранители из медной мягкой (отожженной) проволоки диаметром 2,0 - 2,5 мм; длина предохранителя – 90 - 100 мм.

3.6. Проверяется наличие и правильность установки отбойных щитов на роликовых поддерживающих устройствах промежуточных переходных опор согласно монтажным чертежам. Обращается внимание на крепление щитов и правильное расположение прорези щита относительно провода.

Ширина прорези в доске щита должна быть для проводов диаметром:

- до 13 мм – 30 мм;

- 14 - 30 мм – 40 мм;

- 31 - 40 мм – 50 мм.

3.7. Установка гасителей на проводах и тросах переходных пролетов производится на расстояниях, указанных в монтажных чертежах.

3.8. В местах подвеса проводов двух гасителей сначала устанавливается второй, а затем первый от опоры гаситель. При этом обеспечивают такое расположение гасителей, при котором они будут располагаться строго под проводом и будут надежно закреплены.

3.9. Установка гасителей вибрации сбрасывающегося типа производится в следующей последовательности:

а) вынимается предохранитель, проворачивается тросик с грузами на болте, так, чтобы нижние концы щек сошли с распорки. Удерживая гаситель в таком положении, раздвигаются губки зажима, и между ними вводится провод, после чего, поворачивая тросик с грузами на болте, вводится распорка между нижними концами щек.

Придерживая гаситель рукой, нужно завернуть от руки гайку и вставить предохранитель в сквозное отверстие щек и распорки;

б) гаситель устанавливается точно на указанном в монтажном чертеже расстоянии (от точки схода провода с ролика либо от края защитной муфты до середины зажима гасителя).

После проверки правильности расположения гасителя на проводе, выступающие концы предохранителя загибаются, гайка болта затягивается ключом до отказа так, чтобы гаситель надежно был закреплен на проводе; при применении пластинчатых замков (стопорных шайб) они отгибаются на грани головки болта и гайки.

4. Определение амплитуды колебаний проводов и тросов

В соответствии с ростом амплитуды уровень вибрации проводов будет возрастать до тех пор, пока энергия ветра не уравновесится энергией, рассеиваемой за счет гасителей, установленных на них, а также самодемпфирования провода.

При определении амплитуды колебаний пролеты ВЛ рассматриваются закрепленными на концах так, что энергия не передается через концевую арматуру. Такой вариант конструкции пролета является наихудшим, так как в реальном пролете только часть энергии задерживается в концевых устройствах пролета.

Входная энергия ветра зависит от размера провода, частоты срыва вихрей и амплитуды вибрации. Кроме того, на нее влияет турбулентность ветрового потока. Из-за такого большого разброса исходных данных очень трудно подобрать математическую модель, отражающую все эти зависимости. Входную энергию ветра, Вт/м, можно представить виде кривой, представленной на рисунке П 1.2 [11, 12], отражающей зависимость вибрации провода от амплитуды, выраженную в следующем виде

, (П 1.10)

где: f – частота вибрации, Гц;

D – диаметр провода, м.

Функция F(y/D), аппроксимирующая среднюю кривую всех известных из различных источников результатов испытаний в аэродинамической трубе, имеет вид

, (П 1.10.1)

где: у – двойная амплитуда, т. е. размах, м.

Провода высоковольтных линий обладают свойством самодемпфирования вследствие межповивного трения. Самодемпфирование зависит от таких факторов, как амплитуда, частота колебаний, тяжение в проводе и ряда других факторов.

С учетом указанных факторов получено следующее выражение для определения энергии самодемпфирования за один цикл, Вт

, (П 1.11)

где: а и b – постоянные;

кл – коэффициент демпфирования, Н · м;

у – двойная амплитуда в пучности, м;

– длин волны, м.