Методические указания по типовой защите от вибрации и субколебаний проводов и грозозащитных тросов воздушных линий электропередачи напряжением 35 - 1150 кВ (стр. 3 )

Вызываемые вибрацией повреждения проводов могут иметь место при всех типах применяемых в практике поддерживающих зажимов, в том числе в зажимах с качающейся «лодочкой» и в роликовых подвесных устройствах, где провод свободно лежит в канавке ролика.

Повреждения обычно концентрируются в местах выхода провода с опорной поверхности ложа зажима или ролика.

Повреждения проводов в натяжных зажимах происходят значительно реже, чем в поддерживающих, поскольку на выходе из натяжного зажима провод не испытывает статических напряжений изгиба, возникающих в местах схода проводов с поддерживающих зажимов.

Повреждения проводов в натяжных зажимах обычно происходят в зоне выхода из устья зажима.

Повреждения проводов от вибрации в пролетах наблюдаются крайне редко и могут возникать в местах выхода из соединителей большой длины, обладающих значительной массой, а также в местах установки в пролете шунтов, обводных петель и ответвлений.

Кроме того, сильная вибрация может приводить к обрыву проволок провода в местах некачественной заводской сварки проводов.

Вибрация проводов является причиной износа и разрушения элементов подвески, деталей арматуры (в частности, внутрифазовых распорок расщепленных проводов) и сварных швов металлических опор.

3. Руководство по защите от вибрации ВЛ с одиночными проводами

3.1. Линии и участки линий, не требующие защиты проводов и

тросов от вибрации

Защита от вибрации не рекомендуется в тех случаях, когда отсутствуют условия и причины вибрации проводов и тросов, создающей опасность их разрушения. Степень опасности вибрации определяется расположением BЛ или ее участков относительно преобладающего направления ветров, условиями прохождения линии, тяжением проводов и тросов, конструктивными параметрами пролетов.

В таблице 3.1 представлены пять основных разновидностей топографических особенностей и категорий местности.

В зависимости от условий прохождения трассы линии и ее конструктивных параметров защита от вибрации одиночных проводов и тросов не требуется при длинах пролетов равных или меньших указанных в таблице 3.2, если расчетное механическое напряжение в проводах и тросах при среднегодовой температуре не превышает значений, указанных в таблице 3.3.

Не рекомендуется защита от вибрации проводов и грозозащитных тросов на участках ВЛ, защищенных от поперечных ветров, при прохождении по лесному массиву с высотой деревьев более высоты подвеса проводов, вдоль горной долины и т. п..

Таблица 3.1 – Топографические особенности и категории местности

Категория местности	Характерные особенности топографии
1	Ровная, открытая местность без преград со снежным покровом более 5 мес. в году, водная поверхность значительных размеров
2	Ровная, открытая местность без снежного покрова или со снежным покровом менее 5 мес. в году
3	Слабохолмистая местность, отдельные деревья и строения
4	Пересеченная местность, редкий или низкорослый лес, невысокая застройка
5	Горные районы, территория города с высокой застройкой, лесной массив

Таблица 3.2 – Марки проводов и длины пролетов в зависимости от категорий местности

Провода (тросы)	Номинальное сечение* мм2	Пролеты длиной более, м
Местность категории 2 и 3	Местность категории 4	Местность категории 5
Сталеалюминевые	25 - 95	80	90	100
Марки АС и из алюминиевого сплава АЖ и др.	120 - 240 300 и более	100 120	120 130	130 140
Со стальным сердечником марки АЖС	300 и более	120	130	150
Алюминиевые марки А и	35 - 95	80	90	100
Медные марки М	25 - 50	80	90	100
70 - 150	100	120	130
185 - 400	120	140	150
Стальные	25 и более	120	140	150

* Для комбинированных проводов указано сечение проводящей части.

Таблица 3.3 – Марки проводов и механические напряжения, обусловленные их тяжением

Провода (тросы)	Отношение сечений А/С	Механическое напряжение, обусловленное тяжением провода, Н/мм2
Местность категории 2 и 3	Местность категории 4	Местность категории 5
1	2	3	4	5
Сталеалюминевые марки АС	Менее 0,65	80	90	100
из алюминиевого сплава	0,65–1,0	70	84	90
Со стальным сердечником марки АЖС	1,1–1,5	60	72	80
1,5-4,4	45	50	54
4,5-8,0	35	40	48
8,1-11,4	33	35	40
11,5 и более	30	35	40
Алюминиевые марки А и из алюминиевых сплавов		30	35	40
Медные марки М		100	120	140
Стальные		180	200	220

На линиях или участках линий, не оборудованных защитой от вибрации, в процессе эксплуатации производится выборочный периодический контроль (не реже одного раза в 6 лет) состояния проводов и тросов в поддерживающих зажимах. При обнаружении начальных повреждений усталостного характера либо опасной вибрации (более 5 - 10¢) на линии устанавливаются гасители вибрации.

На линиях, проходящих по лесу и не оборудованных защитой от вибрации, в случае вырубки леса при длинах пролетов больше указанных в таблице 3.2, и механических напряжениях в проводах выше указанных в таблице 3.3, устанавливаются гасители вибрации.

3.2. Способы защиты одиночных проводов и грозозащитных

тросов ВЛ от вибрации

Повреждения проводов от вибрации устраняются двумя способами [10]:

Пассивной защитой - уменьшением результирующего механического напряжения провода при вибрации до безопасного значения, меньшего предела усталости материала провода;

Активной защитой - устранением или уменьшением до безопасного значения вибрации во всем пролете с помощью специальных гасителей вибрации (демпферов).

3.2.1. Методы пассивной зашиты от вибрации

Уменьшение тяжения проводов с целью ослабления опасности повреждения их вибрацией является наиболее эффективным методом пассивной защиты вибрации.

Провода, подвешиваемые с тяжением 15 % разрывной прочности и менее, не восприимчивы к усталостным вибрационным повреждениям. На линиях, имеющих тяжение от 15 до 25 % нормативной прочности, провода требуют установки гасителей вибрации, но при этом достаточно использовать типовые гасители вибрации обычной эффективности. При тяжении от 25 до 30 % разрывной прочности и более для поддержания нормального эксплуатационного уровня требуются гасители вибрации с повышенной эффективностью. Результаты, представленные СИГРЭ и другими организациями, показали, что усталостные повреждения от вибрации при высоких тяжениях (выше 30 % нормативной прочности) неизбежны, даже если на линиях применены эффективные защитные меры.

В практике часто встречаются линии, которые были спроектированы с пониженной высотой опор и уменьшенной стрелой провеса, что соответственно привело к значительному снижению затрат на строительство. В то же время ущербы, возникающие из-за отключения линий в результате обрыва провода из-за износа от вибрации, слишком велики. Повышенные тяжения практически не используются. Указанные факты выработали у многих энергетиков позицию осторожности в решении вопросов о тяжении проводов. Правда, некоторые исследователи считают, что гасители улучшенной конструкции могут решить вопрос об использовании на линиях более высокого тяжения.

Пассивная защита проводов от вибрации за счет уменьшения дополнительных статических напряжений, возникающих от зажатия провода в зажиме, сил опорной реакции и перегиба провода в зажиме может быть эффективной только в том случае, если результирующее напряжение при вибрации незначительно превышает предел усталости провода. В противном случае уменьшение дополнительных напряжений в тех пределах, какие позволяет конструкция крепления провода, может лишь несколько увеличить срок службы провода, но полностью не устраняет опасности его повреждения.

Уменьшение до безопасного значения возникающих при вибрации дополнительных динамических напряжений от периодических перегибов и ударов провода об устье зажима может быть достигнуто:

а) созданием условий, при которых провод во время вибрации будет совершать колебания вместе с зажимом, не испытывая перегиба в месте выхода из зажима и динамических ударов об устье зажима;

б) усилением провода в месте выхода из зажима, что уменьшает кривизну перегибов провода и возникающие при этом дополнительные напряжения, а также сводит к минимуму динамические удары.

Первый путь в известной степени применим к натяжным зажимам. В этом случае масса зажима, момент инерции его относительно оси качания в вертикальной плоскости и трение в шарнире должны быть минимальны с тем, чтобы при вибрации зажим колебался в фазе с проводом, не вызывая перегибов последнего.