Пляска проводов и мероприятия по ее ограничению.

Опасным для воздушных линий явлением, возникающим при ветре и гололеде, связанным с колебательным процессом, является пляска проводов, которая обычно возникает при сочетании порывистого ветра с гололедом при скоростях ветра 5-20 м/с и направлении под углом 30-90^о к оси линии. В отличии от вибрации пляска характеризуется малой частотой, большой амплитудой колебания и большой длиной волны. На проводах образуются стоячие волны, когда длина полуволны становится кратной длине пролета.

Пляска проводов приводит к их схлестыванию и иногда пережиганию электрической дугой, а так же к схлестыванию проводов с тросом. При пляске возникают значительные динамические усилия в линейной арматуре и в траверсах опор, наблюдаются повреждения проводов, линейной арматуры, изоляторов и самих опор. Последствия пляски проводов могут привести к выходу линии из работы на длительное время. Меры борьбы с пляской проводов могут быть направлены на ее ослабление или на уменьшение вероятности схлестывания проводов.

На основании мирового опыта (работа группы специалистов при СИГРЭ по обобщению мирового опыта, журнал «Электра» № 191, 2000 г) можно сделать следующие выводы:

· Создать способ, который гарантировал бы полное гашение и предотвращение пляски проводов при любых природных условиях воздействия ветра и гололеда невозможно.

· Создать гасители, ограничивающие пляску до безопасной величины, работающие на регулирование фазовых соотношений между крутильными и поступательными колебаниями, возможно и они оцениваются в мировой практике, как наиболее перспективные и готовые к практическому применению. Такими гасителями являются маятниковые гасители, которые нашли практическое применение в Канаде, США, Германии, Норвегии, Японии, Бельгии, Словакии, Исландии, Латвии, России и т.д. Маятниковый гаситель представляет собой груз на удлиненной консоли.

· Метод борьбы с пляской проводов за счет нарушения однородности нарастания гололеда и аэродинамической однородности за счет вращения провода и изменения его сечения по длине в настоящее время также считается наиболее перспективным и осуществляется как за счет установки грузов ограничителей закручивания провода, так и за счет, например, спиральных гасителей.

Отсюда вытекает, что можно создать ограничитель пляски проводов, работающий как груз ограничитель закручивания провода, который будет ограничивать величину гололедообразований и одновременно гасить пляску проводов.

3 Устройства по борьбе с гололедообразованием и пляской.

Ограничитель гололедообразования и колебаний типа ОГК (ограничитель) представляет собой комплексное устройство для защиты проводов и грозозащитных тросов линий электропередачи напряжением 10-220 кВ от сверхрасчетного гололеда и повреждений, вызываемых усталостью материала при вибрации и пляске, и является в настоящее время наиболее часто используемым многофункциональным устройством, обеспечивающим надежную защиту ВЛ от атмосферных воздействий (гололед и ветер) и связанных с ними явлений (вибрация и пляска).

Ограничитель выполняется в виде двух грузов, установленных на консолях гибкого элемента из 19 жильного оцинкованного тросика (рис 1) По середине элемента установлен зажим для крепления ограничителя к проводу. Грузы из круглой стали выполнены в виде полуокружности с консолями разной длины. Верхняя консоль, предназначенная для крепления гибкого элемента, короче нижней консоли. Основные геометрические размеры приведены в таблице 1.

Установка ограничителя увеличивает жесткость провода на кручение. Это необходимо для того, чтобы предотвратить закручивание провода при отложении гололеда, первоначально нарастающего с наветренной стороны. Гребешок гололеда за счет повышенной жесткости провода на кручение приобретает более вытянутую форму в сторону аэродинамического потока. Отложения такого вида, с резко выраженной эксцентричной формой, либо осыпаются по мере их роста (при положительной температуре провода), либо постепенно прекращают свой рост (при отрицательной температуре), при этом предотвращается образование массивных гололедных муфт цилиндрической формы.

Работа ограничителя в режиме гасителя пляски обеспечивается конструктивным решением его в виде маятникового гасителя пляски, в котором момент инерции за счет удлиненного рычага и масс грузов в десятки раз превышает момент инерции провода с гололедом и этим расстраивает его частотные характеристики. Эффективность работы ограничителя в режиме гасителя пляски проводов еще более увеличивается за счет смещения центра тяжести ограничителя относительно центра жесткости провода.

Работа ограничителя в режиме гасителя вибрации обеспечивается за счет использования в его конструктивном решении основных элементов гасителя Стокбриджа (гибкий элемент из тросика, грузы, зажим и т. д.) при тех же соотношениях геометрических размеров и масс. Для увеличения его эффективности в режиме работы гасителя вибрации нижние консоли грузов располагают на расстоянии не более 10-20 мм (угол между осями грузов не более 10º), что приводит их к соударению между собой и дополнительному гашению вибрации.

В целях унификации производства ограничителей предусматривается применение грузов массой 1, 3, 5 и 7 кг. Количество ограничителей, устанавливаемых в пролете ВЛ зависит от крутильной жесткости провода, длины пролета, диаметра стального сердечника и провода в целом. Для выполнения роли гасителя пляски маятникового типа ограничители необходимо устанавливать в пролете асимметрично с неравными интервалами.

Рис.1 Ограничитель гололедообразования и колебаний проводов и тросов ВЛ

4 Гасители пляски проводов типа ГПП и ГПР для ВЛ 330-500кВ.

Гаситель пляски проводов типа ГПП (рис 2) применяется на расщепленной фазе из двух проводов и устанавливается на провод в горизонтальном положении между дистанционными распорками (рис. 3). Компоновка гасителя позволяет решать вопросы по комплексной защите от атмосферных воздействий (ограничения массы гололеда и колебаний проводов) вследствии следующих конструктивных решений принятых при его конструировании:

· Ограничение массы гололеда достигается за счет увеличения крутильной жесткости провода, полученной при эксцентричном креплении гасителя к проводу.

· Гашение пляски проводов основано на сдвижке фаз крутильных и поступательных колебаний по отношению друг к другу в соседних проводах фазы и достигается за счет установки грузов на рычагах в противоположные стороны относительно продольной оси фазы (рис.3).

· Гашение вибрации достигается путем уменьшения длины пролета между распорками и грузом и работы гасителя в режиме эксцентрикового гасителя вибрации.

Гасители пляски для фазы из двух проводов выпускаются трех видов:

ГПП-2, 4-13 с грузами массой 2, 4 кг для установки на проводах марок АС-240, АС-300, АС-400, АС-500;

ГПП-3, 2-13 с грузами массой 3, 2 кг для установки на усиленных проводах марок АС-300/204, АС-500/204, АС-500/336 и обычных сечением 550-600 мм ²;

ГПП-4, 0-13 с грузами массой 4, 0 кг для проводов сечением в алюминиевой части более 630 мм ²;

Гасители пляски типа ГПР (рис 4) применяются на расщепленной фазе из трех проводов. Гаситель устанавливается на плашке горизонтальной распорки, по схеме приведенной на рис. 5, так, чтобы груз поочередно располагался в разные стороны от продольной оси фазы. При нечетном количестве групповых распорок гаситель пляски не устанавливается на группу распорок находящуюся в средней части пролета. На плашке груз прикрепляется болтом распорки. Гашение пляски происходит при воздействии на крутильные колебания фазы в целом, так, чтобы соседние участки провода с гасителем и распорками от вертикальных колебаний закручивались в противоположные стороны. Гашение вибрации достигается за счет дополнительной потери энергии при работе гасителя при вибрации как крутильного демпфера всей фазы.

За счет увеличения общей жесткости фазы на кручение происходит значительное уменьшение закручивания отдельных проводов фазы, что способствует снижению массы отложенного гололеда.

Гаситель пляски типа ГПР выпускается трех типов:

ГПР-2, 4-13 с грузами массой 2, 4 кг для установки на проводах марокАС-240, АС-300, АС-З15, АС-330; ГПР-3, 2-13 с грузами массой 3, 2 кг для установке на проводах марок АС-400, АС- 450 АС-500, АС-560; ГПР-4, 0-13 с грузами массой 4, 0 кг для установке на усиленных проводах марок АС –300/204, АС-500/204, АС- 500/336 и для обычных проводов сечением в алюминиевой части от 600мм² до 1200 мм ².

Гасители типа ГПП и ГПР могут устанавливаться на проводах при помощи автовышек, монтажных тележек, а так же при опускании провода на землю. При установке гасителя типа ГПП необходимо задавать ему опережающий угол закручивания порядка 10-15 градусов относительно продольной оси провода, с целью погашения начальных деформаций кручения от действия закручивающего момента от эксцентрикового груза гасителя.

Заключение

В настоящее время выполнены следующий обьем работы:

- обобщены (обзор) опубликованных материалов (патенты и авторские свидетельства) по борьбе с явлениями пляски проводов;

- разработаны теоретической основы способа защиты расщепленной фазы ВЛ от пляски;

- подготовлены к печати 2 научные статьи

СОДЕРЖАНИЕ

1 График выполнения и краткое описание НИРМ............................................................... 2

2 Пляска проводов и мероприятия по ее ограничению....................................................... 2

3 Устройства по борьбе с гололедообразованием и пляской.............................................. 3

4 Гасители пляски проводов типа ГПП и ГПР для ВЛ 330-500кВ......................................... 4

Заключение..................................................................................................................................... 5