Предложения по расчету проводов ВЛ на

знакопеременные нагрузки

В процессе длительной эксплуатации ВЛ (10-20 лет и более) из-за вызываемой ветром вибрации

часто наблюдаются усталостные разрушения проволок внешних

повивов проводов и грозозащитных тросов в зоне их выхода из лодочек поддерживающих зажимов, в местах

установки гасителей вибрации и у соединительных зажимов

Система «провод- провод с гасителем вибрации - провод» это стержневая система, состоящая из растянутого постоянной силой Т упругого однородного в пределах каждого участка

стержня с жесткой заделкой на одном конце стержня и шарнирным опиранием на другом

ХТ

L4

L1

L5L2

0

Законы перемещения провода и частей упругого элемента гасителя вибрации описываются двумя однородными

дифференциальными уравнениями

• Для провода• ∂ 4 Wi ∂2 Wi ∂2 Wi• Ei Ji ---------- - T --------- + ρi Fi ------------ = 0• ∂x4 ∂x2 ∂t2

• (i = 1,2,3)• Для частей упругих элементов гасителя вибрации• ∂ 4 Wi ∂2 Wi• Ei Ji ---------- + ρi Fi ------------ = 0• ∂x4 ∂t2

• Где: Ei – приведенный модуль упругости материала провода или упругого элемента гасителя вибрации на i-том участке провода, (i =1,2,3,4,5)$

• Ji - момент инерции поперечного сечения провода или упругого элемента гасителя вибрации относительно его центральной оси на i-том участке;

– Wi – вертикальные перемещения провода и упругого элемента гасителя;

Расчет позволяет оценить степень нагруженности и значения углов перегиба провода на выходе из

поддерживающего зажима и зажимов виброгасителей.

Позволяет рекомендовать места оптимального расположения гасителей вибрации.

Качественная оценка эффективности работы гасителей вибрации от усталостных повреждений

выполняется на основании анализа величин изгибающих моментов в поперечном сечении

провода на выходе из поддерживающего зажима, а так же изгибающих моментов в поперечных

сечениях провода и упругого элемента гасителя вибрации на входах слева и справа в зажим и

корпуса грузов гасителя вибрации.

Расчет проводов на сохранность от вибрации и эффективность гасителя можно выполнить экспериментально-

аналитическим методом на основе соотношений между подводимой

энергией ветра и энергией рассеивания за счет

самодемпфирования провода и поглощения энергии гасителем

вибрации, которая измеряется на каждой ступени задаваемой частоты.

1 2 7

3

6 4 12 4

12 3 4 5 6 7

- Натяжная арматура- Жесткая опора- Измеритель изгибной амплитуды- Вибростол- Натяжное устройство- Испытываемый провод- Гаситель вибрации

Испытательный стенд для определения эффективности гашения вибрации гасителем

min 30 м

• Это соотношение должно удовлетворять условию:• Рwj <Рj + Рс • где, Рwj - предполагаемая энергия ветра (Вт), рассчитываемая по

формуле• Рwj = Ld4fj

3 Fn(yj/d)• d – диаметр провода, м; • Fn(yj/d) – функция энергии ветра, определяемая по формуле• Fn(yj/d)= - 99,73(y\d)3 + 101,62(y\d)2+ 0,162(y\d) +0,2256• Рj – подводимая мощность на каждой ступени задаваемой частоты, Вт; • Рj = FV Vс cos φ• Рс – самодемпфирование при тестировании провода, определяемая по

формуле, Вт,• Рс=Lkyj

2fj5\T2,5

• L – длина максимального защищаемого пролета провода, м;• k – коэффициент демпфирования, 3000-4000 Нм – определяется

экспериментально;• fj - частота, Гц;• yj – амплитуда пучности от максимума до максимума, м;• Т – тяжение, Н;

Эффективность гасителя считается удовлетворительной,

если на каждой резонансной частоте подводимая мощность Рj и энергия самодемпфирования Рс превышают предполагаемую

энергию ветра Рwj. Эта зависимость оформмляется

графически на ЭВМ.

Эффективность работы двух гасителей ГВУ-0,6-0,8 с проводом АЖС-

70/39

Эффективность работы гасителя ГВН-3-12 с проводом АЖС 70/39