Распорка для проводов воздушных линий электропередачи

 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано на воздушных линиях электропередачи. Технический результат заявленного изобретения состоит в повышении эффективности гашения вибрации проводов и эксплуатационной надежности. Распорка для проводов воздушных линий содержит тягу и зажимы для крепления тяги к проводам. Распорка снабжена двумя осями со свободно надетым на них набором колец из вибропоглощающего материала, каждая из которых прикреплена параллельно к соответствующему проводу с помощью двух зажимов. Тяга выполнена в виде упругого элемента с двумя устойчивыми состояниями, представляющего собой тонкостенную однородную пластину, выполненную в виде части полого цилиндра. При этом кромки пластины, соответствующие образующим полого цилиндра, выполнены с отбортовкой в форме цилиндра и плотно надеты на вышеуказанные оси с кольцами с возможностью их относительного поворота. 3 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано на воздушных линиях электропередачи.

Известны распорки - виброгасители колебаний проводов, содержащие упругие ограничители в виде отрезков троса, один конец которых закреплен на корпусе распорки, а другой введен в контакт с проводом либо с зажимом провода /см. а.с. СССР N 1624579, кл. H 02 G 7/14, 1991 г.; а.с. СССР N 1624580, кл. H 02 G 7/14, 1991 г./. Снижение уровня вибрации проводов происходит за счет затраты части энергии колебаний на преодоление внутривиткового трения упругих ограничителей.

Недостатком известных устройств является низкая эффективность гашения вибраций проводов. Это объясняется тем, что рассеяние энергии вибраций только за счет внутренних сил трения самого троса малоинтенсивно. Упругие ограничители /отрезки троса/ установлены на жесткой распорке и контактируют с проводами вблизи места их соединения с той же жесткой распоркой. Поэтому относительные смещения проводов и упругих ограничителей минимальны, что еще более снижает эффективность гашения вибраций проводов данными устройствами. Однако главной недостаток заключается в отсутствии в устройстве механизма эффективного релейного срыва резонансного вибрационного режима, обеспечивающего расстройку колебательного процесса.

Известны также распорки для проводов воздушных линий электропередачи, содержащие прикрепленную к проводам тягу, выполненную в виде двух элементов, установленных с возможностью упругого перемещения один относительно другого с ограничением пределов перемещений /см. а.с. СССР N 687515, кл. H 02 G 7/12, 1977 г.; а.с. СССР N 982127, кл. H 02 G 7/12, 1982 г./.

Недостатком известных устройств также является низкая эффективность гашения вибраций проводов, что объясняется малой интенсивностью диссипации энергии колебаний в упругих элементах, а также отсутствием механизма срыва колебаний с резонансного режима.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является распорка для проводов воздушных линий электропередачи, содержащая тягу, выполненную из двух элементов, зажимы для крепления тяги к проводам и узел соединения элементов тяги, выполненный в виде плоского шарнирного четырехзвенного механизма /см. а.с. СССР N 1495889, кл. H 02 G 7/12, 7/14, 1989 г./ и принятая за прототип.

Недостатком устройства-прототипа является низкая эффективность гашения вибраций проводов. Это объясняется отсутствие в распорке демфирующих элементов для диссипации энергии колебаний проводов, а также упругих элементов, ограничивающих колебания проводов при малых амплитудах колебаний и обеспечивающих плавность поглощения колебательного движения проводов. Кроме того, отсутствие упругих элементов в распорке, а также абсолютная жесткостная симметрия конструкции при больших амплитудах колебаний проводов в результате эффекта динамического удара не приводит к перестройке колебательной системы на новую частоту, поэтому процесс расстройки колебательного режима повторяется каждый период /см. описание по а.с. устройства-прототипа/, а сам эффект динамического удара при полном отсутствии упругих сил со стороны распорки обуславливает мгновенную релейную нагрузку на провода, что снижает эксплуатационную надежность устройства.

Сущность изобретения заключается в создании конструкции распорки, которая обладает как и эффективными диссипативными свойствами, так и характеризуется двумя устойчивыми состояниями с упругой ассиметрией для ударной расстройки колебательной системы, при одновременном наличии упругих сил, позволяющих с одной стороны отстроиться нелинейной колебательной системе при динамическом ударе на новую частоту, а с другой стороны - несколько смягчить эффект динамического удара, ослабив тем самым мгновенную нагрузку на провода.

Технический результат - повышение эффективности гашения вибраций проводов и эксплуатационной надежности.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной распорке для проводов воздушных линий электропередачи, содержащей тягу и зажимы для крепления тяги к проводам, особенность заключается в том, что распорка снабжена двумя осями со свободно надетым на них набором колец из вибропоглощающего полимерного материала, каждая из которых прикреплена параллельно к соответствующему проводу с помощью двух зажимов, а тяга выполнена в виде упругого элемента с двумя устойчивыми состояниями, представляющего собой тонкостенную однородную пластину, выполненную в виде части полого цилиндра, при этом кромки пластины, соответствующие образующим формирующего пластину полого цилиндра, выполнены с отбортовкой в форме цилиндра и плотно надеты на вышеуказанные оси с кольцами с возможностью их относительного поворота.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображена предлагаемая распорка, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - упругий элемент во втором устойчивом состоянии.

Распорка для проводов воздушных линий электропередачи содержит тягу 1 и зажимы 2 для крепления тяги 1 к проводам 3, две оси 4 со свободно надетым на них набором колец 5 из вибропоглощающего полимерного материала, каждая из которых прикреплена параллельно соответствующему проводу 3 с помощью двух зажимов 2. Тяга 1 выполнена в виде упругого элемента с двумя устойчивыми состояниями, представляющего собой тонкостенную однородную пластину, выполненную в виде части полого цилиндра, при этом кромки пластины 1, соответствующие образующим формирующего пластину 1 цилиндра, выполнены с отбортовкой в форме цилиндра и плотно надеты на вышеуказанные оси 4 с кольцами 5 с возможностью их относительного поворота. В качестве вибропоглощающего материала для колец 5 использован композиционный полимерный материал /КПМ/, в состав композиции которого входят дисперсные наполнители /графит, каолин/, эпоксидная смола и резиновый порошок.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Колебания проводов 3, вызванные ветровыми или гололедно-ветровыми нагрузками, через зажимы 2 вызывают колебания осей 4, то есть взаимное сближение - удаление, а соответственно сближение - удаление отбортованных по форме цилиндра и охватывающих оси 4 кромок пластины 1. При колебаниях проводов 3 с малыми амплитудами упругая пластина 1, находящаяся в исходно деформированном состоянии, показанном на фиг. 2, несколько изменяет свою кривизну относительно этого состояния в сторону увеличения - уменьшения. При этом изгибная жесткость пластины 1 нелинейно изменяется, что вызывает периодическую плавную отстройку упругой нелинейной колебательной системы пластина 1 - провода 3 от режима с возмущающей частотой. Одновременно с этим охватывающие оси 4 с кольцами 5 цилиндрические кромки пластины 1 поворачиваются, увлекая за собой отдельные кольца 5, поворачивающиеся относительно осей 4 и пластины 1, а также относительно друг друга. Такой проворот, а также вибрация колец 5 из вибропоглощающего материала сопровождаются интенсивной диссипацией энергии колеблющихся проводов. При колебаниях проводов 3 со значительными амплитудами в случаях возникновения резонансных режимов колебаний резко изменяется кривизна пластины 1 за счет значительных перемещений ее кромок. До достижения критического положения упругий элемент 1 работает как пластинчатая цилиндрическая пружина. При достижении плоского состояния и дополнительном действии собственных сил инерции пластина 1 мгновенно выщелкивает и переходит во второе устойчивое состояние /см. фиг. 3/ в форме части полого цилиндра, но с обратной выпуклостью и перпендикулярным направлением изгиба. При этом возникает эффект динамического удара, что приводит к мгновенной отстройке колебательной системы с резонансного режима. Однако наличие упругих сил пластины 1 и диссипативных сил в местах крепления пластины несколько растягивают момент удара во времени, ослабляя мгновенную нагрузку на провода. Кроме того, и это очень важно, системы до щелчка и после /см. фиг. 2 и фиг. 3/ имеют упругую ассиметрию, что объясняется различием условий закрепления цилиндрических кромок пластины 1 в двух данных случаях. Это приводит к скачкообразному изменению собственной частоты колебательной системы после щелчка. Вследствие этого в данной конструкции не будут происходить периодическое повторение процесса отстройки от резонанса, повторное возвращение на резонанс после щелчка в обратную сторону и т.п. Здесь щелчок упругого элемента 1 переводит упругую систему пластина 1 - провода 3 в состояние с другой частотой. И только изменение частоты внешних воздействий вызовет новый обратный щелчок пластины 1 с новой отстройкой от резонанса.

Предлагаемая распорка имеет предельно простую конструкцию, высокую эффективность гашения колебаний проводов за счет одновременной реализации эффектов диссипации энергии колебаний, релейной отстройки нелинейной колебательной системы, а также повышенную надежность при эксплуатации за счет сочетания действия различных факторов и сглаживания динамического удара диссипативными силами и силами упругости.

Формула изобретения

Распорка для проводов воздушных линий электропередачи, содержащая тягу и зажимы для крепления тяги к проводам, отличающаяся тем, что распорка снабжена двумя осями со свободно надетым на них набором колец из вибропоглощающего материала, каждая из которых прикреплена параллельно к соответствующему проводу с помощью двух зажимов, а тяга выполнена в виде упругого элемента с двумя устойчивыми состояниями, представляющего собой тонкостенную однородную пластину, выполненную в виде части полого цилиндра, при этом кромки пластины, соответствующие образующим формирующего пластину полого цилиндра, выполнены с отбортовкой в форме цилиндра и плотно надеты на вышеуказанные оси с кольцами с возможностью их относительного поворота.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3