Аэродинамический гаситель колебаний проводов линий электропередачи

Авторы патента:

Ляховецкая Людмила Владимировна (KZ)

H02G7/14 - устройства для демпфирования механических колебаний проводов, например для ослабления возникающих при этом акустических колебаний

Владельцы патента RU 2440650:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" (RU)

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к устройствам для гашения колебаний проводов и грозозащитных тросов линий электропередачи. Аэродинамический гаситель колебаний проводов линий электропередачи содержит продолговатый элемент, закрепленный на проводе. Продолговатый элемент выполнен в виде двух полуклемм, облегающих провод и соединенных поясками, к полуклеммам жестко прикреплены сопла в виде полых усеченных конусов, расположенных горизонтально и установленных перпендикулярно проводу симметрично друг другу, повернутых противоположно большими и малыми основаниями относительно друг друга на верхней и нижней полуклеммах соответственно. Для увеличения скорости истечения потока воздуха из узкой части сопла со стороны малого основания предусмотрена наставка в виде полого усеченного конуса, прикрепленного к соплу с помощью соединительного ободка. Технико-экономические показатели достигаются тем, что использование предлагаемого аэродинамического гасителя позволяет уменьшить амплитуду, частоту и период колебательного процесса проводов под действием ветровой нагрузки и повысить тем самым надежность работы линий электропередачи. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к устройствам для гашения колебаний проводов и грозозащитных тросов линий электропередачи.

Известно устройство для предотвращения колебаний проводов (авторское свидетельство СССР №666599 кл. H02G 7/14, 19776), содержащие продолговатый элемент, закрепленный на проводе и выполненный с зубцами, расположенными радиально проводу, причем размеры зубцов и расстояние между ними являются случайными величинами.

К основным недостаткам вышеназванного аналога относятся сложность конструкции и практической реализации. Кроме того, установка данных устройств при оборудовании ими участков проводов снижает эффективность плавки гололеда.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и по достигаемому эффекту аэродинамического гасителя является устройство для предотвращения колебаний проводов (авторское свидетельство СССР №936148 (51) М. кл³ H02G 7/14, 1982), содержащее продолговатый элемент, закрепленный на проводе с зубцами, расположенными радиально и тангенциально проводу, продолговатый элемент выполнен в виде витков спирали из полосы, на двух противоположных сторонах которой расположены упомянутые зубцы.

Недостатком данного прототипа является малая эффективность его практического применения для гашения колебаний проводов в условиях значительной ветровой нагрузки с резким изменением величины скоростного напора ветра и его направления.

Цель изобретения - уменьшение амплитуды, частоты и периода колебательного процесса проводов под действием ветровой нагрузки и повышение надежности работы линий электропередачи.

Поставленная цель достигается тем, что в аэродинамическом гасителе колебаний проводов линий электропередачи, содержащем продолговатый элемент, закрепленный на проводе, в отличие от прототипа продолговатый элемент состоит из двух полуклемм, облегающих провод, с соединительными поясками, расположенными по краям аэродинамического гасителя и соединенных друг с другом болтами, на двух противоположных сторонах продолговатого элемента жестко прикреплены сопла в виде усеченных металлических конусов с соотношением диаметров окружностей большего и меньшего оснований (2…2,5):1.

Преимуществом предлагаемого изобретения является наличие аэродинамических сопел, создающих реактивную силу, направленную противоположно ветровой нагрузке и тем самым способствующую уменьшению амплитуды, частоты и периода колебаний провода.

Для увеличения скорости истечения потока воздуха из узкой части сопла со стороны малого основания сопло имеет насадку в виде «обратного» полого усеченного конуса, прикрепленного к соплу с помощью соединительного ободка. Узкая часть усеченного конуса сопла на расстоянии, равном диаметру малого основания, совместно с расширяющейся конусной частью насадки с углом конусности в пределах 8°…12° образует конфигурацию комбинированного сопла Лаваля. Сопла с насадками расположены горизонтально на обеих сторонах продолговатого элемента, например, по шесть с каждой стороны, горизонтально перпендикулярно проводу, симметрично друг другу. Сопла, расположенные на одной стороне продолговатого элемента, по отношению к соплам, расположенным на другой стороне продолговатого элемента, повернуты противоположно большими и малыми основаниями относительно друг друга.

В качестве варианта сопла с насадками на обеих сторонах продолговатого элемента можно устанавливать в шахматном порядке.

Дополнительный эффект гашения колебаний достигается за счет массы аэродинамического гасителя, а также за счет соединительных поясков, скрепляющих обе половины продолговатого элемента, которые служат аэродинамическими ребрами, расположенными тангенциально проводу и создающими дополнительное сопротивление обтеканию провода воздушным потоком.

Предложенный аэродинамический гаситель колебаний проводов линий электропередачи, представленный на фиг.1 - принципиальная схема аэродинамического гасителя (вид спереди), фиг.2 - продолговатый элемент в виде двух полуклемм (разрез А-А) и фиг.3 - конструкция сопла с насадкой, состоит из продолговатого элемента 1, в состав которого входят две полуклеммы 2 и 3, облегающие провод 4. Полуклеммы соединяются с помощью болтов 5 с гайками 6, входящих в соединительные пояски 7, 8 (фиг.2), расположенные по краям аэродинамического гасителя. Толщина полуклемм 5…6 мм. На верхней полуклемме 2 расположены симметрично друг другу шесть сопел 9 с насадками 10 (фиг.3), в виде полого усеченного конуса с углом конусности 8…12°. На нижней полуклемме 3 аналогично расположены шесть сопел с насадками, симметрично соплам, находящимся на верхней полуклемме, но повернутых насадками в сторону, противоположную насадкам сопел верхней полуклеммы. Размеры сопел и насадок по диаметрам оснований и длине определяются максимальной скоростью ветрового потока в регионе. В качестве вариантов можно чередовать сопла с насадками по размерам больших и малых оснований через одно. Сопла прикрепляются к клеммам газосваркой. Насадки крепятся к соплам с помощью соединительных ободков напрессовкой.

Соединительные пояски 7, 8 дополнительно служат аэродинамическими ребрами, расположенными тангенциально проводу и создающими дополнительное сопротивление обтеканию провода воздушным потоком.

Аэродинамический гаситель работает следующим образом. При воздействии ветровой нагрузки на провод 4 воздух, попадая в широкую часть каждого сопла 9 с определенной скоростью, выходит через узкую часть сопла 9 со скоростью, увеличенной по сравнению к ранее указанной, в соотношении, обратно пропорциональном площадям большего и меньшего отверстий соответственно.

На основе закона об изменении количества движения создается импульс реактивной силы, направленной противоположно ветровой нагрузке. Так как равнодействующая этих сил равна их разности, силовое воздействие ветра на провод значительно уменьшается в связи с тем, что снижается величина возмущающей силы колебательного процесса провода, уменьшается его амплитуда, частота и период колебаний, способствуя их затуханию.

Увеличению реактивной силы и соответственно уменьшению воздействия на провод возмущающей силы ветрового потока способствует наличие на каждом сопле насадки 10. Узкая часть усеченного конуса сопла 9 на длине, равной диаметру меньшего основания, совместно с расширяющейся конусной частью насадки 10 с углом конусности в пределах 8…12° образует конфигурацию комбинированного сопла Лаваля.

Насадка 10 позволяет увеличить скорость истечения потока воздуха и соответственно увеличить реактивную силу, противодействующую усилию воздушного потока, вызывающего колебания провода 4.

Наличие насадки 10 способствует также возникновению реактивной силы сопротивления воздействия на провод воздушного потока в случае направления последнего со стороны насадки.

Соединительные пояски 7, 8 играют роль горизонтальных аэродинамических ребер, которые изменяют процесс обтекания участка провода 4 на длине аэродинамического гасителя воздушным потоком, делая его переменным и тем самым, предотвращая вероятность возникновения низкочастотных колебаний.

Во время гололедного сезона, с учетом неравномерности поля воздействующего ветрового потока, гололед, отлагаясь на поверхности сопел 9 и насадок 10, а также на соединительных поясках 7, 8, формирует на участке провода 4, оборудованном аэродинамическим гасителем, поверхность с переменным профилем. Это приводит к тому, что профиль провода 4 на длине участка, соответствующего длине продолговатого элемента 1, становится аэродинамически устойчивым, что практически исключает возможность возникновения низкочастотных колебаний провода 4.

Дополнительно к вышеуказанному гашению колебаний провода 4 от воздействия ветровой нагрузки способствует масса предлагаемого аэродинамического гасителя колебаний.

При необходимости на больших пролетах линий электропередачи можно использовать предлагаемый аэродинамический гаситель колебаний в виде нескольких однотипных секций.

Использование предлагаемого аэродинамического гасителя позволяет уменьшить амплитуду, частоту и период колебательного процесса проводов под действием ветровой нагрузки и повысить тем самым надежность работы линий электропередачи.

1. Аэродинамический гаситель колебаний проводов линий электропередачи, содержащий продолговатый элемент, закрепленный на проводе, отличающийся тем, что продолговатый элемент выполнен в виде двух полуклемм, облегающих провод и соединенных поясками, к полуклеммам жестко прикреплены сопла в виде полых усеченных конусов, расположенных горизонтально и установленных перпендикулярно проводу, симметрично друг другу, повернутых противоположно большими и малыми основаниями относительно друг друга на верхней и нижней полуклеммах соответственно.

2. Аэродинамический гаситель по п.1, отличающийся тем, что каждое сопло имеет со стороны малого основания насадку в виде полого усеченного конуса с углом конусности 8°…12°.

3. Аэродинамический гаситель по п.1, отличающийся тем, что соединительные пояски полуклемм, использующиеся также в качестве аэродинамических ребер, расположены по краям аэродинамического гасителя и скреплены между собой болтовым соединением.

Похожие патенты:

Гаситель колебаний // 2412511

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к гасителям, для защиты от колебаний проводов и оптических кабелей, подвешиваемых на опорах воздушных линий электропередачи и линий связи.

Гаситель вибрации // 2412510

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к гасителям вибрации воздушных линий электропередачи и линий связи. .

Устройство для передачи и распределения электроэнергии // 2402129

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано на электрических станциях и подстанциях при передаче и распределении электроэнергии в пределах одной электроустановки.

Гаситель вибрации // 2394325

Изобретение относится к электроэнергетике, а более конкретно к гасителям вибрации для проводов воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей линий связи.

Конструкционный способ ограничения интенсивных режимов пляски проводов воздушных лэп // 2387063

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к воздушным линиям электропередачи высокого, сверхвысокого и ультравысокого напряжений. .

Устройство для подавления автоколебаний контактной подвески // 2386552

Изобретение относится к устройствам электроснабжения транспортных средств, содержащим контактные провода, вспомогательные устройства для них, устройства демпфирования механических колебаний проводов и может быть использовано для подавления автоколебаний контактной подвески.

Электрический полимерный изолятор-гаситель колебаний проводов // 2385511

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, предназначенным для крепления проводов линий электропередачи и гашения колебаний проводов при воздействии на них ветровых нагрузок.

Опора для воздушной линии электропередач высокого и сверхвысокого напряжения // 2365010

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в опорных конструкциях для воздушных линий электропередач высокого и сверхвысокого напряжения. .

Гаситель пляски проводов воздушной линии электропередачи // 2365009

Изобретение относится к области электроэнергетики. .

Успокоитель автоколебаний контактной подвески // 2317218

Изобретение относится к линиям электроснабжения, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. .

Гаситель вибрации // 2483408

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к гасителям вибрации, предназначенным для защиты неизолированных проводов и молниезащитных тросов воздушных линий электропередачи, а также самонесущих волоконно-оптических кабелей связи, подвешиваемых на опорах воздушных линий

Гаситель вибрации проводов // 2484568

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено для защиты от ветровой вибрации проводов и грозозащитных тросов воздушной линии электропередачи (ВЛ)

Гаситель низкочастотных колебаний проводов, кабелей и тросов // 2501138

Изобретение относится к областям электроэнергетики, связи, аэродромного обеспечения, а именно к гасителям низкочастотных колебаний (пляски) проводов воздушных линий электропередачи, кабелей воздушных линий связи, проводов и тросов антенно-фидерных устройств аэродромного обеспечения. Гаситель содержит корпус с закрепленными на нем демпферным узлом, маятником и средствами для соединения с проводами или кабелями или тросами. Демпферный узел состоит из двух цилиндрических трубок, размещенных на общей оси, внутри которых с зазором расположен стержень, при этом внешние концы цилиндрических трубок неподвижно закреплены во фланцах, а их внутренние концы закреплены в опирающейся на стержень втулке, установленной с возможностью осевого вращения, маятник состоит из, по меньшей мере, двух параллельных стержней и двух грузов, закрепленных соответственно на одних концах параллельных стержней, другие концы которых закреплены диаметрально противоположно на боковой поверхности втулки. Изобретение позволяет повысить эффективность работы гасителя в условиях низких температур, исключить повреждения проводов (кабелей, тросов) от усталостных явлений из-за вибраций, вызванных жестким закреплением гасителя на проводах (кабелях, тросах), удешевить цену и упростить конструкцию гасителя. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Зажим для закрепления гасителя вибрации // 2516689

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано на воздушных линиях электропередачи. Зажим состоит из корпуса 1, имеющего желоб 6, резьбовое отверстие 11 и отверстие 7 для закрепления в нем упругого демпферного элемента. Плашка 2 имеет желоба 8 и 9, выполненные радиусами R4 и R5, и овальное отверстие 10. Желоб 6 выполняется с радиусами кривизны его поверхности R1=(0,51÷0,55)d1max, R2=(0,43÷0,53)d2min , R3=(0,52÷0,56)d2max , где d1max - максимальный диаметр провода или троса из группы монтируемых в гасителе с плашкой 2 меньшего радиуса желоба 8, d2min - минимальный диаметр провода или троса из группы монтируемых в гасителе с плашкой 2 большего радиуса желоба 9, d2max - максимальный диаметр провода или троса из группы монтируемых в гасителе с плашкой 2 большего радиуса желоба 9. Центры радиусов R1, R2, R3 расположены на наклонной прямой 12, проходящей параллельно продольной оси 13 резьбового болта 3 и под углом α, равным от 12° до 25°, к горизонтальной плоскости. Внутренние поверхности желобов 8, 9 выполняются по радиусам R4=(0,505÷0,55)d1max и R5=(0,51÷0,56)d2max , межцентровое расстояние А принимается равным А=d1max+d2max+dболта+(0,5÷3) мм. Поверхности корпуса 1 и плашки 2 в местах перехода 15, 16 с одной плоскости на другую выполняются по радиусу R6, толщина тела корпуса 1 в месте 17 установки болта 3 равна n=(l,l÷1,8)dболта , плашка 2 в месте 18 выполняется толщиной n3=(0,95÷l,4)dболта с выступом 19, высотой n4 и шириной B=(2,6÷3,5)d болта. Зажим обеспечивает снижение трудоемкости при изготовлении, упрощение и облегчение монтажа на воздушных линиях электропередачи. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство защиты кабелей от налипания снега, обледенения и больших волнообразных колебаний // 2519284

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Устройство содержит фасонную гибкую разомкнутую или замкнутую полностью оболочку с пазом, внутри которого находится гибкая прочная несущая вес оболочки пластина, кабель размещен внутри оболочки, при этом он в нескольких местах по своей длине охвачен хомутами, соединенными между собой в каждом отдельном комплекте жесткими прочными стяжками. При этом хомуты соединены между собой одинаковыми или разными по длине жесткими прочными стяжками с одинаковыми или разными просветами между ними. Причем стяжки, как хомуты и оболочка, выполнены из токонепроводящего материала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Гаситель вибрации // 2533657

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к гасителям вибрации проводов, молниезащитных тросов воздушных линий электропередачи, самонесущих волоконно-оптических кабелей связи. Гаситель выполнен в виде полого корпуса 1 любой геометрической формы, внутренняя полость которого заполнена незамерзающей жидкостью или инертным газом. Корпус 1 соединяется с зажимом 2, закрепляемым на проводе, молниезащитном тросе или кабеле связи и разделяется мембранами (пластинами) 3 на несколько камер 4, в которых выполняются дросселирующие отверстия 5; на мембранах 3 крепятся грузы 6, а фиксация мембран 3 в заданном положении обеспечивается металлической витой пружиной 7. Вся эта конструкция мембран 3 с грузами 6 и пружиной 7 образует так называемый демпферный узел, обеспечивающий работу гасителя по предотвращению вибрации на воздушных линиях. Для обеспечения оптимальной работы гасителя по подавлению вибрации выбираются массы (кг) мембран 3 и грузов 6 из следующего соотношения: (0,0001÷0,0025)f, где f (Гц) - максимальная частота вибрации, свойственная проводам, молниезащитным тросам, кабелям связи, для которых предназначен гаситель, отношение диаметра мембраны к ее толщине, составляющее (3÷500), отношение диаметра отверстий в каждой мембране к диаметру каждой мембраны, составляющее (0,001÷0,1). Изобретение обеспечивает гашение вибраций в широком диапазоне частот. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство ограничения пляски проводов, молниезащитных тросов воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей воздушных линий связи, а также пролет, снабженный такими устройствами (варианты) // 2549204

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к устройствам ограничения пляски проводов, молниезащитных тросов воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей воздушных линий связи, а также пролетам, оборудованным такими устройствами. Устройство состоит из ограничителя кручения, установленного эксцентрично относительно, например, провода и возбудителя крутильных колебаний, установленного на проводе через спиральный протектор так, что его центр массы находится сбоку от продольной оси провода и располагается в горизонтальной плоскости. Ограничитель кручения выполнен в виде замкнутого корпуса, расположенных в нем направляющих с пружинами жесткостью C=c1, c2, …, cn и грузов массой M=m1+m2…+mn с профилированными отверстиями, при этом корпус заполнен газом или незамерзающей жидкостью. По аналогичной конструкции выполнен и возбудитель крутильных колебаний, который закрепляется на расстоянии 1,5÷5,0 м от ограничителя кручения. Интенсивные крутильные колебания провода, молниезащитного троса или кабеля с установленными на них ограничителями кручения и возбудителями крутильных колебаний, являющимися активными демпферами, способствуют интенсивному аэродинамическому демпфированию их колебаний при пляске. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Гаситель низкочастотных колебаний проводов воздушных линий электропередачи (варианты) // 2570347

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к гасителям низкочастотных колебаний проводов воздушных линий электропередачи. Гаситель состоит из герметичного корпуса, связанного с проводами линии и заполненного электро- или магнитореологической жидкостью, в качестве дисперсной фазы которой использованы суспензии наноразмерных электро- или магниточувствительных частиц, демпферного узла и источников электрического или магнитного полей. Демпферный узел выполняется в виде поршневого диска 1, имеющего возможность кругового вращения при колебаниях проводов за счет своих сил инерции и заставляющего при этом циклично перетекать жидкость 7 по герметичному каналу 6. Демпфирование колебаний проводов воздушных линий электропередачи осуществляется силами гравитации и инерции, а электрические или магнитные поля, создаваемые источниками 8, 18, локально воздействуют на жидкость 7, 13, увеличивая ее вязкость и силы сопротивления течению, обеспечивая тем самым процесс управления частотами колебаний гасителя и повышая эффективность его действия. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Широкополосный гаситель вибрации спирального типа, участок воздушной линии и способ монтажа гасителя вибрации спирального типа (варианты) // 2575921

Изобретение относится к электроэнергетике. Гаситель вибрации спирального типа содержит две и более спирали, при этом спирали выполнены с направлением навивки в одну сторону, с одинаковой величиной шага и разными внутренними диаметрами. Заявлен также участок воздушной линии, на котором установлен гаситель вибрации спирального типа такой конструкции. Способ монтажа гасителя вибрации спирального типа на провод, или трос, или кабель воздушной линии заключается в том, что первой монтируют спираль, имеющую наименьший диаметр, навивку начинают от конца, уходящего в пролет, до точки касания провода монтируемой спиралью, от которой до конца спирали остается несколько шагов спирали, аналогичным образом монтируют последующие спирали, начиная со спирали с меньшим диаметром, оставшиеся участки спиралей монтируют в том же порядке, что предыдущие участки спиралей, и первой навивают спираль с наименьшим диаметром и далее следующую спираль с наименьшим из оставшихся диаметром, при этом навивку каждой спирали производят с пропуском первого из оставшихся шагов монтируемой спирали. Технический результат - обеспечение надежной работы по гашению вибраций. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ гашения колебаний проводов воздушных линий электропередачи, волоконно-оптических кабелей линий связи и устройство для его осуществления // 2597429

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к способу и устройству для гашения колебаний проводов воздушных линий электропередачи и волоконно-оптических кабелей линий связи. Способ заключается в использовании в качестве гасящего колебания средства проволочной спирали, спиральной трубки 2, которые изготавливаются, например, из композитного полимерного материала. Проволочные спирали 2 концевыми частями 3 длиной не менее двух шагов спирали жестко закрепляются на проводе (кабеле) 1, а их средняя часть длиной не менее одного шага спирали выполняется в виде пружинных витков 4, свободно и симметрично располагаемых над и вдоль продольной оси 5 провода (кабеля) 1. Проволочная спираль 2 жестко закрепляется концами 3 на проводе (кабеле) 1, а их средняя часть 4 выполняется с увеличенным шагом спирали и плотно навивается на провод (кабель) 1. Предлагаемые способ и устройство позволяют эффективно бороться с пляской и вибрацией проводов (кабелей) 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.