Лекция. Вибрация и пляска проводов ВЛ

Содержание лекции: возникновение вибрации и пляски проводов в процессе эксплуатации ВЛ.

Цель лекции: изучение методов и средств борьбы с вибрацией и пляской проводов.

 

При обтекании проводов потоком воздуха, направленным попе­рек оси линии или под некоторым углом к этой оси, с подветренной стороны провода возникают завихрения. Периодически происходят отрывы ветра от провода и образование вихрей противоположного направления.

 

Рисунок 4.1 - Образование вихря за проводом

 

Отрыв вихря в нижней части (см. рисунок 4.1) вызывает появление кругового потока с подветренной сто­роны, причем скорость потока V в точке А становится больше, чем в точке В. В результате появляется вертикальная составляющая давления ветра. При совпадении частоты образования вихрей с одной из частот собственных колебании натянутого провода последний начинает коле­баться в вертикальной плоскости. При этом одни точки больше всего отклоняются от положения равновесия, образуя пучность волны, а другие — остаются на месте, образуя так называемые узлы (см. рисунок 4.2). В узлах происходят только угловые перемещения провода. Такие колебания провода с амплитудой, не превышающей 0, 005 длины полуволны или двух диаметров провода, называются вибрацией.

Вибрация проводов возникает при скоростях ветра 0, 6 - 0, 8 м/с; при увеличении скорости ветра увеличиваются частота вибрации и число волн в пролете; при скорости ветра свыше 5—8 м/с ампли­туды вибрации настолько малы, что не опасны для провода.

Опыт эксплуатации показывает, что вибрация проводов наблю­дается чаще всего на линиях, проходящих по открытой и ровной местности. На участках линий в лесной и пересеченной местности продолжительность и интенсивность вибраций значительно меньше. Вибрация проводов наблюдается, как правило, в пролетах длиной более 120 м и усиливается с увеличением пролетов. Особенно опасна вибрация на переходах через реки и водные пространства с проле­тами длиной более 500 м.

Опасность вибрации заключается в обрывах отдельных проволок на участках их выхода из зажимов. Эти обрывы происходят вследст­вие того, что переменные напряжения от периодических изгибов проволок в результате вибрации накладываются на основные ра­стягивающие напряжения в подвешенном проводе. Если последние напряжения невелики, то суммарные напряжения не достигают предела, при котором происходит разрушение проволок от уста­лости.

Рисунок 4.2 - Волны вибрации на проводе в пролете

 

На основании наблюдений и исследований установлено, что опасность разрушения проводов зависит от так называемого средне-эксплуатационного напряжения (напряжения при среднегодовой температуре и отсутствии дополнительных нагрузок).

Согласно ПУЭ одиночные алюминиевые и сталеалюминиевые провода сечением до 95 мм² в пролетах длиной более 80 м, сечением 120—240 мм² в пролетах более 100 м, сечением 300 мм² и более в про­летах более 120 м, стальные провода и тросы всех сечений в проле­тах более 120 м должны быть защищены от вибрации, если напря­жение при среднегодовой температуре превышает: 3, 5 даН/мм² (кгс/мм²) в алюминиевых проводах; 4, 0 даН/мм² в сталеалюминие­вых проводах; 18, 0 даН/мм² в стальных проводах и тросах,

В пролетах меньше указанных выше защита от вибрации не требуется. Защита от вибрации не нужна также на линиях с рас­щеплением фазы на два провода, если напряжение при среднегодо­вой температуре не превышает 4, 0 даН/мм² в алюминиевых и, 4, 5 даН/мм² в сталеалюминиевых проводах. Фаза с расщеплением на три и четыре провода, как правило, не требует защиты от вибра­ции. Участки любых линий, защищенные от поперечных ветров, не подлежат защите от вибрации. На больших переходах рек и водных пространств защита необходима независимо от напряже­ния в проводах.

Как правило, снижение напряжений в проводах линий до зна­чений, при которых не требуется защиты от вибрации, экономи­чески невыгодно. Поэтому на линиях напряжением 35—330 кВ обычно устанавливаются виброгасители, выполненные в виде двух грузов, подвешенных на стальном тросе (см. рисунок 4.3).

Виброгасители поглощают энергию вибрирующих проводов и уменьшают амплитуду вибрации около зажимов. Виброгасители должны быть установлены на определенных расстояниях от зажи­мов, определяемых в зависимости от марки и напряжения провода.

На ряде линий для защиты от вибрации применяются армирую­щие прутки, выполненные из того же материала, что и провод, и наматываемые на провод в месте его закрепления в зажиме на длине 1, 5—3, 0 м. Диаметр прутков уменьшается в обе стороны от середины зажима. Армирующие прутки увеличивают жесткость провода и уменьшают вероятность его повреждения от вибрации.

 

 

Рисунок 4.3 - Виброгаситель на проводе

 

Однако наиболее эффективным средством борьбы с вибрацией яв­ляются виброгасители,

Для защиты от вибрации одиночных сталеалюминиевых прово­дов сечением 25—70 мм² и алюминиевых сечением до 95 мм² реко­мендуются гасители петлевого типа (демпфирующие петли), подве­шиваемые под проводом (под поддерживающим зажимом) в виде петли длиной 1, 0 - 1, 35 м из провода того же сечения. В зарубеж­ной практике петлевые гасители из одной или нескольких последо­вательных петель применяются также для защиты проводов боль­ших сечений, в том числе и проводов на больших переходах.

Пляска проводов, так же как и вибрация, возбуждается ветром, но отличается от вибрации большой амплитудой, достигающей 12 - 14 м, и большой длиной волны. На линиях с одиночными про­водами чаще всего наблюдается пляска с одной волной, т. е. с двумя полуволнами в пролете (см. рисунок 4.4), на линиях с расщепленными проводами - с одной полуволной в пролете. В плоскости, перпен­дикулярной оси линии, провод движется при пляске по вытянутому эллипсу, большая ось которого вертикальна или отклонена под небольшим углом (до 10 - 20°) от вертикали. Диаметры эллипса за­висят от стрелы провеса: при пляске с одной полуволной в пролете большой диаметр эллипса может достигать 60 - 90% стрелы провеса, при пляске с двумя полуволнами – 30 - 45% стрелы провеса. Ма­лый диаметр эллипса обычно составляет 10 - 50% длины большого диаметра.

Как правило, пляска проводов наблюдается при гололеде. Го­лолед отлагается на проводах преимущественно с подветренной стороны, вследствие чего провод получает неправильную форму (см. рисунок 4.5). При воздействии ветра на провод с односторонним го­лоледом скорость воздушного потока в верхней части увеличивается, а давление уменьшается; в результате возникает подъемная сила V_у, вызывающая пляску провода.

 

 

Рисунок 4.4- Волны пляски на Рисунок 4.5- Провод, покрытый гололедом

проводе в пролете в воздушном потоке

 

Опасность пляски заключается в том, что колебания проводов отдельных фаз, а также проводов и тросов происходят несинхронно; часто наблюдаются случаи, когда провода перемещаются в проти­воположных направлениях и сближаются или даже схлестываются друг с другом. При этом происходят электрические разряды, вы­зывающие оплавление отдельных проволок, а иногда и обрывы про­водов. Наблюдались также случаи, когда провода линий 500 кВ поднимались до уровня тросов и схлестывались.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Вибрация, физическая характеристика, ед. измерения, влияние на здоровье, профилактика неблагоприятного воздействия.
2. Виброустойчивость станков. Виброустойчивость станков - это их способность оказывать сопротивление вибрациям, т.е. периодическим колебаниям большой скорости.
3. Выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи
4. Выбор сечения проводов, кабелей, расчёт защиты осветительной сети
5. Газовая сварка трубопроводов.
6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОПРОВОДОВ
7. Защита подземных трубопроводов от почвенной коррозии.
8. Каким должно быть минимальное сечение медных жил проводов и кабелей вторичных цепей кранов всех типов?
9. Какое наименьшее расстояние должно быть установлено от проводов ВЛ до уровня льда при пересечении ВЛ с несудоходными реками и каналами?
10. Механические нагрузки проводов и тросов
11. Основные и вспомогательные приемы массажа: поглаживание, растирание, разминание, вибрация. Физиологическое влияние приемов, методические указания к их проведению-