 | |
| 1375 × 666 пикс. Открыть в новом окне | |
На существующих линиях отношение a/D обычно находится в пределах от 10 до 20. Опыт эксплуатации ВЛ показывает, что при отношении a/D в пределах 16-18 обеспечивается стабильность пучка из двух горизонтально расположенных проводов, а также для пучка из трех составляющих. Для пучков из четырех составляющих в форме правильного квадрата с двумя сторонами, параллельными горизонту, а также для пучков из пяти и более составляющих отношение a/D должно быть не менее 20 [3].
Возможными способами увеличения отношения a/D являются, например, замена двухпроводного горизонтального пучка трехпроводным с проводами меньшего диаметра, использование ромбовидного пучка из четырех составляющих вместо пучка из трех проводов.
2.4. Другим конструктивным фактором, влияющим на подверженность проводов колебаниям в подпролетах, является наклон к горизонтали пары проводов, создаваемый с целью ослабления воздействия на подветренный провод аэродинамического следа наветренного провода. При этом угол наклона к горизонтали не обязательно должен быть велик настолько, чтобы вывести полностью подветренный провод из зоны действия аэродинамического следа наветренного.
Создавая наклон пары проводов пучка с целью уменьшения подверженности его колебаниям, необходимо увязывать направление наклона с ожидаемым преобладающим направлением ветра по отношению к данному пучку. Наиболее часто нестабильность пары проводов проявляется при наклоне пучка в диапазоне от 5 до 15°. Направление наклона вверх или вниз по отношению к горизонтальной плоскости, проходящей через ось наветренного провода, необходимо выбирать с учетом конфигурации пучка. Угол наклона считается положительным, если подветренный провод находится выше оси аэродинамического следа наветренного, и отрицательным, если ниже (см. рис. П2.4).
Для обеспечения стабильности проводов угол между плоскостью пары проводов пучка и направлением ветрового потока должен превышать 20°. При этом необходимо учитывать, что положение пары проводов при воздействии ветрового потока изменяется. Например, в пролете с одиночными поддерживающими гирляндами изоляторов по концам наклон пары проводов, горизонтальной в условиях безветрия, под действием ветра может превысить 20°. С другой стороны, пучок с наклоном в середине пролета 20° к горизонтальной плоскости под действием ветра определенного направления может занять положение, близкое к горизонтальному.
Необходимо также учитывать следующие причины возможных изменений наклона пучка проводов по сравнению с проектным: неодинаковые тяжения в различных составляющих пучка, разные коэффициенты вытяжки (ползучести) проводов пучка, различные удлинения проводов под действием неодинаковых гололедных нагрузок и т.д. Долгосрочные изменения наклона пучка по сравнению с проектным могут достигать после нескольких лет эксплуатации ВЛ значения порядка 8°.
Одним из способов ограничения колебаний проводов в подпролетах может служить закручивание пучка проводов по спирали путем поворота пучка на угол порядка 15° на каждой из опор в противоположных направлениях на соседних опорах (с помощью использования удлиненных подвесных скоб на коромыслах поддерживающих устройств). При этом положение подветренного провода в аэродинамическом следе наветренного значительно изменяется вдоль фазы, что оказывает на пучок проводов стабилизирующее воздействие [11].
2.5. Уменьшение длин подпролетов является эффективным средством ограничения колебаний в подпролетах. Частоты собственных колебаний проводов в подпролете обратно пропорциональны его длине. Увеличение собственных частот колебаний проводов в подпролете приводит к возрастанию количества энергии, рассеиваемой по причине аэродинамического демпфирования. Скорость ветра, требуемая для возникновения и поддержания колебаний проводов на участках между дистанционными распорками, называемая критической скоростью, возрастает при увеличении количества распорок в пролете ВЛ. Критическая скорость ветра для ВЛ с более короткими подпролетами по сравнению со скоростью для ВЛ с более длинными подпролетами в 1,3-1,4 раза больше при прочих равных условиях.
Увеличение тяжений в проводах также несколько увеличивает критическую скорость ветра из-за возрастания собственных частот колебаний проводов в пролете.
3. Места и характер повреждений проводов, вызываемых колебаниями в подпролетах
3.1. Опасность колебаний проводов в подпролетах состоит в том, что при периодических перегибах провода в нем возникают циклические механические напряжения; складываясь со статическим напряжением натянутого в пролете провода и напряжением от изгиба и сжатий в местах креплений, они с течением времени могут приводить к явлению усталости металла и разрушению провода при напряжениях, значительно меньших предела его прочности при разрыве.
Отмечаются также повреждения проволок наружного повива проводов в середине подпролета по причине соударений при колебаниях в подпролетах.
Колебания проводов в подпролетах часто являются причиной разрушения деталей арматуры ВЛ [12].
3.2. Опасность повреждения проводов в местах крепления их в элементах арматуры определяется не столько абсолютным значением амплитуды колебаний в пучностях полуволны, сколько степенью перегиба провода в местах крепления. Степень перегиба провода определяет дополнительные динамические напряжения в местах креплений, которые могут приводить к появлению и развитию повреждений провода.
Степень перегиба провода в местах крепления определяется углом отклонения провода при колебаниях от нейтрального положения (рис. П2.1, П2.5). Угол отклонения провода (или угол колебаний) в угловых минутах может быть вычислен по формуле, аналогичной (П1.7)
, (П2.2) где А - амплитуда колебаний в пучности, мм;
- длина волны колебаний, м. Опасными считаются субколебания, создающие угловые отклонения провода у мест его подвеса либо у мест выхода из зажимов распорок более 10-20'. При колебаниях в подпролетах меньшей интенсивности не возникает опасности усталостных повреждений проводов в местах креплений, а также опасности соударений проводов в средней части подпролета.
3.3. Распорки для пучка проводов расщепленной фазы (расщепленных тросов), фиксирующие заданное расстояние между проводами, должны обеспечивать длительную надежную работу ВЛ, не создавая опасности повреждения как самих распорок, так и проводов в местах установки распорок.
При субколебаниях на распорки воздействуют циклически изменяющиеся нагрузки, значения и характер которых зависят от формы и амплитуды колебаний проводов в подпролетах. В том случае, когда колебания в смежных подпролетах близки по фазе (рис. П2.5, а), на распорку воздействует поперечная динамическая нагрузка, амплитудное значение которой определяется по формуле:
, (П2.3) где F - поперечная (продольной оси провода) динамическая нагрузка на распорку, Н;
А - амплитуда колебаний в пучности полуволны, м;
l - длина подпролета, м;
T - тяжение провода, Н.
При колебаниях в смежных подпролетах, противоположных по фазе (рис. П2.5, б), на распорку воздействует изгибающий (либо скручивающий - в зависимости от конструкции распорки) момент [13].
 | |
| 1737 × 1059 пикс. Открыть в новом окне | |
, (П2.4) где 
- изгибная жесткость провода.
- изгибная жесткость провода. При недостаточной механической прочности сосредоточенных дистанционных распорок могут наблюдаться усталостные изломы элементов корпуса распорок и разрушения проводов поврежденным лучом.
Распорки, применяемые на ВЛ, должны выдерживать действие 
циклов нагрузок, определяемых формулами (П2.3), (П2.4). Снижение моментных составляющих нагрузок, действующих как на провод, так и на распорку, достигается креплением плашечных зажимов распорок к корпусу (раме или тяге) с помощью шарниров, работающих в одной либо в двух плоскостях (в последнем случае оси шарниров должны пересекаться).
циклов нагрузок, определяемых формулами (П2.3), (П2.4). Снижение моментных составляющих нагрузок, действующих как на провод, так и на распорку, достигается креплением плашечных зажимов распорок к корпусу (раме или тяге) с помощью шарниров, работающих в одной либо в двух плоскостях (в последнем случае оси шарниров должны пересекаться).Список литературы
1. Методические указания по типовой защите от вибрации проводов и тросов воздушных линий электропередачи напряжением 35-750 кВ. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1982.
2. Report on aerolian vibration. Electra, N 124, May 1989.
3. Transmission Line Reference Book. Wind-induced conductor motion. EPRI, USA.
4. Д.С. Савваитов. Защита от вибрации проводов малых сечений с поддерживающими зажимами. - Электрические станции, 1972, N 8.
5. Технические условия ТУ 34-27-11096-86 "Гасители вибрации с глухим креплением типа ГВН". - М.: ВПО "Союзэлектросетьизоляция", 1986.
6. Технические условия ТУ 34-27-11030-86 "Гасители вибрации типа ГПГ (ГПС)-1 для воздушных линий электропередачи и больших переходов". - М.: ВПО "Союзэлектросетьизоляция", 1986.
7. Endurance capability of conductors. CIGRE final report. WG 22-04, 1988.
8. Технические условия ТУ 34.13.11050-90 "Распорки дистанционные внутрифазовые". - М.: ВПО "Союзэлектросетьизоляция", 1990.
9. Технические условия ТУ 27-294-86 "Распорки изолирующие типа РГИ". - М.: ВПО "Союзэлектросетьизоляция", 1986.
10. Олнат, Прайс, Танстол. Ограничение колебаний в подпролетах многопроводных пучков проводов воздушных линий. ШГРЭ, 1980. Сборник. "Воздушные линии электропередачи" - М.: Энергоиздат, 1982.
11. Маддок, Алнут, Фергюсон, Левич, Свифт, Танстол. Исследование старения ВЛ. СИГРЭ, 1986. Сборник "Воздушные линии электропередачи". - М.: Энергоатомиздат, 1988.
12. A. Qualitative Guide for Bundled Conductor Spacer Systems. CIGRE. 1980.
13. А.И. Полевой. Расчет усилий, действующих на лучевые распорки воздушных линий электропередачи с расщепленными фазами. - Электрические станции, 1987, N 2.