Расчет схем виброзащиты проводов и грозотросов для больших переходов Колосов В.Г., Фельдштейн В.А., Цветкова С.Ю. ЗАО «Н

1. Расчет схем виброзащиты проводов и грозотросов для больших переходов Колосов В.Г., Фельдштейн В.А., Цветкова С.Ю. ЗАО «НТЦ «Электросети»

2. Что необходимо для разработки надежной схемы защиты провода от вибрации в условиях БП методическая основа и комплекс программ; испытательная база для определения эксплуатационных параметров гасителей вибрации; критерии СИГРЭ определения безопасного уровня вибрации ; Опыт ЭССП по расчету схем виброзащиты проводов и тросов для БП ;

3. Факторы, учитываемые при моделированиибольшого перехода: длина пролета, тяжение провода, расширенный частотный диапазонтип провода(погонная масса, диаметр, изгибная жесткость, характеристики демпфирования),спиральная арматура(погонная масса, изгибная жесткость, характеристики демпфирования),гасители вибрации(конструктивная схема, массы конструктивных элементов, тензор инерции грузов, длина и изгибная жесткость тросиков, характеристики демпфирования),натяжные или поддерживающие зажимы,скорость ветра, аэродинамические характеристики провода.

4. Модели конструктивных элементов пролета Провод и спиральная арматура: Модель A-упругая балка. Используется для коротких участков провода, спиральных протекторов и зажимов. Модель D -гибкая нить (струна). Используется для длинных участков провода, расположенных вдали от границ пролета. Модели B и С -упругая «односторонняя балка» - переходные модели, связывающие балочные к струнные участки. Другие конструктивные элементы: Модель E -гасители вибрации. Модель G- гирлянды изоляторов.

5. Основное уравнение колебаний провода со спиральной арматурой w - поперечное смещение D - изгибная жесткость T - тяжение M - погонная масса f - диссипативная сила p - ветровая нагрузка

6. Уравнения колебаний гасителя Кинетическая и потенциальная энергии гасителя вибрации как системы с 18 степенями свободы: Уравнения колебаний системы (С- 2А)q= р

7. Система сил и моментов, действующих на гаситель колебаний со стороны провода. Взаимодействие гасителя вибраций с проводом 2 x Q1 Q2 0 0 y M1 M2 r1 r0 1 Z z 2 r2 R M1 М2 P M0

8. Метод решения уравнений:метод начальных параметров в матричной форме Аргументы в пользу выбора метода: • решение задачи остается в классе “точных” • размерность задачи не зависит от числа конструктивных элементов пролета (протекторов, гасителей, промежуточных участков провода) • алгоритм расчета не усложняется при включении дополнительного элемента

9. Q M v Каждый элемент пролета образует четырехполюсник, так как его состояние в данном сечении пролета определяется четырьмя величинами: поперечным смещением, углом поворота, моментом, поперечной силой, образующими вектор состояния

10. 0 l S q(0) q(l) Динамические свойства четырехполюсников задаются их переходными матрицами Sи соотношениями “вход - выход”: Матрица перехода через цепочку последовательных элементов – произведение их переходных матриц

11. Процедура объединения элементов пролета, заданных своими передаточными соотношениями (матрицами), в единую систему = … =

12. Вибростенд

13. Амплитудно-частотные характеристики фазы, силы реакции, мощности рассеивания, импеданса в партии из 8 гасителей ГВ-6645-02М для скорости на зажиме 0,1м/с.

14. А1 А2 А0 О1 О0 О2 Расположение гасителя по отношению к узлу на низких и высоких частотах

15. Стенд для определения изгибной и крутильной жесткости и параметров диссипации тросика гасителя(Снятия петли гистерезиса)

16. Характерный набор петель гистерезиса снятых на установке.

17. Приведенные параметры жесткости и диссипации троса гасителя как функция относительных перемещений грузов и зажима гасителя

18. Мощность накачки провода в ветровом потоке в зависимости от амплитуды

19. Критерий EPRI(Electric Power Research Institute) предельная величина изгибных напряжений (8,5 МПа для многоповивных проводов; 22,5 МПа – для одноповивных).

20. Рекомендации IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers. N.Y.) безопасным для сталеалюминиевых проводов принимается уровень относительной деформации (двойная амплитуда) 150×10-6

21. Оценка ресурса провода по кривой безопасности СИГРЭ

22. Рабочие материалы СИГРЭ по расчету параметров деформирования больших переходов 1000 и 2000 м в сравнении с расчетами ЭССП • CIGRE B2-11 • TF1 • benchmark on aeolian vibration • computation of single conductor • equipped with 3 dampers

23. Параметры провода близки по свойствам нашему АС 500/336 • Input data: • conductor and span configuration • AACSR CONDUCTOR • CONDUCTOR STRANDING: 91 X 2.35 + 78 X 2.35 • DIAMETER 35.250 [MM] • TENSION 185000.00 [N] • MASS 3.935 [KG/M] • TYPE OF WIND: NO OR VERY LOW TURBULENCE • SPAN LENGTH [M] = 1000.000, 2000.000 • TYPE OF CONSTRAINT: FIXED CLAMP

24. По 3 гасителя справа и слева симметрично: низкочастотный к зажиму, высокочастотные в пролет

25. Расчитываются амплитуды перемещений и деформаций на выходе из зажима, в пролете и местах установки гасителей • Output • As a function of frequency: • Conductor deflection along the span • Amplitude of vibration • Strains at the suspension clamp and at the damper clamps

28. Амплитуда вибрации в незащищенном пролете 2000 м

29. Деформации на выходе из зажима в незащищенном пролете 2000 м

30. Амплитуда вибрации в контрольной точке х=89 мм от зажима в незащищенном пролете 2000 м

31. Амплитуда вибрации в защищенном пролете 1000 м

32. Амплитуда перемещения 1-го гасителя (гаситель ЭССП слева-справа)

33. Амплитуда перемещения 2-го гасителя (гаситель ЭССП слева-справа)

34. Амплитуда перемещения 3-го гасителя (гаситель ЭССП слева-справа)

35. Деформации на выходе из зажима в защищенном пролете 1000 м

36. Схема виброзащиты грозотроса от вибрации (переход через р. Обь, г. Сургут, 1998 г.)

37. АЧХ уровня изгибных деформаций в характерных точках пролета для случая стандартной схемы расстановки ГПГ-3,2-13-500 на х1=1.05 м и ГПГ-1,6-13-350 на х1=1.75 м в пролете 963 м при тяжении 25% RTS(35875 Н) АЧХ уровня изгибных деформаций в характерных точках пролета для случая схемы расстановки ЭССП ГВ-6644-02 на х1=1.2 м и ГВ-4534-02 на х2=2.2 м в пролете 963 м при тяжении 25% RTS(35875 Н)

38. Диаметр провода – 29,7 мм; погонная масса – 3512 кг/км. Разрывная прочность 698,2(683,1) кН. Рекомендуемая схема виброзащиты пролетов 300 и 1480 м для сред­него эксплуатационного тяжения 130-140 кН

39. L1 ГВ-6845-02М Схема установки гасителя вибрации у натяжного зажимаНС-29,7П-52(650)

40. L1 L1 L2 L3 Схемы установки гасителей вибрации у поддерживающего зажима ГВ-6845-02М ГВ-5535-02М ГВ-6845-02М ГВ-6545-02М

41. Пролет 1480 м 6 гасителей 2,8 м-1,0 м-1,25 м ГВ-6545-02М ГВ-6845-02М ГВ-5535-02М.Выбор оптимального гасителя и координаты его установки. Второй и третий фиксированы, перемещается 1-ый аситель.

42. АЧХ деформаций во всех особых точках при оптимальной установке всех 6-ти гасителей

43. Число циклов до разрушения