Новости

15.01.2015 Отмена дилерства ЗАО "ТАИЗ" в связи с участившимися случаями предложения продукции организациями не имеющими официального права...

20.05.2014 Быстровозводимые опоры ЛЭП «Кузбассэнерго – РЭС» реализует пилотный проект «МРСК Сибири», разработанный...

12.05.2014 Дети - наше будущее. Школьники МОБУ "Алешинская средняя общеобразовательная школа" по достоинству...

Подписка на рассылку

Гасители вибраций

Гасители вибрации предназначены для защиты неизолированных проводов и молниезащитных тросов воздушных линий электропередачи, а также самонесущих волоконно-оптических кабелей связи, подвешиваемых на опорах воздушных линий. Как известно, провода воздушных линий электропередачи в той или иной степени подвержены колебаниям различного рода. При этом наиболее распространены высокочастотные колебания, называемые вибрацией. Это явление вызвано воздействием на провод воздушного потока поперечного направления, который создаёт периодически образующиеся и срывающиеся аэродинамические вихри. Возникающие таким образом колебания вызывают знакопеременные изгибные нагрузки провода, приводящие к усталостным явлениям. Работая в подобных условиях, элементы провода и арматуры подвержены преждевременному износу и, в худшем случае, поломке. Полностью избавиться от таких колебаний практически невозможно, но для существенного снижения их вредного воздействия следует применять гасители вибрации.

Общая компоновка многочастотных гасителей вибрации аналогична традиционной схеме Стокбриджа, но имеет ряд особенностей характерных для каждой разновидности. Для реализации принципа многочастотности характерно:

  • Применение грузов сложной геометрии;
  • Несимметричное крепление грузов, а также их расположение под углом к главной оси;
  • Использование различных длин тросиков при размещении грузов;
  • Применение грузов разных по массе.

Разнообразие условий эксплуатации различных линий электропередач обуславливает достаточно большую ширину диапазона опасных вибрационных частот, которым они подвержены. Это влечёт за собой применение подчас неоправданного многообразия виброзащитных устройств. В этом случае оказывается целесообразным использование гасителей вибрации, обладающих высокой универсальностью, которая достигается применением схемы с грузами разными по массе при разных (несимметричных) плечах демпферного элемента. При этом обеспечивается равномерное распределение энергорассеяния по диапазону рабочих частот. Указанное обстоятельство позволяет уменьшить количество применяемых гасителей вибрации.

Принцип работы гасителя

Одной из разновидностей является схема с U-образными грузами. Использованию грузов сложной формы обусловлено стремлением к обеспечению их разнообразных инерционных характеристик, что, в свою очередь, положительно сказывается на механике колебательных процессов, повышая при этом эффективность работы виброзащитного устройства.

Грузы, располагающиеся на демпферном тросе гасителя вибрации данной схемы, представляют собой тела вращения типа «собачья кость» с наклоном относительно главной оси. Это способствует возбуждению не только изгибных, но и крутильно-изгибных колебаний при вибрации. За счёт этого характеристика энергопоглощения оказывается более высокой и равномерной, чем для схемы с осесимметричным расположением грузов. При этом, в отличие от традиционных двухчастотных гасителей вибрации, возникает дополнительная третья рабочая частота, на которую приходится дополнительный пик энергопоглощения.

Стремление к дальнейшему повышению эффективности работы гасителей вибрации вызывает целесообразность применения грузов, выполненных в виде плоской Г-образной консоли с шарообразным телом на конце, установленных под углом к вертикальной плоскости. Использование подобного конструктивного решения в комбинации с несимметричностью плеч размещения грузов на демпферном элементе, позволяет реализовывать высокий уровень энергопоглощения в широком диапазоне частот, обеспечивает повышение эффективности работы.

Гаситель вибрации состоит из упругого демпферного элемента, двух грузов, закрепленных по его концам, и зажима, который выполнен в виде корпуса и прижимной плашки.

Упругий демпферный элемент представляет собой отрезок каландрованного каната, свитый (канат одинарной свивки) из набора 19-ти стальных оцинкованных проволок, характеризующихся оптимальными значениями относительной жесткости и диссипации, которые достигаются за счет выбираемых величин диаметра, шага навивки проволок, а также специальной технологии изготовления.

Грузы выполнены в виде плоской Г-образной консоли с конусным или цилиндрическим заплечиком, заканчивающимся телом сферической формы. Грузы располагаются с таким расчетом, чтобы обеспечить их разворот относительно вертикали в противоположные стороны на одинаковый угол, при этом соотношение собственных частот колебаний выбирается из условия обеспечения высокой способности к энергопоглощению упругого демпферного элемента.

Часть корпуса зажима, которая контактирует с проводом (молниезащитным тросом, кабелем) изготавливается в виде крюка с внутренним радиусом, не меньшим максимального радиуса монтируемых проводов, имеющего угол охвата Р=(175±5)° по окружности монтируемых проводов и повернутого относительно их продольной оси на угол, что позволяет даже незакрепленному гасителю удерживаться в подвешенном положении. Корпус зажима изготавливается литьем или из прессованного профиля с последующей обработкой на пескоструйных или дробеструйных автоматах. 

Тестирование гасителя




Как известно, многочастотные гасители вибрации действуют по принципу противодействия или поглощения энергии колебаний провода (троса, кабеля) и теплового рассеивания её за счет интенсивного трения между собой проволок упругого демпферного элемента. Поэтому весьма важным направлением работ по совершенствованию таких изделий является изучение физических процессов, сопровождающих их работу. С этой целью проводятся эксперименты по созданию искусственных колебаний исследуемых образцов виброзащитных устройств. Результатами таких испытаний на вибростендах являются показания, описывающие их амплитудно-частотные характеристики (АЧХ), которые позволяют судить о рабочих частотных диапазонах.



Ведущую роль для эффективности энергопоглощения играют величины и соотношения показателей жёсткостных и диссипативных свойств упругого демферного элемента (троса). Их экспериментальное определение осуществляется с помощью специализированного стенда, результаты измерений на котором позволяют формировать, так называемые, «петли гистерезиса», характеризующие взаимосвязь между величинами силы, отклоняющей трос, и соответствующими ей перемещениями. Возникающие нелинейные расхождения при нагрузке-разгрузке характеризуют энергорассеяние.




Кроме того, важными являются не только экспериментальные и аналитические работы по измерению, обработке и оценке результатов; но и теоретические, связанные с доработкой моделей рассматриваемых процессов. Последние исследовательские тенденции в области виброзащиты говорят о необходимости пересмотрения картины колебательных процессов в целом и о более подробном изучении механических явлений в проводе, сопровождающих эти процессы. Это объясняется тем, что традиционный подход к вопросу защиты наиболее опасных участков, а именно мест установки зажимов, не учитывает поведение провода на последующих «свободных» участках пролёта. Несмотря на более лёгкие условия работы провода в пролёте по сравнению с местами крепления, влияние вибрации, тем не менее, также оказывает отрицательное воздействие. Около соединительных зажимов, предупреждающих шаров, в точках ремонта провода будут проявляться усталостные значения, что вызовет снижение механических характеристик материала проволок, формирующих провод, способствуя преждевременному старению и износу.

Таким образом, методики расчёта, позволяющие прогнозировать подобные эффекты, весьма перспективны с точки зрения формирования более надежной защиты воздушных линий от вибрации.