РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ
МНОГОЧАСТОТНЫХ ГАСИТЕЛЕЙ ВИБРАЦИИ ГВП
И УНИФИЦИРОВАННЫХ
ГАСИТЕЛЕЙ ВИБРАЦИИ ГВУ
НА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
НАПРЯЖЕНИЕМ 35 - 750 кВ

СО 34.20.264-2005

Москва 2008

Разработано Филиалом ОАО «Инженерный центр ЕЭС» - «Фирма ОРГРЭС»

Исполнители Р.С. КАВЕРИНА, Л.В. ЯКОВЛЕВ

Утверждено Филиалом ОАО «Инженерный центр ЕЭС» - «Фирма ОРГРЭС» 04.04.2005

Заместитель главного инженера Ф.Л. КОГАН

С изменениями авторскими.

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1 Настоящие Рекомендации распространяются на проектируемые и находящиеся в эксплуатации воздушные линии электропередачи напряжением 35 - 750 кВ в части борьбы с вибрацией проводов.

1.2 Рекомендации предназначены для персонала предприятий, осуществляющих эксплуатацию электрических сетей, а также для работников научно-исследовательских и проектных институтов, работающих по совершенствованию действующих, строящихся и модернизируемых линий электропередачи.

1.3 Рекомендации содержат указания по защите проводов и тросов от вибрации, а также номенклатуру и технические параметры гасителей вибрации типов ГВП и ГВУ.

2 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

2.1 Приспособления и устройства, поглощающие или рассеивающие энергию, возникающую в проводе от вибрации, появились практически сразу, как только было установлено само наличие вибрации в этом элементе. Одним из наиболее распространенных приспособлений для гашения вибрации, выпускаемых серийно с 1924 г., являлись гасители Стокбриджа.

Гаситель вибрации Стокбриджа представляет собой отрезок многопроволочного оцинкованного стального каната с укрепленным посередине зажимом для установки его на проводе (тросе) и двумя чугунными грузами стаканообразной формы, закрепленными на концах. Эти гасители широко применялись во многих странах мира и неоднократно усовершенствовались.

2.2 За рубежом в усовершенствованном варианте, в настоящее время гаситель вибрации Стокбриджа встречается в виде конструкции типа «Дог Боун». В СССР применялись Гасители Стокбриджа типа ГВН и ГПГ.

2.3 Типовые гасители вибрации Стокбриджа типа ГВН и ГПГ имеют две основные частоты колебаний. Компоновка этих гасителей одинакова и их динамические характеристики рассматриваются как однотипные. Эффективность таких гасителей зависит от остроты пиков резонансных частот и близости расположения одного к другому. Полная защита проводов от вибрации обеспечивается при большом количестве типоразмеров. Для эффективности гашения вибрации на применяемых в настоящее время проводах и тросах требуется 72 типоразмера гасителей вибрации (Каталог «Арматура и изоляторы для воздушных линий электропередачи», Москва 2001 г.).

2.4 В мировой практике, для создания высоких эксплуатационных показателей гасителей вибрации, в основном используются два подхода:

- применение эксцентрично закрепленного груза специальной формы («Собачья кость», «Пешка», подковообразные и т.д.), работающего при вибрации на закручивание;

- использование преформированного тросика (тросик выполняется с предварительным обжатием повивов).

За счет применения эксцентрично закрепленного груза гаситель получает третью рабочую частоту, которая располагается между первой и второй частотами, свойственными двухчастотным гасителям, а за счет преформирования - расширение резонансных частот пиков. Указанный способ позволил за счет конструктивного решения ликвидировать «провалы» в кривой зависимости поглощения энергии от частоты и этим поднять эффективность гасителя.

2.5 С 1998 г. в энергосистемах России успешно применяются гасители вибрации ГВП и ГВУ с грузами вида «Пешка», разработанные Фирмой ОРГРЭС. Общий вид гасителя приведен на рисунке 1.

1 - захват зажима; 2 - крепежный болт; 3 - плашка; 4 - упругий элемент; 5 - груз; 6 - пружинные шайбы; 7 - втулка гасителя; 8 - зажим гасителя

Рисунок 1 - Многочастотный гаситель вибрации ГВП

Гасители вибрации типа ГВП с количеством основных частот три и более получили название многочастотных. Гасители ГВП имеют одинаковую массу грузов и длину плеч гибкого элемента.

В обозначении типа гасителя ГВП применяется следующая кодификация:

ГВП-1-2-3/4, где

1 - вес груза гасителя; 2 - диаметр тросика;

3 - длина тросика; 4 - марка зажима.

Пример записи условного обозначения гасителя вибрации с грузами 2,4 кг, диаметром тросика 11 мм, длиной тросика 450 мм с зажимом 2: ГВП-2,4-11-450/2.

Марки гасителей приведены в таблице 1.

За счет улучшенных динамических показателей количество типоразмеров таких гасителей доведено до 18.

Таблица 1- Марки и технические параметры гасителей вибрации типа ГВП

2.6 Неоправданное многообразие устройств по защите проводов и тросов ВЛ от вибрации, которое усложнило вопросы эксплуатации и увеличило стоимость их применения, потребовало приведения конструкций к единообразию за счет создания унифицированного ряда. Это было достигнуто при использовании грузов вида «пешка» разных по массе при разных плечах гибкого элемента (рисунок 2).

Рисунок 2 - Унифицированный гаситель вибрации типа ГВУ (Обозначения см. рисунок 1)

2.7 Унифицированные гасители типа ГВУ обеспечивают равномерное распределение энергии рассеивания во всех диапазонах рабочих частот проводов и тросов, что позволило снизить количество типоразмеров гасителей до пяти.

В обозначении гасителя ГВУ применяется следующая кодификация:

ГВУ-1-2-3-4/5, где

1 и 2 - вес груза гасителя;

3 - диаметр тросика;

4 - длина тросика;

Пример записи условного обозначения гасителя вибрации с грузами 0,8 и 1,2 кг, диаметром тросика 9,1 мм, длиной тросика 400 мм с зажимом 1: ГВУ-0,8-1,2-9,1-400/1.

Марки и основные размеры унифицированных гасителей приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Марки и технические характеристики гасителей вибрации типа ГВУ

3 УКАЗАНИЯ ПО ЗАЩИТЕ ПРОВОДОВ И ТРОСОВ ОТ ВИБРАЦИИ

3.1 Марка гасителей вибрации, места их установки и количество выбираются в зависимости от преобладающего направления ветров, условий прохождения линии тяжения или длины пролета, а также диаметра провода или грозозащитного троса.

В таблице 3 представлены пять основных разновидностей топографических особенностей и категорий местности.

Таблица 3 - Топографические особенности и категории местности

В зависимости от условий прохождения трассы линии и ее конструктивных параметров, защита от вибрации одиночных проводов и тросов не требуется:

- при длинах пролетов равных или меньших указанных в таблице 4;

- при расчетном механическом напряжении в проводах и тросах при среднегодовой температуре (для районов Крайнего Севера - при среднемесячной температуре самого холодного месяца года) не превышающих значений, указанных в таблице 5.

Таблица 4 - Марки проводов и длины пролетов в зависимости от категорий местности

Таблица 5 - Марки проводов и механические напряжения, обусловленные их тяжением

3.2 В зависимости от длины пролетов и тяжения проводов (тросов) гасители устанавливаются на проводах с обеих сторон пролета, либо только с одной стороны.

Односторонняя установка гасителя допускается в следующих случаях:

- в пролетах длиной менее 150 м независимо от значения механических напряжений в проводах (тросах); при этом не допускается односторонняя установка гасителей, если трасса ВЛ проходит по местности категории 1;

- в пролетах длиной 150 - 200 м, если расчетное механическое напряжение в проводах (тросах) при среднегодовой температуре не превышает значений, указанных в таблице 5.

3.3 При заказе гасителей следует указывать исполнение гасителя ГВП или ГВУ, а также марку плашечного зажима.

3.4 Выбор типа многочастотных гасителей вибрации ГВП в обычных пролетах производится согласно таблице 6.

3.5 Выбор типа многочастотных гасителей вибрации ГВУ в обычных пролетах производится согласно таблице 7.

3.6 При установке одного гасителя на пролет он должен отстоять от места крепления провода на расстоянии:

где S - расстояние от середины гасителя до места выхода провода из поддерживающего или натяжного зажима, м;

λ - длина волны вибрации, м;

D - диаметр провода, мм;

Т_э - тяжение проводов при среднегодовой температуре, Н;

m - масса провода, кг/м.

Таблица 6 - Выбор гасителей вибрации типа ГВП в зависимости от диаметра эксплуатационного тяжения

Таблица 7 - Выбор гасителей вибрации типа ГВУ в зависимости от диаметра провода и эксплуатационного тяжения

В обозначении типа гасителя ГВП (ГВУ) применяется следующая кодификация:

ГВП (ГВУ) - 1-2-3/4, где,

1 - вес груза гасителя; 2 - диаметр тросика;

3 - длина тросика; 4 - марка зажима.

3.7 При установке одного гасителя с каждой стороны пролета, месторасположение гасителей определяется по формулам:

Вычисленные расстояния мест установки гасителей от зажима округляются до ближайшего значения, кратного 0,05 м.

3.8 При установке гасителей у опор с обводными петлями, на проводах за ответвительным зажимом гасители устанавливаются на одном из указанных выше расстояний, считая от места выхода провода из ответвительного зажима.

3.9 На ВЛ с расщепленной фазой из двух проводов и со сдвоенными тросами защита от вибрации пучка из двух проводов или тросов, соединенных распорками, необходима при длинах пролетов более 150 м, если расчетное механическое напряжение в проводах (тросах) при среднегодовой температуре превышает значения, указанные в таблице 5. При прохождении трассы ВЛ по местности категории 1 защита от вибрации требуется при длинах пролетов более 120 м.

Гасители устанавливаются по одному с каждой стороны пролета на обоих проводах пучка. Выбор гасителей производится согласно таблице 6 или 7. Определение места установки гасителей производится в соответствии с указаниями п. 3.6.

На ВЛ с расщепленной фазой из трех проводов в пролетах длиной менее 500 м и при групповой установке парных дистанционных распорок с интервалами до 40 м на местности категорий 1, 2, 3 и с интервалами до 60 м на местности категорий 4, 5 установка гасителей вибрации не требуется.

На ВЛ с расщепленной фазой из трех проводов в пролетах длиной более 500 м рекомендуется применять гасители по одному с каждой стороны пролета на всех проводах фазы. Гасители выбираются согласно таблице 6 или 7. Определение места установки гасителей производится в соответствии с указаниями п. 3.6.

На ВЛ с расщепленной фазой из 4 - 5 проводов применение гасителей вибрации не требуется.

3.10 При установке гасителей вибрации в переходных пролетах через реки и водоемы, а также через горные долины длинной 600 - 1500 м, где вибрация проявляется более интенсивно, рекомендуется установка с каждой стороны пролета по два гасителя, обладающих разными характеристиками. Кроме этого, в переходных пролетах рекомендуются применять гасители с глухим креплением к проводу, вместо гасителей сбрасывающего типа, так как их зажим не обеспечивает надежное крепление к проводу.

Выбор типов гасителей ГВП и ГВУ производится в соответствии с таблицами 8 и 9.

3.11. На линиях, как оборудованных гасителями вибрации, так и не оборудованных защитой от вибрации, в процессе эксплуатации должен производиться выборочный периодический контроль (не реже одного раза в шесть лет) состояния проводов и тросов в поддерживающих зажимах. На переходах контроль состояния проводов производится ежегодно. При обнаружении начальных повреждений провода усталостного характера, либо повреждений гасителей типовой конструкции или возникновения опасной вибрации (более 10 мин), на линиях должны быть установлены гасители, если они отсутствовали или заменены на новые при выходе из строя существующих в соответствии с настоящим руководством. Критерием выхода из строя гасителя являются недопустимые прогибы рабочих тросиков (более 1/10 длины тросика), коррозия тросика (более 10 %) и повреждения его отдельных деталей.

Таблица 8 - Типы гасителей вибрации ГВП в зависимости от диаметра провода и эксплуатационного тяжения

Таблица 9 - Типы гасителей вибрации ГВУ в зависимости от диаметра провода и эксплуатационного тяжения

4 ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ ПРОВОДОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СО СТАЛЬНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ (ТИПА АЖС). ЗАЩИТА ПРОВОДОВ И ТРОСОВ В СЕВЕРНЫХ РАЙОНАХ И РАЙОНАХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

4.1 Условия работы проводов при вибрации в основном определяются тяжением. Об опасности совместного действия вибрации и растягивающих статических напряжений, обусловленных тяжением провода, обычно судят по значению среднеэксплуатационных тяжений, которые в соответствии с ПУЭ должны быть не более 30 % от разрывного усилия. Тогда для провода, например АЖС 70/39 с разрывным усилием 71600 Н оно составит 21480 Н, в то время для обычного провода типа (АС 70/11) оно не превышало бы 7239 Н, т.е. в 3 раза больше. Имея такие начальные напряжения, провод типа АЖС при вибрации работает за пределами пропорциональности, в упруго пластической стадии, при которой его вибростойкость резко снижается. Защита таких проводов (тросов) производится по специальной методике.

Примерно в таких же условиях (при повышенных тяжениях) работают провода и тросы, эксплуатируемые в северных районах и особенно в районах Крайнего Севера, где длительное действие низких температур сопровождаемые частыми и продолжительными ветрами. Применительно к этим районам опасность повреждения проводов вибрацией должна оцениваться при тяжениях, соответствующих среднемесячным температурам самого холодного месяца года.

4.2 При выборе гасителя и места его установки исходят из следующих положений:

- чтобы избежать разрушения провода при больших статических напряжениях в нем, гаситель должен иметь наименьший импеданс - т.е. более легкий;

- снижение поглощаемости энергии ветра легкими гасителями компенсируется их количеством при установке на проводе последовательно;

- расположение гасителя должно находиться в пучности волны при всех значениях скоростей ветра.

Обычный диапазон скоростей ветра вызывающий вибрацию составляет 0,6 - 7 м/с, а при некоторых условиях до 9 м/с. Верхний предел скорости ветра принимается несколько пониженным, так как при более высоких скоростях ветра поток становится турбулентным, и поступаемая энергия ветра к проводу значительно снижается. Самодемпфирование провода возрастает за счет увеличения частоты колебаний провода.

Поэтому, исходя из этих условий, в международной практике для проводов и тросов длина полуволны (АI₂), определяется при скорости ветра 6,5 м I_с по формуле:

В России и СИТА эти расстояния составляют 85 % указанного, что обеспечивает лучшую защиту при более высоких скоростях ветра:

При применении более одного гасителя рекомендуется использовать расстояния:

S₁ = 0,70(λ/2)_min;

S₂ = 1,25(λ/2)_min;

S₃ = 2,15(λ/2)_min;

S₄ = 3,70(λ/2)_min.

Масса грузов таких гасителей должна быть меньше типовых, а количество гасителей на пролет должно быть от 1 до 6 и более в зависимости от длины пролета и характера местности. Количестве гасителей для разных категорий местности (см. таблицу 3) и длин пролетов и тип гасителей определяется по таблицам 10 и 11.

Таблица 10 - Количество гасителей в зависимости от длины пролета и категории местности

Примечания:

1 гаситель в пролет устанавливается на расстоянии S₁;

2 гасителя устанавливаются с каждой стороны пролета на расстояние S₁;

3 гасителя устанавливаются с одной стороны пролета два на расстояние S₁ и S₂, с другой - один на расстоянии S₁;

4 гасителя устанавливаются по два с каждой стороны пролета на расстояние S₁ и S₂;

5 гасителей устанавливаются с одной стороны пролета три гасителя на расстояние S₁, S₂ и S₃, с другой стороны пролета - два гасителя на расстояние S₁ и S₂;

6 гасителей устанавливаются по три с каждой стороны пролета на расстояние S₁, S₂ и S₃;

7 гасителей устанавливаются с одной стороны пролета четыре гасителя на расстояние S₁, S₂, S₃ и S₄, с другой стороны пролета - три гасителя на расстояние S₁, S₂ и S₃;

Таблица 11 - Типы гасителей вибрации ГВУ в зависимости от диаметра провода и эксплуатационного тяжения

СОДЕРЖАНИЕ