Вибрация и пляска проводов на воздушных ЛЭП

Причины возникновения

Вибрация проводов и тросов воздушных ЛЭП возникает при ламинарном потоке воздуха (при ветре скоростью 0.5-7 м/с, при большей скорости поток становится турбулентным), направление которого перпендикулярно или находится под некоторым углом к ним.

Тогда потоки воздуха обтекают цилиндрическую поверхность провода и возникает круговой поток, при этом в верхней его части (на рисунке ниже точка А) скорость этого потока больше чем в нижней (точка В). Происходит это из-за срывов вихрей воздуха с верхней и нижней стороны, в результате чего появляется дисбаланс давлений. Отсюда возникает не только горизонтальная, но и вертикальная составляющая давления потоков воздуха (ветра). Если частота образования вихрей совпадет с частотой (одной из) собственных колебаний провода, то начнутся его колебания в вертикальной плоскости.

Собственными называются колебания, возникающие в системе при отсутствии переменных внешних воздействий, в результате начального отклонения. Как происходит с гитарной струной.

В определенных точках возникнут пучности волн, в них амплитуда будет максимальной. Те точки, которые будут оставаться неподвижными, называются узлами. В них будут происходить угловые перемещения провода, простым языком – он будет изгибаться и вращаться. Возникают стоячие волны, когда длина волны равна или кратна расстоянию между опорами (длине пролёта).

Частота вибраций прямо пропорциональна скорости ветра и может быть вычислена по формуле:

f=(0,185V)/d,

где f – частота колебаний, V – скорость ветра, d – диаметр, 0,185 – характерное в этом случае число Струхаля.

Из формулы видно и то, что чем тоньше провод, тем с большей частотой он вибрирует. При этом особо опасны скорости ветра 0,6-0,8 м/с, поскольку при скорости ветра больше 5-8 м/с амплитуды малы и не опасны. Как правило, явление возникает в пролётах длиной более 120 метров, при увеличении расстояния только усиливается

Особенно это важно при протяженности пересечения ВЛ более чем 500м, например, через реки и водоёмы

Отличием пляски от вибрации в первую очередь является амплитуда – она больше и может достигать 12-14 метров, а также большей длинной волны. Характер и траектория движения при пляске повторяет форму вытянутого эллипса, с отклоненной осью на 10-20 градусов от вертикальной линии.

При гололеде (наледях и обледенении линии) диаметр провода увеличивается исходя из формулы, приведенной выше – уменьшается частота колебаний и увеличивается длина волны вибраций.

Гололед появляется не равномерно, а с подветренной стороны. В результате провода и тросы становятся не цилиндрическими, а неправильной формы. При такой форме во время ветра возникает подъёмная сила, на рисунке ниже Vy.

Она и вызывает пляску. Слева изображены волны пляски в пролёте между опорами, а с права – обледеневший трос и огибающий его воздушный поток.

Пляска возникает при большей скорости ветра, чем вибрации, а именно 5-20 м/с, под углом к линии в 30-70 градусов. Колебания происходят с меньшей частотой и большей амплитудой.

Внешние отличия явлений этих двух явлений вы можете увидеть на сравнив следующие два видео:

Междуфазные распорки

Междуфазные распорки предполагают установку изолирующих связующих элементов между проводами в пролете (рис. 1а). Наличие таких связей не устраняет пляски, но может приводить к синхронным колебаниям всех проводов как единой колебательной системы. Возможность междуфазных замыканий практически исключается. Это предложение может рассматриваться как одна из реальных мер борьбы с пляской, однако необходимо провести детальные исследования для оценки необходимого количества и мест установки распорок в пролете, а также для установления достаточности прочности существующих конструкций опор для восприятия увеличенных динамических нагрузок.

Представленные способы борьбы с пляской проводов, за исключением установки междуфазных распорок, носят пассивный характер, не направлены непосредственно на подавление колебательного процесса, и их реализация связана с существенным удорожанием линии.

• 17.Апр.2015 — Передача электроэнергии между странами — оценка целесообразности
• 17.Апр.2015 — Статический тиристорный компенсатор на основе УШРТ — часть 2
• 17.Апр.2015 — Статический тиристорный компенсатор на основе УШРТ — часть 1
• 17.Апр.2015 — Расчета смещений проводников при КЗ
• 16.Апр.2015 — Применение мощных электроприводов для насосов и компрессоров (от 1 до 80 кВт)

Методы борьбы

Условия, при которых следует применять защитные меры для гашения амплитуды вибрации, оговаривает п.2.5.85 ПУЭ. При этом учитываются такие параметры, как:

• Длина пролета;
• Материал проводника и его сечение;
• Механическое напряжение в расщепленных и одиночных проводах.

Конкретные методы борьбы регламентируются методическими указаниями РД 34.20.182-90. Для гашения вибрации и пляски устанавливаются специальные устройства.

Рис. 5: пример установки гасителей вибрации

По типу и конструктивным особенностям гасители пляски и вибрации подразделяются на три типа:

• Петлевые гасители — применяются для проводов напряжением в 6 – 10 кВ и выполняются в виде гибкой распорки. В зависимости от числа петель и конструкции распорок может быть одно- или трехпетлевым. В качестве петлевого зажима используется проволока или крепежные детали.
• Спиральные – самые эффективные, но и самые дорогие модели для борьбы с высоко- и низкочастотной вибрацией. Из-за дороговизны их редко применяют, хотя они и дают равномерное распределение нагрузки по всей длине гасителя.
• Мостовые – имеют специальные грузы, которым передается вибрация от раскачивающегося провода и ими же поглощается. Отличаются простотой монтажа и дальнейшего обслуживания.

В линиях от 330 до 750 кВ применяется расщепление фазы, при котором все провода соединяются распорками. Несмотря на то, что такое соединение само может выступать в роли гасителя вибрации, на практике этого не достаточно. Поэтому в главе 5 РД 34.20.182-90 приведены способы борьбы с вибрацией и пляской для различных линий и условий, в которых они могут эксплуатироваться.

Устройство

Типовой виброгаситель состоит из следующих элементов:

1. Демпферный элемент. Отрезок 19-жильного стального каната. Жилы каната изготавливаются по специальной технологии, имеют определенный шаг навивки и диаметр для достижения требуемой диссипации и относительной жесткости.
2. Грузы. Две единицы с шарообразными наконечниками. Тип и форма грузов определяются конструкцией виброгасителя и его назначением. Грузы должны свободно разворачиваться вокруг вертикали на пропорционально равный угол. Расчет энергопоглощения выполняется с учетом собственной частоты колебания грузов.
3. Зажим, состоящий из прижимной плашки и корпуса с крюком на конце. Радиус петли крюка должен соответствовать внешнему сечению обслуживаемых линий. Расчет радиуса выполняется по формуле Р=(175±5)°, с учетом длины окружности и угла поворота вокруг оси. Корпус зажима литой или прессованный (с последующей зашлифовкой пескоструем).

Торговый дом «МСК» предлагает многочастотные виброгасители для воздушных линий связи всех типов. Мы подберем оптимальное оборудование с учетом технических характеристик и особенностей монтажа линий, поможем с отправкой в ваш город.

3.2. Определение максимальной ожидаемой амплитуды пляски одиночных проводов

3.2.1. Оценка максимальной ожидаемой амплитуды пляски проводов для ВЛ с данными конструктивными параметрами при отсутствии специальных устройств защиты от пляски дает возможность определить междуфазовые расстояния на промежуточных опорах по условию предотвращения перекрытий между проводами по причине пляски проводов.

3.2.2. Данный способ оценки максимальных ожидаемых амплитуд пляски основан на методе, впервые разработанном в «Alcoa Conductor Products Company». Автор метода — С.В.Rawlins . Настоящая методика, базируясь на указанном методе, использует результаты анализа собранных ВНИИЭ данных наблюдений 110 случаев пляски проводов ВЛ в энергосистемах страны. Методика распространяется на промежуточные пролеты ВЛ 110 и 220 кВ с одиночными проводами, поскольку о случаях пляски проводов этих ВЛ накоплено наибольшее количество достоверной информации. По мере накопления данных о случаях пляски ВЛ других классов напряжений с расщепленными проводами область применения настоящей методики будет расширена.

3.2.3. Параметрами, позволяющими с наибольшей вероятностью определить предрасположенность пролета линии к пляске, а также возможные амплитуды пляски, являются следующие:

Μ

΄ — параметр, характеризующий склонность пролетов различных видов к многополуволновой пляске.

Значение параметра Μ

΄ для конкретного промежуточного пролета ВЛ вычисляется по формуле

Μ ΄ = 10,67f 3/l гl 2,

(3)

где f

— стрела провеса провода, м;

l

г — длина поддерживающей гирлянды изоляторов, м;

l

— длина пролета, м.

Другим параметром пролета, влияющим на значение ожидаемой амплитуды пляски, является параметр T/W

, гдеT — тяжение провода, кгс;W — масса единицы длины провода, кгс/м. Поскольку тяжение провода в пролете влияет на частоту колеблющегося провода, параметрT/W определяет частоту собственных колебаний пролета, т.е. одну из возможных форм пляски.

3.2.4. По данным конкретного пролета (f

,l г,l ,T ,W ) вычисляются значения параметровΜ ΄ иT/W . Затем используются представленные на рис. кривые, с помощью которых при данных значенияхΜ ΄ иT/W определяется значение отношения ожидаемой двойной амплитуды пляски к длине пролета (2A/l ). Смысл каждой кривой, представленной на рис. , состоит в том, что левее каждой из них не ожидается значений отношения 2A/l , превосходящих значения, указанные на данной кривой.

Рис. 6. Зависимость отношения максимальной ожидаемой амплитуды пляски к длине пролета от обобщенных параметров пролета Μ

΄ иT/W По отношению 2A/l

для данного пролета может быть легко определено значение максимальной ожидаемой амплитуды пляски пролета (2A ).

2.1. Причины возникновения, характеристики пляски

2.1.1. Пляской проводов с односторонними либо с асимметричными отложениями различной плотности (гололед, мокрый снег, смесь, изморозь) называются вызываемые ветром устойчивые периодические низкочастотные колебания натянутого в пролете ВЛ провода, образующие стоячие волны с числом полуволн от одной до двадцати.

2.1.2. Наиболее опасными и наиболее часто встречающимися являются случаи пляски с 1, 2 и 3 полуволнами колебаний. Размах пляски 2А (удвоенная амплитуда колебаний или перемещение провода от крайней нижней точки движения до крайней верхней, называемое амплитудой «пик-пик») наибольших значений достигает при колебаниях с одной полуволной в пролете. В пролетах небольшой длины (до 150 м) размах однополуволновых колебаний в пучности может превышать по значению стрелу провеса провода и достигать 4 — 6 м (рис. , а). В пролетах большой длины размах однополуволновой пляски может достигать стрелы провеса, но обычно не превышает 6-10 м (рис. , б). Пляска с двумя полуволнами (рис. , а) чаще всего происходит с амплитудами «пик-пик» 1,5 — 3 м, однако есть данные о колебаниях с размахом до 4 — 6 м. Размах пляски с тремя полуволнами (рис. , б) по имеющимся данным не превосходит 4 м. Реже встречаются случаи менее опасной многополуволновой пляски с четырьмя и более полуволнами в пролетах ВЛ.

Рис. 1. Пляска с одной полуволной в пролете:

а

— малой длины;б — большой длины

Рис. 2. Многополуволновые формы пляски в пролете:

а

— две полуволны;б — три полуволны

2.1.3. Характерный диапазон частот колебания проводов при пляске 0,2 — 1 Гц. Частота колебаний при пляске с определенным числом полуволн зависит от тяжения провода, погонной массы провода с гребешком осадка, длины пролета, конструкции пролета (анкерный, промежуточный и т.д.) и скорости ветра.

2.1.4. Пляска является результатом воздействия на провод периодически изменяющейся подъемной силы, возникающей при его обтекании равномерным и поперечно направленным воздушным потоком скоростью от 6 до 25 м/с. Значения и направления подъемной силы и аэродинамического крутящего момента зависят от угла атаки воздушного потока по отношению к профилю гололеда . Как вертикальные, так и крутильные колебания провода вызывают изменение угла атаки, которые, синхронизируясь с одной из низших собственных частот провода в пролете, является причиной развития пляски (рис. , ).

Рис. 3. Угол атаки неподвижно закрепленного провода с гололедом, имеющим толщину стенки h

Рис. 4. Изменение углов атаки провода с гололедом, движущегося со скоростью V

в поперечном воздушном потоке

2.1.5. Отложения на проводах в виде мокрого снега появляются при температурах воздуха от +2 до -2 °С. Гололед образуется при выпадении переохлажденного дождя или при переохлажденном тумане при температурах от 0 до -5 °С. Изморозь образуется на проводах при температурах воздуха от -3 до -15 °С. Известны также случаи пляски проводов в северных районах при температурах ниже -30 °С, причиной которых, очевидно, является образование сублимационной изморози.

Пляска может возникать при отложении тонкого слоя гололеда, малозаметного с земли. Наиболее характерными для отечественных энергосистем являются случаи пляски с отложениями гололеда толщиной от 3 до 20 мм.

Как правило, образование отложений на проводах сочетается с действием ветра. Однако в процессе формирования отложений или после его завершения скорость и направление ветра могут меняться, вызывая усиление, ослабление или прекращение пляски.

2.1.6. Благоприятными для развития интенсивной пляски являются ровная открытая местность и вершины холмов. Пляске подвержены также линии, проходящие по гребням невысоких горных хребтов, и участки линий, пересекающие горные долины. Закрытые для действия ветра участки трасс ВЛ (высокая застройка, лес, сильно изрезанный рельеф местности) являются препятствиями для пляски.

2.1.7. Пляске подвержены провода практически любой конструкции и любого диаметра. Исключение составляют лишь провода марки Т-2, выпускаемые фирмой Кайзер Алюминиум (США), представляющие собой два провода одинакового диаметра, скрученные с определенным шагом [].

Провода расщепленных фаз в большей мере подвержены пляске, чем одиночные, поскольку наличие внутрифазовых дистанционных распорок способствует увеличению эксцентричности гололедного отложения. Кроме того, провода, расщепленные на три составляющие и более, имеют близкие значения частот одинаковых форм вертикальных и крутильных колебаний, что увеличивает вероятность интенсивной пляски.

Спиральные виброгасители пляски проводов

Спиральные виброгасители разработаны для подавления высокочастотной вибрации, имеющей место на проводниках с малым диаметром (обычно на распределительных линиях) и заземлениях.

Они изготовлены из ПВХ – легкого, коррозионностойкого материала, который не создает локализованного давления на проводник и на который не оказывает влияние «пляска проводов».

Несмотря на то, что степень защиты, требуемая для конкретной распределительной линии, зависит от ряда факторов, таких как конструкция самой линии, экстремальные температуры и ожидаемые скорости ветра, и вибрационной статистики других аналогичных линий в том же регионе, обычно рекомендуется использовать эти аксессуары на пролетах, превышающих 115 метров с нагрузкой 15 процентов при температуре 16°C.

В любых экспериментальных зонах с известными вибрационными тенденциями рекомендуется ставить виброгасители на проводники с наружным диаметром от 3 до 20 мм.

Для расчета количества необходимых спиральных виброгасителей необходимо принимать во внимание только длины пролетов. В обычных условиях, для длин пролетов менее 300 метров следует устанавливать два спиральных виброгасителя на пролет; для длин пролетов от 301 метра до 570 метров – шесть спиральных виброгасителя на пролет

Виброгасители и принцип многочастотности

Наиболее востребованы многочастотные гасители вибрации. Принцип их работы заключается в увеличении общего количества резонирующих частот, что приводит к гашению вибрационной энергии самой линии. Вибронагрузка выравнивается за счет противодействия разнонаправленных вибраций, создаваемых воздушным потоком с одной стороны и виброгасителем с другой. Особенностями многочастотных гасителей вибрации являются:

• Сложная геометрия грузиков.
• Несимметричное крепление грузов (под углом к центральной оси).
• Разные по длине тросики.
• Грузики разной массы.

Вариативность эксплуатационных условий тех или иных линий передач вызывает потенциально большой диапазон виброчастот. При этом многие виброгасители используются неверно, что связано с неумением корректно определить вибрационные нагрузки и потенциал защитного оборудования.

Рекомендуемое решение – универсальные гасители вибрации. Универсальность достигается применением грузов разной массы при несимметричных плечах в демпферном элементе. Обязательный пункт – равномерное распределение энергорассеивания в диапазоне рабочих частот. Это позволяет использовать меньшее число гасителей вибрации для одной линии.

Опасность

Пляска и вибрация имеют схожую природу, но отличаются по интенсивности. Тем не менее, оба явления могут нести такие виды опасности для ЛЭП:

• Распушивание — повреждение проводов, при котором медные, алюминиевые или стальные тросы теряют утяжку и механическую прочность;
• Перекрытие воздушного промежутка – в случае движения смежных фаз с различной амплитудой, волны могут приближаться достаточно близко друг к другу, из-за чего произойдет пробой и возникновение дуги;
• Схлестывание проводов – являются более опасным развитием предыдущей ситуации, когда параллельные линии касаются друг друга и создают электрический контакт с протеканием токов короткого замыкания и оплавлением металла;
• Обрыв проводов – может возникать как результат короткого замыкания, так и множественных обрывов отдельных проволок, разрушенных многократными вибрациями или пляской.

Как видите, все потенциальные опасности могут запросто привести к нарушению нормального электроснабжения и материальным затратам на восстановление. Также не забывайте, что любая аварийная ситуация потенциально несет угрозу человеку, как выполняющему работу в электроустановках, так и находящемуся поблизости. Поэтому для предотвращения опасных воздействий разработаны методы борьбы с вибрацией и пляской, направленные на гашение колебаний.

Вибрация и пляска проводов на воздушных линиях электропередачи

Для передачи электрического тока на большие расстояния используются воздушные и кабельные линии высокого напряжения. Протяженность таких линий электропередач может достигать нескольких километров, на которых установлены высоковольтные опоры для отделения проводов от земли.

В местах крепления обеспечивается достаточно жесткая фиксация, но в пролетах опор провода могут свободно колебаться.

При воздействии определенных внешних факторов на воздушных линиях  возникает вибрация и пляска проводов, способная как повредить сами устройства, так и нарушить нормальный режим работы энергосистемы.

Возникновение вибрации и пляски от воздушного потока

Воздействие ветра происходит при любом направлении потока, как в горизонтальной плоскости, так и под каким-то углом. Основной причиной колебаний является неравномерная скорость, с которой воздух огибает провод, из-за чего в верхней и нижней точке возникает разность давления.

Рис. 2: воздействие воздуха на провод

Посмотрите на рисунок 2, здесь приведен пример, когда воздух огибает окружность из точки А в точку Б.  Воздушный поток в этом месте закручивается, и возникают завихрения. Это приводит к возникновению сил, давящих не только со стороны ветра, но и в вертикальной плоскости. В нижней точке давление становится меньшим, чем в верхней и при совпадении вихрей с собственными колебаниями возникают горизонтальные перемещения провода.

Следует отметить, что такая ситуация возможна лишь при относительно небольших скоростях воздушных потоков – от 0,5 до 7м/с, так как при увеличении скорости потоки движутся иначе. Но прекращение ветра, увы, не означает окончание вибрации, так как из-за большой протяженности линий в них возникают собственные колебания, которые уже не требуют поддержания, а продолжаются за счет резонансных явлений.  И, если вибрация носит незаметный характер, то при пляске, волны станут куда более значительными и опасными.

Физика процесса

Во время пляски в местах подвешивания к опоре линия крепится жестко, поэтому в таких узлах не возникает никаких колебаний. А в местах провеса проводов амплитуда колебаний становиться максимальной.

Рис. 3: функция колебания проводов в пролете

При достижении максимума пляски в пиковой точке провиса возникает, так называемая, стоячая волна. Данное явление характеризуется величиной амплитуды кратной или равной длине пролета. Наиболее опасные перемещения возникают на скоростях в 0,6 – 0,8 м/с, а при нарастании скорости воздушного потока более 5 – 8 м/с динамические нагрузки слишком малы из-за незначительной амплитуды.

Но, помимо амплитуды вибрации вторым по значимости параметром является их частота, которую можно определить по формуле:

f = (0,185×V)/d, где

• f – это частота колебаний;
• 0,185 – постоянная Струхаля;
• V – скорость аэродинамического потока;
•  d – диаметр провода.

Как видите из формулы, чем меньшего сечения торсы применяются в ЛЭП, тем с большей частотой они будут колебаться. На практике,  частота колебаний обуславливает и интенсивность пляски, из-за чего диапазон наиболее опасных частот для линии составляет от 0,2 до 2 Гц.

Следует отметить, что ситуация может значительно ухудшаться за счет погодных факторов, которые влияют не только на воздушные потоки, но и на состояние провода. Наиболее значимым из них является гололед, так как он возникает с подветренной стороны и характеризуется искажением формы провода. При этом вибрирующие провода подвергаются воздействию поднимающей силы Vy, приложенной к отложениям гололеда. Она дополнительно усугубляет ситуацию при вибрации и пляске.

Рис. 4: влияние гололеда на колебания

Провод совершает не только горизонтальные колебания, но и вращательные движения, а в узлах и точках фиксации из-за обледенения происходит повреждение металла.

Причины возникновения

Все причины возникновения и пляски, и вибрации можно разделить на:

• воздействие воздушного потока – наиболее частая и опасная причина, поскольку имеет продолжительное воздействие и приводит к нарастанию амплитуды и частоты;
• коммутационные процессы – при подаче напряжения в сеть или при подключении нагрузки переходные процессы обуславливают скачек электромагнитного поля, приводящего провода в движение;
• механическая нагрузка – обуславливается всевозможными ударами или движением предметов, к примеру, токоприемником электроподвижного состава по контактной сети.

Следует отметить, что движение линий во время переходного процесса носит разовый характер, и дальнейшие собственные колебания постепенно угасают. То же происходит и с механической нагрузкой, в отличии от воздуха, который не только может дуть в течении продолжительного времени, но и менять свой угол и интенсивность. Поэтому наиболее значимой причиной для всех типов линий является воздушный поток.

Возникновение вибрации и пляски от воздушного потока

Воздействие ветра происходит при любом направлении потока, как в горизонтальной плоскости, так и под каким-то углом. Основной причиной колебаний является неравномерная скорость, с которой воздух огибает провод, из-за чего в верхней и нижней точке возникает разность давления.

Рис. 2: воздействие воздуха на провод

Посмотрите на рисунок 2, здесь приведен пример, когда воздух огибает окружность из точки А в точку Б. Воздушный поток в этом месте закручивается, и возникают завихрения. Это приводит к возникновению сил, давящих не только со стороны ветра, но и в вертикальной плоскости. В нижней точке давление становится меньшим, чем в верхней и при совпадении вихрей с собственными колебаниями возникают горизонтальные перемещения провода.

Следует отметить, что такая ситуация возможна лишь при относительно небольших скоростях воздушных потоков – от 0,5 до 7м/с, так как при увеличении скорости потоки движутся иначе. Но прекращение ветра, увы, не означает окончание вибрации, так как из-за большой протяженности линий в них возникают собственные колебания, которые уже не требуют поддержания, а продолжаются за счет резонансных явлений. И, если вибрация носит незаметный характер, то при пляске, волны станут куда более значительными и опасными.

Состав воздуха

Если в составе окружающего воздуха присутствуют частички пыли, золы, цемента, солей, они могут начинать оседать на влажной поверхности провода. При этом ослабляется изоляция, возникают проводящие каналы, способные привести к нарушению изолирующих промежутков даже при номинальной величине напряжения линии. Алюминиевые провода могут разрушаться под действием солей, которые обычно содержатся в воздухе вблизи моря.

Если линия электропередач смонтирована на деревянных столбах, на возможность ее повреждения оказывает влияние загнивание древесины. Важную роль, особенно для северных районов, играют также свойства грунта, в котором установлены опоры.

1.1 Вибрация и пляска. Определение

При обтекании проводов потоком воздуха, в направлении поперёк оси линии или под некоторым углом к этой оси, с подветренной стороны провода возникают завихрения. Периодически происходят отрывы ветра от провода и образуются вихри противоположного направления. Отрыв вихря в нижней части вызывает появление кругового потока с подветренной стороны, причём скорость потока в т. «А» становится больше чем в т. «В» (рис.1.1). В результате появляется вертикальная составляющая давления ветра. При совпадении частоты образований вихрей с одной из частот собственных колебаний натянутого провода, он начинает колебаться в вертикальной плоскости. При этом одни точки больше всего удалены от положения равновесия, образуя пучность волны, а другие – остаются на месте, образуя так называемые узлы (рис.1.2). В узлах происходят только угловые перемещения провода. Такие колебания провода с амплитудой, не превышающей 0,005 от длины полуволны или двух диаметров провода, называются вибрацией.

Рисунок 1.1 – образование вихря за проводом

Рисунок 1.2 – Волны вибрации на проводе в пролёте

Вибрация проводов возникает при скоростях ветра от 0,6 до 0,7 м/с. При увеличении скорости ветра увеличивается частота вибрации и число волн в пролёте. При увеличении скорости ветра выше 8 м/с амплитуды вибрации незначительны и не опасны для провода.

Опыт эксплуатации показывает, что вибрация проводов наблюдается чаще всего на линиях, проходящих по открытой и ровной местности. Наблюдается вибрация в пролётах, длина которых превышает 120 м и усиливается с увеличением длины пролёта. Особенно опасна вибрация на переходах через реки и водные пространства с пролётами 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.

Пляска провода. Так же как и вибрация, она появляется от воздействия ветра, 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 пролёте (рис. 1.3) а на линиях с расщеплённой фазой с одной полуволной в пролёте.

Рисунок 1.3 – волны пляски на проводе в пролёте и провод, покрытый гололёдом в воздушном потоке

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 пролёте большой диаметр эллипса может достигать 60 – 90% стрелы провеса, при пляске с двумя полуволнами – 30 – 45%.

Как правило, пляска провода наблюдается при гололёде. Гололёд отлагается на проводах, преимущественно с подветренной стороны, вследствие чего провод получает неправильную форму (рис. 1.3). При воздействии ветра на провод с односторонним гололёдом скорость воздушного потока в верхней части увеличивается, а давление уменьшается, в результате возникает подъёмная сила, вызывающая пляску провода.

Опасность пляски заключается в том, что колебания проводов отдельных фаз и тросов происходят несинхронно.

Гасители вибрации типа ГПГ с глухим креплением на проводе

Устанавливаются на проводах и тросах воздушных линий электропередачи и переходов их через естественные препятствия для предупреждения повреждения их от усталостных напряжений, вызываемых вибрацией. Гасители вибрации должны соответствовать требованиям ТУ 34 49-001-40064547-98.

Технические характеристики

Марка гасителя	Диаметр провода, мм	Размеры, мм	Масса, кг
d	2R	L	H
ГПГ-0,8-9,1-300/10	9,0-11,0	9,1	10	300	82,5	2,32
ГПГ-0,8-9,1-300/13	11,1-14,0	9,1	13	300	83,5	2,34
ГПГ-0,8-9,1-350/13	11,1-14,0	9,1	13	350	83,5	2,37
ГПГ-0,8-9,1-350/16	14,1-17,0	9,1	16	350	86,5	2,39
ГПГ-0,8-9,1-400/13	11,1-14,0	9,1	13	400	83,5	2,39
ГПГ-1,6-11-350/10	9,0-11,0	11	10	350	80,0	4,23
ГПГ-1,6-11-350/13	11,1-14,0	11	13	350	81,0	4,26
ГПГ-1,6-11-400/13	11,1-14,0	11	13	400	81,0	4,28
ГПГ-1,6-11-400/16	14,1-17,0	11	16	400	84,0	4,30
ГПГ-1,6-11-400/20	17,1-20,0	11	20	400	87,0	4,32
ГПГ-1,6-11-450/13	11,1-14,0	11	13	450	81,0	4,31
ГПГ-1,6-11-450/16	14,1-17,0	11	16	450	84,0	4,33
ГПГ-1,6-11-450/23	20,1-26,0	11	23	450	88,0	4,51
ГПГ-1,6-11-450/31	26,1-32,0	11	31	450	92,0	4,57
ГПГ-1,6-11-450/35	32,1-35,0	11	35	450	93,0	4,57
ГПГ-1,6-11-500/13	11,1-14,0	11	13	500	81,0	4,34
ГПГ-1,6-11-500/20	17,1-20,0	11	20	500	87,0	4,38
ГПГ-1,6-11-550/16	14,1-17,0	11	16	550	84,0	4,39
ГПГ-1,6-11-550/20	17,1-20,0	11	20	550	87,0	4,41
ГПГ-1,6-13-350/13	11,1-14,0	13	13	350	89,5	4,39
ГПГ-1,6-13-400/16	14,1-17,0	13	16	400	92,5	4,45
ГПГ-1,6-13-400/20	17,1-20,0	13	20	400	95,5	4,47
ГПГ-1,6-13-450/20	17,1-20,0	13	20	450	95,5	4,51
ГПГ-1,6-13-450/23	20,1-26,0	13	23	450	96,5	4,57
ГПГ-2,4-11-400/13	11,1-14,0	11	13	400	81,0	5,88
ГПГ-2,4-11-450/13	11,1-14,0	11	13	450	81,0	5,91
ГПГ-2,4-11-450/16	14,1-17,0	11	16	450	84,0	5,93
ГПГ-2,4-11-500/13	11,1-14,0	11	13	500	81,0	5,94
ГПГ-2,4-11-500/16	14,1-17,0	11	16	500	84,0	5,96
ГПГ-2,4-11-500/20	17,1-20,0	11	20	500	87,0	5,98
ГПГ-2,4-11-550/20	17,1-20,0	11	20	550	87,0	6,01
ГПГ-2,4-11-550/23	20,1-26,0	11	23	550	88,0	6,17
ГПГ-2,4-11-600/23	20,1-26,0	11	23	600	88,0	6,20
ГПГ-2,4-13-400/20	17,1-20,0	13	20	400	95,5	6,07
ГПГ-2,4-13-450/13	11,1-14,0	13	13	450	89,5	6,07
ГПГ-2,4-13-450/20	17,1-20,0	13	20	450	95,5	6,11
ГПГ-2,4-13-450/23	20,1-26,0	13	23	450	96,5	6,27
ГПГ-2,4-13-450/31	26,1-32,0	13	31	450	100,5	6,33
ГПГ-2,4-13-500/13	11,1-14,0	13	13	500	89,5	6,12
ГПГ-2,4-13-500/16	14,1-17,0	13	16	500	92,5	6,14
ГПГ-2,4-13-500/20	17,1-20,0	13	20	500	95,5	6,16
ГПГ-2,4-13-500/23	20,1-26,0	13	23	500	96,5	6,32
ГПГ-2,4-13-500/31	26,1-32,0	13	31	500	100,5	6,38
ГПГ-2,4-13-500/35	32,1-35,0	13	35	500	101,5	6,38
ГПГ-2,4-13-550/20	17,1-20,0	13	20	550	95,5	6,20
ГПГ-2,4-13-550/23	20,1-26,0	13	23	550	96,5	6,36
ГПГ-2,4-13-600/23	20,1-26,0	13	23	600	96,5	6,41
ГПГ-3,2-13-450/16	14,1-17,0	13	16	450	92,5	7,69
ГПГ-3,2-13-450/23	20,1-26,0	13	23	450	96,5	7,87
ГПГ-3,2-13-450/31	26,1-32,0	13	31	450	100,5	7,93
ГПГ-3,2-13-500/20	17,1-20,0	13	20	500	95,5	7,76
ГПГ-3,2-13-500/35	32,1-35,0	13	35	500	101,5	7,98
ГПГ-3,2-13-550/20	17,1-20,0	13	20	550	95,5	7,80
ГПГ-3,2-13-550/23	20,1-26,0	13	23	550	96,5	7,96
ГПГ-3,2-13-550/31	26,1-32,0	13	31	550	100,5	8,00
ГПГ-3,2-13-600/23	20,1-26,0	13	23	600	96,5	8,01
ГПГ-3,2-13-600/31	26,1-32,0	13	31	600	100,5	8,07
ГПГ-3,2-13-600/35	32,1-35,0	13	35	600	101,5	8,07
ГПГ-3,2-13-650/35	32,1-35,0	13	35	650	101,5	8,11
ГПГ-3,2-13-650/38	35,1-38,0	13	38	650	103,5	8,19
ГПГ-4,0-13-500/20	17,1-20,0	13	20	500	95,5	9,36
ГПГ-4,0-13-500/23	20,1-26,0	13	23	500	96,5	9,52
ГПГ-4,0-13-550/20	17,1-20,0	13	20	550	95,5	9,40
ГПГ-4,0-13-550/23	20,1-26,0	13	23	550	96,5	9,56
ГПГ-4,0-13-550/31	26,1-32,0	13	31	550	100,5	9,62
ГПГ-4,0-13-600/31	26,1-32,0	13	31	600	100,5	9,67
ГПГ-4,0-13-600/35	32,1-35,0	13	35	600	101,5	9,67