Приложение 1. Типовые методы защиты проводов от вибрации

Приложение 1

Типовые методы защиты проводов от вибрации

1. Выражения, характеризующие параметры вибрации

1.1. Вибрация провода ВЛ в установившемся состоянии представляет собой стоячие волны с большим числом n полуволн длиной в пролете. Распространение импульса вдоль натянутого провода выражается скоростью бегущей волны, которая может быть определена по формуле

, (П1.1)

где:

- скорость бегущей волны, м/с;

- длина волны вибрации, м;

- собственная частота колебаний провода, соответствующая n-ой форме, Гц;

Т - тяжение провода, Н;

m - масса провода, кг/м.

Число полуволн в пролете определяется соотношениями

(П1.2)

Собственные частоты колебаний натянутого в пролете провода могут быть определены (без учета его провисания) из уравнения

(П1.3)

Для возникновения процесса вибрации необходимо, чтобы частота образования за проводом воздушных вихрей совпадала с одной из собственных частот колебаний провода . При установившейся вибрации, когда срыв вихрей регулируется колебательным движением провода, частота вибрации может сохраняться неизменной при изменении скорости ветра от первоначального значения в диапазоне от до .

1.2. Если известна частота колебаний провода, то длина полуволны вибрации может быть определена по формуле

(П1.4)

В тех случаях, когда частота образования воздушных вихрей в точности совпадает с одной из собственных частот провода, т.е. , формула для определения длины полуволны вибрации может быть представлена в виде

, (П1.5)

где приближенно принято равным 0,2 - среднему значению интервала .

Таким образом, зная диапазон скоростей ветра, возбуждающих вибрацию, по формуле (2.2) можно определить спектр возможных частот вибрации, а по формуле (П1.5) - соответствующие им длины полуволн колебания.

1.3. Амплитуда колебаний провода может быть определена экспериментально либо теоретически, например, по методу энергетического, баланса [2]. Абсолютное значение амплитуды вибрации в пучности зависит от длины волны и достигает максимальных значений при наибольших длинах волн, соответствующих низким частотам вибрации. Наибольшие двойные амплитуды вибрации (размахи колебаний 2А) провода в пучности полуволны обычно не превышают диаметра провода. С увеличением частоты вибрации и числа волн в пролете потери энергии колебаний в проводе, обусловленные его самодемпфированием, возрастают и амплитуды колебаний уменьшаются.

1.4. Опасность повреждения проводов вибрацией обусловлена не столько абсолютным значением амплитуд колебаний в пучности волны, сколько значением перегиба провода в местах его крепления. Значения этого перегиба характеризуются углом отклонения провода (углом вибрации) в узловых точках относительно нейтрального положения и может быть вычислено по формуле:

, (П1.6)

где - угол вибрации, рад;

А - амплитуда вибрации в пучности волны, м.

Более удобной для практического использования является формула

, (П1.7)

где - угол вибрации в угловых минутах (');

А - амплитуда вибрации в пучности, мм;

- полуволна вибрации, м.

Наибольшие угловые отклонения провода при вибрации, определяющие степень перегиба провода в местах выхода его из зажима, практически находятся в пределах от 30 до 35' и только при особо интенсивной вибрации могут достигать 40 - 50'.

1.5. Значение перегиба провода определяет величину знакопеременных циклических деформаций и напряжений в местах креплений, которые, складываясь со статической деформацией и напряжением в материале провода, могут привести к усталостным повреждениям. Знакопеременные изгибные деформации провода могут быть определены по формулам:

(П1.8)

где d - диаметр проволоки наружного повива провода, мм;

- частота вибрации, Гц;

Е - модуль упругости, Па;

- момент инерции сечения провода, вычисленный в предположении о возможности свободного взаимного проскальзывания проволок, ;

- момент инерции сечения провода, вычисленный в предположении о невозможности проскальзывания проволок, .

Входящие в формулы (П1.8) значения изгибной жесткости провода могут быть вычислены по уравнениям

(П1.9)

, (П1.10)

где , - модули упругости, соответственно, для алюминиевых и стальных проволок, Па;

, - диаметры проволок из алюминия и стали, мм;

, - число алюминиевых и стальных проволок в проводе;

, - моменты инерции i-го повива алюминиевых и j-го повива стальных проволок, .

Моменты инерции повивов вычисляются по одинаковым формулам как для алюминиевых, так и для стальных проволок

, (П1.11)

где (или ) - число проволок в повиве;

- диаметр проволоки в i-ом повиве, мм;

- радиус повива (рис. П1.1), мм.

1.6. Для оценки опасности появления усталостных повреждений необходимо иметь данные о циклических напряжениях в местах подвески провода. Если известна изгибная амплитуда , определяемая на расстоянии мм от последней точки контакта провода с зажимом (см. рис. 2.2), то изгибные напряжения в проволоках наружного повива наиболее достоверно могут быть определены по формуле

(П1.12)

где - амплитудное значение напряжения, ;

d - диаметр проволоки наружного повива, мм;

- модуль упругости наружного повива, ;

- изгибная жесткость провода, ;

мм;

- изгибная амплитуда, мм.

Результаты измерения вибрации, выполненные в ходе полевых испытаний, в сочетании с использованием формулы (П1.12) позволяют определить накопление усталости, т.е. сумму циклов колебаний, сопровождающихся появлением в местах подвески провода циклических напряжений определенного уровня. Обобщение результатов полевых испытаний позволяет построить кривую накопленных напряжений (рис. П1.2), отражающих сумму циклов колебаний с циклическими напряжениями определенного уровня [7]. Накопление циклических напряжений, превышающих безопасные уровни, приводит с течением времени к появлению усталостных повреждений провода.

1.7. Способность провода выдерживать колебания, приводящие к действию циклических напряжений определенного уровня, выявляется путем лабораторных испытаний на усталость. Результатом серии усталостных испытаний является кривая Веллера, которая представляет собой зависимость числа циклов колебаний до появления усталостных повреждений трех проволок провода до уровня циклических напряжений в месте выхода провода из зажима.

В результате обобщения многочисленных данных усталостных испытаний, проводившихся разными исследователями с проводами из алюминия, алюминиевого сплава и сталеалюминиевыми, разработаны рекомендации [7] по применению пограничной кривой безопасных напряжений (см. рис. П1.2). Кривая описывается уравнением

, (П1.13)

где: В = 450, Z = -0,2 для ;

В = 263, Z = -0,17 для ;

- число циклов колебаний провода.

Смысл пограничной кривой состоит в том, что риск усталостных повреждений провода отсутствует, если за время его эксплуатации число циклов колебаний с изгибным напряжением не превышает значения , определяемого уравнением (П1.13). Таким образом, срок службы провода определяется не только амплитудами его колебаний или уровнями циклических изгибных напряжений, но также и накопленным числом циклов таких колебаний, т.е. продолжительностью и частотой вибрации определенного уровня.

2. Влияние условий прохождения трассы, тяжения проводов и конструкции линии на подверженность и опасность вибрации

2.1. Причиной возникновения вибрации проводов является ветер, поэтому проявление вибрации прежде всего зависит от характера ветра: его скорости, равномерности (турбулентности) и направления относительно ВЛ.

Вибрация проводов возникает при скорости ветра от 0,6 до 0,8 м/с, при которой становится возможным регулярное образование за проводом завихрений и энергии аэродинамических импульсов оказывается достаточно, чтобы привести провод в колебательное движение.

При увеличении скорости ветра свыше 4-5 м/с, с увеличением частоты и числа полуволн в пролете, существенно возрастает рассеивание энергии колебаний в проводе (самодемпфирование); при скорости ветра свыше 6-8 м/с амплитуды вибрации становятся малыми и опасности разрушения провода не создают.

Устойчивая вибрация обычно наблюдается при ветрах скоростью 1-5 м/с, направленных под углом от 90 до 45° к оси пролета ВЛ; при направлении ветра под углом 45-30° вибрация носит менее устойчивый характер, а при угле менее 20° - обычно не наблюдается.

2.2. Подверженность проводов линии вибрации характеризуется числом колебаний в год либо числом часов вибрации в год. Если известно число часов вибрации в год (), то относительная продолжительность определяется, как

(П1.14)

Число циклов колебаний проводов ВЛ в среднем составляет около 30 млн. в год. На ровной открытой местности при регулярном действии поперечных ветров число циклов колебаний провода может достигать 250 млн. в год. За срок службы провода (30 лет) это число составит в обычной местности циклов, на открытой ровной местности циклов.

Подверженность проводов вибрации зависит от:

расположения линии относительно преобладающего направления ветров;

топографических особенностей трассы ВЛ;

тяжения проводов;

конструктивных особенностей линии (высоты расположения проводов, длин пролетов, способа крепления проводов на опорах).

2.3. Расположение линии или ее участков на местности относительно преобладающего направления ветров имеет существенное значение в случае преобладания регулярных ветров известных направлений, как, например, ветры в горных долинах, вдоль русла и в поймах рек, морские и береговые бризы вблизи морского побережья и т.п. В этих случаях наиболее подвержены вибрации участки линии, расположенные перпендикулярно или под углом не менее 45° к преобладающему направлению ветра.

2.4. Топографические условия прохождения трассы (рельеф местности, растительный покров и всякого рода сооружения вблизи линии) оказывают существенное влияние на характер воздушных потоков в приземных слоях. Наибольшее количество энергии передается проводу при действии поперечного равномерного (ламинарного) воздушного потока. В естественных условиях воздушный поток всегда имеет нарушения ламинарного течения, возникающие при обтекании различных преград. Неравномерность воздушного потока характеризуется интенсивностью турбулентности.

Ровная, открытая для ветра, местность благоприятствует равномерному течению воздушного потока и создает условия, способствующие интенсивной вибрации проводов. Сильно пересеченный рельеф местности (горные районы), наличие под линией или в непосредственной близости от нее глубоких оврагов, насыпей, всякого рода сооружений и древесной растительности в той или иной степени нарушают равномерность воздушного потока, повышают интенсивность турбулентности и создают на таких участках менее благоприятные условия для проявления вибрации. На участках линий, проходящих по редкому или низкорослому лесу, садам и паркам, по застроенной местности, и при наличии близ линии лесных массивов вибрация менее устойчива и ее относительная продолжительность меньше.

При прохождении трассы линии по лесному массиву с высотой деревьев, превышающей высоту подвеса проводов, проходящая по просеке линия оказывается защищенной от возбуждающих вибрацию поперечных ветров, что существенно снижает, а в некоторых случаях может устранить опасность повреждения проводов вибрацией.

Количественно интенсивность турбулентности может быть выражена формулой [2]

, (П1.15)

где k - коэффициент трения в приземном слое;

м;

Z - средняя высота подвески проводов, м;

- постоянная.

Различают пять основных разновидностей топографических особенностей или категорий местности (табл. П1.1), для которых определены значения коэффициента k и постоянной , входящих в формулу (П1.15).

На рис. П1.3 дан пример влияния интенсивности турбулентности воздушного потока на угол вибрации провода.

Таблица П1.1

Категория местности	Характерные особенности топографии		k
1	Ровная, открытая местность без преград со снежным покровом более 5 мес. в году, водная поверхность значительных размеров	0,11	0,001
2	Ровная, открытая местность без снежного покрова или со снежным покровом менее 5 мес. в году	0,15	0,004
3	Слабохолмистая местность, отдельные деревья и строения	0,20	0,006
4	Пересеченная местность, редкий или низкорослый лес, невысокая застройка	0,28	0,015
5	Горные районы, территория города с высокой застройкой, лесной массив	0,35	0,035

2.5. Фактором, оказывающим значительное влияние на развитие интенсивной вибрации и ее опасность, является тяжение провода. При небольших тяжениях, когда в процессе вибрации при периодических изгибах провода возможно смещение проволок друг относительно друга, потери на трение между проволоками существенно ограничивают развитие вибрации. При больших тяжениях силы сжатия препятствуют относительному смещению проволок, потери на трение (самодемпфирование) резко уменьшаются, что приводит к заметному увеличению амплитуд вибрации провода. Зависимости амплитуд колебаний и углов вибрации провода от частоты для различных значений растягивающих напряжений, построенные по результатам измерений вибрации в ламинарном воздушном потоке [2], приведены на рис. П1.4, П1.5.

2.6. Условия работы проводов при вибрации в основном характеризуются их тяжением при средних эксплуатационных условиях, т.е. при отсутствии гололеда, слабых ветрах и при среднегодовых температурах. Максимальные расчетные тяжения, соответствующие условиям работы при наибольших внешних нагрузках (гололед, ветер) или минимальных температурах, относительно кратковременны, поэтому обычно не характеризуют условий работы провода при вибрации. Об опасности совместного действия вибрации и растягивающего статического напряжения, обусловленного тяжением провода, обычно судят по значению среднеэксплуатационных напряжений.

Исключения должны быть сделаны при оценке вибрации проводов ВЛ, сооружаемых и эксплуатируемых в северных районах и особенно в районах Крайнего Севера, где длительное действие низких температур сочетается с частыми и продолжительными ветрами. Применительно к этим районам опасность повреждения проводов вибрацией должна оцениваться при напряжениях, обусловленных тяжением провода, соответствующим среднемесячным температурам самого холодного месяца года.

Опасность повреждения вибрацией проводов из разных материалов возникает при среднеэксплуатационных напряжениях (среднемесячных напряжениях самого холодного месяца года для северных районов), превышающих значения, приведенные в табл. 3.3.

2.7. Интенсивность вибрации возрастает с увеличением длины пролетов. Например, провода сечением 70-95 в пролетах до 80 м, а также провода сечением 120-240 в пролетах до 100-120 м слабо подвержены вибрации, которая обычно не представляет опасности.

В больших пролетах, длиной свыше 500-600 м, сооружаемых в местах пересечения больших рек и водоемов, наблюдается особо интенсивная вибрация с относительной продолжительностью до 35-50%.

Рост интенсивности вибрации наблюдается также с увеличением высоты расположения проводов над землей, что обусловлено снижением турбулентности воздушного потока.

Влияние условий прохождения трассы, длин пролетов и интенсивности турбулентности воздушного потока на уровни и относительную продолжительность вибрации в качестве примера может быть охарактеризовано опытными данными, приведенными в табл. П1.2.

Таблица П1.2

Категория местности по табл. П1.1	Длина пролетов, м	Интенсивность турбулентности (), %	Максимальные углы вибрации , угл. мин.	Относительная продолжительность вибрации () при (), %
1	800-1500	2-5	40-50	35-50
2	200-500	6-10	35-40	30-35
3	200-400	10-15	25-35	20-35
4	150-300	16-25	15-20	10-15
5	150-300	30-45	5-10	2-5

3. Способы защиты одиночных проводов и грозозащитных тросов ВЛ от вибрации

3.1. Для защиты одиночных проводов и грозозащитных тросов от повреждений вибрацией наибольшее распространение получили гасители вибрации Стокбриджа и различные их модификации, сочетающие высокую эффективность защитного действия с конструктивной простотой и невысокой стоимостью.

Применяются также гасители петлевого типа (фестоны).

3.2. Применяемый в СССР гаситель вибрации Стокбриджа представляет собой отрезок многопроволочного оцинкованного стального каната с укрепленным посередине зажимом для установки его на проводе (тросе) и двумя отлитыми из чугуна грузами стаканообразной формы, закрепленными по концам каната. Динамические характеристики и эффективность таких гасителей зависят от формы и массы грузов, марки и длины рабочей части стального каната и его упругих свойств.

Выпускаемые отечественной промышленностью гасители вибрации типа ГВН [5] применяются для защиты алюминиевых, сталеалюминиевых и проводов из алюминиевых сплавов АН и АЖ сечением 70-905 , стальных тросов сечением 35-120 и применяемых в отдельных случаях медных проводов сечением 50-400 в обычных пролетах.

Гасители вибрации типа ГПГ [6] применяются как в обычных пролетах ВЛ, так и для больших переходных пролетов длиной до 1500 м с проводами сечением до 1645 . Гасители вибрации сбрасывающегося типа ГПС [6] применяются только для больших переходных пролетов при подвеске проводов сечением от 50 до 1645 в роликовых подвесных устройствах.

Основным отличием гасителей ГВН от гасителей ГПГ был способ заделки грузов на стальном канате, являющемся гибким элементом гасителя. Грузы гасителей типа ГВН имели цементно-песчаную заделку. Грузы гасителей типа ГЛГ закрепляются на гибком элементе при помощи развальцованной втулки из алюминиевого сплава или стали. В настоящее время завершается переход к выпуску гасителей ГВН усовершенствованного типа, грузы которых также как у гасителей ГПГ закрепляются на гибком элементе при помощи развальцованной втулки. Это в значительной мере устраняет различия между гасителями ГВН и ГПГ, позволяет рекомендовать применение как тех, так и других на обычных участках линий, требующих защиты от вибрации.

Конструкция гасителей показана на рис. П1.6. Основные размеры и области рабочих частот гасителей типа ГВН приведены в табл. П1.3, гасителей типа ГПГ (ГПС) в табл. П1.4.

3.3. Число устанавливаемых в каждом пролете гасителей вибрации Стокбриджа зависит от длины пролета, тяжения проводов и условий прохождения линии (категории местности по табл. 3.1).

Как показывает опытная проверка в пролетах небольшой длины, при небольшом значении механического напряжения в проводах, при прохождении линии по местности 5 категории для снижения вибрации до безопасного уровня достаточна установка на проводах по одному гасителю с одной стороны пролета.

В пролетах длиной более 200 м, при высоких значениях механического напряжения в проводах, при прохождении ВЛ по местностям 2-4 категории гасители должны быть установлены с обеих сторон пролета.

В больших переходных пролетах длиной 500-1500 м, подверженных особо интенсивной вибрации, с каждой стороны пролета устанавливаются по два гасителя с разными частотными характеристиками. По два гасителя с каждой стороны пролета целесообразно устанавливать также при прохождении ВЛ с пролетами свыше 300 м по местности 1 категории, особенно на линиях, сооружаемых и эксплуатируемых в районах Крайнего Севера.

Месторасположение гасителей в пролете, обеспечивающее наиболее эффективное гашение вибрации, определяется расчетным путем с учетом марки и тяжений провода.

3.4. Гаситель вибрации петлевого типа (рис. 3.1) представляет собой отрезок провода той же марки и сечения, что и провод защищаемой линии. Гаситель устанавливается под проводом вертикально в виде петли в местах подвески на поддерживающих гирляндах симметрично относительно поддерживающего зажима. Концы петли прикрепляются к проводу линии болтовыми зажимами. По эффективности гашения вибрации гаситель вибрации с одной петлей уступает гасителю Стокбриджа.

Значительно более эффективными являются гасители вибрации петлевого типа с тремя петлями. Центральная петля такого гасителя крепится к проводу линии также как у гасителя с одной петлей. Две другие петли (рис. 3.2) крепятся одним концом к центральной петле, а другим - к проводу линии. Трехпетлевые гасители не только не уступают, но несколько превосходят по эффективности гашения гасителя Стокбриджа при их установке по одному с каждой стороны пролета.

В СССР гасители вибрации петлевого типа применяются для алюминиевых, сталеалюминиевых и проводов из алюминиевого сплава АН и АЖ общим сечением до 142 , а также для медных проводов и стальных тросов сечением 25-70 .

4. Измерения вибрации, проверка эффективности защиты от нее, оценка срока службы проводов

4.1. Измерения вибрации проводов на ВЛ производятся с целью определения линий или их участков, подверженных опасной вибрации, обоснования необходимости защиты и определения методов и средств защиты проводов от вибрации, для проверки эффективности существующих либо вновь разработанных устройств гашения вибрации.

Таблица П1.3

Марка гасителя вибраций	Размеры, мм						Масса груза, кг			Расчетные значения двух первых частот, Гц
	D	d	b	l		L	Номинальная	Предельное отклонение, %	расчетная
ГВН-2-9					80	300			0,79	18,4	73,2
ГВН-2-13	46	9,1		103	105	350	0,8			12,8	59,7
ГВН-3-12					117	400				12,2	46,4
ГВН-3-13			60							8,45	40,0
ГВН-3-17	58	11,0		130	142	450	1,6		1,62	8,45	40,0
ГВН-4-14	65			143	132	440		5		8,43	32,7
ГВН-4-22					157	490	2,4		2,35	6,80	29,3
ГВН-5-25					175	550				6,01	30,8
ГВН-5-30	73	13,0	70	162						6,01	30,8
ГВН-5-34					200	600	3,2		3,25	6,91	26,7
ГВН-5-38					225	650				4,53	24,4

Таблица П.1.4

Марка гасителя вибраций	Размеры, мм						Масса груза, кг			Расчетные значения двух первых частот, Гц
	D	d	b	l		L	Номинальная	Предельное отклонение, %	Расчетная
ГПГ(ГПС)-0,8-9,1-300	46	9,1	60	103	77	300	0,8		0,81	18,45	71,63
ГПГ(ГПС)-0,8-9,1-350					102	350				12,41	57,82
ГПГ(ГПС)-0,8-9,1-400					127	400				9,22	51,88
ГПГ(ГПС)-1,6-11-350					88	350				14,27	55,48
ГПГ(ГПС)-1,6-11-400	58	11		130	113	400	1,6		1,65	11,21	45,3
ГПГ(ГПС)-1,6-11-450					138	450				8,01	39,38
ГПГ(ГПС)-1,6-11-500					163	500				6,36	35,66
ГПГ(ГПС)-1,6-11-550					188	550				5,41	32,64
ГПГ(ГПС)-1,6-13-350					88	350				21,17	78,77
ГПГ(ГПС)-1,6-13-400					113	400		5		15,03	63,16
ГПГ(ГПС)-1,6-13-450		13	70		138	450				11,32	54,87
ГПГ(ГПС)-2,4-11-400					108	400				9,82	36,12
ГПГ(ГПС)-2,4-11-450					133	450				6,89	30,86
ГПГ(ГПС)-2,4-11-500		11	60		158	500				5,93	27,4
ГПГ(ГПС)-2,4-11-550					183	550		5		5,38	24,94
ГПГ(ГПС)-2,4-11-600					208	600				3,72	23,08
ГПГ(ГПС)-2,4-13-400					108	400				12,48	50,74
ГПГ(ГПС)-2,4-13-450					133	450				9,61	43,11
ГПГ(ГПС)-2,4-13-500	65	13	70	143	158	500	2,4		2,37	8,92	38,41
ГПГ(ГПС)-2,4-13-550					183	550				6,24	36,18
ГПГ(ГПС)-2,4-13-600					208	600				5,42	32,12
ГПГ(ГПС)-3,2-13-450					133	450				9,21	36,33
ГПГ(ГПС)-3,2-13-500					151	500				6,83	31,64
ГПГ(ГПС)-3,2-13-550	73			162	176	550	3,2		3,24	6,12	28,37
ГПГ(ГПС)-3,2-13-600					201	600				5,88	27,42
ГПГ(ГПС)-3,2-13-650					226	650				3,94	24,00
ГПГ(ГПС)-4,0-13-500					146	500				6,26	27,85
ГПГ(ГПС)-4,0-13-550	79	13		175	171	550	4,0		4,09	5,2	24,06
ГПГ(ГПС)-4,0-13-600					196	600				4,7	21,94

Для определения подверженности того или иного участка линии опасной вибрации выбираются пролеты, являющиеся характерными для данного участка линии по длине и по характеру местности. Для выявления участков, наиболее подверженных вибрации, следует выбирать пролеты, не защищенные от ветра окружающим рельефом, древесной растительностью, постройками и т.п.

Для получения данных, отображающих относительную продолжительность, максимальные амплитуды вибрации, характерный диапазон частот вибрации, требуется от 1 до 3 мес. измерений. В течение такого срока, как правило, имеют место все характерные частоты и амплитуды вибрации.

4.2. Для измерений вибрации применяются различные устройства и аппаратура. Наиболее простыми и дешевыми являются механические самопишущие вибрографы (продолжительность записи 7 сут.), фиксирующие время возникновения, продолжительность и амплитуду вибрации провода. На основании полученных виброграмм определяются максимальные двойные амплитуды вибрации в месте установки вибрографа (обычно в пределах от 0,35 до 1 м от места выхода провода из поддерживающего зажима), и относительная продолжительность вибрации, равная отношению суммарного числа часов, в течение которого зафиксирована вибрация, к числу часов работы вибрографа.

Для оценки степени опасности вибрации определяются создаваемые вибрацией угловые отклонения провода в местах подвеса, которые могут быть приближенно вычислены по формуле

, (П1.16)

где - угол вибрации, мин (');

2А - двойная амплитуда вибрации в месте установки вибрографа, мм;

u - расстояние от места установки вибрографа до места выхода провода из зажима, м.

Опасной считается вибрация, создающая угловые отклонения провода у мест его подвеса более 5-10'.

4.3. Значительно более полную информацию, чем та, которая может быть получена из обработки виброграмм, дает запись процесса вибрации провода. Запись аналоговых сигналов измеряемой вибрации может быть получена с использованием датчиков акселерометров, других малогабаритных датчиков вибрации, например специализированного прибора "ХИЛДА" для записи процесса вибрации провода ВЛ на магнитный носитель информации (компакт-кассету) фирмы "СЕД Систем" (Канада). Прибор состоит из блока, устанавливаемого на поддерживающем зажиме и включающего измерительное устройство и радиопередатчик, а также наземного блока, состоящего из приемника радиосигналов и магнитофона. Обработка записи процесса вибрации выполняется на ЭВМ.

4.4. Наиболее удобным и совершенным средством измерения вибрации проводов ВЛ в настоящее время является датчик "ВИБРЕК" фирмы "СЕФАГ" (Швейцария). Прибор устанавливается на поддерживающем зажиме и измеряет виброперемещение провода в точке, отстоящей на 89 мм от крайней точки его контакта с ложем поддерживающего зажима. Микропроцессор, встроенный в датчик, анализирует измеряемый процесс вибрации, выделяет и заносит в запоминающее устройство число циклов колебаний с различной амплитудой и частотой. Информация о числе циклов колебаний может накапливаться датчиком с дискретными интервалами (по 10 с 4 раза в течение каждого часа) в течение срока измерений продолжительностью до 3 мес.

По истечении заданной продолжительности измерений датчик подключается к персональной ЭВМ и опрашивается по специальной программе, в результате чего на экран монитора ПЭВМ или через печатающее устройство выводится матрица [], где i,j = 1, 2.... 16. Элементами матрицы являются накопленные за период измерения числа циклов колебаний провода, разбитые на 16 интервалов по амплитуде - от 0,0626 до 1 мм с шагом 0,0625 мм, и 16 интервалов по частоте колебаний (1, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 80, 100, 150 Гц).

Матрица циклов колебаний дает обширную информацию для качественного и количественного анализа характера вибрации провода, эффективности работы гасителей вибрации. Наименьшие числа циклов колебаний в матрице [] приходятся на те диапазоны частот, где защита от вибрации наиболее эффективна и, наоборот, области малоэффективной работы гасителей выделяются наибольшим числом циклов колебаний.

4.5. Информация о числе циклов колебаний провода, накопленная за период измерений, может быть использована для оценки срока службы проводов до появления усталостных повреждений. При этом используется гипотеза линейного накопления повреждений [4]. В соответствии с этой гипотезой доля повреждений для определенного уровня циклических напряжений находится по отношению - числа циклов напряжений данного уровня, накапливаемых за 1 год эксплуатации, к числу циклов колебаний с этим же уровнем напряжений до появления повреждений. При этом число циклов может быть установлено в результате усталостных испытаний провода (построения кривой Веллера) либо с использованием пограничной кривой безопасных напряжений, описываемой уравнением (П1.13).

Предполагается, что накопление повреждений происходит линейно и на процесс накопления не влияет последовательность возникновения напряжений разного уровня. Суммарное накопленное повреждение за 1 год при этом составит

Срок службы провода до появления усталостных повреждений определяется выражением:

(П1.17)

Остаточный срок службы составит:

,

где - срок эксплуатации провода к моменту проведения оценки, лет.

4.6. Проверка эффективности действия гасителей вибрации осуществляется путем одновременной установки не менее, чем двух приборов измерения вибрации: одного - на проводе, защищенном гасителями, а другого - на проводе без гасителей, и сравнении результатов измерений. Показателем эффективной работы гасителя является отсутствие зарегистрированной прибором опасной вибрации на защищенном проводе. Хорошей работой гасителя следует считать уменьшение максимальной амплитуды вибрации более чем в 10 раз, удовлетворительной - более чем в 5 раз.

5. Порядок установки гасителей вибрации в больших переходных пролетах

5.1. Проверить наличие всех типов гасителей, предназначенных для установки на данном переходе.

5.2. Проверить комплектность деталей каждого гасителя; наличие болтов, гаек, шайб, замков, предохранителей и соответствие типа и основных размеров гасителя (размер грузов, диаметр тросика, длина гасителя, размер губок зажима) данным чертежей.

5.3. Проверить, свободно ли навинчиваются гайки на болт, не прогнуты ли тросики гасителей; при необходимости - выправить.

5.4. Проверить сбрасывающий механизм гасителей сбрасывающегося типа, для этого:

а) установить гаситель с вынутым предохранителем на горизонтальном отрезке провода (или стержне) соответствующего диаметра, слегка (рукой) затянув болт, стягивающий щеки гасителя.

При этом отверстия для предохранителя в щеках и распорной втулке должны совпадать и предохранитель из медной проволоки диаметром 2-2,5 мм должен свободно проходить в отверстие;

в) установив гаситель, как указано выше (без предохранителя), толкая рукой в торец груза, проверить, как сходят нижние выступы щек с распорной втулки, свободно ли поворачиваются щеки на болте, освобождая провод, и как сбрасывается гаситель с провода.

5.5. При применении сбрасывающихся гасителей заготовить с необходимым запасом предохранители из медной мягкой (отожженной) проволоки диаметром 2,0-2,5 мм; длина предохранителя - 90-100 мм.

5.6. Проверить наличие и правильность установки отбойных щитов на роликовых поддерживающих устройствах промежуточных переходных опор согласно монтажным чертежам. Обратить внимание на крепление щитов и правильное расположение прорези щита относительно провода.

Ширина прорези в доске щита должна быть для проводов диаметром:

до 13 мм - 30 мм;

14-30 мм - 40 мм;

31-40 мм - 50 мм.

5.7. Установка гасителей на проводах и тросах переходных пролетов производится на расстояниях, указанных в монтажных чертежах.

5.8. В местах подвеса проводов двух гасителей сначала устанавливается второй, а затем первый от опоры гаситель. При этом необходимо обеспечить такое расположение гасителей, при котором они будут располагаться строго под проводом и будут надежно закреплены.

5.9. Установка гасителей вибрации сбрасывающегося типа производится в следующей последовательности:

а) вынуть предохранитель, провернуть тросик с грузами на болте, так, чтобы нижние концы щек сошли с распорки. Удерживая гаситель в таком положении, раздвинуть губки зажима и ввести между ними провод, после чего, поворачивая тросик с грузами на болте, ввести распорку между нижними концами щек.

Придерживая гаситель рукой, завернуть от руки гайку и вставить предохранитель в сквозное отверстие щек и распорки;

б) установить гаситель точно на указанном в монтажном чертеже расстоянии (от точки схода провода с ролика либо от края защитной муфты до середины зажима гасителя).

Проверив правильность расположения гасителя на проводе, загнуть выступающие концы предохранителя и затянуть ключом до отказа гайку болта, так чтобы гаситель надежно был закреплен на проводе; при применении пластинчатых замков (стопорных шайб) отогнуть их на грани головки болта и гайки.