Колебания проводов воздушных линий под воздействием ветра

1. КОЛЕБАНИЯ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВЕТРА 1. ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.1) ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ТИПАМИ КОЛЕБАНИЙ (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ АВТОР МАТЕРИАЛА Ч. РОУЛИНЗ, ДОКПАДЫВАЕТА. ВИНОГРАДОВ (ЗАО ЭССП)

2. 1. ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ КАК ОБЪЕКТ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ СТОИМОСТЬ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ ПРОТЯЖЕННОСТЬ ВЛ МОЩНОСТЬ ЗЕМЛЕОТВОД СТОИМОСТЬ ПРОВОДНИКОВОГО МАТЕРИАЛА СТОИМОСТЬ ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТОВ ТРЕБОВАНИЯ К НАДЕЖНОСТИ

3. 1. ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ КАК МЕХАНИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ ВЛ – промышленное сооружение, содержащее огромную массу проводникового материала в гибкой форме, которая подвержена всем ветровым и атмосферным воздействиям Динамические воздействия и колебания могут передаваться на значительное расстояние; при этом в процесс вовлекаются сотни (тысячи) упругих и полуупругих подсистем (зажимы, распорки, узлы крепления, траверсы, опоры, оттяжки, и т.д.) В результате опасность повреждения какого-либо элемента ВЛ возрастает

4. 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.1) ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ТИПАМИ КОЛЕБАНИЙ Далее будут рассмотрены три существенно различных по механизмам возникновения и по последствиям для ВЛ типа колебаний: (А) вибрация (эолова вибрация) (Б) пляска проводов (В) колебания, вызванные аэродинамическим следом (субколебания) Другие ветровые колебания проводов: - крутильные (для расщепл. фаз, РФ); - одиночные волны (для РФ); - раскачивания при порывах. Эти колебания реже представляют опасность для ВЛ, они лишь упоминаются, но подробно не рассматриваются.

5. 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.1) ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ТИПАМИ КОЛЕБАНИЙ

6. R < 5 Невозмущенный поток 5 < R < 40 Появление пары фиксированных вихрей Феппля 40 < R < 150 Неустойчивость следа и срыв вихрей 150 < R < 300 Переход к турбулентности в вихрях 300 < R < 3x103 Турбулентные вихри 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ здесь Re – число Рейнольдса, о. е.;V – скорость потока, м/с;d – диаметр цилиндра, м;- кинематическая вязкость среды, м2/с. Если d = 1мм, V = 1 м/с, Re = 74 Если d = 20мм, V = 1 м/с, Re = 1480 Re: 5 Re: 5 – 40 Re: 40 – 150 Re: 150 - 300 Re: 300 - 3000 Число Рейнольдса

7. 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ Число Струхаля

8. 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ Sh – число Струхаля, равно примерно 0,185. Тогда: (Если d [м], V [м/с], тогда fбудет в [Гц]) d = 0.02м; V = 1 м/с f = 9.2 Гц d = 0.02м; V = 5м/с f = 46 Гц Как найти частоту вибрации по диаметру провода и скорости ветра

9. 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ 25,4 мм Синхронизация (1) Вихри, срывающиеся с неподвижного цилиндра (Re = 200, частота f = 28 Гц)

10. 25,4 мм 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ Синхронизация (2) Вид сверху на вихри, срывающиеся с неподвижного цилиндра (Re = 200, частота f = 28 Гц)

11. 25,4 мм 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ Синхронизация (3) Вихри, срывающиеся с вибрирующего цилиндра (Re = 200, частота f = 28 Гц)

12. 25,4 мм 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ Синхронизация (4) Вид сверху на вихри, срывающиеся с вибрирующего цилиндра (Re = 200, частота f = 28 Гц)

13. 25,4 мм 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ Синхронизация (5) Вихри, срывающиеся с вибрирующего цилиндра (Re = 200, частота f = 32 Гц)

14. 25,4 мм 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ Синхронизация (6) Вихри, срывающиеся с вибрирующего цилиндра (Re = 200, частота f = 24 Гц)

15. 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ 1 сек ВИБРАЦИЯ В ПРОЛЕТЕ (1) Запись вибрации провода в опытном пролете длиной 274 м

16. 1сек 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ ВИБРАЦИЯ В ПРОЛЕТЕ (2) Запись вибрации провода в опытном пролете длиной 274 м V = 2 S t; T = V2m Можно определить тяжение по скорости бегущей волны

17. ИЗГИБНАЯ ЖЕСТКОСТЬ ПРОВОДА 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ Провод как «пучок проволок» Проводкак «стержень» ОБЩИЙ ВИД ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА - РАСПОЛОЖЕНИЕ ПРОВОЛОК И ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В УРАВНЕНИЯХ

18. ПРОВОД В ПОДДЕРЖ. ЗАЖИМЕ 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ Деформация провода, микрострейн ДЕФОРМАЦИИ РАСТЯЖЕНИЯ И ИЗГИБА ДЕФОРМАЦИИ РАСТЯЖЕНИЯ И ИЗГИБА ДЕФОРМАЦИЯ РАСТЯЖЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЯ ИЗГИБА ДЕФОРМАЦИЯ ИЗГИБА ДЕФОРМАЦИЯ РАСТЯЖЕНИЯ Тяжение в проводе - % от номинальной прочности Тяжение в проводе - % от номинальной прочности То же, но с установленным на провод протектором спирального типа (спирали изготовлены из проволоки диаметром 7,87 мм) Деформации растяжения и изгиба в проводе на выходе из поддерживающего зажима. Пролет длиной 366 м, протектор отсутствует

19. 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ СОВМЕСТНАЯ ВИБРАЦИЯ ДВУХ ПРОЛЕТОВ Процент от общего количества циклов вибрации

20. 2. ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДОВ: (2.2) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕХАНИКИ КОЛЕБАНИЙ Частота, Гц Влияние опоры на вибрацию Деформация провода (одиночная амплитуда) микрострейн (1) (2) Частота, Гц Зависимость деформации провода центральной (1) и боковой (2) фаз от частоты вибрации. Провода на опоре расположены горизонтально. (1) Отмечается небольшое уменьшение деформации при частотах около 10 Гц и 15 Гц. (2)В этом случае уровень деформации в целом меньше, чем на (1), и особенно уменьшается в диапазоне частот от 10 до 20 Гц

21. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ