Возникновение вибрации и пляски проводов
Все вышерассмотренные нагрузки от гололеда и ветра принято называть статическими, но при некоторых условиях, ветер может вызывать колебательные движения проводов и тросов, создающие динамические усилия. К таким процессам относят вибрацию и пляску проводов [3, 6, 11].
Вибрация проводов
Вибрацией провода называют периодические колебания провода в вертикальной плоскости с большой частотой и малой амплитудой. Такие колебания обычно наблюдаются при относительно слабом ветре - от 0,5-0,8 до 3 -8 м/с и отсутствии на проводах гололедно-изморозевых отложений. Направление ветра при вибрации по отношению к оси линии может быть различным. По данным наблюдений, устойчивая вибрация бывает при направлениях ветра под углом 45 - 90° к оси линии. Опыт эксплуатации показывает, что вибрации наиболее подвержены провода, расположенные высоко над землей и в открытой ровной местности, когда равномерное движение воздушного потока не нарушается рельефом или наземными препятствиями. Кроме того, вероятность возникновения вибрации увеличивается с увеличением длины пролёта (для пролётов более 120 м). Особенно опасна вибрация проводов при переходах через реки и водные пространства с пролётами более 500 м. Опасность вибрации заключается в обрывах отдельных проволок на участках их выходов из зажимов, однако разрушение наступает лишь в том случае, когда результирующие механические напряжения в проводе (статические и динамические) оказываются больше предела усталости металла. Вибрацию можно сгладить двумя путями: без специальных мер защиты и с применением специальных средств.
Для исключения опасности вибрации без специальных мер защиты необходимо соблюсти условия, при которых величина напряжения в проводе при вибрации не превзойдет предела усталости материала в проводе при длительной работе линии электропередачи при среднеэксплуатационных условиях.
Для защиты проводов от повреждений, вызываемых вибрацией, существуют различные средства, которые применяют наряду с ограничением напряжения. Основные способы борьбы следующие:
Усиление провода в местах подвески в поддерживающих зажимах путем обмотки армирующими прутками. Обмотанный такими прутками провод получает конусообразную форму и его сопротивление изгибу увеличивается по мере приближения к зажиму.
Установка на проводах гасителей вибрации (рис. 2.8).
Рис. 2.8. Виброгасители
Виброгаситель обладает свойством противодействовать колебаниям, вызываемым вибрацией и уменьшать амплитуду колебаний до безопасных пределов, поэтому данный способ защиты является наиболее эффективным. Виброгасители устанавливают на проводах с двух концов пролёта. В пролётах больших переходов в случае подвески провода с применением роликовых зажимов устанавливают виброгасители особой конструкции (гасители сбрасывающегося типа), которые в случае
обрыва провода сбрасываются и дают возможность проводу свободно проскользнуть по роликам.
Установка гасителей петлевого типа - демпфирующих петель, которые подвешиваются под зажимом в виде петли длиной 1,0 - 1,35 м и изготавливаются из провода того же сечения.
Пляска проводов
Пляска проводов является вторым опасным для воздушных линий электропередачи явлением, связанным с колебательным процессом. Пляска проводов возникает при сочетании порывистого ветра со скоростью 5 - 20 м/с под углом 30 - 70° к оси линии. В отличие от вибрации пляска проводов характеризуется малой частотой, но большой амплитудой колебаний.
Пляска проводов приводит к схлестыванию проводов, вызывает значительные динамические усилия в линейной арматуре и в траверсах опор, иногда наблюдается повреждение линейной арматуры, изоляторов, перекос или сброс распорок, а также заброс подвесных гирлянд на траверсы. Последствия пляски проводов могут вывести воздушную линию из работы на длительное время.
Меры борьбы с пляской могут быть направлены на ее ослабление или предотвращение - активные меры, а также на уменьшение вероятности схестывания проводов или касания проводами частей опор - пассивные меры.
К активным мерам относятся устройства, способствующие успокоению колебаний (установка демпферов) и плавка гололеда электрическим током.
К пассивным мерам относится конструктивное выполнение опор с большим разносом проводов по вертикали, с увеличенным горизонтальным смещением проводов разных ярусов.
