роулинз колеб.пров в вл при ветре

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, ДОКПАДЫВАЕТ А. ВИНОГРАДОВ (ЗАО ЭССП)

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

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

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.

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

ЭОЛОВА ВИБРАЦИЯ

ПЛЯСКА ПРОВОДОВ СУБКОЛЕБАНИЯ

ТИПЫ ВЛ ЛЮБОГО ТИПА ЛЮБОГО ТИПА РФ

ДИАПАЗОН ЧАСТОТ, Гц 3 150 0,08 3 0,15 10

ДИАПАЗОН АМПЛИТУД (ПИК-ПИК) (В ЗНАЧЕНИЯХ ДИАМЕТРА ПРОВОДА)

0,01 1 5 300 КОЛЕБ. ФАЗЫ: 0,5 80СУБКОЛЕБ. : 0,5 20

ХАРАКТЕР ВЕТРАСКОРОСТЬ ВЕТРА

УСТОЙЧИВЫЙ1 7 М/СЕК



ПОВЕРХНОСТЬ ПРОВОДОВГОЛЫЕ ИЛИ С РАВНОМЕРН. ГОЛОЛЕДОМ

НЕСИММЕТРИЧ-НОЕ ГОЛОЛЕДН. ОТЛОЖЕНИЕ

ГОЛЫЕ, СУХИЕ

ПРИМЕРНОЕ ВРЕМЯ, НЕОБ-ХОДИМОЕ ДЛЯ ПОЯВЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ

3 МЕС 20 ЛЕТ И БОЛЕЕ

1 48 ЧАС 1 МЕС 8 ЛЕТ И БОЛЕЕ

НЕПОСРЕДСТВЕННЫЕ ПРИЧИНЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ

УСТАЛОСТЬ МЕ-ТАЛЛА от ЦИК-ЛИЧ. ПЕРЕГИБОВ

ВЫСОКИЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

СОУДАРЕНИЕ ПРОВОДОВ, ИЗНОС АРМАТУРЫ

КОМПОНЕНТЫ ЛИНИИ, ПОДВЕРЖЕННЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯМ

ПРОВОДА, ГАСИТЕЛИ ВИБРАЦИИ

ПРОВОДА, АРМА-ТУРА, ИЗОЛЯТО-РЫ, ТРАВЕРСЫ …

АРМАТУРА, РАСПО-РКИ, ГАСИТЕЛИ ВИБР., ПРОВОДА

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 = 74Если d = 20мм, V = 1 м/с, Re = 1480

• Re: 5

• Re: 5 – 40

• Re: 40 – 150

• Re: 150 - 300

• Re: 300 - 3000

Vd

Re

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

Число Рейнольдса


5 0 1 0 0 2 0 0 5 0 0 1 0 0 0 2 к 5 к 1 0 к 2 0 к 5 0 к 1 0 0 к0

0 .0 4

0 .0 8

0 .1 2

0 .1 6

0 .2 0

0 .2 4

Ч и с л оС т р у х а л а (S )

Ц и л и н д р ы с гл а д ко й п о в е р х н о с т ь ю в п о то к е н и з ко й ту р бул е н т н о с т и

Ц и л и н д р ы с ш е р о хо в ато й п о в е р х н о с т ь ю в ту р бул е н т н о м п о то ке

П р о в о д а м а л ы х д и а м е т р о в п р и н и зк и х с ко р о с т я х в е т р а

П р о в о д а бв ы с о к и х с ко р о с т я х в е т р а

о л ь ш и х д и а м е т р о в п р и

Ч и с л о Р е й н о л ь д с а ( )R

Число Струхаля


Sh – число Струхаля, равно примерно 0,185. Тогда:

(Если d [м], V [м/с], тогда f будет в [Гц]) • d = 0.02 м; V = 1 м/с f = 9.2 Гц• d = 0.02 м; V = 5 м/с f = 46 Гц

V

fdSh

d

Vf

185,0

Как найти частоту вибрации по диаметру провода и скорости ветра


25,4 мм

Вихри, срывающиеся с неподвижного цилиндра (Re = 200, частота f = 28 Гц)

Синхронизация (1)


Вид сверху на вихри, срывающиеся с неподвижного цилиндра

(Re = 200, частота f = 28 Гц)


25,4 мм


Вихри, срывающиеся с вибрирующего цилиндра (Re = 200, частота f = 28 Гц)

25,4 мм



Вид сверху на вихри, срывающиеся с вибрирующего цилиндра

(Re = 200, частота f = 28 Гц)


25,4 мм




25,4 мм




25,4 мм


1 сек

Запись вибрации провода в опытном пролете длиной 274 м

ВИБРАЦИЯ В ПРОЛЕТЕ (1)


1сек

Запись вибрации провода в опытном пролете длиной 274 м

V = 2 S t; T = V2m

Можно определить тяжение по скорости бегущей волны

ВИБРАЦИЯ В ПРОЛЕТЕ (2)


6464

44a

aas

ssmin

dEn

dEnEI

2

22

88R

ddnImax

Провод как «стержень»

Провод как «пучок проволок»

ОБЩИЙ ВИД ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА -

РАСПОЛОЖЕНИЕ ПРОВОЛОК И ОБОЗНАЧЕНИЯ,

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В УРАВНЕНИЯХ

ИЗГИБНАЯ ЖЕСТКОСТЬ ПРОВОДА


Деформации растяжения и изгиба в проводе на выходе из поддерживающего зажима. Пролет длиной 366 м, протектор отсутствует

Де

фо

рм

ац

ия

про

вод

а,

ми

кро

стр

ей

н

ДЕФОРМАЦИИ РАСТЯЖЕНИЯ И ИЗГИБА

ДЕФОРМАЦИЯ ИЗГИБА

ДЕФОРМАЦИЯ РАСТЯЖЕНИЯ

Тяжение в проводе - % от номинальной прочности

То же, но с установленным на провод протектором спирального типа (спирали изготовлены из проволоки диаметром 7,87 мм)

Тяжение в проводе - % от номинальной прочности

ДЕФОРМАЦИИ РАСТЯЖЕНИЯ И ИЗГИБА

ДЕФОРМАЦИЯ РАСТЯЖЕНИЯ

ДЕФОРМАЦИЯ ИЗГИБА

ПРОВОД В ПОДДЕРЖ. ЗАЖИМЕ


Про

цен

т о

т о

бщ

его

кол

ичес

тва

ц

икл

ов в

ибра

ции

(335 )

(328 )

Частота в пролёте В мОтношение частот

Частота в пролёте А м

СОВМЕСТНАЯ ВИБРАЦИЯ ДВУХ ПРОЛЕТОВ


Частота, Гц

Де

фо

рм

ац

ия

про

вод

а(о

ди

ночн

ая

ам

пли

туд

а)

ми

кро

стр

ей

н

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

(1) (2)

Влияние опоры на вибрацию

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

Technology

роулинз колеб.пров в вл при ветре