Результат интеллектуальной деятельности: МНОГОРЕЗОНАНСНЫЙ ГАСИТЕЛЬ ВИБРАЦИИ

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к гасителям вибрации для проводов и грозозащитных тросов воздушных линий электропередачи.

В настоящее время за рубежом и в ряде стран достигнуты значительные успехи в области создания усовершенствованных конструкций гасителей вибрации для проводов и тросов воздушных линий электропередачи. Эта задача особенно актуальна для обеспечения надежности оптико-волоконных кабелей, подвешиваемых к опорам воздушных линий электропередачи как металлических (ОКНН), так и встроенных в грозозащитные тросы (OKCH-OPGW).

Известен гаситель эоловой вибрации для проводов воздушных линий электропередачи, содержащий упругий демпферный элемент (тросик), инерционные элементы (грузы), выполненные С-образной стержневой формы и закрепленные по концам тросика, а также зажим для подвески на проводе, закрепленный одним концом на тросике, а другим крепящийся к проводу [1].

Этот гаситель вибрации по своей сути представляет собой гаситель вибрации типа Стокбриджа, за исключением того, что его инерционные элементы (грузы) выполнены специальной С-образной стержневой формы. Поэтому он работает как стандартный гаситель вибрации Стокбриджа и имеет, соответственно, те же недостатки. На кривой частотно-энергетической характеристики гасителя вибрации типа Стокбриджа наблюдается характерный "провал" между двумя пиками, характеризующими области частот, при которых гаситель вибрации обладает максимальной эффективностью по показателю рассеиваемой энергии. В области же частот, приходящихся на этот минимум в частотно-энергетической характеристике, провод, защищенный этим гасителем, может иметь менее эффективную защиту от вибрации.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является многорезонансный гаситель вибрации для проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи, содержащий выполненный в виде многопроволочного троса упругий демпферный элемент, различные по весу грузы, выполненные в виде изогнутых стержней, закрепленных на концах троса, и зажим для подвески на проводе, закрепленный одним концом на тросе, а другим крепящийся к проводу [2].

Однако данный гаситель имеет существенные недостатки:

- конструкция этого гасителя такова, что его грузы расположены в вертикальной плоскости, поэтому он не будет создавать крутящий момент на упругом демпферном элементе, закрепляемом в держателе; это значительно ограничивает функциональные возможности гасителя и снижает его эффективность гашения вибрации проводов воздушных линий электропередачи или самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи;

- изменение общей массы каждого груза и его геометрических размеров достигается в этом техническом решении посредством опрессования втулок на упругом демпферном элементе и длинной части стержней грузов, что конструктивно и технологически выполнить достаточно трудно;

- конструкция гасителя очень сложная и при изготовлении трудоемкая.

Заявитель ставил перед собой задачу разработать многорезонансный гаситель вибрации, превосходящий по своим частотно-силовым характеристикам известные гасители вибрации. Положительный технический результат от применения заявленного гасителя состоит в достижении возможности повышения однородности частотно-силовых характеристик гасителей в рабочем диапазоне частот за счет рационального выбора масс и геометрии грузов и их расположения относительно зажима для подвески на проводе, то есть, в конечном счете, в повышении эффективности работы гасителей вибрации, а именно гашении вибрации в рабочем диапазоне частот. Этот положительный технический результат достигается за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков многорезонансного гасителя вибрации, которая зафиксирована в нижеследующей формуле изобретения: «многорезонансный гаситель вибрации для проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи, содержащий выполненный в виде многопроволочного троса упругий демпферный элемент, различные по весу грузы, выполненные в виде изогнутых стержней, закрепленных на концах троса, и зажим для подвески на проводе, закрепленный одним концом на тросе, а другим крепящийся к проводу; грузы, выполненные в виде С-образного стержня с плечами различной длины и патрубком, закрепленным по его середине, расположены в горизонтальной плоскости для обеспечения крутильного момента грузов вокруг упругого демпферного элемента, при этом длина плеч С-образных стержней выбирается из соотношения

,

а расстояния от точки закрепления грузов на концах упругого демпферного элемента до точки закрепления зажима для подвески на проводе на упругом демпферном элементе определяются по формуле:

,

где k берется в пределах 1÷0,7, L_б - длина большого плеча С-образного стержня, L_м - длина короткого плеча С-образного стержня, - расстояние от точки закрепления первого груза на упругом демпферном элементе до точки крепления зажима для подвески гасителя на проводе на упругом демпферном элементе, - расстояние от точки закрепления второго груза на упругом демпферном элементе до точки крепления зажима для подвески гасителя на проводе на упругом демпферном элементе».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид гасителя вибрации, выполненного согласно настоящему изобретению, вид спереди; на фиг.2 - то же, что на фиг.1, вид сверху; на фиг.3 - то же, что на фиг.1, фотография готового к отправке на линию гасителя вибрации.

Многорезонансный гаситель вибрации для проводов 1 воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей 1 линий связи состоит из упругого демпферного элемента 2 (многопроволочного стального троса), на котором закреплены грузы 3 (инерционные элементы), и зажима 4, с одной стороны закрепленного на проводе 1 и с другой прикрепленного к упругому демпферному элементу 2. Каждый груз 3 гасителя выполнен в виде С-образного стержня 5 с длинным 6 и коротким 7 плечами и патрубком 8, прикрепленным к середине стержня 5. В патрубке 8 закрепляются, например, опрессованием концы упругого демпферного элемента 2 с таким расчетом, чтобы грузы 3 по отношению к зажиму 4 располагались в горизонтальной плоскости или в плоскости, близкой к горизонтальной плоскости. Это позволяет создавать крутящий момент грузов 3 относительно троса 2 и добиваться эффективного гашения крутильных колебаний провода 1.

Зажим 4 изготавливается из прессованного алюминиевого профиля, что позволяет унифицировать его для двух размерных рядов диаметров защищаемых проводов линий.

Конструкция предложенного гасителя дает простую возможность изменять общую массу каждого груза 3, его геометрические размеры, менять положение центра тяжести груза 3 относительно точки 9 его заделки и создавать крутящий момент на тросе 2, закрепляемом в зажиме 4. Указанные изменения достигаются путем расчета длин плеч 6, 7 стержня 5 и величины расстояния от точек 9 заделки грузов 3 на тросе 2 до точки 10 крепления зажима 4 на тросе 2. Например, длина плеч 6, 7 С-образных стержней 5 выбирается из соотношения

,

a расстояния от точки закрепления (заделки) 9 грузов 3 на концах упругого демпферного элемента 2 до точки 10 закрепления зажима 4 для подвески на проводе 1 на упругом демпферном элементе 2 определяются по формуле:

,

где k берется в пределах 1÷0,7, L_б - длина большого плеча 6 С-образного стержня 5, L_м - длина короткого плеча 7 С-образного стержня 5, - расстояние от точки 9 закрепления первого груза 3 на упругом демпферном элементе 2 до точки 10 крепления зажима 4 для подвески гасителя на проводе 1 на упругом демпферном элементе 2, - расстояние от точки 9 закрепления второго груза 3 на упругом демпферном элементе 2 до точки 10 крепления зажима 4 для подвески гасителя на проводе 1 на упругом демпферном элементе 2.

Предложенный многорезонансный гаситель вибрации собирается следующим образом:

На концы стального многопроволочного троса 2 патрубком 8 насаживаются грузы 3 и закрепляются, например, самым распространенным и надежным способом опрессования. Затем зажим 4 закрепляется в расчетной точке 10 на тросе 4 и своей плашкой закрепляется на проводе (кабеле) 1 линии.

Заявляемый многорезонансный гаситель вибрации обеспечивает эффективное гашение вибрационных колебаний проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи в диапазоне частот от 5 до 150 Гц, что показали результаты испытаний, проведенных в ОАО «ВНИИЭ» на трех модификациях макета гасителя вибрации с весом грузов 0,8 кг, закрепленных на стальном тросе диаметром 9,1 мм. При этом варианты частотно-силовых характеристик, полученные для этих трех вариантов компоновки масс грузов гасителя вибрации, показали практически неограниченную возможность повышения однородности частотно-силовых характеристик гасителей вибрации за счет рационального выбора масс и геометрии грузов гасителей вибрации и их расположения относительно зажима для закрепления на проводе (кабеле).

В ЗАО «МЗВА» налажен серийный выпуск предложенных многорезонансных гасителей вибрации.

Источники информации

1. Патент США №3052747 «Aeolian Vibration Dampers», кл. 174-42, опубл. 04.09.1962 г.

2. Патент РФ №2228567 «Многочастотный гаситель вибрации», кл. Н02G 7/14, опубл. 10.05.2004, бюл. №13.