распорка для проводов воздушных линий электропередачи

Формула изобретения

Распорка для проводов воздушных линий электропередачи, содержащая тягу с зажимами для крепления к проводам, выполненную из двух элементов, и узел соединения элементов тяги, обеспечивающий возможность упругого перемещения элементов тяги один относительно другого, отличающаяся тем, что узел соединения элементов тяги выполнен в виде двух изогнутых в противоположные стороны и шарнирно связанных концами упругих элементов, каждый из которых представляет собой биметаллическую пластинку, один слой которой выполнен из упругого материала, а другой - из материала, обладающего магнитострикционным эффектом, причем слои с магнитострикционным эффектом расположены на обращенных к проводам сторонах биметаллических пластинок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано на воздушных линиях электропередачи.

Известны распорки для проводов воздушных линий электропередачи, содержащие тягу с зажимами для крепления к проводам, выполненную в виде двух элементов, соединенных между собой шарнирно (см. а.с. СССР №886127, кл. Н 02 G 7/12, 1979 [1]) или с возможностью продольного взаимного перемещения (см. а.с. СССР №687515, кл. H 02 G 7/14, 1977 [2]) и снабженных ограничителями перемещения.

Известна также распорка для проводов воздушных линий электропередачи, содержащая тягу с приспособлениями для закрепления к проводам, выполненную в виде двух элементов, установленных с возможностью продольного перемещения одного относительно другого, и снабженная ограничителями перемещения и упругими упорами, установленными по обе стороны ограничителей перемещения (см. а.с. СССР №982127, кл. H 02 G 7/12, 1981 [3]).

Недостатками всех известных конструкций распорок являются низкая эффективность рассеяния энергии при колебаниях проводов, возможность резких соударений ограничителей при больших амплитудах колебаний проводов, значительная величина передаваемой энергии колебаний между проводами, большие гололедно-ветровые нагрузки и, как следствие, низкая эксплуатационная надежность линии электропередачи. Это объясняется пассивным характером устранения паразитных колебаний проводов, отсутствием методов активного гашения их колебаний.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является распорка для проводов воздушных линий электропередачи, содержащая тягу с зажимами для крепления к проводам, выполненную из двух элементов, и узел соединения элементов тяги, обеспечивающий возможность упругого перемещения элементов тяги один относительно другого, выполненный в виде плоского шарнирного четырехзвенного механизма (см. а.с. СССР №1495889, кл. H 02 G 7/12, 7/14, 1987 [4]), принятая за прототип.

Недостатками устройства-прототипа также являются низкая эффективность рассеяния энергии при колебаниях проводов и, как следствие, низкая эксплуатационная надежность линии электропередачи.

Сущность изобретения заключается в создании конструкции распорки для проводов воздушных линий электропередачи, обеспечивающей эффективное активное гашение паразитных колебаний проводов и устранение гололедно-ветровых нагрузок за счет использования электромагнитного поля протекающего по проводам тока путем обеспечения взаимодействия данного поля с элементами распорки.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной распорке для проводов воздушных линий электропередачи, содержащей тягу с зажимами для крепления к проводам, выполненную из двух элементов, и узел соединения элементов тяги, обеспечивающий возможность упругого перемещения элементов тяги один относительно другого, особенность заключается в том, что узел соединения элементов тяги выполнен в виде двух изогнутых в противоположные стороны и шарнирно связанных концами упругих элементов, каждый из которых представляет собой биметаллическую пластину, один слой которой выполнен из упругого материала, а другой - из материала, обладающего магнитострикционным эффектом, причем слои с магнитострикционным эффектом расположены на обращенных к проводам сторонах биметаллических пластинок.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображена предлагаемая распорка, общий вид с центральными продольным разрезом.

Распорка для проводов воздушных линий электропередачи содержит тягу с зажимами 1 для крепления к проводам 2, выполненную в виде двух элементов 3, 4, и узел соединения элементов тяги, обеспечивающий возможность упругого перемещения элементов 3, 4 тяги один относительно другого, выполненный в виде двух изогнутых в противоположные стороны и связанных по концам шарнирами 5 упругих элементов, каждый из которых представляет собой биметаллическую пластинку, один слой 6, 7 которой выполнен из упругого материала, а другой 8, 9 - из материала, обладающего магнитострикционным эффектом, причем слои 8, 9 с магнитострикционным эффектом расположены на обращенных к проводам 2 сторонах биметаллических пластинок.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Предварительно кратко остановимся на работе упругих биметаллических пластинок, одни слои которых выполнены из материала с магнитострикционным эффектом. Напомним, что магнитострикционный эффект проявляется в изменении длины элемента из ферромагнитного материала под влиянием изменения напряженности переменного электромагнитного поля. В данном случае при увеличении напряженности поля происходит удлинение наружних слоев 8, 9 биметаллических пластинок (биметаллических упругих элементов), что обуславливает изменение радиусов кривизны упругих элементов, то есть выпучивание биметаллических элементов наружу в стороны проводов 2.

При статическом состоянии проводов 2 или их колебаниях с малыми амплитудами слои 8, 9 биметаллических элементов находятся в переменном электромагнитном поле, создаваемом проводами 2, с практически постоянной напряженностью, вследствие чего упругое состояние биметаллических элементов и соответственно их форма практически не меняются и остаются в исходном положении. Колебания проводов 2, вызванные гололедно-ветровыми нагрузками, через зажимы 1 вызывают продольные взаимные перемещения элементов 3, 4 тяги. При возникновении колебаний проводов 2 воздушной линии электропередачи с большими амплитудами происходят соответственно значительные взаимные перемещения элементов 3, 4. Если, например, провода 2 сходятся, то элементы 3, 4 также устремляются навстречу друг другу, при этом за счет сближения проводов 2 происходит усиление интенсивности (напряженности) электромагнитного поля в зоне расположения биметаллических элементов, что приводит, как было показано выше, к удлинению слоев 8, 9 биметаллических элементов с магнитострикционным эффектом, изменению радиусов кривизны упругих элементов с их выпучиванием наружу в сторону проводов 2. Как видим, такое выпучивание направлено встречно перемещению элементов 3, 4 тяги навстречу друг другу, что обуславливает эффективное гашение колебаний проводов 2. Одновременно с эффектом гашения здесь возникает при появлении резонансных колебаний проводов 2 эффект автоматической отстройки упругой системы от резонанного режима, что резко увеличивает эффективность работы устройства. При возникновении резонансных колебаний проводов 2 за счет близости частоты внешних возмущений к собственной частоте упругой колебательной системы провода 2 - распорка происходят колебания проводов со значительными амплитудами, их взаимное сближение - удаление. Например, при сближении проводов 2 и изменении радиуса кривизны (выпучивании) биметаллических элементов за счет магнитострикционного эффекта (см. выше) происходит скачкообразное изменение жесткости элементов в продольном направлении вдоль оси тяги, соответственно скачкообразное изменение жесткости и собственной частоты всей упругой системы провода - распорка и, как следствие, мгновенная автоматическая отстройка упругой системы с возникающего резонансного режима. Во втором полупериоде колебаний проводов 2, когда последние расходятся, напряженность электромагнитного поля между проводами в области расположения распорки уменьшается, биметаллические упругие элементы деформируются внутрь, то есть их движение опять направлено встречно движению элементов 3, 4 тяги, что опять вызывает гашение паразитных колебаний проводов 2.

В качестве материала для слоев 8, 9 биметаллических пластинок с магнитострикционным эффектом целесообразно использовать пермаллой, являющийся достаточно распространенным сплавом, обеспечивающим при этом максимальный магнитострикционный эффект, то есть максимальную величину относительного удлинения пластинки при помещении ее в переменное электромагнитное поле, большую магнитную проницаемость и малую магнитную индукцию при насыщении. В качестве материала для слоев 6, 7 использован широко распространенный дисперсионно-твердеющий стальной сплав Н36ХТЮ, имеющий высокие упругие свойства и применяющийся для изготовления стальных мембран и сильфонов.

Очевидно, что предложенная конструкция распорки отличается предельной простотой, высокими эксплуатационными качествами, позволяющими производить как активное гашение паразитных колебаний проводов, так и автоматическую адаптивную отстройку проводов с возникшего резонансного режима колебаний, что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность конструкции.