RU209764U1 - Adaptive magnetorheological damper of dance and vibration of wires of overhead power lines - Google Patents
Adaptive magnetorheological damper of dance and vibration of wires of overhead power lines Download PDFInfo
- Publication number
- RU209764U1 RU209764U1 RU2021115488U RU2021115488U RU209764U1 RU 209764 U1 RU209764 U1 RU 209764U1 RU 2021115488 U RU2021115488 U RU 2021115488U RU 2021115488 U RU2021115488 U RU 2021115488U RU 209764 U1 RU209764 U1 RU 209764U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- damper
- wires
- rod
- cover
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G7/00—Overhead installations of electric lines or cables
- H02G7/14—Arrangements or devices for damping mechanical oscillations of lines, e.g. for reducing production of sound
Landscapes
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электроэнергетики, в частности к конструкциям гасителей пляски и вибраций проводов воздушных линий электропередачи, выполненных с использованием магнитореологических жидкостей, способных изменять свои реологические свойства под воздействием внешнего магнитного поля. Демпфер крепится к гирлянде изоляторов через крепежную арматуру посредством проушины 3 в верхней крышке-фланце 1, а зажим провода - к нижнему концу штока 19. Шток соединен с поршнем 7, разделяющим объем цилиндрического корпуса 6 на рабочую 9 и компенсационную камеры, гидравлически связанные кольцевым каналом 33 внутри поршня. Демпфирование колебаний проводов осуществляется силами вязкого трения жидкости в канале 33, силой упругости пружины 12 между поршнем и обоймой 13 сальника 14 и силой давления газа 11 между мембраной 10 и верхней крышкой демпфера 1. Для управления гашением колебаний проводов в поршне 7 расположена катушка 32 с магнитопроводом 22, 23, изменяющая реологические свойства магнитореологической жидкости в канале 33, а, следовательно, и силу сопротивления. Адаптивный контроль пляски осуществляется системой управления, расположенной в блоке электроники 41 в нижней части поршня. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to the field of electric power industry, in particular to designs of dance and vibration dampers for wires of overhead power lines, made using magnetorheological fluids capable of changing their rheological properties under the influence of an external magnetic field. The damper is attached to the garland of insulators through the fasteners by means of eyelet 3 in the upper cover-flange 1, and the wire clamp is attached to the lower end of the rod 19. The rod is connected to the piston 7, dividing the volume of the cylindrical body 6 into the working 9 and compensation chambers, hydraulically connected by an annular channel 33 inside the piston. Vibration damping of the wires is carried out by the forces of viscous friction of the fluid in the channel 33, the elastic force of the spring 12 between the piston and the cage 13 of the stuffing box 14 and the gas pressure force 11 between the membrane 10 and the top cover of the damper 1. To control the damping of the vibrations of the wires in the piston 7 there is a coil 32 with a magnetic circuit 22, 23, which changes the rheological properties of the magnetorheological fluid in the channel 33, and, consequently, the resistance force. The adaptive control of the dance is carried out by a control system located in the electronics unit 41 at the bottom of the piston. 3 w.p. f-ly, 2 ill.
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к области электроэнергетики, в частности к конструкциям управляемых гасителей пляски и вибраций проводов воздушных линий электропередачи, выполненных с использованием магнитореологических жидкостей, способных изменять свои реологические свойства под воздействием внешнего магнитного поля.The utility model relates to the field of electric power industry, in particular to designs of controlled dance and vibration dampers of overhead power transmission lines, made using magnetorheological fluids capable of changing their rheological properties under the influence of an external magnetic field.
Ветер и гололедные образования оказывают на воздушные линии электропередачи (ЛЭП) статические и динамические силовые воздействия, приводящие к износу и разрушению высоковольтной арматуры, обрыву проводов, схлестыванию проводников с грозотросами и друг с другом, разрушению гирлянд изоляторов. Наиболее уязвимыми узлами опор воздушных ЛЭП являются гирлянды изоляторов, непосредственно воспринимающие силовые воздействия, оказываемые колеблющимися из-за порывов ветра проводами. При этом гололедные образования усугубляют колебательные процессы в воздушных линиях, увеличивая площадь профиля проводов, воспринимающих ветровую нагрузку, отчего наибольшее число аварий на ЛЭП происходит именно в осенне-зимний период [1, 2]. Более того, падение наледи вызывает подскок и закручивание провода, оказывая тем самым ударную нагрузку на крепежную арматуру опоры ЛЭП.Wind and ice formations exert static and dynamic force effects on overhead power lines (TL), leading to wear and destruction of high-voltage fittings, wire breaks, whipping of conductors with ground wires and with each other, and destruction of insulator strings. The most vulnerable nodes of overhead power transmission lines are insulator garlands, which directly perceive the force effects exerted by wires oscillating due to wind gusts. At the same time, ice formations exacerbate oscillatory processes in overhead lines, increasing the area of the wire profile that perceives the wind load, which is why the largest number of accidents on power lines occurs precisely in the autumn-winter period [1, 2]. Moreover, the fall of the ice causes the wire to jump and twist, thereby exerting a shock load on the mounting fittings of the power transmission tower.
Вибрация проводов ЛЭП с частотой 10-100 Гц возникает при скоростях ветра 0,6-0,8 м/с. Следствием вибрации являются изломы проволок проводов, самоотвёртывание болтов креплений, износ частей арматуры гирлянд изоляторов. Опыт эксплуатации показывает, что вибрация проводов наблюдается чаще всего на линиях, проходящих по открытой и ровной местности. Особенно опасна вибрация проводов ЛЭП на переходах через реки и водные пространства с пролетами длиной более 500 м.Vibration of power transmission line wires with a frequency of 10-100 Hz occurs at wind speeds of 0.6-0.8 m/s. Vibration results in breaks in the wires of wires, self-loosening of fastening bolts, wear of parts of the fittings of insulator strings. Operating experience shows that vibration of wires is observed most often on lines passing through open and flat terrain. Especially dangerous is the vibration of power lines at river and water crossings with spans of more than 500 m.
Пляска проводов относится к низкочастотным колебаниям порядка 0,2 - 5 Гц с амплитудой 10-100% от стрелы провисания провода ЛЭП и обусловлена взаимодействием его вертикальных и крутильных колебаний. Как правило, пляска проводов наблюдается на воздушных линиях напряжением свыше 110 кВ. Опасность пляски заключается в том, что колебания проводов отдельных фаз, а также проводов и тросов происходят несинхронно: зачастую наблюдаются случаи, когда провода перемещаются в противоположных направлениях, сближаются или схлестываются. При этом происходят электрические разряды, вызывающие оплавление отдельных проволок, а иногда и обрывы проводов.The dance of wires refers to low-frequency oscillations of the order of 0.2 - 5 Hz with an amplitude of 10-100% of the sagging arrow of the power line wire and is due to the interaction of its vertical and torsional vibrations. As a rule, the dance of wires is observed on overhead lines with a voltage of over 110 kV. The danger of dancing lies in the fact that the oscillations of the wires of individual phases, as well as wires and cables, occur out of sync: often there are cases when the wires move in opposite directions, approach or overlap. In this case, electrical discharges occur, causing melting of individual wires, and sometimes wire breaks.
Для защиты арматуры и проводов от пляски, нахлестов и эоловой (высокочастотной) вибрации на ЛЭП применяются различные типы виброгасителей. Фазные, межфазные распорки и маятниковые гасители применяются для ограничения пляски проводов и предотвращения их нахлеста. Пружинные гасители, демпферы Стокбриджа и демпферы с подпружиненными грузами, работающие по принципу динамических гасителей, активно используются для гашения эоловой вибрации на воздушных ЛЭП любого напряжения [3].To protect fittings and wires from dancing, overlaps and aeolian (high-frequency) vibration, various types of vibration dampers are used on power lines. Phase, interphase spacers and pendulum dampers are used to limit the dance of wires and prevent their overlap. Spring dampers, Stockbridge dampers and dampers with spring-loaded weights, operating on the principle of dynamic dampers, are actively used to dampen aeolian vibration on overhead transmission lines of any voltage [3].
Уровень техникиState of the art
Известен гаситель пляски и вибрации проводов воздушных ЛЭП, состоящий из зажима, сферического корпуса, заполненного вязкой жидкостью, с подпружиненной массой внутри [4]. Гашение колебаний обеспечивается за счет работы сил тяжести, инерции, упругости, вязкого демпфирования и сухого трения. Главным недостатком такого демпфера является узкий рабочий частотный диапазон и низкая эффективность в области низкочастотных колебаний. Компенсация этого недостатка возможна путем применения гасителя большей массы, что, в свою очередь, приведет к снижению эффективности борьбы с высокочастотной вибрацией.Known damper dancing and vibration wires overhead power lines, consisting of a clamp, a spherical body filled with a viscous liquid, with a spring-loaded mass inside [4]. Vibration damping is provided by the work of gravity, inertia, elasticity, viscous damping and dry friction. The main disadvantage of such a damper is the narrow operating frequency range and low efficiency in the region of low-frequency oscillations. Compensation for this disadvantage is possible by using a damper with a larger mass, which, in turn, will lead to a decrease in the effectiveness of the fight against high-frequency vibration.
Известен натяжной зажим для гашения пляски и вибрации проводов воздушных линий, состоящий из поршня, связанного с корпусом посредством тарельчатых пружин [5]. Зажим защищает гирлянды изоляторов, непосредственно воспринимая осевые нагрузки, действующие при колебаниях провода. Снижение нагрузок на изоляторы осуществляется главным образом за счет работы сил упругости. Недостатком технического решения является почти полное отсутствие защиты от пляски и нахлестов проводов друг на друга. Кроме того, такие зажимы подходят только для установки на анкерные опоры линий электропередачи.Known tension clamp to dampen the dance and vibration of the wires of overhead lines, consisting of a piston connected to the housing by means of Belleville springs [5]. The clamp protects the strings of insulators by directly absorbing axial loads acting when the wire vibrates. The reduction of loads on insulators is carried out mainly due to the work of elastic forces. The disadvantage of the technical solution is the almost complete lack of protection against dancing and overlapping wires on each other. In addition, these clamps are only suitable for installation on power line anchors.
Известен гаситель пляски проводов воздушных линий с расщепленной фазой, состоящий из двухарочной несущей рамы, двуплечего маятника, фазной распорки и демпфера крутильных колебаний [6]. Гашение пляски проводов осуществляется за счет работы сил инерции, гравитации и сухого трения. Главными недостатками технического решения являются громоздкость и массивность конструкции. К тому же такой гаситель малоэффективен в гашении высокочастотной вибрации, может быть установлен только на линию с расщепленной фазой и может частично потерять свои функции в случае гололедообразования.Known damper dancing wires overhead lines with a split phase, consisting of a double-arched carrier frame, double-arm pendulum, phase strut and damper torsional vibrations [6]. The damping of the dance of wires is carried out due to the work of the forces of inertia, gravity and dry friction. The main disadvantages of the technical solution are the bulkiness and massiveness of the structure. In addition, such an absorber is ineffective in damping high-frequency vibration, can only be installed on a line with a split phase, and may partially lose its functions in the event of icing.
Известен гаситель колебаний проводов воздушных линий электропередач, включающий в себя герметичный корпус с зажимом, заполненный магнитореологической жидкостью, поршневого диска с маятником и электромагнитов [7]. Гашение пляски и колебаний проводов осуществляется за счет использования сил инерции, гравитации и вязкого трения. Основным недостатком такой конструкции следует считать шарнирность соединения маятника с поршневым диском, что может привести к непрогнозируемому поведению демпфирующей системы и к невозможности эффективного управления вязкостью жидкости. Более того, в описании конструкции не раскрывается расположение электромагнитов и питающих выводов, направление силовых линий магнитных полей.Known vibration damper for wires of overhead power lines, which includes a sealed housing with a clamp filled with magnetorheological fluid, a piston disk with a pendulum and electromagnets [7]. The damping of the dance and vibrations of the wires is carried out by using the forces of inertia, gravity and viscous friction. The main disadvantage of this design should be considered the hinged connection of the pendulum with the piston disk, which can lead to unpredictable behavior of the damping system and the impossibility of effective control of the fluid viscosity. Moreover, the design description does not disclose the location of electromagnets and supply leads, the direction of magnetic field lines.
Известно устройство для гашения колебаний проводов воздушных линий, состоящее из цилиндрического корпуса и штока с петлями для подвешивания проводов, двух соприкасающихся пружин с противоположной навивкой [8]. Таким образом, виброгашение будет осуществляться за счет сил упругости и сухого трения между пружинами, штоком и корпусом. Кроме того, такой демпфер обеспечивает повышенную защиту гирлянд изоляторов от ударных и случайных силовых воздействий. Недостатком конструкции является низкая демпфирующая способность, возможность усиления колебаний проводов вследствие резонанса. Более того, в случае множественного застревания витков пружин гаситель может потерять свои функции.A device for damping oscillations of overhead line wires is known, consisting of a cylindrical body and a rod with loops for hanging wires, two contiguous springs with opposite winding [8]. Thus, vibration damping will be carried out due to the forces of elasticity and dry friction between the springs, the rod and the housing. In addition, such a damper provides increased protection of insulator strings from shock and accidental force effects. The disadvantage of the design is the low damping capacity, the possibility of amplifying the oscillations of the wires due to resonance. Moreover, in the event of multiple jamming of the coils of the springs, the damper may lose its function.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности является управляемый гаситель пляски проводов воздушных линий электропередачи, описанный в патенте [9]. Устройство состоит из корпуса, штока-поршня с постоянным магнитом, пружины, электромагнитной катушки, аккумулятора, преобразователя, акселерометра и нагревательного элемента. Вырабатываемая за счет электромагнитной индукции энергия используется для плавки гололедных образований на устройстве, а также подачи сигнала от акселерометра на устройства мониторинга. Виброгашение осуществляется за счет силы упругости.The closest to the proposed utility model in terms of technical essence is the controlled dance damper of wires of overhead power lines, described in the patent [9]. The device consists of a housing, a piston rod with a permanent magnet, a spring, an electromagnetic coil, an accumulator, a transducer, an accelerometer and a heating element. The energy generated by electromagnetic induction is used to melt ice formations on the device, as well as to send a signal from the accelerometer to monitoring devices. Vibration damping is carried out due to the force of elasticity.
Предложенное устройство обладает рядом недостатков. Во-первых, устройство малопригодно для гашения горизонтальных составляющих колебаний, и использует лишь силу упругости для виброгашения, что в свою очередь может способствовать резонансному усилению колебаний проводов. Во-вторых, многие датчики и электронные компоненты устройства могут быть подвержены воздействию магнитного поля со стороны провода, что может привести к неправильной работе. В-третьих, многие элементы конструкции повышают сложность и стоимость устройства, не повышая при этом его эффективность, например, акселерометр, станция мониторинга, изолирующая прослойка и система управления.The proposed device has a number of disadvantages. Firstly, the device is of little use for damping the horizontal components of oscillations, and uses only the elastic force for vibration damping, which in turn can contribute to the resonant amplification of the vibrations of the wires. Secondly, many sensors and electronic components of the device can be affected by a magnetic field from the side of the wire, which can lead to incorrect operation. Thirdly, many design elements increase the complexity and cost of the device without increasing its efficiency, such as the accelerometer, monitoring station, insulating layer and control system.
Сущность полезной моделиThe essence of the utility model
Задачей настоящей полезной модели является снижение интенсивности и амплитуды пляски и вибрации проводов воздушных линий электропередачи, а также предотвращение разрушения крепежной арматуры, изоляторов и обрыва проводов концевых и анкерных опор вследствие действия переменных и случайных ветровых и гололедных нагрузок. Технический результат достигается посредством адаптивного магнитореологического демпфера, устанавливаемого между гирляндой изоляторов и проводом, обладающего следующей совокупностью существенных конструктивных признаков: The objective of this utility model is to reduce the intensity and amplitude of the dance and vibration of the wires of overhead power lines, as well as to prevent the destruction of fasteners, insulators and breakage of the wires of the end and anchor supports due to the action of variable and random wind and ice loads. The technical result is achieved by means of an adaptive magnetorheological damper installed between the string of insulators and the wire, which has the following set of essential design features:
адаптивный магнитореологический демпфер включает в себя шток-поршень, способный перемещаться внутри заполненного магнитореологической жидкостью корпуса, создавая тем самым силу сопротивления при движении;the adaptive magnetorheological damper includes a piston rod capable of moving inside a housing filled with a magnetorheological fluid, thereby creating a resistance force during movement;
между нижней крышкой и поршнем демпфера расположена пружина сжатия;between the bottom cover and the damper piston there is a compression spring;
поршень содержит в своем составе электромагнит, позволяющий управлять посредством наведения внешнего магнитного поля вязкостью и пределом текучести магнитореологической жидкости в узком кольцевом канале внутри поршня, изменяя тем самым силу сопротивления его движению;the piston contains an electromagnet in its composition, which makes it possible to control, by inducing an external magnetic field, the viscosity and yield strength of the magnetorheological fluid in a narrow annular channel inside the piston, thereby changing the force of resistance to its movement;
бесперебойность питания электромагнита обеспечивается наличием аккумулятора внутри поршня и первичного источника питания, установленного на защищаемый провод, причем эти элементы электрически связаны токоведущими выводами, проходящими через отверстие внутри штока;uninterrupted supply of the electromagnet is ensured by the presence of a battery inside the piston and a primary power source installed on the protected wire, and these elements are electrically connected by current-carrying leads passing through a hole inside the rod;
поршень содержит в своем составе блок электроники, включающий аккумулятор, акселерометр, преобразователь и систему управления, предназначенную для адаптивного управления силой сопротивления.the piston contains an electronics unit, including a battery, an accelerometer, a transducer and a control system designed for adaptive control of the resistance force.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Возможность осуществления полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен общий вид адаптивного магнитореологического демпфера пляски и вибрации проводов воздушных линий электропередачи; на фиг. 2 - общий вид магнитореологического поршня демпфера пляски и вибрации проводов воздушных линий электропередачи.The possibility of implementing the utility model is illustrated by the drawings. In FIG. 1 shows a general view of an adaptive magnetorheological dance and vibration damper for wires of overhead power lines; in fig. 2 is a general view of the magnetorheological piston of the dance and vibration damper of the wires of overhead power lines.
Адаптивный магнитореологический демпфер состоит из верхней крышки-фланца 1 с рядом концентрических отверстий, ниппелем 2 для закачки газа и проушиной 3 для соединения с крепежной арматурой, по крайней мере, четырех длинных стягивающих болтов 4, уплотнительного кольца 5, полого стального корпуса цилиндрической формы 6, внутри которого расположен поршень 7, разделяющий корпус на гидравлически связанные между собой компенсационную 8 и рабочую 9 камеры, эластичной гофрированной мембраны 10, отделяющей газовый накопитель 11, пружины сжатия 12, обоймы сальника 13, сальника с уплотнительным кольцом 14, нижней крышки-фланца демпфера 15 с концентрическими отверстиями, по меньшей мере, четырех болтов 16, четырех шайб 17 и гаек 18, штока 19 с отверстием для электрических выводов 20 и проушиной 21 для крепления к арматуре проводов.The adaptive magnetorheological damper consists of a top cover-flange 1 with a number of concentric holes, a
Магнитореологический поршень 7 состоит из верхней стальной крышки полой цилиндрической формы с рядом концентрических дугообразных отверстий и рядом круглых отверстий 22, стальной основы 23 с Г-образным отверстием 24 и концентрическими круглыми отверстиями с выточенной внутренней резьбой, по меньшей мере, трех соединительных винтов 25, немагнитной кольцеобразной крышки 26, уплотнительных колец 27, 28, 29, цилиндрического отсека 30 с внутренним отверстием (на чертеже не показано, находится напротив отверстия 24), электромагнитной катушки 31 с медной обмоткой 32 и выходящими из внутренней части выводами (на чертеже не показаны), заполненного магнитореологической жидкостью кольцевого гидравлического канала 33, по меньшей мере, одного поршневого кольца 34, нижней стальной крышки поршня 35 с концентрическими длинными дугообразными отверстиями, круглыми сквозными отверстиями 36 и отверстиями с выточенной резьбой под винты 37, центрирующим выступом 38 и цилиндрическим отверстием 39, цилиндрической пластиковой коробки 40, блока электронных компонентов 41, и, по меньшей мере, четырех соединительных винтов 37.The
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной моделиInformation confirming the possibility of implementing the utility model
Адаптивный магнитореологический демпфер состоит из стального цилиндрического полого корпуса 6, внутри которого расположен подвижный поршень 7 с жестко закрепленным на нем стальным штоком 19. Внутренний объем корпуса демпфера 6 разделен поршнем 7 на рабочую 9 и компенсационную 8 камеры, заполненные магнитореологической жидкостью и гидравлически связанные кольцевым каналом 33 в поршне 7.The adaptive magnetorheological damper consists of a steel cylindrical
Снизу рабочая камера 9 ограничена обоймой 13 сальника 14, жестко зафиксированной на корпусе демпфера 6 посредством болтового соединения 16. Таким образом, сальник 14, обеспечивающий герметичность рабочей камеры 9, оказывается зажат между корпусом 6 и обоймой 13. Для повышения надежности конструкции в демпфере используется армированный сальник.From below, the
Между поршнем 7 и обоймой сальника 13 в рабочей камере 9 располагается стальная пружина 12, работающая преимущественно на сжатие. Верхний конец пружины 12 фиксируется на центрирующем выступе 38 внизу поршня 7. Нижний конец пружины 12 плотно прилегает к обойме 13 за счет силы давления, а в процессе эксплуатации прижимается еще и весом провода. С целью предотвращения перекоса пружины 12 в процессе работы ее нижний конец центрирован наличием выступа на обойме 13.Between the
Компенсационная гидравлическая камера 8 демпфера сверху ограничена эластичной мембраной 10, с другой стороны которой находится газовый накопитель 11. Внутри газового накопителя 11, ограниченного мембраной 10 и верхней крышкой демпфера 1, содержится газ под давлением 3-10 бар. Закачка газа в камеру 11 осуществляется через ниппель 2 в верхней крышке демпфера 1.The compensation
Фиксация верхней крышки-фланца 1 на корпусе осуществляется за счет ее соединения с нижней крышкой-фланцем 15 посредством длинных болтов 4, гаек 18 и шайб 17. Таким образом, верхняя 1 и нижняя крышка-фланец 15 плотно прилегают к корпусу демпфера 6, дополнительно отцентрированные соединением «выступ - впадина». Герметичность компенсационной камеры 8 и газового накопителя 11 обеспечивается уплотнительным кольцом 5, расположенным между верхней крышкой 1 и корпусом 6. Мембрана 10 также зажимается между корпусом 6 и крышкой 1 благодаря наличию утолщений по краям и концентрического паза на верхнем основании корпуса 6, что предотвращает возможность срыва мембраны 10 в процессе эксплуатации.Fixation of the upper cover-flange 1 on the body is carried out by its connection with the bottom cover-
Поршень 7 состоит из верхней стальной магнитопроводной крышки 22 и стального магнитопроводного сердечника 23, соединенных друг с другом винтами 25. При этом на сердечник надевается катушка 31 с медной обмоткой 32, помещенная в цилиндрический корпус 30 из немагнитного материала (нержавеющая сталь, дюралюминий). Корпус 30 необходим для предотвращения попадания рабочей жидкости из канала 33 в обмотку 32, для чего он накрывается кольцевидной крышкой 26 из фторопласта или другого твердого материала с низким трением. При затягивании винтов 25 крышка 26 сдавливает уплотнительные резиновые кольца 27, 28, расположенные на стенках цилиндрического корпуса 30 и обеспечивающие хорошую герметичность конструкции поршня 7. The
Токоведущие выводы медной обмотки 32 выходят через отверстие в нижней части корпуса катушки 31, соответствующее узкое отверстие в цилиндрическом корпусе 30, Г-образный канал 24 в сердечнике 23 и подсоединяются к источнику питания внутри блока электроники 41 в нижней части поршня.The current-carrying leads of the copper winding 32 exit through a hole in the lower part of the
Блок электроники 41 представляет собой цилиндрическую коробку 40 из диэлектрического материала (гетинакс, текстолит) с расположенными внутри нее акселерометром, аккумулятором, преобразователем и микросхемой с заложенным внутри нее алгоритмом управления. Коробка 40 расположена внутри «стакана», являющегося нижней частью стального сердечника 23, и плотно прижата снизу крышкой поршня 35. Для повышения герметичности соединения между стальной нижней крышкой 35 и коробкой 40 расположена резиновая уплотнительная пластина 29. Нижняя крышка 35 надевается на выступы «стакана» сердечника 23 через гидравлические концентрические отверстия и упирается в них. При этом нагрузка, приходящаяся на диэлектрическую коробку 40 при сдавливании пластины 29, будет зависеть от величины зазора между коробкой 40 и крышкой 35, а также жесткости и толщины пластины 29.The
После установки нижней крышки поршня 35 на выступы «стакана» сердечника 23 детали соединяются винтами 37, для чего в крышке 35 предусмотрены боковые концентрические отверстия 36. При этом обечайки верхней 22 и нижней крышек 35 упираются друг в друга, соединяясь по принципу «выступ - впадина». На внешнюю поверхность верхней крышки 22 также надевается поршневое кольцо 34 для центрирования поршня 7 относительно корпуса 6, исключения протекания рабочей жидкости между ними, снижения трения и истирания поверхностей.After installing the bottom cover of the
На нижней крышке поршня 35 находится цилиндрический выступ для установки пружины сжатия 12. Внутри нижней крышки 35 предусмотрено сквозное отверстие 39, сопряженное с длинным каналом внутри штока 20, по которому пролегают провода, соединяющие блок электроники 41 с первичным источником питания, устанавливаемым на защищаемый провод. Шток 19 соединяется с нижней крышкой поршня в области 42 посредством резьбового соединения, либо является с ней одним сплошным телом.On the bottom cover of the
Кольцевой гидравлический канал 33 образуется между верхней 22 и нижней 35 крышками поршня, сердечником 23 и цилиндрическим корпусом 30, а также кольцевой крышкой 26 и уплотнительным кольцом 28. Для гидравлической связи канала 33 с жидкостными камерами 8, 9 в крышках 22, 35 предусмотрены сквозные дугообразные концентрические отверстия, являющиеся продолжением канала 33.An annular
Принцип действия полезной моделиThe principle of operation of the utility model
Корпус демпфера крепится к гирлянде изоляторов через крепежную арматуру посредством проушины 3 в верхней крышке-фланце 1. Наружный конец штока 19 за проушину 21 крепится к поддерживающему или натяжному зажиму одиночного провода или зажиму для проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи. Соответственно, электрический потенциал демпфера будет равен потенциалу провода.The damper body is attached to the string of insulators through the fasteners by means of
При расположении адаптивного магнитореологического демпфера между гирляндой изоляторов и защищаемым проводом внутри демпфера под действием внешней переменной силы (например, при колебаниях провода в вертикальной плоскости) перемещается подпружиненный шток 19 с поршнем 7, в который встроена электромагнитная катушка 32 магнитореологического трансформатора. Помимо катушки 32 трансформатор имеет в своём составе магнитопровод 22, 23 и кольцевой гидравлический канал 33, по которому между камерами 8, 9 протекает магнитореологическая жидкость. В результате перемещения штока-поршня 7, например, при опускании удерживаемого участка провода во время галопирования, уменьшается объём рабочей камеры 24. Вследствие разности давлений часть магнитореологической жидкости перетекает через дроссельный канал 33 из рабочей камеры 9 в компенсационную камеру 8. При перемещении жидкости в компенсационную камеру 8, давление внутри последней уравновешивается давлением сжатого газа 11, заполняющего пространство между мембраной 10 и крышкой-фланцем 1. Наличие такой камеры делает возможным ход штока 19 внутри демпфера, защищает его от осевых ударных нагрузок, несколько повышает качество виброгашения в низкочастотном диапазоне и позволяет предотвратить опасное явление кавитации, возникающее при большой разности давлений между камерами 8, 9 и приводящее к разрушению внутренних стенок гидравлических устройств.When the adaptive magnetorheological damper is located between the garland of insulators and the protected wire inside the damper, under the action of an external variable force (for example, when the wire vibrates in a vertical plane), the spring-loaded
Пружина сжатия 12 вкупе с силой вязкого трения внутри движущегося поршня 7 создают силу сопротивления в вертикальной плоскости и, частично, в горизонтальной плоскости. При этом пружина 12 рассчитывается таким образом, чтобы ее ход вверх и вниз был примерно одинаков с учетом действующей силы давления со стороны газового накопителя 11 и веса провода, приведенного к штоку 19. Возможность вращения штока-поршня 7 внутри демпфера позволяет компенсировать недостаточную шарнирность узла крепления гирлянд изоляторов к траверсам, которая приводит к их разрушению и обрыву провода. Шарнирность обеспечивается двумя степенями свободы, а конструктивно - пружиной сжатия 12 и вращением штока-поршня 7.The
Магнитореологический поршень функционирует следующим образом. При периодическом силовом воздействии на гидроподвес рабочая магнитореологическая жидкость будет перетекать между камерами по гидравлическому кольцевому каналу 33, образованному между стальными крышками 22, 35, сердечником 23 и цилиндрическим отсеком 30, а также между уплотнительными элементами 26, 28, 29, и по дугообразным отверстиям в крышках 22, 35, являющимся продолжением канала 33. При этом движению поршня будет оказываться сила сопротивления, одна часть которой пропорциональна скорости поршня, а другая - пределу текучести гидравлической жидкости. Внешние стенки поршня 7 плотно прилегают к внутренним стенкам гидроподвеса, следовательно, потока жидкости между ними нет, а благодаря наличию фторопластовых поршневых колец 34 трение будет минимальным. Когда силовое воздействие со стороны колеблющегося провода вызовет растяжение/сжатие демпфера с ускорением выше порогового значения, появляется электрический сигнал с акселерометра, поступающий на вход системы управления магнитореологическим трансформатором, на выходе которой формируется алгоритм управления ключами преобразователя, получающего питание от аккумулятора. На выходе преобразователя, расположенного в блоке 41, будет сформирован ток до I = 0,5 А, который поступит на обмотку катушки 32 по выводам, расположенным в канале 24. Таким образом, внутри поршня возникнет магнитное поле, силовые линии которого замкнутся через сердечник 23, верхнюю крышку 22 и некоторую область кольцевого канала 33 с магнитореологической жидкостью. Как известно, предел текучести магнитореологической жидкости даже в сравнительно слабых магнитных полях (50-100 кА/м) может достигать нескольких десятков кПа, причем под действием поперечных полей магнитореологический эффект примерно в 1,3-1,5 раз сильнее. Таким образом, конструкция поршня обеспечивает широкий диапазон управления пределом текучести магнитореологической жидкости, протекающей по гидравлическому каналу 33, за счет его малой ширины и направления магнитного поля поперечного течению жидкости.The magnetorheological piston functions as follows. With a periodic force effect on the hydraulic suspension, the working magnetorheological fluid will flow between the chambers along the hydraulic
Благодаря уникальным свойствам магнитореологических материалов адаптивный демпфер способен настраиваться под изменяющиеся динамические характеристики входного вибросигнала. Это приводит к изменению коэффициентов демпфирования и жесткости в колебательной системе «провод-демпфер». Управляющее магнитное поле будет изменяться синфазно с изменением частоты внешнего вибросигнала. Для достижения этой цели система управления адаптируется под изменение погонной массы провода (гололёдных отложений) и силы действия ветра. Это приводит к демпфированию и расстраиванию колебаний защищаемых проводов.Due to the unique properties of magnetorheological materials, the adaptive damper is able to adjust to the changing dynamic characteristics of the input vibration signal. This leads to a change in the damping coefficients and stiffness in the oscillatory system "wire-damper". The control magnetic field will change in phase with the change in the frequency of the external vibration signal. To achieve this goal, the control system adapts to changes in the linear weight of the wire (icy deposits) and the force of the wind. This leads to damping and detuning of vibrations of the protected wires.
ЛитератураLiterature
1. Подготовка к осенне-зимнему периоду 2016-2017, прохождение и основные итоги ОЗП 2015-2016 / Под ред. заместителя Министра энергетики Российской Федерации А. В. Черезова. 2016. - 216 с.1. Preparation for the autumn-winter period 2016-2017, the passage and main results of the 2015-2016 OZP / Ed. Deputy Minister of Energy of the Russian Federation A.V. Cherezov. 2016. - 216 p.
2. Ратушняк В.С. Статистический анализ аварийных отключений электроэнергии из-за гололедообразования на проводах ЛЭП на территории РФ [Электронный ресурс] / В.С. Ратушняк, В.С. Ратушняк, Е.С. Ильин, О.Ю. Вахрушева // Молодая наука Сибири: электрон. науч. журн. - 2018. - №1. - Режим доступа: http://mnv.irgups.ru/toma/11-2018, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус., англ. (дата обращения: 10.03.2021).2. Ratushnyak V.S. Statistical analysis of emergency power outages due to icing on the wires of power transmission lines in the territory of the Russian Federation [Electronic resource] / V.S. Ratushnyak, V.S. Ratushnyak, E.S. Ilyin, O.Yu. Vakhrusheva // Young science of Siberia: electron. scientific magazine - 2018. - No. 1. - Access mode: http://mnv.irgups.ru/toma/11-2018, free. - Zagl. from the screen. - Yaz. Russian, English (date of access: 03/10/2021).
3. Brochure No 322 CIGRE “State of the art of conductor galloping”, 2007, Paris, 142 pp.3. Brochure No 322 CIGRE “State of the art of conductor galloping”, 2007, Paris, 142 pp.
4. Vibration damper. Patent US 3780207 A.4. Vibration damper. Patent US 3780207A.
5. Galloping preventive device JP 2004036770 A.5. Galloping preventive device JP 2004036770 A.
6. Гаситель пляски расщепленных проводов, его демпфер крутильных колебаний, воздушная линия электропередачи с таким гасителем и воздушная линия электропередачи с гасителем пляски, снабженным таким демпфером RU 2716701 C1.6. An absorber for the dance of split wires, its torsional vibration damper, an overhead power line with such an absorber and an overhead power line with a dance absorber equipped with such a damper RU 2716701 C1.
7. Гаситель низкочастотных колебаний проводов воздушных линий электропередачи (варианты) RU 2570347.7. Absorber of low-frequency oscillations of wires of overhead power lines (options) RU 2570347.
8. Устройство для гашения колебаний проводов RU 2621722.8. Device for vibration damping of wires RU 2621722.
9. Device for reducing power transmission line galloping and application method thereof. Patent CN 103594996 A.9. Device for reducing power transmission line galloping and application method thereof. Patent CN 103594996 A.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021115488U RU209764U1 (en) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | Adaptive magnetorheological damper of dance and vibration of wires of overhead power lines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021115488U RU209764U1 (en) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | Adaptive magnetorheological damper of dance and vibration of wires of overhead power lines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU209764U1 true RU209764U1 (en) | 2022-03-22 |
Family
ID=80820410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021115488U RU209764U1 (en) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | Adaptive magnetorheological damper of dance and vibration of wires of overhead power lines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU209764U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU217141U1 (en) * | 2022-12-27 | 2023-03-20 | Акционерное общество "Россети Тюмень" | Device for dumping ice-frost deposits from the wires of an overhead power line |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1986006560A1 (en) * | 1985-04-22 | 1986-11-06 | Riganti S.P.A. | Vibration damper for a conductor on an overhead electric line |
CN103594996A (en) * | 2013-10-10 | 2014-02-19 | 国家电网公司 | Device for reducing power transmission line galloping and application method thereof |
RU2549204C2 (en) * | 2013-06-19 | 2015-04-20 | Закрытое Акционерное Общество "Мзва" | Device limiting dancing of wires, ground wires of overhead transmission lines and fibre optic cables of overhead lines, and passage equipped with such devices (versions) |
RU2570347C1 (en) * | 2014-11-27 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной механики Российской академии наук (ИПРИМ РАН) | Low-frequency oscillation damper for wires of overhead power transmission lines (versions) |
RU2621722C2 (en) * | 2015-05-05 | 2017-06-07 | Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") | Device for damping oscillations of wires |
-
2021
- 2021-05-31 RU RU2021115488U patent/RU209764U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1986006560A1 (en) * | 1985-04-22 | 1986-11-06 | Riganti S.P.A. | Vibration damper for a conductor on an overhead electric line |
RU2549204C2 (en) * | 2013-06-19 | 2015-04-20 | Закрытое Акционерное Общество "Мзва" | Device limiting dancing of wires, ground wires of overhead transmission lines and fibre optic cables of overhead lines, and passage equipped with such devices (versions) |
CN103594996A (en) * | 2013-10-10 | 2014-02-19 | 国家电网公司 | Device for reducing power transmission line galloping and application method thereof |
RU2570347C1 (en) * | 2014-11-27 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной механики Российской академии наук (ИПРИМ РАН) | Low-frequency oscillation damper for wires of overhead power transmission lines (versions) |
RU2621722C2 (en) * | 2015-05-05 | 2017-06-07 | Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") | Device for damping oscillations of wires |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU217141U1 (en) * | 2022-12-27 | 2023-03-20 | Акционерное общество "Россети Тюмень" | Device for dumping ice-frost deposits from the wires of an overhead power line |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108916301B (en) | A kind of electromagnetic type active control bump leveller | |
RU2285839C1 (en) | Screen spring vibration isolator | |
US11181165B2 (en) | Vibration mitigation device | |
RU2570347C1 (en) | Low-frequency oscillation damper for wires of overhead power transmission lines (versions) | |
RU2412511C1 (en) | Vibration damper | |
US2969416A (en) | Cable vibration damper | |
CN109818322A (en) | A kind of self-adaptive electromagnetic energy consumption Anti-galloping vibration absorber | |
RU209764U1 (en) | Adaptive magnetorheological damper of dance and vibration of wires of overhead power lines | |
CN111130040B (en) | Composite spacing ring-nutation damper for controlling integral galloping of lead | |
RU2594260C1 (en) | Mesh damper kochetov | |
US1995620A (en) | Vibration inhibitor | |
US2688047A (en) | Vibration damper | |
US3806627A (en) | Spacer-damper for bundle conductors | |
US4209659A (en) | Vibration damper for overhead conductors | |
US4267400A (en) | Seismic bushing | |
RU2578824C1 (en) | Vibration isolator with pendulum suspension | |
RU2550793C1 (en) | Controlled magneto-liquid shock absorber | |
RU2661669C1 (en) | Spatial vibration isolator | |
RU2623016C1 (en) | Spring net-shaped vibration isolator | |
RU2578423C1 (en) | Spring vibration isolator mesh | |
RU2538853C1 (en) | Kochetov's vibration isolator | |
CN112576676A (en) | Horizontal shock absorber and method for determining medium mass of damping liquid in horizontal shock absorber | |
US4227038A (en) | Vibration isolator connector | |
RU2621722C2 (en) | Device for damping oscillations of wires | |
RU2812342C1 (en) | Damper of swinging, suboscillations and vibration of split wires of overhead power lines |