Эолова вибрация: Характеристики
Частота: 10 – 150 Гц
Амплитуда: 0 – 1 диаметр
Ветер: 1 – 8 м/с
𝑓В=𝑉𝑆𝑡𝑑 𝑆𝑡≈0,185
Doocy, E.S., Hard, A.R., Rawlins, C.B., Ikegami, R. 1979. “Wind Induced Conductor Motion: EPRI Transmission Line Reference Book”, Electrical Power Research Institute, Palo Alto.
Эолова вибрация: Вибрационная нагрузка
Виброопасная скорость – скорость ветра, при которой создаются условия возникновения вибрации провода. Принято считать, что при н.у. скорость ветра, приводящая к вибрации проводов с размером ~ 10мм, лежит в диапазоне от 1 до 8 м/с.
Основное виброопасное направление ОВН – направление ветра, перпендикулярное направлению ВЛ. Скорость ветра всех направлений должна быть учтена по величине проекции на ОВН.
Г. Владивосток, Россия
Ветра с виброопасной скоростью дуют всего 18,2% времени года. При этом же, опасные ветра с опасного направления WNW дуют суммарно 3,1% времени максимум.
г. Угут, Россия
Ветра с виброопасной скоростью дуют всего 65,7% времени года. При этом же, опасные ветра с опасного направления SSW дуют суммарно 22,7% времени максимум.
Использованы статистические данные Росгидромета (ВНИИГМИ-МЦД) http://lakka-sails.ru/winds/
Эолова вибрация: Длительность действия виброопасного ветра
Суммарная длительность действия ветра за год, ч* | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Скорость ветра, м/с | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | Стат. за 2008-2018** |
1-2 | 84,7 | 80,5 | 105,6 | 93,0 | 89,9 | 129,4 | 113,2 | 106,9 | 141,4 | 141,1 | 102 | 107±20,4 |
3-4 | 91,3 | 79,9 | 56,5 | 45,9 | 60,3 | 89,3 | 70,8 | 71,4 | 150,9 | 170,3 | 90,7 | 88,9±36,8 |
5-6 | 49,4 | 44,5 | 20,3 | 14,8 | 32,4 | 42,0 | 26,6 | 50,5 | 104,4 | 106,3 | 38,4 | 48,1±29,1 |
7-8 | 29,6 | 13,2 | 15,2 | 7,2 | 13,2 | 21,1 | 11,7 | 19,2 | 56,7 | 78,4 | 27,9 | 26,7±20,8 |
Использованы статистические данные Росгидромета (ВНИИГМИ-МЦД) http://lakka-sails.ru/winds/
Система защиты от вибрации: Предел выносливости
CIGRÉ WG 04 SC 22 – 02, 1979, Recommendations for the Evaluation of the Lifetime of Transmission, Line Conductors, Electra n. 63.
“Метод CIGRE WG 22-04 расчета срока службы алюминиевых и сталеалюминевых проводов основан на кумулятивном эффекте - накоплении усталостных повреждений из-за вибрации. Для этой цели амплитуда вибрации провода преобразуется в величину напряжения. По величине напряжения рассчитывается количество циклов, которое провод может провести без разрушений. Данные зависимости количества допустимых циклов от величины напряжения представлены «кривой безопасности» или «S-N кривой». “
CIGRE TB 322 TF B2-11-07 FATIGUE ENDURANCE CAPABILITY OF CONDUCTOR / CLAMP SYSTEMS UPDATE OF PRESENT KNOWLEDGE
CIGRE B2 Overhead Lines Green Book
CIGRE B2 Modelling of Vibrations of Overhead Line Conductors Green Book
Нормативные документы: IEEE
“Максимальная величина деформации, которую провод АС может выдержать без повреждений, не может быть установлена точно. Однако величина 150 микрострэйн от пика до пика должна быть принята за допустимый безопасный предел”.
Нормативные документы: EPRI
“Оранжевая книга EPRI (Rawlins, 1979) для многих проводов АС и АААС приводит значения амплитуд и величин напряжения/растяжения, соответствующих «пределу безопасности». Также установлено, что общий предел безопасности может быть установлен на уровне 8,5 МПа для проводов из сплавов 1350 и 5005, тогда как для сплава 6201 и схожих должен составлять 5,7 МПа. Предел безопасности для других проводов и зажимов, отличных от классических, не установлен и не отражен в литературе.”
IEEE 1966., “Standardization of Conductor Vibration Measurements”, IEEE Transactions Paper, Vol. PAS-85 No 1, pp.10-20. Doocy, E.S., Hard, A.R., Rawlins, C.B., Ikegami, R. 1979. “Wind Induced Conductor Motion: EPRI Transmission Line Reference Book”, Electrical Power Research Institute, Palo Alto. CIGRE B2 Overhead Lines Green Book
Система защиты от вибрации: Требования к защите
27% предприятий предписывают 150 мкм/м (пик-пик) (≈ 5,16 МПа)
18% предприятий предписывают 200 мкм/м (пик-пик) (≈ 6,88 МПа)
4% предприятий предписывают 247 мкм/м (пик-пик) (≈ 8.5 МПа)
51% предприятий предписывают 300 мкм/м (пик-пик) (≈ 10,3 МПа)
Σ=100%
CIGRE B2 Overhead Lines Green Book
Выводы
1. В России нет утвержденной НТД, ограничивающей уровень вибрации проводов/тросов/кабелей.
2. Требования ограничения уровней вибрации изложены с материалами CIGRE, IEEE.
3. Уровень вибрации варьируется чрезвычайно сильно по территории России.
4. Проектирование защиты от эоловой вибрации должно основывается на предельных уровнях амплитуды (механических напряжений) вибрации и на уровне вибрационной нагрузки от ветра.
Литература
[1] Doocy, E.S., Hard, A.R., Rawlins, C.B., Ikegami, R. 1979. “Wind Induced Conductor Motion: EPRI Transmission Line Reference Book”, Electrical Power Research Institute, Palo Alto.
[2] CIGRE SC22 WG04, Recommendations for the evaluation of the lifetime of transmission line conductors; Electra 63, March 1979.
[3] CIGRE TB 322 TF B2-11-07 FATIGUE ENDURANCE CAPABILITY OF CONDUCTOR / CLAMP SYSTEMS UPDATE OF PRESENT KNOWLEDGE
[4] CIGRE B2 Overhead Lines Green Book.
[5] CIGRE B2 Overhead Lines Green Book 2017.
[6] IEEE 1966. (Committee Report), “Standardization of Conductor Vibration Measurements”, IEEE Transactions Paper, Vol. PAS-85 No 1, pp.10-20.
