RU2412511C1

RU2412511C1 - Vibration damper

Info

Publication number: RU2412511C1
Application number: RU2010111407/07A
Authority: RU
Inventors: Виктор Алексеевич Антимонов (RU); Виктор Алексеевич Антимонов; Николай Алексеевич Карасев (RU); Николай Алексеевич Карасев; Вячеслав Борисович Кранов (RU); Вячеслав Борисович Кранов; Евгений Алексеевич Юданов (RU); Евгений Алексеевич Юданов
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Мзва"
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-02-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: damper consists of hollow housing 2 filled with gaseous medium, which is fixed on wire (cable) 1 by means of clamp 3, and damping assembly made in the form of inertia element (load 9, housing 16) fixed on diaphragm 10 which divides the housing into upper and lower halves; diaphragm 10 and load 9 is positioned with compression and tension springs 12. In load 9 or diaphragm 10 there is through orifice hole 13. Ratio of D diametre of diaphragm 10 to maximum movement amplitude Δx of load 9 relative to housing 2 under action of lateral vibrations of wire (cable) 1 is chosen with the following limits: D/Δx= 1.0÷100 when providing minimum volume V_{gaseous medium}of gaseous medium filling the cavity of housing 2. Another version is also possible when housing 16 serves as inertia element; in this case, inside housing 16 on diaphragm 17 with orifice holes 18 there fixed is stock 19 by means of which the damper is attached to wire (cable) 22 by means of clamp 21.

EFFECT: considerable absorption of vibrations appearing at frequencies of mechanical resonance of wires of overhead transmission lines and communication lines, simple design and reliability during continuous operation; damper has passed bench tests with positive results and will be used in batch production.

17 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к гасителям колебаний, предназначенным для защиты от колебаний (вибрации) проводов и оптических кабелей, подвешиваемых на опорах воздушных линий электропередачи и линий связи.The invention relates to the field of electric power industry, in particular to vibration dampers designed to protect against vibrations (vibration) of wires and optical cables suspended on the supports of overhead power lines and communication lines.

Известен гаситель вибрации для проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи, содержащий гибко-упругий элемент, выполненный в виде сердечника и повивов из высокопрочной стали, по концам которого закреплены грузы, и плашку-зажим, одним концом закрепленную посередине гибко-упругого элемента, а другим - на проводе (кабеле), при этом гибко-упругий элемент закреплен в грузах с эксцентриситетом, величина которого выбрана из определенного соотношения [1].Known vibration damper for the wires of overhead power lines and self-supporting fiber optic cables of communication lines, containing a flexible elastic element made in the form of a core and windings of high strength steel, at the ends of which loads are fixed, and a die-clamp, one end fixed in the middle flexibly elastic element, and the other on the wire (cable), while the flexible-elastic element is fixed in loads with an eccentricity, the value of which is selected from a certain ratio [1].

Данный тип гасителя вибрации (гаситель Стокбриджа) работает по принципу поглощения механической энергии, вследствие эффекта трения проволок гибко-упругого элемента (тросика) между собой, при этом достаточное поглощение возникает только в момент механического резонанса колеблющихся грузов. Гасители такого типа работают эффективно в достаточно узкой частотной области и защищают в основном одну точку (точку крепления зажима гасителя на проводе) от большого размаха колебаний, и, как показывают натурные испытания, сам провод за пределами зоны крепления гасителя продолжает колебаться с существенно большой амплитудой. В результате у этого гасителя зона критических деформаций провода смещается из точки крепления провода в натяжном или поддерживающем зажимах в точку крепления самого гасителя на проводе, что зачастую приводит к обрыву или разрушению провода в месте крепления гасителя на проводе. Кроме того, иногда на низких частотах, близких к частотам пляски проводов, сам гаситель может стать причиной снижения надежности работы провода из-за того, что он начинает раскачиваться вместе с проводом.This type of vibration damper (Stockbridge damper) works on the principle of absorption of mechanical energy, due to the effect of friction of the wires of the flexible elastic element (cable) with each other, while sufficient absorption occurs only at the moment of mechanical resonance of the vibrating loads. Absorbers of this type work effectively in a fairly narrow frequency domain and protect basically one point (the attachment point of the absorber clamp on the wire) from a large range of oscillations, and, as field tests show, the wire itself continues to fluctuate with a significantly large amplitude outside the damper attachment zone. As a result of this damper, the critical deformation zone of the wire is shifted from the attachment point of the wire in the tension or support clamps to the attachment point of the damper itself on the wire, which often leads to wire breakage or destruction at the attachment point of the damper on the wire. In addition, sometimes at low frequencies close to the frequencies of wire dancing, the damper itself can cause a decrease in the reliability of the wire due to the fact that it begins to swing with the wire.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является гаситель колебаний проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей связи, содержащий полый корпус, жестко соединенный с зажимом для закрепления на проводе или кабеле, и демпферный элемент [2].The closest technical solution to the proposed one is the vibration damper of the wires of overhead power lines and self-supporting fiber-optic communication cables, containing a hollow body rigidly connected to a clip for fixing on a wire or cable, and a damper element [2].

В этом гасителе колебания провода передаются на закрепленный на нем полый корпус, заполненный несжимаемой жидкостью, при этом в корпусе расположен груз, имеющий возможность свободного перемещения по вертикали вдоль подпружиненного стержня. В этом случае оптимальное гашение колебаний может быть достигнуто только при точном расчете и учете всех факторов, оказывающих существенное влияние на собственную резонансную частоту колебаний гасителя, а именно веса груза, жесткости пружины и зависимой от температуры вязкости жидкости, заполняющей полость корпуса. То есть реализация этого конструктивного варианта гасителя на практике окажется затруднительной и потребует дополнительных существенных материальных, финансовых и временных затрат.In this damper, the vibrations of the wire are transmitted to a hollow body fixed on it, filled with an incompressible fluid, while in the body there is a load that can freely move vertically along a spring-loaded rod. In this case, the optimal damping of the oscillations can be achieved only by accurately calculating and taking into account all the factors that have a significant effect on the natural resonant frequency of the damper’s oscillations, namely, the weight of the load, spring stiffness and temperature-dependent viscosity of the fluid filling the body cavity. That is, the implementation of this constructive version of the damper in practice will be difficult and will require additional significant material, financial and time costs.

Заявитель ставил перед собой практическую задачу разработать универсальный гаситель колебаний проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей связи, эффективно работающий по принципу согласованного поглощения механической энергии волны поперечных колебаний в натянутом проводе (кабеле), характеризующийся достаточной простотой конструктивного исполнения и приемлемыми материальными расходами. Указанный положительный технический результат был достигнут за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков предложенного гасителя колебаний, зафиксированной в нижеследующей формуле изобретения: «гаситель колебаний проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей связи, содержащий полый корпус, жестко соединенный с зажимом для закрепления на проводе или кабеле, и демпферный узел; корпус выполнен из легкого по весу материала, герметичным с возможностью не расходуемого заполнения его полости газообразной незамерзающей средой, демпферный узел выполнен в виде расположенного и имеющего возможность вертикального перемещения внутри полости корпуса инерционного элемента, выполненного в форме металлического груза, закрепленного соосно вертикальной оси корпуса на изготовленной из упругого материала диафрагме, герметично закрепленной по периметру между верхним и нижним фланцами корпуса и разделяющей его внутренний объем на верхнюю и нижнюю половины, при этом корпус снабжен компенсирующими силу тяжести груза пружинами, обеспечивающими ненапряженное состояние диафрагмы в статическом положении, в грузе или диафрагме выполнено, по меньшей мере, одно сквозное дросселирующее отверстие, создающее противодействие, возрастающее с увеличением скорости перемещения через упомянутое дросселирующее отверстие газообразной среды при колебаниях провода или кабеля, отношение диаметра D диафрагмы к максимальной амплитуде вертикального перемещения Δх груза относительно корпуса под действием поперечных колебаний провода или кабеля выбирается максимально возможным при минимальном объеме V_{газсреды} заполняющей полость корпуса газообразной среды, достигаемым за счет замещения излишнего объема внутренней полости корпуса жестким пенообразным заполнителем, прикрепленным к внутренним поверхностям стенок корпуса, причем конфигурация упомянутого заполнителя со стороны диафрагмы определяется минимальным пространством, в котором с максимально возможной амплитудой без касания с поверхностью заполнителя могут совершаться колебания диафрагмы; отношение диаметра D диафрагмы к максимальной амплитуде перемещения Δх груза относительно корпуса под действием поперечных колебаний провода или кабеля выбирается в пределах: D/Δx=1,0÷100; объем полости корпуса замещен до 80% объема жестким пенообразным заполнителем; верхний и нижний фланцы корпуса выполнены в форме цилиндра с боковыми заплечиками с формой, определяемой минимальным пространством, в котором с максимально возможной амплитудой и без ограничения могут совершаться колебания диафрагмы; груз демпферного элемента изготовлен из чугуна; груз демпферного элемента изготовлен из стали; груз демпферного элемента изготовлен из свинца; диафрагма демпферного элемента изготовлена из кремнийорганической резины; диафрагма демпферного элемента изготовлена из полиуретана; диафрагма демпферного элемента изготовлена из бериллиевой бронзы; диафрагма демпферного элемента изготовлена из металлоэластомерного композиционного материала; диафрагма демпферного элемента изготовлена из пружинной или нержавеющей стали; в качестве газообразной незамерзающей среды, заполняющей полость корпуса, использован воздух; в качестве газообразной незамерзающей среды, заполняющей полость корпуса, использован инертный газ; инерционный элемент демпферного узла выполнен в виде массивного герметичного полого корпуса, внутри которого расположена между его верхним и нижним фланцами диафрагма, герметично закрепленная по периметру на внутренних стенках корпуса, при этом диафрагма снабжена, по меньшей мере, одним сквозным дросселирующим отверстием и через шток посредством шайб соединена с зажимом для закрепления на проводе или кабеле; в местах выхода из корпуса указанный шток закреплен в направляющей втулке и защищен от воздействия внешней среды гофрированным пыльником; функционально работающие как инерционный элемент верхний и/или нижний фланцы корпуса выполнены утолщенными в виде груза».The applicant set himself the practical task of developing a universal vibration damper for overhead power lines and self-supporting fiber-optic communication cables, which works efficiently on the principle of coordinated absorption of mechanical energy of a transverse wave in a stretched wire (cable), characterized by sufficient simplicity of design and acceptable material costs. The indicated positive technical result was achieved due to a new set of essential structural features of the proposed vibration damper, fixed in the following claims: “vibration damper of wires of overhead power lines and self-supporting fiber-optic communication cables, containing a hollow housing rigidly connected to a clip for fixing on the wire or cable, and damper assembly; the casing is made of light-weight material, sealed with the possibility of non-expendable filling of its cavity with a gaseous non-freezing medium, the damper assembly is made in the form of an inertial element located and having vertical movement inside the casing cavity, made in the form of a metal load, fixed coaxially with the vertical axis of the casing on the manufactured of elastic material a diaphragm sealed around the perimeter between the upper and lower flanges of the housing and separating its inner the load on the upper and lower halves, while the body is equipped with springs compensating for the gravity of the load, providing an unstressed state of the diaphragm in a static position, at least one through throttling hole is made in the load or diaphragm, which creates a reaction that increases with increasing speed of movement through the aforementioned throttling hole of a gaseous medium during vibrations of a wire or cable, the ratio of the diameter D of the diaphragm to the maximum amplitude of the vertical movement Δx of the load respect to the housing under the action of transverse oscillations of the wire or cable is selected maximum possible with a minimum volume of V _gazsredy filling cavity gaseous medium body achieved by replacing excessive volume inside the body cavity rigid foamed filler, attached to the inner surfaces of the housing walls, the configuration of said filler from the diaphragm is determined by the minimum space in which with the maximum possible amplitude without touching the surface diaphragm oscillations may occur; the ratio of the diameter D of the diaphragm to the maximum amplitude of the displacement Δx of the load relative to the body under the action of transverse vibrations of the wire or cable is selected in the range: D / Δx = 1.0 ÷ 100; the body cavity volume is replaced by up to 80% of the volume with a rigid foam-like aggregate; the upper and lower flanges of the body are made in the form of a cylinder with side shoulders with a shape determined by the minimum space in which diaphragm oscillations can occur with the maximum possible amplitude and without limitation; the load of the damper element is made of cast iron; the load of the damper element is made of steel; the load of the damper element is made of lead; the diaphragm of the damper element is made of silicone rubber; the diaphragm of the damper element is made of polyurethane; the diaphragm of the damper element is made of beryllium bronze; the diaphragm of the damper element is made of a metal-elastomeric composite material; the diaphragm of the damper element is made of spring or stainless steel; air is used as a gaseous non-freezing medium filling the body cavity; inert gas is used as a gaseous non-freezing medium filling the body cavity; the inertial element of the damper assembly is made in the form of a massive sealed hollow body, inside of which is located between its upper and lower flanges a diaphragm sealed around the perimeter on the inner walls of the body, while the diaphragm is equipped with at least one through throttling hole and through the rod through washers connected to a clip for fastening to a wire or cable; at the places of exit from the housing, the specified rod is fixed in the guide sleeve and is protected from the external environment by a corrugated boot; the upper and / or lower flanges of the casing functioning as an inertia element are thickened in the form of a load. ”

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид гасителя колебаний, выполненный согласно настоящему изобретению, вид перпендикулярно проводам (кабелям) линии; на фиг.2 - вариант выполнения корпуса по 4-му пункту фюрмулы изобретения гасителя на фиг.1; на фиг.3 - вариант выполнения гасителя по 15-му пункту фюрмулы изобретения на фиг.1; на фиг.4 - амплитудно-частотные характеристики, снятые на макетах гасителя колебаний, выполненного согласно настоящему изобретению, в сравнении с амплитудно-частотными характеристиками гасителей вибрации типа Стокбриджа.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of a vibration damper, made according to the present invention, a view perpendicular to the wires (cables) of the line; figure 2 is an embodiment of the housing according to the 4th paragraph of the snake-boom invention of the damper in figure 1; figure 3 is an embodiment of a damper according to the 15th paragraph of the furule of the invention of figure 1; figure 4 - amplitude-frequency characteristics recorded on the models of the vibration damper, made according to the present invention, in comparison with the amplitude-frequency characteristics of vibration dampers of the Stockbridge type.

Заявляемый гаситель колебаний проводов 1 воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей 1 связи выполнен в виде полого герметичного, легкого по весу корпуса 2, который жестко закреплен на проводе (кабеле) 1 с помощью плашечного зажима 3. Внутренняя полость корпуса 2 заполняется газообразной незамерзающей средой (газом, инертным газом и т.п.) или просто остается заполненной воздухом, которые вследствие герметичности корпуса 2 в процессе эксплуатации практически не расходуются. Верхний и нижний фланцы 4, 5 корпуса 2 с целью оптимизации конструкции гасителя с точки зрения достижения наибольшей его эффективности демпфирования для выбранного типа воздушной линии электропередачи или линии связи могут выполняться в различных конструктивных вариантах, например, в форме круглого цилиндра с боковыми заплечиками 6, 7, чтобы минимизировать нерабочий объем внутренней полости корпуса 2 (фиг.2). Для уменьшения объема газообразной среды (воздуха) при выборе более простой с точки зрения технологии изготовления формы корпуса гасителя с целью увеличения эффекта дросселирования газообразной среды в полость корпуса 2 вводится жесткий пенообразный заполнитель в форме прикрепленных к внутренним поверхностям стенок корпуса 2 фигурных накладок 8, которые максимально (до 80% объема) замещают излишний объем внутренней полости корпуса 2.The inventive vibration damper of the wires 1 overhead power lines and self-supporting fiber optic communication cables 1 is made in the form of a hollow sealed, light-weight housing 2, which is rigidly fixed to the wire (cable) 1 using a die clamp 3. The internal cavity of the housing 2 is filled with gaseous non-freezing medium (gas, inert gas, etc.) or simply remains filled with air, which due to the tightness of the housing 2 during operation are practically not consumed. The upper and lower flanges 4, 5 of the housing 2 in order to optimize the design of the damper in terms of achieving its greatest damping efficiency for the selected type of overhead power line or communication line can be performed in various design options, for example, in the form of a round cylinder with side shoulders 6, 7 in order to minimize the non-working volume of the internal cavity of the housing 2 (figure 2). To reduce the volume of the gaseous medium (air) when choosing a simpler form of the damper body from the point of view of manufacturing technology in order to increase the effect of throttling of the gaseous medium, a rigid foam-like filler is introduced in the form of shaped overlays 8 that are attached to the inner surfaces of the walls of the body 2, which are maximally (up to 80% of the volume) replace the excess volume of the internal cavity of the housing 2.

Гашение колебаний провода (кабеля) 1 осуществляется за счет применения в данном гасителе демпферного узла. Демпферный узел представляет собой инерционный элемент, состоящий из груза 9, выполненного в виде массивного цилиндра из металла с высоким значением удельного веса (например, чугуна, стали) осесимметрично зафиксированного на диафрагме 10, закрепленной по периметру между верхним и нижним фланцами 4, 5 перпендикулярно вертикальной оси симметрии 11 корпуса 2. Диафрагма 10 изготовляется из материала с хорошими упругими свойствами и высокой усталостной прочностью: из эластомеров, например полиуретана, кремнийорганической резины; из металлов - бериллиевой бронзы, пружинной или нержавеющей стали, а также из металлоэластомерных композиционных материалов. Если выбирается металл или металлоэластомер, диафрагма 10 представляет собой по сути пластинчатую пружину небольшой толщины, любой приемлемой с технологической и эксплуатационной точек зрения формы (гофрированная, круглая, цилиндрическая, эллипсоидная и т.п.), в частности, может быть выполнена как пластинчатая пружина в форме окружности с отформованным осесимметричным, концентрическим или спиралевидным гофром.The damping of vibrations of the wire (cable) 1 is carried out due to the use of a damper assembly in this damper. The damper assembly is an inertial element consisting of a load 9 made in the form of a massive metal cylinder with a high specific gravity (for example, cast iron, steel) axisymmetrically fixed on the diaphragm 10, mounted around the perimeter between the upper and lower flanges 4, 5 perpendicular to the vertical axis of symmetry 11 of the housing 2. The diaphragm 10 is made of a material with good elastic properties and high fatigue strength: from elastomers, such as polyurethane, silicone rubber; from metals - beryllium bronze, spring or stainless steel, as well as from metal-elastomeric composite materials. If a metal or metal elastomer is selected, the diaphragm 10 is essentially a leaf spring of small thickness, any form acceptable from a technological and operational point of view (corrugated, round, cylindrical, ellipsoidal, etc.), in particular, it can be made as a leaf spring in the form of a circle with a molded axisymmetric, concentric or spiral corrugation.

Как вариант, груз 9 и диафрагма 10 для исключения напряженного состояния материала диафрагмы 10 под действием силы тяжести могут позиционироваться (фиксироваться) в статическом положении дополнительными пружинами сжатия-растяжения 12 (или одной из них) при максимальной (без ограничения) амплитуде Δх их вертикального перемещения относительно корпуса 2 во время действия поперечных колебаний провода (кабеля) 1; пружины 12 при этом прикрепляются к фланцам 4, 5 корпуса 2 строго по вертикальной оси симметрии 11 корпуса 2 для компенсации силы тяжести. В грузе 9 или непосредственно в диафрагме 10 с какой-либо стороны от вертикальной оси симметрии 11 (или по вертикальной оси симметрии 11) выполняется сквозное дросселирующее отверстие 13. Величина диаметра D диафрагмы 10 находится в прямой зависимости от величины перемещения груза 9 и диафрагмы 10 при действии поперечных колебаний провода (кабеля) 1, и его отношение к максимальной амплитуде Δх выбирается также максимально возможным, например, в пределах В/Δx=1,0÷100 при обеспечении минимального объема V_{газсреды} заполняющей полость корпуса 2 газообразной незамерзающей среды, что достигается перекрытием внутренней полости корпуса 2 фигурными накладками 8.Alternatively, the load 9 and the diaphragm 10 to exclude the stress state of the material of the diaphragm 10 under the influence of gravity can be positioned (fixed) in a static position by additional compression-tension springs 12 (or one of them) with a maximum (without limitation) amplitude Δx of their vertical movement relative to the housing 2 during the action of transverse vibrations of the wire (cable) 1; the springs 12 are attached to the flanges 4, 5 of the housing 2 strictly along the vertical axis of symmetry 11 of the housing 2 to compensate for gravity. Through the throttle 9 or directly in the diaphragm 10 on either side of the vertical axis of symmetry 11 (or along the vertical axis of symmetry 11), a through throttling hole 13 is made. The diameter D of the diaphragm 10 is directly dependent on the amount of movement of the load 9 and the diaphragm 10 at the action of transverse vibrations of the wire (cable) 1, and its relation to the maximum amplitude Δx is also selected as possible as possible, for example, within V / Δx = 1.0 ÷ 100 while ensuring a minimum volume V of the _{gas medium} filling the cavity of the gas body 2 the heat of the non-freezing medium, which is achieved by overlapping the internal cavity of the housing 2 with curly plates 8.

Для некоторых вариантов практического применения используется более компактный инвертированный (преобразованный) вариант выше рассмотренной конструкции гасителя колебаний, когда верхний и нижний фланцы 14, 15 корпуса 16 делаются с большей толщиной и выполняют функцию груза инерционного элемента демпферного узла (фиг.3). В этом случае внутри корпуса 16 на диафрагме 17 с дросселирующими отверстиями 18 закреплен шток 19. Диафрагма 17 по периметру закреплена на внутренних стенках корпуса 16, а в средней части зафиксирована между шайбами 20. Вторым концом шток 19 жестко объединен с зажимом 21 для закрепления на проводе (кабеле) 22. Для компенсации силы тяжести корпуса 16, вызывающей в статическом положении упругую деформацию диафрагмы 17, вводятся пружины 23, жесткость которых подбирается так, чтобы минимально ограничивать перемещения всей конструкции гасителя во время колебаний провода (кабеля) 22. В местах выхода из корпуса 16 шток 19 снабжен направляющей втулкой 24 и защищается от воздействия внешней среды гофрированным пыльником 25.For some practical applications, a more compact inverted (converted) version of the above considered vibration damper design is used, when the upper and lower flanges 14, 15 of the housing 16 are made with a larger thickness and perform the function of the load of the inertial element of the damper assembly (Fig. 3). In this case, the rod 19 is fixed inside the housing 16 on the diaphragm 17 with throttling holes 18. The diaphragm 17 is fixed along the perimeter on the inner walls of the housing 16, and in the middle part is fixed between the washers 20. The second end of the rod 19 is rigidly connected with the clamp 21 for fixing on the wire (cable) 22. To compensate for the gravity of the housing 16, which in a static position causes elastic deformation of the diaphragm 17, springs 23 are introduced, the stiffness of which is selected so as to minimize restrict the movement of the entire damper structure during frigged wire (cable) 22. The output of the field case 16 is provided with a guide rod 19 and the sleeve 24 is protected from exposure to ambient corrugated bellow 25.

Изобретение работает следующим образом:The invention works as follows:

Поперечные колебания провода (кабеля) 1, возникающие в ходе эксплуатации воздушных линий электропередачи или линий связи, передаются, если корпус 2 соединен через зажим 3 с проводом (кабелем) 1 и упругую гофрированную диафрагму 10, на груз 9 со сквозным дросселирующим отверстием 13 (в варианте на фиг.3 колебания передаются через шток 19 на диафрагму 17 и корпус 16). Сквозное дросселирующее отверстие 13 или два сквозных дросселирующих отверстия 18 обеспечивают, соответственно, реакцию противодействия вынужденным колебаниям корпуса 2 или штока 19 гасителя и согласованное поглощение волны поперечных колебаний в натянутом проводе (кабеле) 1, 22. Для полного поглощения поперечных колебаний провода (кабеля) 1, 22 они должны встречать на пути своего распространения согласованную нагрузку, создаваемую гасителем с импедансом (сопротивлением), равным импедансу среды распространения механической волны колебаний, то есть гаситель должен обеспечивать увеличение противодействующего воздействия (силы) с увеличением скорости перемещения газообразной среды в полостях корпусов 2, 16 под действием поперечных колебаний провода (кабеля) 1, 22. Этому условию как раз и отвечают предложенные конструкции гасителя колебаний, действующие как системы вязкого трения.Transverse vibrations of the wire (cable) 1 that occur during the operation of overhead power lines or communication lines are transmitted if the housing 2 is connected through a clamp 3 to a wire (cable) 1 and an elastic corrugated diaphragm 10, to a load 9 with a through throttling hole 13 (in 3, the vibrations are transmitted through the rod 19 to the diaphragm 17 and the housing 16). The through throttling hole 13 or two through throttling holes 18 provide, respectively, a reaction to counter the forced vibrations of the body 2 or the damper rod 19 and coordinated absorption of the transverse wave in the tensioned wire (cable) 1, 22. To completely absorb the transverse vibrations of the wire (cable) 1 , 22 they must meet in the path of their propagation a coordinated load created by the absorber with an impedance (resistance) equal to the impedance of the propagation medium of a mechanical oscillation wave, that is, the damper should provide an increase in the opposing effect (force) with an increase in the speed of movement of the gaseous medium in the cavities of the housings 2, 16 under the action of transverse vibrations of the wire (cable) 1, 22. This condition meets the proposed design of the damper, acting as a viscous system friction.

При поперечных колебаниях провода (кабеля) жестко связанный с ним гаситель начинает совершать вертикальные движения, при этом противодействие инерционного элемента создает переменное давление, вызывающее перетекание газообразной среды через дросселирующее(ие) отверстие(я) из нижней полости корпуса в верхнюю полость и обратно. Для уменьшения влияния сжимаемости газообразной среды необходимо иметь отношение D/Δx диаметра диафрагмы к амплитуде вертикального перемещения Δх груза относительно корпуса (или самого корпуса, как в варианте на фиг.3) под действием поперечных колебаний провода или кабеля максимально возможным. Изменяя диаметр D диафрагмы и диаметр d дросселирующих отверстий, легко менять механический импеданс (сопротивление) гасителя колебаний как согласованной нагрузки и тем самым достигать его оптимальных частотно-демпферных характеристик.With transverse vibrations of the wire (cable), the absorber, rigidly connected with it, begins to make vertical movements, while the inertial element counteracts an alternating pressure, causing the gaseous medium to flow through the throttling hole (s) from the lower cavity of the body to the upper cavity and vice versa. To reduce the effect of the compressibility of the gaseous medium, it is necessary to have the ratio D / Δx of the diaphragm diameter to the amplitude of the vertical displacement Δx of the load relative to the body (or the body itself, as in the embodiment of Fig. 3) under the influence of transverse vibrations of the wire or cable as possible. By changing the diameter D of the diaphragm and the diameter d of the throttling holes, it is easy to change the mechanical impedance (resistance) of the vibration damper as a coordinated load and thereby achieve its optimal frequency-damping characteristics.

Заявляемый гаситель колебаний проводов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей связи, построенный по принципу гашения колебаний вязким трением, или апериодических демпферов отвечает критерию эффективности демпфирования, обеспечивает достаточное поглощение колебаний, возникающих на частотах механического резонанса проводов воздушных линий, и необходимое согласование частотных характеристик гасителя выбранному типу воздушной линии с учетом внешних атмосферных условий эксплуатации; конструктивные параметры гасителя: конфигурация и габаритные размеры корпуса и инерционного элемента, диаметр дросселирующих отверстий, параметры диафрагмы (жесткость, материал, толщина, диаметр) оптимизируются для конкретной воздушной линии по требуемым параметрам демпфирующих характеристик; гаситель прошел стендовые испытания с положительными результатами и рекомендован к серийному производству.The inventive vibration damper of overhead power lines and self-supporting fiber-optic communication cables, built on the principle of damping vibrations by viscous friction, or aperiodic dampers meets the criterion of damping efficiency, provides sufficient absorption of vibrations that occur at frequencies of mechanical resonance of overhead wires, and the necessary frequency characteristics a damper to the selected type of overhead line, taking into account external atmospheric conditions of use; absorber design parameters: configuration and overall dimensions of the body and inertial element, diameter of throttling holes, diaphragm parameters (stiffness, material, thickness, diameter) are optimized for a particular overhead line according to the required parameters of damping characteristics; the damper passed bench tests with positive results and is recommended for serial production.

На фиг.4 приведены сравнительные резонансные амплитудно-частотные характеристики колебаний провода на расстоянии от точки подвеса провода, равном длине полуволны максимальной частоты резонанса исследуемого частотного диапазона для провода без гасителя, с гасителем типа Стокбриджа и заявленным гасителем.Figure 4 shows the comparative resonant amplitude-frequency characteristics of the oscillations of the wire at a distance from the point of suspension of the wire, equal to the half-wavelength of the maximum resonance frequency of the investigated frequency range for a wire without a damper, with a Stockbridge type damper and the claimed damper.

Источники информацииInformation sources

1. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2107373 «Гаситель вибрации», H02G 7/14, заявлено 24.12.1996 г., опубликовано 20.03.1998 г. Бюллетень №8.1. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2107373 “Vibration absorber”, H02G 7/14, claimed on December 24, 1996, published on March 20, 1998, Bulletin No. 8.

2. Патент РСТ № WO 86/ 06560 «Vibration damper for a conductor on an overhead electric line», H02G 7/14, опубликован 06.02.1987 г.2. PCT Patent No. WO 86/06560 "Vibration damper for a conductor on an overhead electric line", H02G 7/14, published 02/06/1987

Claims

1. The vibration damper of the wires of overhead power lines and self-supporting fiber optic communication cables, comprising a hollow body rigidly connected to a clip for fastening to a wire or cable, and a damper assembly, characterized in that the body is made of light weight material, sealed with the possibility non-expendable filling of its cavity with a gaseous non-freezing medium, the damper assembly is made in the form of an inertial element located and having the possibility of vertical movement inside the cavity of the body, you filled in the form of a metal load, fixed coaxially to the vertical axis of the body on a diaphragm made of elastic material, hermetically secured around the perimeter between the upper and lower flanges of the body and dividing its internal volume into upper and lower halves, while the body is equipped with springs compensating for the gravity of the load, providing not stressed state of the diaphragm in a static position, at least one through throttling hole is made in the load or diaphragm, creating an anti-deyst the increase in the speed of movement through the said throttling hole of the gaseous medium during vibrations of the wire or cable, the ratio of the diameter of the diaphragm to the maximum amplitude of the vertical movement Δx of the load relative to the body under the action of transverse vibrations of the wire or cable is selected as high as possible with a minimum volume V of _{gas medium} filling the cavity of the body gaseous medium, achieved by replacing the excess volume of the internal cavity of the body with a rigid foamy fill an element attached to the inner surfaces of the walls of the housing, the configuration of said aggregate on the side of the diaphragm is determined by the minimum space in which diaphragm vibrations can occur with the maximum possible amplitude without touching the filler surface.

2. The damper according to claim 1, characterized in that the ratio of the diameter of the diaphragm to the maximum amplitude of movement Δx of the load relative to the body under the action of transverse vibrations of the wire or cable is selected in the range: D / Δx = 1.0 ÷ 100.

3. The damper according to claim 2, characterized in that the volume of the body cavity is replaced by up to 80% of the volume with a rigid foam-like aggregate.

4. The damper according to claim 1, characterized in that the upper and lower flanges of the housing are made in the form of a cylinder with side shoulders with a shape determined by the minimum space in which diaphragm oscillations can occur with the maximum possible amplitude and without limitation.

5. The damper according to claim 1, characterized in that the load of the damper element is made of cast iron.

6. The damper according to claim 1, characterized in that the load of the damper element is made of steel.

7. The damper according to claim 1, characterized in that the load of the damper element is made of lead.

8. The damper according to claim 1, characterized in that the diaphragm of the damper element is made of silicone rubber.

9. The damper according to claim 1, characterized in that the diaphragm of the damper element is made of polyurethane.

10. The damper according to claim 1, characterized in that the diaphragm of the damper element is made of beryllium bronze.

11. The damper according to claim 1, characterized in that the diaphragm of the damper element is made of a metal-elastomeric composite material.

12. The damper according to claim 1, characterized in that the diaphragm of the damper element is made of spring or stainless steel.

13. The damper according to claim 1, characterized in that air is used as the gaseous non-freezing medium filling the body cavity.

14. The damper according to claim 1, characterized in that an inert gas is used as a gaseous non-freezing medium filling the body cavity.

15. The damper according to claim 1, characterized in that the inertial element of the damper assembly is made in the form of a massive sealed hollow body, inside of which there is a diaphragm between its upper and lower flanges, hermetically fixed around the perimeter on the inner walls of the body, while the diaphragm is provided, by at least one through throttling hole and through the rod by means of washers is connected to a clip for fixing on a wire or cable.

16. The damper according to claim 15, characterized in that at the exit points from the housing said rod is fixed in the guide sleeve and protected from the external environment by a corrugated boot.

17. The damper according to claim 15, characterized in that the upper and / or lower flanges of the housing, which functionally act as an inertia element, are thickened in the form of a load.