DISPOZITIV ANTIGALOPARE TIP PENDUL TDD2.3-Ro · Corrosion, protection test, according to chapter 7.3 from IEC 61854. Tested item: TDD - Romania No. of samples: 3 Requirement: According

Dokumentnummer

FICHTNER ENGINEERING

Autori: Dr. Ing. George A. FLOREA Ing. Elena Mateescu

DISPOZITIV ANTIGALOPARE

TIP PENDUL TDD2.3-Ro CONCEPT, PROIECT, FABRICAȚIE,TESTE

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 2


Amortizor de torsiune şi defazare TDD 2.3 Ro - Scop

Dispozitivul antigalopare tip pendul este destinat pentru instalarea pe liniile electrice de 400 kV. Utilizarea acestor dispozitive pe LEA va reduce amplitudinea galopării. În plus, dispozitivul tip pendul va reduce (moderat) vibraţiile eoliene datorită elastomerilor din interiorul clemelor de prindere.

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 3


Ce este galoparea?

P & L TEHNOROB

Galoparea este:

● o oscilaţie a conductoarelor

indusă de vant

● diferită de vibraţia eoliană şi

oscilaţia conductoarelor ecranate

aerodinamic

● joasă frecvenţă

(de la 0.1 la 1 HZ)

● amplitudine mare

(de la ± 0.1 la < ± 1*săgeata)

● o buclă sau câteva bucle pe

deschidere

● apar forte dinamice mari in

structura(pentru 2 cond de 2 ori

mai mari decat fortele statice)

● este un fenomen de

autoexcitaţie

Dokumentnummer 4


Condiţii de apariţie : 1. Polei, chiciură moale sau zăpadă umedă sub acţiunea unui vânt slab pana la

moderat cu acumulări superficiale sau compacte cu profil aerodinamic instabil

Excentricitatea gheţii de la 1 mm pană la 40 mm.

- Temperatura mediului ambiant aproape de 0 grade C;

2. Fără depuneri de gheaţă in cazuri rare dar cu un vânt de la moderat la puternic:

- direcţia vântului trebuie sa fie transversală pe linie,

- vânt staţionar,

- in condiţiile unui teren deschis (turbulenţă redusă),

- traversări de râuri, linii de-a lungul unui lac.

3. Durata fenomenului: de la o ora la câteva zile.

Condiţii de apariţie a galopării. Forma si tipul galoparii

P & L TEHNOROB

Figura 1. zăpadă umedă Figura 2. gheaţă sticloasă

Dokumentnummer 5


Daune produse de galoparea redusă

P & L TEHNOROB

- Deteriorări ale conductoarelor in zona picioarelor arcurilor

electrice produse datorita descărcărilor electrice intre faze,

in cazul dispoziţiei pe verticala a fazelor,

- Întreruperi repetate in alimentarea cu energie electrică

- Aricirea conductoarelor,

- Pierderea şuruburilor datorită fenomenului de forfecare apărut,

- Ruperea clemelor şi armăturilor din componenţa lanţurilor de izolatoare,

- Obosirea conductoarelor infuniate.

de

Figura 6. Aricirea conductoarelor

Isaccea –Tulcea, avaria din iarna 2011- 2012

Figura 8. Distanţier antivibrator

rupt

Figura 7. Deteriorarea

conductorului

Dokumentnummer 6


Daune produse de galoparea intensă si prelungită

P & L TEHNOROB

- Deteriorarea montanţilor stâlpilor,

- Ruperea consolelor,

- Cascadă în panoul de linie afectat.

Figura 11. Stâlp cu consola

deteriorata

Figura 10. Contravantuiri

rupte ale consolelor

Figura 9. Montanţi deterioraţi

Dokumentnummer 7


Metode de limitare a efectelor galopării

P & L TEHNOROB

1. Montarea de dispozitive antigalopare

( IPS, TDD) şi conductoare noi cu proprietăţi

de autoamortizare, pentru reducerea

amplitudinii si atenuarea efectelor galopării

conductoarelor;

2. Dislocarea, sau prevenirea formării

depunerilor de gheaţă pe suprafaţa

conductoarelor;

3. Mărirea distanţelor fază – fază şi fază –

conductoare de protecţie.

Dokumentnummer 8


Amortizor de torsiune şi defazare TDD 2.3 Ro- CONCEPT

Îmbină două concepte: - conceptul de defazare (separarea frecvenţelor miscarilor

verticale de cele de torsiune),

- conceptul de torsiune (limitarea transferului de energie de la mişcarea de torsiune la mişcarea verticală).

Avantaje:

- reduc amplitudinea galopării cu 75 - 80%,.

- permit montajul cu LST.

Dezavantaje: Fără efecte secundare când sunt montaţi pe fire preformate

Proiectare: Sunt proiectaţi funcţie de :

- tipul conductorului,

- mărimea deschiderilor

- tracţiunea din conductoare.

Montaj: Se montează 2-3 bucăţi pe deschidere

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 9


Amortizor de torsiune şi defazare TDD 2.3 Ro- CONCEPT

Amortizorul de torsiune cu defazare (TDD) este un dispozitiv dinamic tip pendul care îmbină

proprietăţile amortizorului de torsiune cu cel de defazare. Acţiunile sale dinamice sunt capabile să

evite transferul de energie din mişcarea de torsiune către mişcarea verticală, care reprezintă

mecanismul de bază al oscilaţiei.

Amortizarea torsiunii de către TDD creşte viteza critică a vântului de producere a galopării şi limitează

efectiv amplitudinea sa, în timp ce defazarea separă frecvenţele mişcării de torsiune de frecvenţele

mişcării verticale, în acelaşi fel ca şi pendulul de defazare.

Dispozitivul este rezultatul cooperării dintre University of Liège şi ESSP (Russia). Conceptul fost

inventat de Universitatea din Liège.

Acest concept s-a materializat iniţial într-un dispozitiv produs de Dulmison Company în Anglia.

Descoperirea şi testarea acestor prototipuri au fost îmbunătăţite de Laborelec din Belgia. Fabricarea

şi testarea au presupus încercări de laborator şi pe teren care s-au concretizat într-o îmbunătăţire

semnificativă a prototipului iniţial. Aceste rezultate au fost încorporate în proiectarea finală.

Galoparea a fost substanţial redusă pe toate liniile unde TDD a fost instalat.

Recent (2004), proiectarea TDD a fost adaptată de ESSP (Rusia), în colaborare cu Universitatea din

Liège, în scopul de a produce un dispozitiv mai ieftin cu aceleaşi caracteristici ca cel iniţial. Partea de

amortizare a dispozitivului este originală şi a fost patentată.

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 10


Amortizor de torsiune şi defazare TDD 2.3 Ro - Concept si evolutie

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 11



P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 12



P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 13


Amortizor de torsiune şi defazare TDD 2.3 Ro Eficienta amortizarii

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 14


Amortizor de torsiune şi defazare TDD 2.3 Ro – Cerinţe de proiectare impuse

P & L TEHNOROB

Solicitări mecanice:

- cele pentru distanţierul oscilant

- capabil de a rezista la oscilaţiile:

- în subdeschideri, 107 cicluri de oscilaţii cu amplitudinea de 6 mm (p-p),

la frecvenţă (1 – 2) Hz;

- eoliene, 108 cicluri de vibraţie cu amplitudinea unghiulară de 0,1 grade,

la frecvenţă 20 Hz;

0- la galopare, 106 cicluri de oscilaţii la o frecvenţă de (0,1 – 1) Hz.

Parameterii dispozitivului antigalopare tip pendul trebuie să fie în gama de

frecvenţă (0,1 – 1) Hz.

Dokumentnummer 15


Amortizor de torsiune şi defazare TDD 2.3 Ro – Cerinţe de proiectare impuse

P & L TEHNOROB

Solicitări Electrice :

- Sa reziste fortelor radiale electrodinamice mari care apar în momentul unui

scurtcircuit monofazat.

- Sa evite descărcările parţiale pe elementele metalice la potenţial (cleme).

- Să fie fără descărcări corona la o superioară tensiunii de fază maxime de

serviciu multiplicată cu 1,1 (= 1,1 x tensiunea nominală /1,73 ).

- să nu producă la o frecvenţă de 1 MHz, o valoare mai mare măsurată de 57

dB/mV la 1,1 x tensiunea maximă de serviciu /1,73 .

- Rezistenţa electrică a elementelor non metalice ale dispozitivului mai mică

de 20 M m.

Dokumentnummer 16


Amortizor de torsiune şi defazare TDD 2.3 Ro Fabricatie

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 17



Rigiditatea de torsiune şi amortizarea manşonului elastomer, momentul de inerţie al pendulului în jurul punctului de prindere, cât şi distanţa între centrul de greutate al TDD şi centrul fasciculului sunt principalii parametrii de proiectare. Frecvenţa naturală tipică a sistemului TDD este de 0,5 Hz. Într-o deschidere se montează două sau trei dispozitive pe fază.

Structura sa constă într-o parte fixă 5 prinsă de subconductoare cu spirale preformate (denumite armour rods).

Partea fixă, adică corpul dispozitivului include cei 2 distanţieri semirigizi, 1a, cu clemele lor 1,

şi tie rods ,2, ataşaţi la distanţieri. Tie rods sunt conectate la flanşele externe ale inserţiilor de

amortizare, 6.

Inserţiile de amortizare sunt făcute din cauciuc butilic, având rezistenţă ridicată la condiţiile de

mediu şi stabilitate superioară recunoscută. Părţile în mişcare ale dispozitivului TDD sunt pendulul, 3, şi greutatea ataşată,4. Axul de înclinare al pendulului este paralel cu axul subconductoarelor.

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 18



P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 19



P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 20



P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 21



P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 22



P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 23



P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 24


Amortizor de torsiune şi defazare TDD 2.3 Ro Teste impuse

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 25


Amortizor de torsiune şi defazare TDD 2.3 Ro – TESTE TIP

Controlul vizual Controlul vizual se face prin inspecţie.

Controlul vizual constă din examinarea vizuală a specimenelor care se testează, în scopul observării conformităţii acestora cu proiectul din punct de vedere al procesului de fabricaţie, al formelor şi al rugozităţii suprafeţelor componentelor

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 26



Verificarea dimensională, a materialelor folosite şi a masei Se verifică toate dimensiunile, comparându-le cu cele din proiecte, determinând dacă abaterile

constatate se încadrează în toleranţele considerate în proiect.

Verificarea materialelor folosite se face prin compararea specificaţiilor de materiale achiziţionate şi a

certificatelor de calitate aferente cu specificaţiile din proiect.

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 27



Verificarea protecţiei împotriva coroziunii

Corrosion, protection test, according to chapter 7.3 from IEC 61854.

Tested item: TDD - Romania

No. of samples: 3

Requirement:

According to EN ISO 1461: 2009-10, table 4 (threaded components ≥ 6 mm to < 20 mm diameter and steel parts 1.5 mm to 3 mm):

- Minimum local coating thickness: 40 μm.

- Minimum mean coating thickness: 50 μm.

According to EN ISO 1461: 2009-10, table 3 (cast and steel parts with component thickness ≥ 6 mm):

- Minimum local coating thickness: 70 μm.

- Minimum mean coating thickness: 85 μm.

All galvanized parts will be tested and complied with the minimum zinc thickness.

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 28



Testul de strângere al şurubului clemei

Această verificare se face montând clema pe o porţiune de conductor corespunzătoare. Nu trebuie să se producă deformări sau fisuri ale clemei şi nici deteriorări ale conductorului în zona de contact, în cazul strângerii cu un moment mai mare cu 10% decât cel specificat de minimum 92 Nm.

În continuare, momentul de strângere va fi mărit până la dublul valorii din proiect sau până la valoarea maximă prevăzută de Fabricantul organelor de asamblare(140)Nm, luându-se în considerare cea mai mică dintre aceste două valori. Nu trebuie să apară deteriorări ale filetului şi nici ale altor părţi componente ale clemei.

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 29



Testul de alunecare a clemei pe conductor Această verificare se face montând clema pe o porţiune de conductor corespunzătoare. Nu trebuie să se producă deformări sau fisuri ale clemei. Clemele se testează prin montare pe o probă de conductor de acelaşi tip cu cel din linie, cu o lungime de minimum 4 m, întins cu o tracţiune de 20% din tracţiunea nominală. Se montează clema prin strângerea şurubului clemei cu momentul prescris. La aplicarea unei forţe longitudinale gradual crescătoare cu maximum 10 daN/s, până la atingerea valorii minime de alunecare (1kN), care se menţine timp de 60 sec., fără să apară alunecarea (1 mm este considerat alunecare). Se creşte forţa longitudinală până la apariţia alunecării (1 mm), dar nu mai mult decat dublul fortei minime de alunecare. Se reţine valoarea forţei la care apare alunecarea, daca aceasta se produce in intervalul considerat.

De asemenea, se va efectua testul de alunecare la răsucire. Se va aplica un moment de răsucire care va fi mărit lent până la valoarea prevăzută de Furnizor(10 Nm), menţinându-se la această valoare timp de 60 secunde. Apoi se va creşte momentul până la apariţia alunecării (diametrul unui fir din stratul exterior al conductorului), înregistrându-se valoarea acestui moment. Daca alunecarea nu se produce pana la aplicarea unui moment de 20 Nm, se opreste testul.

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 30



Testul de flexibilitate

Se montează dispozitivul tip pendul pe fascicolul de conductoare aferent, aceste

conductoare fiind întinse la 20% din efortul maxim nominal al acestora. Clemele se vor

strânge aplicând şuruburilor momentul specificat. Se vor aplica ansamblului deplasări

longitudinale, verticale, conice şi transversale în conformitate cu CEI 61854 - art. 7.5.6. Nu

trebuie să se constate deteriorări ale conductoarelor sau dispozitivului tip pendul la

examinarea vizuală după demontarea lui.

Nu s-au observat deteriorări pe cele trei specimene testate, ca urmare a solicitărilor mecanice:

1.± 12.5 mm mișcare longitudinala a unei cleme in lungul axului subconductorului respectiv,

2.± 10 grade in miscarea verticala,

3.± 6 grade deplasarea conica,

4.± 30 mm deplasare transversala in plan orizontal.

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 31



Testele la oboseală

Aceste teste trebuie să ateste comportarea dispozitivelor tip pendul, atât în cazul

oscilaţiilor în subdeschideri la o frecvenţă cuprinsă între 1 şi 2 Hz, pentru un număr de 10

milioane cicluri, in cazul vibraţiilor eoliene, la o frecvenţă de 20 Hz, pentru un număr de

100 milioane cicluri, cât şi în cazul oscilaţiilor de undă lungă şi frecvenţă de (0,1 – 1) Hz

(106 cicluri). Aceste proprietăţi trebuie determinate în conformitate cu prevederile CEI

61854 - art. 7.5.7.2 şi CEI 61854 - art. 7.5.7.3.

In urma testelor efectuate la laboratorul de rezistenta materialelor din cadrul UPB nu s-

au constatat modificari ale cordoanelor de sudura si nici micsorari ale momentelor de

strangere ale suruburilor din componenta dispozitivelor.

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 32



Determinarea caracteristicilor elastice si de amortizare

P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 33



P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 34



P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 35


Amortizor de torsiune şi defazare TDD 2.3 Ro - Teste

P & L TEHNOROB

Determinarea tensiunii de stingere a descărcării corona Aceste teste se desfăşoară în camera obscură şi se recomandă utilizarea unor ochelari cu

performanţe optime minime de 7x50 sau a amplificatorilor de imagini, cu factor de amplificare de

minimum 40.000, conform standardului CEI 61284.

Tensiunea de stingere a descărcării corona trebuie să fie superioară tensiunii de fază maxime de

serviciu multiplicată cu 1,1 (= 1,1 x tensiunea nominală / 1.73).

tensiunea de stingere a descărcării corona: minima 267 kV.

Rezultatele obţinute:

Ultimele descărcări corona s-au localizat pe suprafeţele inferioare ale contragreutăţilor, pentru dispozitivul antigalopare tip

"pendul" şi respectiv pe muchiile clemelor de fixare ale distanţierelor dintre conductoare, pentru întreg ansamblul.

Pentru două conductoare pe faze pentru distanţiere nu este necesar testul corona. În acest caz ansamblul fără distanţiere se

încadrează în valoarea indicată pentru tensiunea de stingere corona, în CS, de 267 kV.

Dokumentnummer 36


Amortizor de torsiune şi defazare TDD 2.3 Ro - Teste Determinarea nivelurilor tensiunilor perturbatoare

P & L TEHNOROB

Nivelurile tensiunilor perturbatoare pentru

cele trei produse încercate, la tensiunea

de referinţă specificată Uref = 267 kV

şi la frecvenţa de măsurare de 500 kHz sunt după cum urmează:

- Dispozitivul nr. 1: V = 57,1 dB/µV/300 ;

- Dispozitivul nr. 2: V = 57,5 dB/µV/300 ;

- Dispozitivul nr. 3: V = 57,6 dB/µV/300 .

Conform literaturii de specialitate se poate observa ca nivelul tensiunii perturbatoare pentru

tensiunea de 400 kV trebuiue sa fie de 1800 µV (67dB) pentru lanțurile de izolatoare. Pentru

dispozitivul tip pendul, intrucat acestea sunt de 6 ori mai numeroase decat lanturile de izolatoare

valoarea indivviduala se diminueaza cu 8dB.

Aceasta înseamnă că valoarea recomandată pentru dispozitivul antigalopare tip pendul tip TDD

trebuie să fie de 57dB (valoare recomandată).

Dokumentnummer 37


Amortizor de torsiune şi defazare TDD -Amplasare

P & L TEHNOROB

Poziționarea corectă a dispozitivelor antigalopare in deschidere este foarte importantă in vederea

evitării:

- limitării amplitudinii galopării pentru cele două tipuri de galopare

- de a face față forțelor dinamice de compresiune, tensiune si incovoiere.

Multe TDD se instalează la mijlocul deschiderii, acolo unde amplitudinea este mare in cazul galopării

cu o buclă. Amplasarea TDD la mijlocul deschiderii in cazul galopării cu două bucle nu este eficientă

pentru că acest TDD este in nodul undei de oscilatii.

Pentru dispunerea fazelor pe orizontală TDD vor fi distribuiți neuniform in deschiderile unui panou,

cu rolul de a perturba sistemul de oscilații la unde lungi atât in cazul undei cu o buclă cat si in cazul

undei de oscilații cu doua bucle.

Dokumentnummer 38


Amortizor de torsiune şi defazare TDD -Amplasare

P & L TEHNOROB

Din studiul de eficienta a amortizarii rezultate in urma amplasarii de dispozitive pendul TDD 2.3-

RO pe LEA 400kV Isaccea-Tulcea – portiunea Somova – tronsonul 74-88), elaborat de inventatorul

Dispozitivului tip pendul TDD, Prof. Jean- Luis Lilien de la Universitatea din Liege, a rezultat ca se

obtine o eficienta maxima in urmatoarele conditii:

• amplasamentele acestora in deschidere la 29% (TDD 2.3- RO tip H), respectiv 43 sau

57% (TDD 2.3- RO tip L) si 71% din lungimea deschiderii (TDD2.3- RO tip H);

• se poate accepta o deplasare cu +/-2% din lungimea deschiderii fata de

amplasamentele optime indicate mai sus.

Se interzice amplasarea de dispozitive tip pendul deasupra drumurilor si caselor (daca este

cazul).

Nu se vor amplasa dispozitive pe cele trei faze in acelasi plan perpendicular pe linie, aplicandu- se

deplasarea acestora in marja mentionata de maximum +/- 2% din lungimea deschiderii.

In consecinta, precizarea exacta a locatiilor pendulelor trebuie facuta pe baza datelor masurate

precis pe teren care sa contina lungimea exacta a deschiderilor, precum si pozitiile in deschideri

ale obiectivelor traversate si sa ia in consideratie totodata locatiile distantierilor rigizi, oscilanti

sau amortizori. In privinta acestor distantieri se precizeaza faptul ca nu exista o incompatibilitate

intre distantieri si dispozitivele tip pendul, neexitand distante minime sau maxime intre locatiile

acestora. In extremis, se poate considera chiar posibilitatea ca in anumite cazuri acestea sa fie

practic alaturate, fiind despartite doar de distanta de necesara aplicarii mansoanelor de fire

preformate.

Dokumentnummer 39


Amortizor de torsiune şi defazare TDD -Amplasare P & L TEHNOROB

Dokumentnummer 40


CONCLUZII GENERALE

Soluția cu dispozitive antigalopare tip pendul oferă:

- Un mijloc efectiv de a păstra în funcțiune liniile de înaltă tensiune in timpul conditiilor meteorologice nefavorabile (galoparea conductoarelor) și protejarea liniei pentru o durată de viață mai lungă,

- O soluție adaptată pentru fiecare situație în parte,

- o crestere a fiabilitatii si sigurantei in exploatare prin reducerea semnificativa a amplitudinii oscilatiilor de undă lungă

TDD este cel mai modern dispozitiv antigalopare disponibil astăzi, proiectat special pentru fasciculul de conductoare utilizat la liniile de înaltă tensiune.

P & L TEHNOROB

Documents

DISPOZITIV ANTIGALOPARE TIP PENDUL TDD2.3-Ro · Corrosion, protection test, according to chapter 7.3 from IEC 61854. Tested item: TDD - Romania No. of samples: 3 Requirement: According