В НГТУ НЭТИ разработали программу для моделирования поведения проводов линий электропередачи под воздействием эксплуатационных нагрузок
Ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ разрабатывают программный комплекс для расчета механики стержневых и оболочечных конструкций, с помощью которого можно решать многие практические задачи. Одно из приложений программы моделирует работы устройства сброса снега и гашения колебаний проводов линий электропередачи с целью снижения вероятности обрыва.
«На воздушной линии электропередачи есть такое явление — пляска проводов (галопирование), когда при определенных погодных условиях (сильный ветер, налипание снега) возникают вертикальные колебания с большой амплитудой. Это может привести к неблагоприятным последствиям вплоть до обрыва проводов и разрушения самих опор. Кроме того, происходит накопление дефектов из-за динамических нагрузок, которые не в полной мере учитываются при проектировании. Для гашения таких колебаний на провода ставят демпферы (устройства для гашения колебаний). По заказу одной из крупных электросетевых компаний мы создали программу, которая рассчитывает оптимальные параметры специального демпфирующего устройства», — рассказал доцент кафедры прочности летательных аппаратов НГТУ НЭТИ кандидат технических наук Дмитрий Красноруцкий.
Программный комплекс состоит из вычислительного ядра и дополнительных модулей для подготовки исходных данных и обработки результатов расчета, объединенных в графический интерфейс. Исходные данные задаются на основе технической документации и условий эксплуатации.
«Мы создаем математическую модель опоры линии электропередачи по чертежам. Для снижения вычислительных затрат проводим редуцирование (упрощение) модели с сохранением основных динамических характеристик. Рассчитываются колебания единой динамической системы, состоящей из нескольких моделей опор с проводами под действием эксплуатационных нагрузок, например, ветровых и импульсных воздействий, а также веса проводов с налипшим куржаком. Для моделирования работы устройства автоматического сброса снега и гашения колебаний проводов программа определяет оптимальные параметры демпфера: жесткость пружины и вязкость демпфирующего элемента — от этого соотношения зависит эффективность гашения колебаний. При налипании снега обтекаемость провода потоком воздуха становится хуже, появляются дополнительные аэродинамические нагрузки, приводящие к пляске, и такой провод более подвержен обрыву. Поэтому при достижении определенного веса провода устройство генерирует волну механического возмущения, которая сбрасывает снег», — добавил Дмитрий Красноруцкий.
Планируется дальнейшее развитие графического интерфейса с целью повышения его функциональности и расширения круга пользователей в индустриальной сфере.