Bus bar aeolian vibration field tests

Large amplitude bus bar aeolian vibration may lead to post insulator damage. Different damping applications are used to decrease the risk of large amplitude aeolian vibration. In this paper the post insulator load caused by the bus bar aeolian vibration and the effect of damping methods are evaluated. The effects of three types of bus bar connectors and three types of primary structures are studied. Two actual damping devices, damping cable and their combinations are studied. The post insulator loads are studied with strain gage based custom made force sensors installed on the both ends of the post insulator and with the displacement sensor installed on the midpoint of the bus bar. The post insulator loads are calculated from the strain values and the damping properties are determined from the displacement history. The bus bar is deflected with a hanging weight. The weight is released and the bus bar is left to free damped vibration. Both actual bus bar vibration dampers RIBE and SBI were very effective against the aeolian vibration. Combining vibration damper with damping cable will increase the damping ratio but it may be unnecessary considering the extra effort. Bus bar connector type or primary structure have no effect on the vertical load. The bending moment at the post insulator with double sided bus bar connector is significantly higher than at the post insulator with single sided bus bar connector. No reliable conclusions about bus bar connector type effect can be done, but the roller bearing type or central bearing type connector may reduce the bending moment. The RHS steel frame as primary structure may increase the bending moment peak values since it is the least rigid primary structure type and it may start to vibrate as a response to the awakening force of the vibrating bus bar.

Suuriamplitudinen tuuliherätteen aiheuttama kokoojakiskon värähtely voi johtaa tukieristimen vaurioitumiseen. Kokoojakiskon värähtelyalttiuden vähentämiseksi on käytetty erilaisia vaimenninratkaisuja. Tässä työssä tutkittiin tuuliherätteen aiheuttamasta värähtelystä syntyviä rasituksia tukieristimessä ja arvioitiin eri vaimenninratkaisujen tehokkuutta. Työssä tutkittiin kolmen erilaisen kiskonkiinnittimen ja primaarirakenteen vaikutusta tukieristimen dynaamisiin rasituksiin sekä kolmen erilaisen vaimennusratkaisun vaikutusta järjestelmän vaimennusominaisuuksiin. Tukieristimeen kohdistuvia rasituksia tutkittiin venymäliuskaan perustuvilla voima-antureilla ja kiskoon asennettavalla siirtymäanturilla. Voima-anturit suunniteltiin ja valmistettiin kyseistä käyttökohdetta varten ja asennettiin tukieristimien ylä- ja alapäihin. Kokoojakisko poikkeutettiin tasapainoasemastaan massalla, jonka jälkeen massa irrotettiin ja kisko päästettiin värähtelemään. Tukieristimien rasitukset laskettiin venymäliuska-arvojen perusteella ja kiskon vaimenemisominaisuudet siirtymähistorian perusteella. Ribe ja SBI värähdysvaimentajat suurensivat tehokkaasti kiskon vaimennussuhdetta. Värähdysvaimentimen ja vaimennusköyden ydistelmällä saavutettiin suurin vaimennussuhde, mutta yhdistelmän tarpeellisuus on kyseenalainen ottaen huomioon lisäkustannukset. Kiinnitin- tai primaarirakennetyypillä ei ole vaikutusta tukieristimen aksiaalivoimarasitukseen. Tukieristimen taivutusmomentti on selvästi suurempi kiskon jatkoksen kohdalla sijaitsevassa tukieristimessä kuin päättyvän kiskon kohdalla olevassa tukieristimessä. Luotettavaa johtopäätöstä kiskonkiinnittimen vaikutuksesa rasituksiin ei voida tehdä, mutta rulla- ja keskiölaakerityyppinen kiinnitin voi vähentää rasituksia joissakin tapauksissa verrattuna liukuvatyyppiseen kiinnittimeen. RHS -rakenneputkesta koostuva primaarirakenne saattaa kasvattaa taivutusmomentin huippuarvoja sen ollessa joustavin rakenne ja saadessa värähtelevästä kokoojakiskosta herätteen ja alkaessa värähdellä.