Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Różne obciążenia mechaniczne i napięcia występują na przewodach i przewodach uziemiających linii wysokiego napięcia. Na przykład, gdy wiatr jest obserwowany, zjawisko takie jak wibracje lub taniec drutu. Co to jest, jakie mogą być konsekwencje i metody walki, których nauczysz się z tego artykułu.Definicja
Drgania drutów nazywane są okresowymi oscylacjami drutu lub kabla w rozpiętości między wieżami przenoszenia mocy. Oscylacje występują z częstotliwością od 3 do 150 Hz w płaszczyźnie pionowej pod wpływem laminarnego przepływu powietrza. W rezultacie powstają fale stojące, których podwójna amplituda może być większa niż średnica drutu lub kabla, ale nie przekracza długości fali 0, 005.
Taniec nosi nazwę stabilnych oscylacji okresowych, o większej amplitudzie niż poprzedni przypadek i niższej częstotliwości - od 0, 2 do 2 Hz. W ten sposób powstają fale stojące o amplitudzie od 0, 3 do 5 metrów, aw niektórych przypadkach więcej.
Zjawisko to obserwuje się na liniach energetycznych, przewodach sieci trakcyjnej i przewodzie uziemiającym. Koncepcja „oscylacji własnej” jest również stosowana w sieci kontaktów, chociaż w istocie jest taka sama. Inna nazwa - wibracja eolska.
Główną różnicą między wibracją a tańcem jest częstotliwość. Wibracja jest ledwo zauważalna dla oka ze względu na wysoką częstotliwość, mniejszą amplitudę i liczbę półfal, a taniec jest silną oscylacją o większej długości fali i amplitudzie.
Przyczyny
Drgania przewodów i kabli napowietrznych linii przesyłowych występują, gdy laminarny przepływ powietrza (przy prędkości wiatru 0, 5-7 m / s, przy większych prędkościach przepływ staje się turbulentny), którego kierunek jest prostopadły lub pod kątem do nich.
Następnie powietrze przepływa wokół cylindrycznej powierzchni drutu i występuje przepływ kołowy, podczas gdy w górnej części (punkt A na rysunku poniżej) prędkość tego przepływu jest większa niż dolna (punkt B). Dzieje się tak z powodu zakłócenia powietrznych wirów powietrznych z górnej i dolnej strony, w wyniku czego pojawia się nierównowaga ciśnień.
Stąd powstaje nie tylko pozioma, ale także pionowa składowa ciśnienia przepływu powietrza (wiatru). Jeśli częstotliwość tworzenia wirów pokrywa się z częstotliwością (jednej) naturalnych oscylacji drutu, wówczas jego oscylacje zaczną się w płaszczyźnie pionowej.
Własne nazywane są oscylacjami, które występują w systemie przy braku zmiennych wpływów zewnętrznych, w wyniku początkowego odchylenia. Tak jak w przypadku struny gitarowej.
W niektórych punktach będą antodypy fal, na nich amplituda będzie maksymalna. Punkty, które pozostaną niezmienne, nazywane są węzłami. W nich pojawią się przemieszczenia kątowe drutu, w prostym języku - będą się one wyginać i obracać. Fale stojące powstają, gdy długość fali jest równa lub wielokrotność odległości między podporami (długość przęsła).
Częstotliwość drgań jest wprost proporcjonalna do prędkości wiatru i może być obliczona według wzoru:
f = (0, 185 V) / d,
gdzie f jest częstotliwością oscylacji, V jest prędkością wiatru, d jest średnicą, 0, 185 jest charakterystyczną liczbą Strouhala w tym przypadku.
Formuła pokazuje również, że im cieńszy drut, tym większa częstotliwość drgań. Jednocześnie prędkość wiatru 0, 6-0, 8 m / s jest szczególnie niebezpieczna, ponieważ przy prędkościach wiatru większych niż 5-8 m / s amplitudy są małe i nie są niebezpieczne. Z reguły zjawisko to występuje w rozpiętościach dłuższych niż 120 metrów, wraz ze wzrostem odległości tylko wzrasta. Jest to szczególnie ważne, gdy długość przekraczania VL przekracza 500 m, na przykład przez rzeki i zbiorniki wodne.
Po pierwsze, różnica między tańcem a wibracją to amplituda - jest większa i może osiągnąć 12-14 metrów, a także większą długość fali. Charakter i trajektoria ruchu podczas tańca powtarza kształt wydłużonej elipsy, z odchyloną osią 10-20 stopni od linii pionowej.
W przypadku oblodzenia (oblodzenia i oblodzenia linii) średnica drutu wzrasta na podstawie podanego wzoru - częstotliwość drgań maleje, a długość fali drgań wzrasta.
Lód nie pojawia się równomiernie, ale po zawietrznej stronie. W rezultacie przewody i kable nie są cylindryczne, ale mają nieregularny kształt. W tej formie podczas wiatru pojawia się winda, na rysunku poniżej Vy.
Ona nazywa taniec. Po lewej stronie są tańczące fale w rozpiętości między podporami, a po prawej - lodowy kabel i przepływ powietrza wokół niego.
Taniec występuje przy większej prędkości wiatru niż wibracje, a mianowicie 5-20 m / s, pod kątem do linii 30-70 stopni. Oscylacje występują z mniejszą częstotliwością i większą amplitudą.
Zewnętrzne różnice w zjawiskach tych dwóch zjawisk można zobaczyć, porównując dwa następujące filmy:
Niebezpieczeństwo
Zobaczmy, co jest niebezpieczne w tańcu i wibracjach na liniach energetycznych. Taniec jest niebezpieczny, ponieważ przewody nie oscylują synchronicznie, a amplituda może osiągnąć taką wielkość, że może nastąpić nałożenie na kabel odgromowy lub między nimi. Z powodu tego, co dzieje się z wyładowaniami elektrycznymi, ze wszystkimi wynikającymi z tego konsekwencjami. Aby zapobiec zachodzeniu na siebie, w niektórych przypadkach między przewodzącymi częściami linii są zainstalowane rozpórki izolacyjne.
Drgania z kolei wywierają niszczący wpływ na przewody przewodów, możliwe jest również przerwanie linii na złączach i zaciskach lub wylotach z zacisków.
Metody walki
Ponieważ niebezpieczeństwo wibracji i tańca jest porażką linii napowietrznej, przerw i zamknięć, uważamy główną metodę ochrony przed nią.
Instalacja tłumików drgań jest główną metodą eliminowania rozważanych zjawisk. Pochodzą w różnych typach. Wspólną cechą jest to, że są one wykonane w postaci pręta z obciążnikami na końcach, który jest zawieszony na środkowej części na kablach i drutach. Rodzaj tłumika drgań dobierany jest zgodnie z długością rozpiętości i średnicą przewodu, zgodnie z tabelą 2.5.9. ПУЭ, str. 2.5.85 (Rozdział 2.5 ПУЭ).
Aby określić warunki klimatyczne i obliczenia obciążenia naprężeń mechanicznych podczas drgań, wykorzystują one również informacje podane w paragrafach УЭУЭ 2.5.38-2.5.74, w których ciśnienie wiatru, grubość ściany lodowej, średni roczny czas trwania burz i inne dane są podawane według regionu. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, możesz zapoznać się z RD 34.20.182-90 „Wytyczne dotyczące typowej ochrony przed drganiami i oscylacjami przewodów i przewodu uziemiającego napowietrznych linii przesyłowych o napięciu 35–750 kV”.
Materiały na ten temat:
- Przenoszenie mocy na duże odległości bez przewodów
- Co zrobić, jeśli drzewo spadło na przewody
- Strefy bezpieczeństwa