Τι είναι η δόνηση και ο χορός των καλωδίων, από τι εξαρτώνται αυτά τα φαινόμενα
Ορισμός
Η δόνηση των καλωδίων ονομάζεται περιοδικές ταλαντώσεις ενός σύρματος ή καλωδίου στο διάστημα μεταξύ των στηριγμάτων των γραμμών ισχύος. Οι ταλαντώσεις συμβαίνουν με συχνότητα 3 έως 150 Hz σε κατακόρυφο επίπεδο υπό την επίδραση της στρωτής ροής αέρα. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται όρθια κύματα, το διπλό πλάτος των οποίων μπορεί να είναι μεγαλύτερο από τη διάμετρο του σύρματος ή του καλωδίου, αλλά ταυτόχρονα δεν υπερβαίνει το 0,005 μήκος κύματος.
Οι σταθερές περιοδικές ταλαντώσεις ονομάζονται χορός, με μεγαλύτερο πλάτος από την προηγούμενη περίπτωση και χαμηλότερη συχνότητα - από 0,2 έως 2 Hz. Με αυτόν τον τρόπο, τα όρθια κύματα σχηματίζονται με πλάτος 0,3 έως 5 μέτρα, και σε ορισμένες περιπτώσεις περισσότερο.
Το φαινόμενο παρατηρείται σε ηλεκτροφόρα καλώδια, καλώδια του δικτύου επαφής και καλώδια προστασίας από κεραυνούς. Η έννοια της «αυτόματης ταλάντωσης» εφαρμόζεται επίσης στο δίκτυο επαφών, αν και στην ουσία είναι ένα και το ίδιο. Ένα άλλο όνομα είναι η αιολική δόνηση.
Έτσι, η κύρια διαφορά μεταξύ δόνησης και χορού είναι η συχνότητα. Οι κραδασμοί είναι ελάχιστα αισθητές στο μάτι λόγω της υψηλής συχνότητας, του χαμηλότερου πλάτους και του αριθμού των μισών κυμάτων, και ο χορός είναι μια ισχυρή δόνηση με μεγαλύτερο μήκος κύματος και πλάτος.
Αιτίες
Η δόνηση των καλωδίων και των καλωδίων των εναέριων γραμμών ισχύος συμβαίνει με μια στρωτή ροή αέρα (με ταχύτητα ανέμου 0,5-7 m / s, σε υψηλότερη ταχύτητα η ροή γίνεται τυρβώδης), η διεύθυνση του οποίου είναι κάθετη ή υπό γωνία προς αυτά.
Στη συνέχεια, οι ροές αέρα ρέουν γύρω από την κυλινδρική επιφάνεια του σύρματος και λαμβάνει χώρα μια κυκλική ροή, ενώ στο άνω μέρος του (σημείο Α στο παρακάτω σχήμα) η ταχύτητα αυτής της ροής είναι μεγαλύτερη από ό, τι στην κάτω (σημείο Β). Αυτό συμβαίνει λόγω διαταραχών των στροβίλων του αέρα από την άνω και κάτω πλευρά, με αποτέλεσμα την ανισορροπία της πίεσης.
Ως εκ τούτου, δεν προκύπτει μόνο η οριζόντια, αλλά και η κάθετη συνιστώσα της πίεσης των ροών αέρα (ανέμου). Εάν η συχνότητα του σχηματισμού δίνης συμπίπτει με τη συχνότητα (μιας από τις) φυσικές δονήσεις του σύρματος, τότε θα ξεκινήσουν οι δονήσεις του στο κατακόρυφο επίπεδο.
Οι σωστές ονομάζονται δονήσεις που εμφανίζονται στο σύστημα απουσία μεταβλητών εξωτερικών επιδράσεων, ως αποτέλεσμα της αρχικής απόκλισης. Όπως συμβαίνει με μια κιθάρα.
Σε ορισμένα σημεία, θα προκύψουν αντινόδια κυμάτων, σε αυτά το πλάτος θα είναι το μέγιστο. Αυτά τα σημεία που θα παραμείνουν ακίνητα ονομάζονται κόμβοι. Σε αυτές, θα γίνουν οι γωνιακές κινήσεις του σύρματος, σε απλή γλώσσα - θα λυγίσει και θα περιστραφεί. Τα όρθια κύματα εμφανίζονται όταν το μήκος κύματος είναι ίσο ή πολλαπλάσιο της απόστασης μεταξύ των στηριγμάτων (μήκος έκτασης).
Η συχνότητα δόνησης είναι ευθέως ανάλογη με την ταχύτητα του ανέμου και μπορεί να υπολογιστεί με τον τύπο:
f = (0.185V) / ημέρα,
όπου f είναι η συχνότητα ταλάντωσης, V είναι η ταχύτητα ανέμου, d είναι η διάμετρος, 0,185 είναι ο αριθμός Strouhal χαρακτηριστικός σε αυτήν την περίπτωση.
Ο τύπος δείχνει επίσης ότι όσο πιο λεπτό είναι το σύρμα, τόσο περισσότερο δονείται. Σε αυτήν την περίπτωση, οι ταχύτητες ανέμου 0,6-0,8 m / s είναι ιδιαίτερα επικίνδυνες, καθώς με ταχύτητα ανέμου μεγαλύτερη από 5-8 m / s, τα πλάτη είναι μικρά και όχι επικίνδυνα. Κατά κανόνα, το φαινόμενο εμφανίζεται σε πτήσεις μεγαλύτερες από 120 μέτρα, με την αυξανόμενη απόσταση να εντείνεται μόνο. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν το μήκος της διάβασης OHL είναι μεγαλύτερο από 500 μέτρα, για παράδειγμα, μέσω ποταμών και ταμιευτήρων.
Η διαφορά μεταξύ χορού και δόνησης στην πρώτη θέση είναι το πλάτος - είναι μεγαλύτερο και μπορεί να φτάσει τα 12-14 μέτρα, καθώς και μεγαλύτερο μήκος κύματος. Η φύση και η πορεία του χορού ακολουθούν το σχήμα μιας επιμήκους έλλειψης, με τον άξονα να εκτρέπεται 10-20 μοίρες από την κατακόρυφη γραμμή.
Με πάγο (γλάσο και πάγο της γραμμής), η διάμετρος του καλωδίου αυξάνεται με βάση τον παραπάνω τύπο - η συχνότητα δόνησης μειώνεται και το μήκος κύματος των δονήσεων αυξάνεται.
Ο πάγος δεν εμφανίζεται ομοιόμορφα, αλλά στην αριστερή πλευρά. Ως αποτέλεσμα, τα καλώδια και τα καλώδια δεν είναι κυλινδρικά, αλλά ακανόνιστα σε σχήμα. Με αυτήν τη μορφή, κατά τη διάρκεια του ανέμου υπάρχει μια ανυψωτική δύναμη, στο σχήμα παρακάτω Vy.
Προκαλεί χορό. Στα αριστερά βρίσκονται τα κύματα χορού στην απόσταση μεταξύ των στηριγμάτων, και στα δεξιά είναι το παγωμένο καλώδιο και το ρεύμα αέρα που το περιβάλλουν.
Ο χορός εμφανίζεται με υψηλότερη ταχύτητα ανέμου από τους κραδασμούς, δηλαδή 5-20 m / s, υπό γωνία 30-70 μοίρες. Οι ταλαντώσεις συμβαίνουν με χαμηλότερη συχνότητα και μεγαλύτερο πλάτος.
Μπορείτε να δείτε τις εξωτερικές διαφορές μεταξύ των φαινομένων αυτών των δύο φαινομένων συγκρίνοντας τα ακόλουθα δύο βίντεο:
Κίνδυνος
Ας δούμε τι είναι επικίνδυνος χορός και δόνηση στη γραμμή υψηλής τάσης. Ο χορός είναι επικίνδυνος επειδή τα σύρματα δεν ταλαντεύονται συγχρόνως και το πλάτος μπορεί να φτάσει σε τέτοιο μέγεθος που μπορεί να υπάρχει επικάλυψη με το καλώδιο προστασίας από κεραυνούς ή μεταξύ τους. Λόγω αυτού, συμβαίνουν ηλεκτρικές εκκενώσεις, με όλες τις επακόλουθες συνέπειες. Για να αποφευχθεί το κτύπημα, σε ορισμένες περιπτώσεις, τοποθετούνται μονωτικοί αποστάτες μεταξύ των αγώγιμων τμημάτων των γραμμών.
Οι δονήσεις, με τη σειρά τους, είναι καταστροφικές για τους αγωγούς των αγωγών, είναι επίσης δυνατές διακοπές γραμμής στις συνδέσεις και σφιγκτήρες ή εξόδους από τους σφιγκτήρες.
Μέθοδοι αγώνα
Δεδομένου ότι ο κίνδυνος δόνησης και χορού έγκειται στην αποτυχία εναέριων γραμμών, διακοπών και βραχυκυκλωμάτων, θα εξετάσουμε την κύρια μέθοδο προστασίας από αυτήν.
Η εγκατάσταση αποσβεστήρων κραδασμών είναι η κύρια μέθοδος εξάλειψης των φαινομένων. Έρχονται σε διάφορους τύπους. Ένα κοινό χαρακτηριστικό είναι ότι κατασκευάζονται με τη μορφή ράβδου με νεροχύτες στα άκρα, η οποία αναρτάται από το μεσαίο τμήμα σε καλώδια και σύρματα. Ο τύπος του αποσβεστήρα κραδασμών επιλέγεται σύμφωνα με το εύρος και τη διάμετρο του αγωγού, σύμφωνα με τον πίνακα 2.5.9. PUE, παράγραφος 2.5.85 (Κεφάλαιο 2.5 PUE).
Για τον προσδιορισμό των κλιματολογικών συνθηκών και τον υπολογισμό του φορτίου των μηχανικών τάσεων κατά τη διάρκεια των δονήσεων, χρησιμοποιούν επίσης τις πληροφορίες που παρατίθενται στις ρήτρες PUE 2.5.38-2.5.74, οι οποίες δείχνουν την πίεση του ανέμου, το πάχος του τοιχώματος του πάγου, τη μέση ετήσια διάρκεια των καταιγίδων και άλλα δεδομένα. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα, μπορείτε να εξοικειωθείτε με το RD 34.20.182-90 «Μεθοδολογικές οδηγίες για τυπική προστασία έναντι κραδασμών και δονήσεων καλωδίων και καλωδίων αστραπής των εναέριων γραμμών μεταφοράς ισχύος με τάση 35-750 kV».
Σχετικά υλικά:
Φόρτωση...
