Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Visokonaponski i kabelski vodovi koriste se za prijenos električne struje na velike udaljenosti. Duljina takvih vodova može doseći nekoliko kilometara, na koje su postavljeni visokonaponski nosači za odvajanje žica od tla. U mjestima pričvršćivanja osigurana je dovoljno kruta fiksacija, ali u rasponu nosača žice mogu slobodno fluktuirati. Kada su izloženi određenim vanjskim čimbenicima, na zračnim vodovima se pojavljuju vibracije i plesanje žice, što može oštetiti i same uređaje i ometati normalan rad elektroenergetskog sustava.
definicija
Vibraciju treba shvatiti kao pomicanje žica u vertikalnoj ravnini, koje karakterizira relativno mala amplituda kretanja - u krugu od nekoliko centimetara, ali ne više od promjera žice za dvostruku amplitudu ili 0, 005 valne duljine vibracija. Učestalost takvih kretanja u vertikalnoj ravnini može doseći od 3 do 150 Hz. Najveća šteta intenzivnih vibracija je brzo trošenje metala na mjestima čestog savijanja.
Kao što možete vidjeti na slici 1, u točki 1 postoji česti prijelom koji dovodi do zamora metala s daljnjim otpuštanjem, što uzrokuje gubitak krutosti žice i lomove pojedinačnih vena.
Pod polom žica podrazumijeva se vertikalno kretanje s frekvencijom od 0, 2 do 2 Hz. Amplituda oscilacija tijekom plesa može doseći od 0, 3 do 5 m, a udaljenost između nosača 200-500 m, amplituda plesa doseže 10-14m. Bilo koji dalekovodi i njihovi elementi (fazni vodiči, žica za uzemljenje itd.) Mogu biti podložni takvoj pojavi. No, u niskonaponskim vodovima do 6-10kV zbog male udaljenosti između nosača, fenomen je beznačajan.
Razlika između vibracija i plesanja žice.
Fizički, i vibracija i plesanje žice kreću se u vertikalnoj ravnini. Njihova glavna razlika je u veličini vala koji proizlazi iz oscilacija i njegove frekvencije. Dakle, vibraciju karakterizira mnogo veća učestalost oscilacija žica u usporedbi s plesom. Ali vibracija ima nesrazmjerno manju amplitudu od plesa, tako da ne nosi takvu prijetnju liniji.
uzroci
Sve uzroke i plesove i vibracije možemo podijeliti na:
- izloženost struji zraka a je najčešći i najopasniji uzrok, budući da ima dugotrajan učinak i dovodi do povećanja amplitude i frekvencije;
- komutacijski procesi - kada se napon primijeni na mrežu ili kada se priključi opterećenje, prijelazne pojave uzrokuju skok u elektromagnetskom polju koje pokreće žice;
- mehaničko opterećenje - uzrokovano je svim vrstama udaraca ili kretanjem predmeta, npr. strujnim kolektorom električnog voznog parka na kontaktnoj mreži.
Valja napomenuti da je kretanje pruga tijekom tranzicijskog procesa u prirodi jednokratno, a daljnje prirodne oscilacije postupno nestaju. Isto se događa s mehaničkim opterećenjem, za razliku od zraka, koje ne samo da može duvati duže vrijeme, nego i mijenjati njegov kut i intenzitet. Stoga je najznačajniji razlog za sve vrste vodova protok zraka.
Pojava vibracija i plesanja iz protoka zraka
Učinak vjetra se odvija u bilo kojem smjeru toka, u horizontalnoj ravnini i pod nekim kutom. Glavni razlog za fluktuacije je neujednačena brzina kojom se zrak savija oko žice, što uzrokuje razliku tlaka na gornjoj i donjoj točki.
Pogledajte sliku 2, ovdje je primjer kada se zrak kreće oko kruga od točke A do točke B. Protok zraka na ovom mjestu je uvrnut i dolazi do turbulencije. To dovodi do pojave sila koje se pritiskaju ne samo sa strane vjetra, nego i na vertikalnoj ravnini. Na najnižoj točki tlak postaje niži nego na vrhu, a kada se vrtlozi poklapaju s vlastitim oscilacijama, javljaju se horizontalna pomaka žice.
Valja napomenuti da je ova situacija moguća samo pri relativno malim brzinama protoka zraka - od 0, 5 do 7 m / s, budući da se s povećanjem brzine tokovi kreću različito. No, prestanak vjetra, nažalost, ne znači kraj vibracija, jer se zbog velike duljine linija u njima javljaju prirodne oscilacije, koje više ne zahtijevaju održavanje, već se nastavljaju na račun rezonantnih pojava. A ako je vibracija neprimjetna, onda će, kada plešete, valovi postati mnogo značajniji i opasniji.
Fizika procesa
Tijekom plesa u mjestima vješanja na pol, linija je čvrsto učvršćena, tako da u takvim čvorovima nema oscilacija. A na mjestima opuštanja žica amplituda oscilacija postaje maksimalna.
Kada ples dosegne svoj maksimum na vrhuncu progiba, nastaje tzv. Stojeći val. Ovaj fenomen je karakteriziran veličinom amplitude višestruke ili jednake duljini raspona. Najopasnija kretanja odvijaju se pri brzinama od 0, 6–0, 8 m / s, a s povećanjem brzine strujanja zraka više od 5–8 m / s, dinamička opterećenja su premala zbog male amplitude.
No, pored amplitude vibracija, drugi najvažniji parametar je njihova frekvencija, koja se može odrediti pomoću formule:
f = (0.185 × V) / d, gdje
- f je frekvencija oscilacija;
- 0, 185 je Strouhalova konstanta;
- V je aerodinamička brzina protoka;
- d - promjer žice.
Kao što možete vidjeti iz formule, što je manji presjek, torzovi se koriste u vodovima, što češće osciliraju. U praksi frekvencija oscilacija uzrokuje intenzitet plesa, zbog čega je raspon najopasnijih frekvencija za liniju od 0, 2 do 2 Hz.
Valja napomenuti da se situacija može značajno pogoršati zbog vremenskih faktora koji utječu ne samo na protok zraka, već i na stanje žice. Najznačajniji od njih je led, koji se pojavljuje na zavjetrini i karakterizira ga izobličenje oblika žice. U tom slučaju, vibrirajuće žice su izložene sili podizanja V y nanesenim na naslage leda. To dodatno pogoršava situaciju vibracijama i plesom.
Žica obavlja ne samo horizontalne oscilacije, već i rotacijske pokrete, a na čvorovima i točkama fiksiranja dolazi do oštećenja metala uslijed zaleđivanja.
opasnost
Ples i vibracije imaju sličnu prirodu, ali se razlikuju po intenzitetu. Međutim, obje pojave mogu nositi ove vrste opasnosti za vodove:
- Fluffing - oštećenje žica u kojem bakreni, aluminijski ili čelični kabeli gube čvrstoću i mehaničku čvrstoću;
- Preklapanje zračnog raspora - u slučaju pomicanja susjednih faza s različitim amplitudama, valovi se mogu približiti dovoljno jedni drugima, zbog toga što će se dogoditi slom i pojavljivanje luka;
- Urušavanje žice je opasniji razvoj prethodne situacije, kada se paralelne linije dodiruju i stvaraju električni kontakt s strujama struja kratkog spoja i metalnog reflowa;
- Do loma žice može doći zbog kratkog spoja, kao i zbog višestrukih prekida žica pojedinačnih žica uništenih višestrukim vibracijama ili plesom.
Kao što možete vidjeti, sve potencijalne opasnosti mogu lako dovesti do prekida uobičajenog napajanja i materijalnih troškova restauracije. Također nemojte zaboraviti da bilo koja izvanredna situacija potencijalno predstavlja prijetnju za osobu, kako u obavljanju radova u električnim instalacijama, tako iu blizini. Kako bi se spriječili opasni utjecaji, razvijene su metode za borbu protiv vibracija i plesa u cilju prigušenja vibracija.
Metode borbe
Uvjeti pod kojima se poduzimaju zaštitne mjere za gašenje amplitude vibracija navedeni su u odredbi 2.5.85 EMP-a. Ovo uzima u obzir takve parametre kao:
- Duljina raspona;
- Materijal vodiča i njegov poprečni presjek;
- Mehanička opterećenja u split i pojedinačnim žicama.
Specifične metode borbe regulirane su smjernicama RD 34.20.182-90. Za prigušivanje vibracija i ples, ugrađeni su posebni uređaji.
Po tipu i karakteristikama konstrukcije, prigušivači plesa i vibracije podijeljeni su u tri vrste:
- Upijači petlje - koriste se za žice napona 6-10 kV i izrađene su u obliku fleksibilnog podupirača. Ovisno o broju petlji i izvedbi potpornja, može biti jedno- ili tro-petlja. Žica ili pričvršćivači se koriste kao spojnica za povratnu petlju.
- Spirala - najučinkovitiji, ali i najskuplji modeli za rad s visokim i niskim frekvencijama vibracija. Zbog njihove visoke cijene, rijetko se koriste, iako osiguravaju ravnomjernu raspodjelu opterećenja po cijeloj dužini amortizera.
- Mostovi - imaju posebna opterećenja, koja se prenose vibracijama od njihanja i apsorbiraju ih. Razlikuju se u jednostavnosti instalacije i daljnjoj usluzi.
Kod vodova od 330 do 750 kV koristi se cijepanje faza u kojem su sve žice spojene razmaknicama. Unatoč činjenici da sama takva veza može djelovati kao prigušivač vibracija, u praksi to nije dovoljno. Stoga poglavlje 5 RD 34.20.182-90 nudi načine za bavljenje vibracijama i plesom za različite linije i uvjete u kojima se mogu koristiti.