Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Vysokonapäťové a káblové vedenia sa používajú na prenos elektrického prúdu na dlhé vzdialenosti. Dĺžka takýchto vedení môže dosiahnuť niekoľko kilometrov, na ktorých sú inštalované vysokonapäťové podpery na oddelenie vodičov od zeme. V miestach upevnenia je zaistená dostatočne pevná fixácia, ale v rozpätí podpier môžu drôty voľne kolísať. Keď sú vystavené určitým vonkajším faktorom, dochádza k vibráciám a tancovaniu drôtu na vzduchových vedeniach, čo môže poškodiť samotné zariadenia a narušiť normálnu prevádzku systému.
definícia
Vibrácie by sa mali chápať ako pohyb drôtov vo vertikálnej rovine, ktorá sa vyznačuje relatívne malou amplitúdou pohybu - v rámci niekoľkých centimetrov, ale nie viac ako priemer drôtu pre dvojitú amplitúdu alebo 0, 005 vlnovej dĺžky vibrácií. Frekvencia takýchto pohybov vo vertikálnej rovine môže dosiahnuť od 3 do 150 Hz. Najväčším poškodením intenzívnych vibrácií je rýchle opotrebovanie kovu v miestach častého ohýbania.
Ako môžete vidieť na obrázku 1, v bode 1 je častý lom, ktorý vedie k únave kovu s ďalším uvoľňovaním, čo spôsobuje stratu tuhosti drôtu a prasknutie jednotlivých žíl.
Pod pólom vodičov sa rozumie vertikálny pohyb s frekvenciou 0, 2 až 2 Hz. Amplitúda kmitania počas tanca môže dosiahnuť od 0, 3 do 5 m, a so vzdialenosťou medzi podperami 200-500 m, amplitúda tanca dosahuje 10-14 m. Akékoľvek prenosové vedenia a ich prvky (fázové vodiče, uzemňovací vodič atď.) Môžu byť predmetom takéhoto javu. Ale v nízkonapäťových vedeniach do 6-10kV kvôli malej vzdialenosti medzi podperami je tento jav zanedbateľný.
Rozdiel medzi vibráciami a tancom drôtu.
Fyzicky sa pohybujú vibrácie aj tanec drôtu vo vertikálnej rovine. Ich hlavný rozdiel je vo veľkosti vlny vznikajúcej z kmitov a v jej frekvencii. Vibrácie sa teda vyznačujú oveľa väčšou frekvenciou kmitania vodičov v porovnaní s tancom. Vibrácie však majú neprimerane menšiu amplitúdu ako tanec, takže nenesú takúto hrozbu pre líniu.
príčiny
Všetky príčiny a tance a vibrácie možno rozdeliť na:
- vystavenie prúdeniu vzduchu a je najčastejšou a najnebezpečnejšou príčinou, pretože má dlhodobý účinok a vedie k zvýšeniu amplitúdy a frekvencie;
- spínacie procesy - keď je napätie privádzané do siete alebo keď je pripojené záťaž, prechodné udalosti spôsobujú skok v elektromagnetickom poli, ktoré poháňa vodiče;
- mechanické zaťaženie - je spôsobené všetkými druhmi úderov alebo pohybom predmetov, napríklad zberačom prúdu elektrických železničných koľajových vozidiel v kontaktnej sieti.
Treba poznamenať, že pohyb čiar v procese prechodu je v prírode jednorazový a ďalšie prirodzené oscilácie postupne miznú. To isté sa deje s mechanickým zaťažením, na rozdiel od vzduchu, ktorý nielenže môže dlho fúkať, ale aj meniť jeho uhol a intenzitu. Najdôležitejším dôvodom pre všetky typy vedení je preto prúdenie vzduchu.
Vznik vibrácií a tanca z prúdenia vzduchu
Účinok vetra sa vyskytuje v akomkoľvek smere prúdenia, a to ako v horizontálnej rovine, tak v určitom uhle. Hlavným dôvodom kolísania je nerovnomerná rýchlosť, ktorou sa vzduch ohýba okolo drôtu, čo spôsobuje tlakový rozdiel v hornom a dolnom bode.
Pozrite sa na obrázok 2, tu je príklad, keď vzduch prúdi okolo kruhu z bodu A do bodu B. Prúd vzduchu v tomto mieste je skrútený a dochádza k turbulencii. To vedie k vzniku síl tlačiacich nielen zo strany vetra, ale aj vo vertikálnej rovine. V najnižšom bode je tlak nižší ako na vrchole a keď sa víry zhodujú s vlastnými kmitaniami, dochádza k horizontálnym posunom drôtu.
Treba poznamenať, že táto situácia je možná len pri relatívne nízkych rýchlostiach prúdenia vzduchu - od 0, 5 do 7 m / s, pretože pri zvyšujúcej sa rýchlosti sa toky pohybujú odlišne. Ale prerušenie vetra, bohužiaľ, neznamená koniec vibrácie, pretože v dôsledku veľkej dĺžky čiar vznikajú v nich prirodzené výkyvy, ktoré už nevyžadujú údržbu, ale pokračujú na úkor rezonančných javov. A ak je vibrácia nenápadná, potom pri tanci sa vlny stanú oveľa významnejšími a nebezpečnejšími.
Fyzika procesov
Počas tanca v miestach zavesenia na stožiar je čiara pevne pripevnená, preto v takýchto uzloch nie je oscilácia. A v miestach previsu vodičov sa amplitúda oscilácií stáva maximálnou.
Keď tanec dosiahne svoje maximum v špičke klesania, vzniká takzvaná stojatá vlna. Tento jav je charakterizovaný veľkosťou amplitúdy násobku alebo rovnou dĺžke rozpätia. Najnebezpečnejšie pohyby sa vyskytujú pri rýchlostiach 0, 6 - 0, 8 m / s a pri zvýšení rýchlosti prúdenia vzduchu o viac ako 5 - 8 m / s sú dynamické zaťaženia v dôsledku malej amplitúdy príliš malé.
Okrem amplitúdy vibrácií je druhým najdôležitejším parametrom ich frekvencia, ktorá môže byť určená vzorcom:
f = (0, 185 x V) / d, kde
- f je frekvencia oscilácií;
- 0, 185 je Strouhalova konštanta;
- V je aerodynamická rýchlosť prúdenia;
- d - priemer drôtu.
Ako môžete vidieť zo vzorca, čím menší je prierez, torzá sa používajú v elektrických vedeniach, tým častejšie budú kmitať. V praxi frekvencia kmitania spôsobuje intenzitu tanca, pretože rozsah najnebezpečnejších frekvencií pre trať je od 0, 2 do 2 Hz.
Treba poznamenať, že situácia sa môže výrazne zhoršiť v dôsledku poveternostných faktorov, ktoré ovplyvňujú nielen prietok vzduchu, ale aj stav drôtu. Najvýznamnejší z nich je ľad, ako sa vyskytuje na záveternej strane a vyznačuje sa skreslením tvaru drôtu. V tomto prípade sú vibračné drôty vystavené zvyšujúcej sa sile Vy aplikovanej na ľadové usadeniny. Ďalej zhoršuje situáciu vibráciami a tancom.
Drôt vykonáva nielen horizontálne oscilácie, ale aj rotačné pohyby a na uzloch a miestach upevnenia dochádza k poškodeniu kovu v dôsledku námrazy.
nebezpečenstvo
Tanec a vibrácie majú podobnú povahu, ale líšia sa intenzitou. Oba tieto javy však môžu niesť tieto druhy nebezpečenstiev pre elektrické vedenia:
- Fluffing - poškodenie vodičov, pri ktorých káble z medi, hliníka alebo ocele strácajú pevnosť a mechanickú pevnosť;
- Prekrytie vzduchovej medzery - v prípade pohybu priľahlých fáz s rôznymi amplitúdami sa vlny môžu priblížiť k sebe dosť blízko kvôli tomu, čo sa stane s poruchou a výskytom oblúka;
- Zrútenie drôtu je nebezpečnejší vývoj predchádzajúcej situácie, keď sa rovnobežné čiary navzájom dotýkajú a vytvárajú elektrický kontakt s prúdom skratových prúdov a kovovým reflow;
- Porušenie drôtu - môže nastať v dôsledku skratu, ako aj viacnásobného prerušenia vodiča jednotlivých vodičov zničených viacerými vibráciami alebo tancom.
Ako vidíte, všetky potenciálne riziká môžu ľahko viesť k narušeniu normálneho napájania a materiálnych nákladov na obnovu. Tiež nezabudnite, že akákoľvek núdzová situácia potenciálne predstavuje hrozbu pre osobu, a to ako v práci v elektrických inštaláciách, tak v blízkosti. Preto, aby sa zabránilo nebezpečným vplyvom, boli vyvinuté metódy na boj proti vibráciám a tancu, zamerané na tlmenie vibrácií.
Metódy boja
Podmienky, za ktorých by sa mali prijať ochranné opatrenia na zastavenie amplitúdy vibrácií, sú uvedené v ustanovení 2.5.85 EMP. Zohľadňujú sa tak tieto parametre:
- Dĺžka rozpätia;
- Materiál vodiča a jeho prierez;
- Mechanické namáhanie v rozdelených a jednotlivých vodičoch.
Špecifické metódy boja sa riadia smernicami RD 34.20.182-90. Pre tlmenie vibrácií a tancov sú inštalované špeciálne zariadenia.
Podľa typu a dizajnu sú tlmiče tanca a vibrácií rozdelené do troch typov:
- Pohlcovače slučiek - používajú sa na vodiče s napätím 6–10 kV a vyrábané vo forme pružnej vzpery. V závislosti od počtu slučiek a konštrukcie vzpier, môže byť jedno- alebo troj- slučkový. Ako klip na spätnú slučku sa používa drôt alebo upevňovacie prvky.
- Špirála - najúčinnejšie, ale aj najdrahšie modely pre riešenie vysoko a nízkofrekvenčných vibrácií. Vzhľadom na ich vysoké náklady sa používajú len zriedka, hoci poskytujú rovnomerné rozloženie zaťaženia po celej dĺžke klapky.
- Mosty - majú špeciálne zaťaženia, ktoré sú prenášané vibráciami z kývavého drôtu a absorbované nimi. Líši sa v jednoduchosti inštalácie a ďalšieho servisu.
V radoch od 330 do 750 kV sa používa fázové delenie, v ktorom sú všetky vodiče spojené dištančnými vložkami. Napriek tomu, že takéto spojenie môže pôsobiť ako tlmič vibrácií, v praxi to nestačí. Preto kapitola 5 PD 34.20.182-90 poskytuje spôsoby, ako sa vysporiadať s vibráciami a tancom pre rôzne línie a podmienky, v ktorých sa môžu používať.