Què és la vibració i la dansa dels cables, de què depenen aquests fenòmens
Definició
La vibració dels cables s’anomenen oscil·lacions periòdiques d’un fil o cable en l’interval entre els suports de les línies d’energia. Les oscil·lacions es produeixen amb una freqüència de 3 a 150 Hz en un pla vertical sota la influència del flux d’aire laminar. Com a resultat, es formen ones de peu, la doble amplitud de les quals pot ser més gran que el diàmetre del cable o cable, però al mateix temps no excedeix de 0,005 longitud d’ona.
Les oscil·lacions periòdiques estables s’anomenen ball, amb una amplitud més gran que el cas anterior i una freqüència inferior: de 0,2 a 2 Hz. Així, es formen ones de peu amb una amplitud de 0,3 a 5 metres, i en alguns casos més.
El fenomen s’observa a les línies elèctriques, cables de la xarxa de contactes i cables de protecció contra llamps. El concepte d '"oscil·lació automàtica" també s'aplica a la xarxa de contactes, tot i que en essència és el mateix. Un altre nom és la vibració eòlica.
Així, la diferència principal entre la vibració i la dansa és la freqüència. Amb prou feines, la menor amplitud i el nombre de mitges ones, la vibració amb prou feines es nota, i el ball és una forta vibració amb una longitud i una amplada d'ona més llargues.
Causes d’ocurrència
La vibració de cables i cables de les línies elèctriques de sobrecàrrega es produeix amb un flux d’aire laminar (amb una velocitat del vent de 0,5-7 m / s, a una velocitat més elevada el flux es torna turbulent), la direcció de la qual és perpendicular o amb un angle.
A continuació, els fluxos d'aire flueixen al voltant de la superfície cilíndrica del filferro i es produeix un flux circular, mentre que a la seva part superior (punt A a la figura següent) la velocitat d'aquest flux és més gran que a la inferior (punt B). Això es produeix a causa de les interrupcions dels vòrtexs de l’aire dels costats superior i inferior, com a resultat d’un desequilibri de pressió.
D’aquí que sorgeix no només l’horitzontal, sinó també la component vertical de la pressió del flux d’aire (vent). Si la freqüència de formació de vòrtex coincideix amb la freqüència de (una) vibracions naturals del fil, aleshores començaran les seves vibracions en el pla vertical.
S’anomenen vibracions adequades que es produeixen al sistema en absència d’influències externes variables, com a resultat de la desviació inicial. Com passa amb una corda de guitarra.
En determinats punts, es produiran antinodes d’ones, en elles l’amplitud serà màxima. Els punts que romandran immòbils s’anomenen nodes. En ells, es produiran moviments angulars del filferro, en un llenguatge senzill: es doblarà i girarà. Les ones estancades es produeixen quan la longitud d’ona és igual o múltiple de la distància entre els suports (longitud de marge).
La freqüència de vibració és directament proporcional a la velocitat del vent i es pot calcular mitjançant la fórmula:
f = (0,185V) / d,
on f és la freqüència d’oscil·lació, V és la velocitat del vent, d és el diàmetre, 0.185 és el nombre de Strouhal característic en aquest cas.
La fórmula també mostra que com més prim és el fil, més vibra. En aquest cas, les velocitats del vent de 0,6-0,8 m / s són especialment perilloses, ja que a una velocitat del vent superior als 5-8 m / s, les amplituds són petites i no són perilloses. Per regla general, el fenomen es produeix en vols de més de 120 metres, i amb una distància creixent només s’intensifica. Això és especialment important quan la longitud de la travessa OHL és superior a 500 m, per exemple, a través de rius i embassaments.
La diferència entre el ball i la vibració en primer lloc és l'amplitud: és més gran i pot arribar als 12-14 metres, així com una longitud d'ona més llarga. La naturalesa i la trajectòria de la dansa segueixen la forma d’una el·lipse allargada, amb l’eix desviat a 10-20 graus de la línia vertical.
Amb el gel (gelat i glaçada de la línia), el diàmetre del fil augmenta en funció de la fórmula anterior - la freqüència de vibració disminueix i la longitud d’ona de les vibracions augmenta.
El gel no apareix de forma uniforme, sinó al costat de sotavent. Com a resultat, els cables i cables no són cilíndrics, sinó de forma irregular. Amb aquesta forma, durant el vent hi ha una força d’elevació, a la figura següent de Vy.
Ella provoca la dansa. A l'esquerra hi ha les ones ballants que es troben entre els suports i, a la dreta, l'envolta el cable gelat i el corrent d'aire.
El ball es produeix a una velocitat del vent més alta que la vibració, és a dir, entre 5 i 20 m / s, en un angle amb la línia de 30-70 graus. Les oscil·lacions es produeixen amb una menor freqüència i una amplitud més gran.
Podeu veure les diferències externes entre els fenòmens d’aquests dos fenòmens si es comparen els dos vídeos següents:
Perill
Vegem què és perillós el ball i la vibració a la línia d’alta tensió. El ball és perillós perquè els cables no oscil·len de forma sincrònica i l'amplitud pot arribar a tal magnitud que pot haver-hi un solapament amb el cable de protecció contra el raig o entre ells. Per això, es produeixen descàrregues elèctriques, amb les conseqüències següents. Per evitar l’assotament, en alguns casos s’instal·len espaciadors aïllants entre les parts conductores de les línies.
La vibració, al seu torn, és destructiva per als conductors dels conductors, també es poden fer ruptures de línia a les connexions i les pinces o sortides de les pinces.
Mètodes de lluita
Atès que el perill de vibracions i danses rau en la fallada de les línies aèries, les pauses i els curtcircuits, considerarem el principal mètode de protecció contra ella.
La instal·lació d’amortidors de vibració és el principal mètode d’eliminació dels fenòmens considerats. Vénen de diversos tipus. Una característica comuna és que es realitzen en forma de vareta amb piques als extrems, que queda suspesa per la part mitjana sobre cables i cables. El tipus d’amortitzador de vibració es selecciona d’acord amb l’amplitud i el diàmetre del conductor, segons la taula 2.5.9. PUE, pàg. 2.5.85 (Capítol 2.5 PUE).
Per determinar les condicions climàtiques i calcular la càrrega de tensions mecàniques durant les vibracions, també s’utilitza la informació que figuren a les clàusules PUE 2.5.38-2.5.74, que mostren la pressió del vent, el gruix de la paret de gel, la durada mitjana anual de les tempestes i altres dades. Si voleu saber-ne més, podeu conèixer el RD 34.20.182-90 “Directrius metodològiques per a la protecció típica contra vibracions i vibracions de cables i cables de protecció contra raigs de les línies de transmissió d’energia aerios amb una tensió de 35-750 kV”.
Materials relacionats:
Carregant ...
