Hva er vibrasjoner og dans på ledninger, hva er disse fenomenene avhengig av
Definisjon
Vibrasjon av ledninger kalles periodiske svingninger av en ledning eller kabel i spennet mellom støttene til kraftledninger. Oscillasjoner forekommer med en frekvens fra 3 til 150 Hz i et vertikalt plan under påvirkning av laminær luftstrøm. Som et resultat dannes stående bølger, hvis dobbelte amplitude kan være større enn diameteren på ledningen eller kabelen, men samtidig ikke overstige 0,005 bølgelengde.
Stabile periodiske svingninger kalles dans, med større amplitude enn forrige tilfelle og lavere frekvens - fra 0,2 til 2 Hz. Dermed blir stående bølger dannet med en amplitude på 0,3 til 5 meter, og i noen tilfeller mer.
Fenomenet blir observert på kraftledninger, ledninger i kontaktnettet og lynbeskyttelseskabler. Begrepet “auto-oscillation” brukes også på kontaktnettet, selv om det i det vesentlige er det samme. Et annet navn er eolisk vibrasjon.
Så hovedforskjellen mellom vibrasjon og dans er frekvensen. Vibrasjoner merkes knapt for øyet på grunn av høyfrekvens, lavere amplitude og antall halvbølger, og dans er en sterk vibrasjon med lengre bølgelengde og amplitude.
Årsaker
Vibrasjon av ledninger og kabler fra luftledninger skjer med en laminær luftstrøm (med en vindhastighet på 0,5-7 m / s, ved høyere hastighet blir strømmen turbulent), hvis retning er vinkelrett eller i vinkel til dem.
Da strømmer luftstrømmer rundt den sylindriske overflaten av ledningen og det oppstår en sirkulær strømning, mens hastigheten på denne strømmen i sin øvre del (punkt A på figuren nedenfor) er større enn i den nedre (punkt B). Dette skjer på grunn av forstyrrelser i lufthvirvlene fra øvre og nedre side, som et resultat av at det oppstår en ubalanse av trykk.
Derfor oppstår ikke bare den horisontale, men også den vertikale komponenten av luftstrømmen (vinden). Hvis frekvensen av virveldannelse faller sammen med frekvensen av (en av) de naturlige vibrasjonene i ledningen, vil vibrasjonene i det vertikale planet begynne.
Riktig kalles vibrasjoner som oppstår i systemet i mangel av variabel ytre påvirkning, som et resultat av det innledende avviket. Som skjer med en gitarstreng.
På visse punkter vil antinoder av bølger oppstå, i dem vil amplituden være maksimal. De punktene som vil forbli ubevegelige kalles noder. I dem vil kantete bevegelser av ledningen forekomme, på enkelt språk - den vil bøye og rotere. Stående bølger oppstår når bølgelengden er lik eller et multiplum av avstanden mellom støttene (spennlengde).
Vibrasjonsfrekvensen er direkte proporsjonal med vindhastigheten og kan beregnes med formelen:
f = (0,185 V) / d,
der f er svingningsfrekvensen, V er vindhastigheten, d er diameteren, 0.185 er Strouhal-tallet karakteristisk i dette tilfellet.
Formelen viser også at jo tynnere ledningen, jo mer vibrerer den. I dette tilfellet er vindstyrke på 0,6-0,8 m / s spesielt farlig, siden amplituden er liten og ikke farlig ved en vindhastighet på mer enn 5-8 m / s. Som regel forekommer fenomenet i flyreiser lenger enn 120 meter, med økende avstand blir det bare intensivering. Dette er spesielt viktig når lengden på OHL-krysset er mer enn 500 m, for eksempel gjennom elver og reservoarer.
Forskjellen mellom dans og vibrasjon i utgangspunktet er amplituden - den er større og kan nå 12-14 meter, i tillegg til en lengre bølgelengde. Naturen og banen til dansen følger formen på en langstrakt ellipse, med aksen avbøyd 10-20 grader fra den vertikale linjen.
Med is (ising og ising av linjen) øker ledningsdiameteren basert på formelen over - vibrasjonsfrekvensen avtar og bølgelengden til vibrasjoner øker.
Is vises ikke jevnt, men på baksiden. Som et resultat blir ledningene og kablene ikke sylindriske, men uregelmessige i form. Med dette skjemaet er det under vinden en løftekraft, i figuren under Vy.
Hun forårsaker dans. På venstre side er dansebølgene i spennet mellom støttene, og til høyre er den iskalde kabelen og luftstrømmen som omslutter den.
Dansen skjer med høyere vindhastighet enn vibrasjoner, nemlig 5-20 m / s, i en vinkel på linjen 30-70 grader. Oscillasjoner skjer med lavere frekvens og større amplitude.
Du kan se de ytre forskjellene mellom fenomenene til disse to fenomenene ved å sammenligne de følgende to videoene:
fare
La oss se hva som er farlig dans og vibrasjoner på høyspentledningen. Dansen er farlig fordi ledningene ikke svinger synkront, og amplituden kan nå en så stor størrelse at det kan være en overlapping med lynbeskyttelseskabelen, eller mellom hverandre. På grunn av det oppstår elektriske utladninger, med alle følgene derav. I noen tilfeller er det isolerende avstandsstykker installert mellom ledende deler av linjene.
Vibrasjon på sin side har en ødeleggende effekt på lederne, og linjeskift er også mulig ved ledd og klemmer eller avkjørsler fra klemmene.
Metoder for kamp
Siden faren for vibrasjoner og dans ligger i svikt i luftlinjer, brudd og kortslutning, vil vi vurdere den viktigste metoden for beskyttelse mot den.
Installasjonen av vibrasjonsdempere er den viktigste metoden for å eliminere de betraktede fenomenene. De kommer i forskjellige typer. Et vanlig trekk er at de er laget i form av en stang med synker i endene, som er hengt opp av den midtre delen på kabler og ledninger. Type vibrasjonsspjeld velges i samsvar med lederens spenn og diameter, i henhold til tabell 2.5.9. PUE, punkt 2.5.85 (Kapittel 2.5 PUE).
For å bestemme de klimatiske forholdene og beregne belastningen på mekaniske påkjenninger under vibrasjoner, bruker de også informasjonen som er angitt i punktene PUE 2.5.38-2.5.74, som viser vindtrykk, isveggtykkelse, gjennomsnittlig årlig varighet av tordenvær og andre data. Hvis du vil vite mer, kan du bli kjent med RD 34.20.182-90 “Metodologiske retningslinjer for typisk beskyttelse mot vibrasjoner og vibrasjoner av ledninger og lynbeskyttelseskabler i luftledninger med en spenning på 35-750 kV”.
Relaterte materialer:
Laster ...
