De ce este vibrația și dansul firelor, de ce depind aceste fenomene
definiție
Vibrația firelor se numește oscilații periodice ale unui fir sau cablu în intervalul dintre suporturile liniilor de alimentare. Oscilările apar cu o frecvență de 3 până la 150 Hz pe un plan vertical sub influența fluxului de aer laminar. Drept urmare, se formează unde în picioare, a căror dublă amplitudine poate fi mai mare decât diametrul sârmei sau cablului, dar în același timp nu depășește 0,005 lungime de undă.
Oscilațiile periodice stabile se numesc dans, cu o amplitudine mai mare decât cazul precedent și o frecvență mai mică - de la 0,2 la 2 Hz. Astfel, undele în picioare se formează cu o amplitudine de 0,3 până la 5 metri, iar în unele cazuri mai mult.
Fenomenul este observat pe liniile de alimentare, firele din rețeaua de contact și cablurile de protecție împotriva trăsnetului. Conceptul de „auto-oscilație” este de asemenea aplicat rețelei de contact, deși în esență este unul și același. Un alt nume este vibrația eoliană.
Deci, diferența principală între vibrație și dans este frecvența. Vibrațiile abia se observă la ochi datorită frecvenței înalte, amplitudinii mai mici și numărului de valuri jumătate, iar dansul este o vibrație puternică cu o lungime de undă și o amplitudine mai lungă.
cauzele
Vibrația cablurilor și a cablurilor liniilor electrice aeriene are loc cu un flux de aer laminar (cu o viteză a vântului de 0,5-7 m / s, la o viteză mai mare debitul devine turbulent), a cărei direcție este perpendiculară sau cu un unghi față de ele.
Apoi fluxurile de aer curg în jurul suprafeței cilindrice a sârmei și apare un flux circular, în timp ce în partea superioară a acestuia (punctul A din figura de mai jos) viteza acestui flux este mai mare decât în cea inferioară (punctul B). Acest lucru apare din cauza perturbațiilor vârfurilor de aer din părțile superioare și inferioare, ca urmare a apariției unui dezechilibru al presiunii.
De aici apare nu numai orizontalul, ci și componenta verticală a presiunii aerului (vânt) curge. Dacă frecvența formării vortexului coincide cu frecvența (uneia) vibrațiilor naturale ale sârmei, atunci vibrațiile sale în plan vertical vor începe.
Corect se numesc vibrații care apar în sistem în absența influențelor externe variabile, ca urmare a devierii inițiale. Așa cum se întâmplă cu o coardă de chitară.
În anumite puncte, vor apărea antinode de unde, în ele amplitudinea va fi maximă. Acele puncte care vor rămâne nemișcate se numesc noduri. În ele se vor produce mișcări unghiulare ale sârmei, într-un limbaj simplu - se va îndoi și se va roti. Undele permanente apar atunci când lungimea de undă este egală cu sau un multiplu al distanței dintre suporturi (lungimea intervalului).
Frecvența vibrațiilor este direct proporțională cu viteza vântului și poate fi calculată după formula:
f = (0,185V) / d,
unde f este frecvența de oscilație, V este viteza vântului, d este diametrul, 0.185 este numărul Strouhal caracteristic în acest caz.
Formula arată, de asemenea, că sârma este mai subțire, cu atât vibrează mai mult. În acest caz, vitezele vântului de 0,6-0,8 m / s sunt deosebit de periculoase, deoarece la o viteză a vântului mai mare de 5-8 m / s, amplitudinile sunt mici și nu sunt periculoase. De regulă, fenomenul are loc în zboruri mai lungi de 120 de metri, cu o distanță crescândă se intensifică doar. Acest lucru este deosebit de important atunci când lungimea traversării OHL este mai mare de 500 m, de exemplu, prin râuri și rezervoare.
Diferența dintre dans și vibrații în primul rând este amplitudinea - este mai mare și poate atinge 12-14 metri, precum și o lungime de undă mai lungă. Natura și traiectoria dansului urmează forma unei elipse alungite, cu axa deviată la 10-20 de grade de la linia verticală.
Odată cu gheața (gheața și glazurarea liniei), diametrul firului crește pe baza formulei de mai sus - frecvența vibrațiilor scade și lungimea de undă a vibrațiilor crește.
Gheața nu apare uniform, ci pe partea de sub pământ. În consecință, firele și cablurile nu devin cilindrice, ci au formă neregulată. Cu această formă, în timpul vântului există o forță de ridicare, în figura de sub Vy.
Ea provoacă dansul. În stânga sunt valurile care dansează în intervalul dintre suporturi, iar în dreapta sunt cablul înghețat și fluxul de aer care îl învelește.
Dansul are loc cu o viteză mai mare a vântului decât vibrațiile, și anume 5-20 m / s, într-un unghi față de linia de 30-70 de grade. Oscilările apar cu o frecvență mai mică și o amplitudine mai mare.
Puteți vedea diferențele externe dintre fenomenele acestor două fenomene comparând următoarele două videoclipuri:
pericol
Să vedem ce este dansul și vibrațiile periculoase pe linia de înaltă tensiune. Dansul este periculos, deoarece firele nu oscilează sincron, iar amplitudinea poate atinge o asemenea amploare încât poate exista o suprapunere cu cablul de protecție împotriva trăsnetului sau între ele. Din această cauză, apar descărcări electrice, cu toate consecințele. Pentru a preveni biciuirea, în unele cazuri, distanțe izolante sunt instalate între părțile conductoare ale liniilor.
Vibrațiile, la rândul lor, au un efect distructiv asupra conductoarelor, iar rupturile de linie sunt posibile și la îmbinări și cleme sau la ieșirile din cleme.
Metode de luptă
Deoarece pericolul vibrațiilor și al dansului constă în eșecul liniilor aeriene, pauzele și scurtcircuitele, vom lua în considerare principala metodă de protecție împotriva acesteia.
Instalarea amortizoarelor de vibrații este metoda principală de eliminare a fenomenelor considerate. Acestea vin în diferite tipuri. O caracteristică obișnuită este că acestea sunt realizate sub formă de tijă cu chiuvete la capete, care este suspendată de partea din mijloc pe cabluri și fire. Tipul amortizorului de vibrații este selectat în funcție de amploarea și diametrul conductorului, conform tabelului 2.5.9. PUE, p. 2.5.85 (Capitolul 2.5 PUE).
Pentru a determina condițiile climatice și a calcula încărcarea tensiunilor mecanice în timpul vibrațiilor, se folosesc și informațiile prevăzute în clauzele PUE 2.5.38-2.5.74, care arată presiunea vântului, grosimea peretelui de gheață, durata medie anuală a furtunilor și a altor date. Dacă doriți să aflați mai multe, puteți face cunoștință cu RD 34.20.182-90 „Orientări metodologice pentru protecția tipică împotriva vibrațiilor și vibrațiilor firelor și cablurilor de protecție împotriva trăsnetului ale liniilor aeriene de transmisie cu o tensiune de 35-750 kV”.
Materiale conexe:
Se încarcă ...
