Što je vibracija i ples žica, o čemu ovise ti fenomeni
definicija
Vibracija žica naziva se periodičnim oscilacijama žice ili kabela u rasponu između nosača dalekovoda. Oscilacije se javljaju s frekvencijom od 3 do 150 Hz u okomitoj ravnini pod utjecajem laminarnog strujanja zraka. Kao rezultat, nastaju stojeći valovi, čija dvostruka amplituda može biti veća od promjera žice ili kabela, ali istodobno ne prelazi 0,005 valne duljine.
Stabilne periodične oscilacije nazivaju se plesom, s većom amplitudom nego u prethodnom slučaju i nižom frekvencijom - od 0,2 do 2 Hz. Tako se formiraju stojeći valovi s amplitudom od 0,3 do 5 metara, a u nekim slučajevima i više.
Pojava se opaža na dalekovodima, žicama kontaktne mreže i kablovima za zaštitu od munje. Koncept „auto-oscilacija“ primjenjuje se i na kontaktnu mrežu, iako je u osnovi jedno te isto. Drugo ime je Aeolska vibracija.
Dakle, glavna razlika između vibracije i plesa je frekvencija. Vibracija je jedva primjetna za oko zbog visoke frekvencije, niže amplitude i broja pola valova, a ples je jaka vibracija s većom valnom duljinom i amplitudom.
Uzroci pojave
Vibracija žica i kablova nadzemnih vodova napajanja događa se laminarnim protokom zraka (brzinom vjetra od 0,5-7 m / s, pri većoj brzini protok postaje turbulentan), čiji je smjer okomit ili pod kutom prema njima.
Tada strujanje zraka struji oko cilindrične površine žice i dolazi do kružnog toka, dok je u njegovom gornjem dijelu (točka A na slici ispod) brzina tog protoka veća nego u donjem (točka B). To se događa zbog poremećaja vrtloga zraka s gornje i donje strane, zbog čega se pojavljuje neravnoteža tlaka.
Iz toga proizlazi ne samo vodoravna, već i vertikalna komponenta tlaka zraka (vjetra). Ako se frekvencija vrtloženja podudara s frekvencijom (jedne od) prirodnih vibracija žice, tada će započeti njezine vibracije u okomitoj ravnini.
Pravilnim se nazivaju vibracije koje se javljaju u sustavu u nedostatku različitih vanjskih utjecaja, kao rezultat početnog odstupanja. Kao što se događa s gitarom.
U određenim točkama nastat će antinode valova, u njima će amplituda biti maksimalna. One točke koje će ostati nepomične nazivaju se čvorovi. U njima će se dogoditi kutni pokreti žice, jednostavnim jezikom - savijati će se i okretati. Stojeći valovi nastaju kada je valna duljina jednaka ili višestruka od udaljenosti između nosača (duljina raspona).
Frekvencija vibracija izravno je proporcionalna brzini vjetra i može se izračunati formulom:
f = (0,185 V) / d,
gdje je f frekvencija oscilacije, V je brzina vjetra, d je promjer, 0,185 je Strouhalov broj karakterističan u ovom slučaju.
Formula također pokazuje da što je žica tanja, to više vibrira. U ovom su slučaju brzine vjetra od 0,6-0,8 m / s posebno opasne, jer pri brzini vjetra većoj od 5-8 m / s su amplitude male i nisu opasne. U pravilu se fenomen pojavljuje na letovima dužim od 120 metara, s povećanjem udaljenosti samo se intenzivira. To je posebno važno kada je npr. Kroz rijeke i akumulacije duljina prijelaza OHL veća od 500 m.
Razlika između plesa i vibracije na prvom mjestu je amplituda - veća je i može doseći 12-14 metara, kao i veća valna duljina. Priroda i putanja plesa slijede oblik izdužene elipse, sa osi odbijenom 10-20 stupnjeva od okomite crte.
S ledom (zaleđivanje i zaleđivanje linije), promjer žice povećava se na temelju gornje formule - frekvencija vibracija opada i raste valna duljina vibracija.
Led se ne pojavljuje ravnomjerno, već na levoj strani. Kao rezultat toga, žice i kabeli postaju ne cilindričnog, ali nepravilnog oblika. Uz ovaj oblik, tijekom vjetra postoji sila za podizanje, na slici ispod Vy.
Ona izaziva ples. S lijeve strane su plesni valovi u rasponu između nosača, a s desne strane su ledeni kabel i struja zraka koji ga okružuju.
Ples se odvija većom brzinom vjetra od vibracije, točnije 5-20 m / s, pod kutom do crte od 30-70 stupnjeva. Oscilacije se javljaju s nižom frekvencijom i većom amplitudom.
Možete vidjeti vanjske razlike između pojava ova dva fenomena usporedbom sljedeća dva videozapisa:
opasnost
Da vidimo što je opasan ples i vibracije na liniji visokog napona. Ples je opasan po tome što žice ne osciliraju sinkrono, a amplituda može doseći toliku veličinu da može doći do preklapanja pomoću kabela za zaštitu od groma ili međusobno. Zbog toga se događaju električni pražnjenja, sa svim ishodnim posljedicama. Kako bi se spriječilo probijanje, u nekim slučajevima se između vodljivih dijelova vodova postavljaju izolacijski razmaknici.
Vibracije, pak, imaju destruktivni učinak na vodiče, a prekidi linija mogući su i na spojevima i stezaljkama ili na izlazima iz stezaljki.
Metode borbe
Budući da opasnost od vibracija i plesa leži u neuspjehu nadzemnih vodova, prekidima i kratkim spojevima, razmotrit ćemo glavnu metodu zaštite od nje.
Ugradnja vibracijskih prigušivača glavna je metoda uklanjanja razmatranih pojava. Dolaze u raznim vrstama. Zajednička značajka je da su izrađene u obliku štapa s sudoperima na krajevima, koji je srednjim dijelom ovješen na kablovima i žicama. Vrsta prigušivača vibracija odabrana je u skladu s rasponom i promjerom vodiča, prema tablici 2.5.9. PUE, str. 2.5.85 (Poglavlje 2.5 PUE).
Za određivanje klimatskih uvjeta i izračunavanje opterećenja mehaničkih napona tijekom vibracija koriste se i podaci navedeni u odredbama PUE 2.5.38-2.5.74, koje prikazuju tlak vjetra, debljinu stijenke leda, prosječno godišnje trajanje grmljavinske oluje i ostale podatke. Ako želite znati više, možete se upoznati s RD 34.20.182-90 „Metodološka uputstva za tipičnu zaštitu od vibracija i vibracija žica i kabela za zaštitu od munje nadzemnih vodova napajanja naponom 35-750 kV“.
Srodni materijali:
Učitavam...
