Čo je vibrácia a tanec drôtov, od čoho tieto javy závisia
definícia
Vibrácia drôtov sa nazýva periodické kmitanie drôtu alebo kábla v rozpätí medzi podperami elektrického vedenia. Oscilácie sa vyskytujú s frekvenciou 3 až 150 Hz vo vertikálnej rovine pod vplyvom laminárneho prúdenia vzduchu. V dôsledku toho vznikajú stojaté vlny, ktorých dvojitá amplitúda môže byť väčšia ako priemer drôtu alebo kábla, ale súčasne nepresahuje 0,005 vlnovej dĺžky.
Stabilné periodické kmity sa nazývajú tanec, s vyššou amplitúdou ako v predchádzajúcom prípade as nižšou frekvenciou - od 0,2 do 2 Hz. Takto sa vytvárajú stojaté vlny s amplitúdou 0,3 až 5 metrov a v niektorých prípadoch aj viac.
Tento jav sa pozoruje na silových vedeniach, kábloch kontaktnej siete a kábloch na ochranu pred bleskom. Pojem „autoscilácia“ sa uplatňuje aj na kontaktnú sieť, hoci v podstate je jedna a tá istá. Iným menom sú Liparské vibrácie.
Takže hlavným rozdielom medzi vibráciou a tancom je frekvencia. Vízia je pre oko sotva viditeľná kvôli vysokej frekvencii, nižšej amplitúde a počtu polvlnov a tanec je silná vibrácia s dlhšou vlnovou dĺžkou a amplitúdou.
príčiny
Vibrácie drôtov a káblov nadzemného elektrického vedenia nastávajú s laminárnym prúdením vzduchu (pri rýchlosti vetra 0,5 - 7 m / s, pri vyššej rýchlosti sa prúd stáva turbulentným), ktorého smer je kolmý alebo v uhle k nim.
Potom prúdi vzduch okolo valcového povrchu drôtu a dochádza k kruhovému prúdeniu, zatiaľ čo v jeho hornej časti (bod A na obrázku nižšie) je rýchlosť tohto prúdu vyššia ako v dolnej časti (bod B). K tomu dochádza v dôsledku prerušenia vzduchových vírov z hornej a spodnej strany, čoho dôsledkom je nerovnováha tlaku.
Vzniká teda nielen horizontálna, ale aj vertikálna zložka tlaku vzduchu (vetra). Ak sa frekvencia tvorby vírov zhoduje s frekvenciou (jednej) prirodzených vibrácií drôtu, začnú sa jeho vibrácie vo vertikálnej rovine.
Správne sa nazývajú vibrácie, ktoré sa vyskytujú v systéme pri absencii premenlivých vonkajších vplyvov v dôsledku počiatočnej odchýlky. Ako sa to deje pri gitarovej strune.
V niektorých bodoch vzniknú antinódy vĺn, v ktorých bude amplitúda maximálna. Body, ktoré zostanú nehybné, sa nazývajú uzly. V nich sa vyskytnú uhlové pohyby drôtu, v jednoduchom jazyku - bude sa ohýbať a otáčať. Stojace vlny sa vyskytujú, keď sa vlnová dĺžka rovná alebo je násobkom vzdialenosti medzi podporami (dĺžka rozpätia).
Frekvencia vibrácií je priamo úmerná rýchlosti vetra a dá sa vypočítať podľa vzorca:
f = (0,185 V) / d,
kde f je frekvencia kmitov, V je rýchlosť vetra, d je priemer, 0,185 je v tomto prípade charakteristika Strouhalovho čísla.
Vzorec tiež ukazuje, že čím je drôt tenší, tým viac vibruje. V tomto prípade sú obzvlášť nebezpečné rýchlosti vetra 0,6 - 0,8 m / s, pretože pri rýchlosti vetra viac ako 5 - 8 m / s sú amplitúdy malé a nie sú nebezpečné. Spravidla sa tento jav vyskytuje pri letoch dlhších ako 120 metrov, pri zväčšovaní vzdialenosti sa iba zväčšuje. Toto je dôležité najmä vtedy, keď dĺžka priechodu OHL je viac ako 500 m, napríklad cez rieky a nádrže.
Rozdiel medzi tancom a vibráciami na prvom mieste je amplitúda - je väčšia a môže dosiahnuť 12 - 14 metrov, ako aj dlhšiu vlnovú dĺžku. Povaha a trajektória tanca sleduje tvar pretiahnutej elipsy, ktorej os je od vertikálnej línie odklonená o 10 - 20 stupňov.
S námrazou (námrazy a námrazy na čiare) sa priemer drôtu zväčšuje podľa vyššie uvedeného vzorca - znižuje sa frekvencia vibrácií a zvyšuje sa vlnová dĺžka vibrácií.
Ľad sa neobjavuje rovnomerne, ale na závetrí. V dôsledku toho drôty a káble nie sú valcovité, ale majú nepravidelný tvar. S týmto tvarom je počas vetra zdvíhacia sila, na obrázku pod Vy.
Spôsobuje tanec. Vľavo sú tanečné vlny v rozpätí medzi podperami a napravo sú ľadové káble a prúd vzduchu ich obklopuje.
Tanec sa vyskytuje pri vyššej rýchlosti vetra ako vibrácie, konkrétne 5 až 20 m / s, pod uhlom 30 až 70 stupňov. K osciláciám dochádza pri nižšej frekvencii a väčšej amplitúde.
Porovnaním nasledujúcich dvoch videí môžete vidieť vonkajšie rozdiely medzi javmi týchto dvoch javov:
nebezpečenstvo
Pozrime sa, čo je nebezpečný tanec a vibrácie na vysokonapäťovom vedení. Tanec je nebezpečný, pretože drôty sa nevykývajú synchrónne a amplitúda môže dosiahnuť takú veľkosť, že sa môže prekrývať s káblom na ochranu pred bleskom alebo medzi sebou. Z tohto dôvodu dochádza k elektrickým výbojom so všetkými z toho vyplývajúcimi dôsledkami. Aby sa zabránilo šľahaniu, v niektorých prípadoch sa medzi vodivé časti vedení inštalujú izolačné rozpierky.
Vibrácie majú zase deštruktívny účinok na vodiče a prerušenia vedenia sú tiež možné pri spojoch a svorkách alebo pri výstupe zo svoriek.
Metódy boja
Pretože nebezpečenstvo vibrácií a tanca spočíva v zlyhaní nadzemných vedení, rozbití a skratov, zvážime hlavnú metódu ochrany proti nemu.
Inštalácia tlmičov vibrácií je hlavnou metódou eliminácie uvažovaných javov. Prichádzajú v rôznych typoch. Spoločným znakom je to, že sú vyrobené vo forme tyče s platinami na koncoch, ktorá je zavesená na strednej časti na kábloch a drôtoch. Typ tlmiča vibrácií sa volí podľa rozsahu a priemeru vodiča podľa tabuľky 2.5.9. PUE, odsek 2.5.85 (Kapitola 2.5 PUE).
Na určovanie klimatických podmienok a výpočet zaťaženia mechanickým namáhaním počas vibrácií používajú tiež informácie uvedené v článkoch PUE 2.5.38-2.5.74, ktoré ukazujú tlak vetra, hrúbku ľadovej steny, priemernú ročnú dobu búrok a ďalšie údaje. Ak sa chcete dozvedieť viac, môžete sa zoznámiť s dokumentom RD 34.20.182-90 „Metodické pokyny na typickú ochranu proti vibráciám a vibráciám vodičov a káblov na ochranu pred bleskom nadzemného elektrického vedenia s napätím 35 - 750 kV“.
Súvisiace materiály:
Načítava...
