Vad är vibrationer och dans på ledningar, vad beror dessa fenomen på
definition
Vibration av ledningar kallas periodiska svängningar av en tråd eller kabel i spännvidden mellan stöden på kraftledningarna. Svängningar inträffar med en frekvens av 3 till 150 Hz i ett vertikalt plan under påverkan av laminärt luftflöde. Som ett resultat bildas stående vågor, vars dubbla amplitud kan vara större än diametern på tråden eller kabeln, men samtidigt inte överstiger 0,005 våglängd.
Stabila periodiska svängningar kallas dans, med en större amplitud än i föregående fall och med en lägre frekvens - från 0,2 till 2 Hz. Således bildas stående vågor med en amplitud på 0,3 till 5 meter, och i vissa fall mer.
Fenomenet observeras på kraftledningar, ledningar i kontaktnätet och blixtskyddskablar. Begreppet ”auto-oscillation” tillämpas också på kontaktnätet, även om det i princip är ett och samma. Ett annat namn är eoliska vibrationer.
Så den största skillnaden mellan vibrationer och dans är frekvensen. Vibrationen märks knappt för ögat på grund av den höga frekvensen, lägre amplituden och antalet halvvågor, och dans är en stark vibration med en längre våglängd och amplitud.
orsaker till
Vibration av ledningar och kablar i kraftledningar sker med ett laminärt luftflöde (med en vindhastighet på 0,5-7 m / s, vid högre hastighet blir flödet turbulent) vars riktning är vinkelrätt eller i vinkel mot dem.
Sedan strömmar luftströmmar runt trådens cylindriska yta och ett cirkulärt flöde inträffar, medan i dess övre del (punkt A i figuren nedan) är detta flödes hastighet större än i den nedre (punkt B). Detta händer på grund av störningar i luftvortices från övre och nedre sidor, vilket resulterar i en obalans av tryck.
Härifrån uppstår inte bara den horisontella utan också den vertikala komponenten i lufttrycket (vinden). Om frekvensen av virvelbildning sammanfaller med frekvensen för (en av) de naturliga vibrationerna i tråden, kommer dess vibrationer i det vertikala planet att börja.
Rätt kallade vibrationer som uppstår i systemet i frånvaro av variabel yttre påverkan, som ett resultat av den initiala avvikelsen. Som händer med en gitarrsträng.
Vid vissa punkter kommer antinoder av vågor att uppstå, i dem är amplituden maximal. De punkter som kommer att förbli rörliga kallas noder. I dem kommer vinkelrörelser av tråden att ske, på enkelt språk - det kommer att böjas och rotera. Stående vågor uppstår när våglängden är lika med eller en multipel av avståndet mellan stöden (spanlängd).
Vibrationsfrekvensen är direkt proportionell mot vindhastigheten och kan beräknas med formeln:
f = (0,185 V) / d,
där f är svängningsfrekvensen, V är vindhastigheten, d är diametern, 0,185 är Strouhal-talets karakteristik i detta fall.
Formeln visar också att ju tunnare tråden, desto mer vibrerar den. I detta fall är vindhastigheter på 0,6-0,8 m / s särskilt farliga, eftersom vid en vindhastighet på mer än 5-8 m / s är amplituderna små och inte farliga. Som regel förekommer fenomenet i flygningar längre än 120 meter, med ökande avstånd förstärks det bara. Detta är särskilt viktigt när längden på OHL-korsningen är mer än 500 meter, till exempel genom floder och reservoarer.
Skillnaden mellan dans och vibration i första hand är amplituden - den är större och kan nå 12-14 meter, liksom en längre våglängd. Dansens art och bana följer formen på en långsträckt ellips, med axeln avböjd 10-20 grader från den vertikala linjen.
Med is (isbildning och isbildning av linjen) ökar tråddiametern baserat på formeln ovan - vibrationsfrekvensen minskar och våglängden för vibrationer ökar.
Isen framträder inte jämnt, utan på den lägre sidan. Som ett resultat blir ledningarna och kablarna inte cylindriska utan oregelbundna. Med denna form, under vinden finns en lyftkraft, i figuren nedan Vy.
Hon orsakar dans. Till vänster är dansvågorna i sträckan mellan stöden, och till höger är den iskalla kabeln och luftströmmen som omsluter den.
Dansen inträffar med en högre vindhastighet än vibrationer, nämligen 5-20 m / s, i en vinkel mot linjen 30-70 grader. Svängningar inträffar med en lägre frekvens och större amplitud.
Du kan se de yttre skillnaderna mellan dessa två fenomen genom att jämföra följande två videor:
fara
Låt oss se vad som är farlig dans och vibrationer på högspänningslinjen. Dansen är farlig eftersom trådarna inte svänger synkront och amplituden kan nå en sådan storlek att överlappning kan uppstå med en blixtskyddskabel eller mellan varandra. På grund av det inträffar elektriska urladdningar, med alla följder. För att förhindra piskning installeras i vissa fall isoleringsavstånd mellan ledningarna.
Vibration har i sin tur en destruktiv effekt på ledarna, och linbrott är också möjliga vid lederna och klämmorna eller utgångarna från klämmorna.
Metoder för kamp
Eftersom faran för vibrationer och dans ligger i misslyckandet med luftlinjer, pauser och kortslutningar kommer vi att överväga den huvudsakliga metoden för att skydda den.
Installation av vibrationsdämpare är den viktigaste metoden för att eliminera de betraktade fenomenen. De finns i olika typer. Ett vanligt kännetecken är att de är gjorda i form av en stång med sänkor i ändarna, som är upphängd av mittdelen på kablar och ledningar. Typ av vibrationsspjäll väljs i enlighet med ledarens spännvidd och diameter enligt tabell 2.5.9. PUE, s. 2.5,85 (Kapitel 2.5 PUE).
För att bestämma klimatförhållandena och beräkna belastningen av mekaniska påkänningar under vibrationer använder de också informationen som anges i klausulerna PUE 2.5.38-2.5.74, som visar vindtryck, isväggens tjocklek, ålderns genomsnittliga varaktighet och andra data. Om du vill veta mer kan du bekanta dig med RD 34.20.182-90 ”Metodinstruktioner för typiskt skydd mot vibrationer och vibrationer i ledningar och blixtskyddskablar för kraftledningar med en spänning på 35-750 kV”.
Relaterade material:
Hämtar ...
