A vezetékek rezgése és táncolása légvezetékeken

Munkahelyi tanulmányban légvonalak Természetes körülmények között a jég, a szél és a hőmérséklet hatására a karmesterek működésében szokásos változások mellett a rezgések és a karmesterek táncai is érdekesek.

A vezetékek függőleges síkban történő rezgését alacsony szélsebesség mellett figyelik meg, és a huzalokban hosszirányú (álló) és főleg vándorhullámok megjelenéséből áll, amelyek amplitúdója legfeljebb 50 mm és frekvenciája 5-50 Hz. A rezgések következménye a vezetékek vezetőinek megszakadása, a támasztékok csavarjainak önlazulása, a szigetelő húrok vasalatrészeinek tönkremenetele stb.

A rezgések leküzdése érdekében a vezetékeket a rögzítési pontok feltekercselésével, az automatikus vibrációs bilincsekkel és a hangtompítókkal (lengéscsillapítókkal) erősítik meg.

A felsővezetékekben van, bár ritkábban, egy másik, kevésbé vizsgált jelenség - a vezetők tánca, vagyis a vezetők nagy amplitúdójú oszcillációja, amely a különböző fázisok vezetőinek ütközéséhez vezet, és ezért , a cseppvonal nem működik.

Huzal vibráció

Ha a vezetékek körüli levegőáram a vonal tengelyén keresztül vagy azzal szöget zár be, örvények keletkeznek a vezető hátulsó oldalán. A szél időszakosan elválik a vezetéktől, és ellenkező irányú örvények keletkeznek.

Az örvény alsó részének szétválása a hátszél oldalon körkörös áramlás megjelenését idézi elő, és az A pontban a v áramlási sebesség nagyobb lesz, mint a B pontban. Ennek eredményeként a szélnyomás függőleges komponense jelenik meg.

Amikor az örvényképződés frekvenciája egybeesik a kifeszített huzal egyik sajátfrekvenciájával, az utóbbi a függőleges síkban vibrálni kezd. Ilyenkor egyes pontok többnyire eltérnek az egyensúlyi helyzettől, kialakítva a hullám antinódusát, míg mások a helyükön maradnak, ún. csomópontokat alkotva. A csomópontoknál csak a vezető szögelmozdulása következik be.

Ilyen rezgéseknek nevezzük a huzal rezgését, amelynek amplitúdója nem haladja meg a 0,005 félhullámhosszt vagy a huzalrezgés két átmérőjét.

1. ábra Örvényképződés a huzal mögött

A huzalrezgés 0,6-0,8 m / s szélsebességnél fordul elő; a szél sebességének növekedésével a rezgési frekvencia és a hullámok száma a tartományban növekszik; amikor a szél sebessége meghaladja az 5-8 m/s-ot, a rezgésamplitúdók olyan kicsik, hogy nem veszélyesek a vezetőre.

Az üzemeltetési tapasztalatok azt mutatják, hogy a vezetékrezgés leggyakrabban nyílt és sík terepen haladó vonalakon figyelhető meg. Az erdőben és egyenetlen terepen lévő vonalszakaszokon a rezgések időtartama és intenzitása sokkal kisebb.

A huzalrezgés általában 120 m-nél hosszabb távolságban figyelhető meg, és a távolság növekedésével növekszik.A rezgések különösen veszélyesek az 500 m-nél nagyobb távolságú folyókon és vízterületeken való átkeléskor.

A rezgés veszélye abban rejlik, hogy az egyes vezetékek elszakadnak azon a területen, ahol kilépnek a bilincsekből. Ezek a folytonossági hiányok abból a tényből adódnak, hogy a rezgés következtében a huzalok időszakos meghajlításából eredő váltakozó feszültségek a felfüggesztett huzalban fellépő fő húzófeszültségekre helyeződnek. Ha ez utóbbi feszültségek alacsonyak, akkor az összfeszültségek nem érik el azt a határt, amelynél a vezetők fáradás miatt meghibásodnak.

Rizs. 2. Rezgéshullámok a vezeték mentén repülés közben

Megfigyelések és kutatások alapján megállapították, hogy a vezetékszakadás veszélye az ún Átlagos üzemi feszültség (feszültség átlagos éves hőmérsékleten és további terhelések hiányában).

ALCOA "SCOLAR III" rezgésrögzítő spirálra szerelve

A vezetékek rezgésének szabályozási módszerei

Alapján PUE egyedi alumínium és acél-alumínium huzalok keresztmetszete legfeljebb 95 mm2 80 m-nél nagyobb távolságban, keresztmetszete 120-240 mm2 100 m-nél nagyobb távolságban, keresztmetszete 300 mm2 vagy nagyobb nagyobb távolságban 120 m-nél nagyobb, minden keresztmetszetű acélhuzalt és kábelt 120 m-nél nagyobb távolságra védeni kell a vibrációtól, ha a feszültség az éves átlaghőmérsékleten meghaladja: 3,5 daN / mm2 (kgf / mm2) alumínium vezetőben, 4,0 daN / mm2 acél-alumínium vezetékekben, 18,0 daN / mm2 acélhuzalokban és -kábelekben.

A fentieknél kisebb távolságok esetén nincs szükség rezgésvédelemre.Nem szükséges rezgésvédelem a kétvezetős osztott fázisú vezetékeken sem, ha a feszültség az éves átlaghőmérsékleten nem haladja meg a 4,0 daN / mm2-t alumíniumban és a 4,5 daN / mm2-t acél-alumínium vezetékekben.

A három- és négyvezetékes fázisleválasztás általában nem igényel rezgésvédelmet. Az oldalszéltől védett vonalszakaszokra nem vonatkozik a rezgésvédelem. Folyók és vízterületek nagy kereszteződéseinél a védelem szükséges a vezetékek feszültségétől függetlenül.

Általános szabály, hogy gazdaságilag nem kifizetődő a vezetékes vezetékek feszültségét olyan értékre csökkenteni, ahol nincs szükség rezgésvédelemre. Ezért a 35–330 kV feszültségű vonalakon rezgéscsillapítók készülnek két súly formájában, amelyek egy acélkábelre vannak felfüggesztve.

A rezgéscsillapítók elnyelik a rezgőhuzalok energiáját, és csökkentik a bilincsek körüli rezgések amplitúdóját. A rezgéscsillapítókat a kapcsoktól bizonyos távolságra kell felszerelni, a vezeték márkájától és feszültségétől függően.

Számos rezgésvédelmi vezetéken a huzallal azonos anyagból készült betonacélokat használnak, amelyeket 1,5–3,0 m hosszan a konzolba rögzítenek a huzal köré.

A rudak átmérője a konzol középpontjának mindkét oldalán csökken. A merevítőrudak növelik a huzal merevségét és csökkentik a vibrációs károk valószínűségét. A rezgéscsillapítók azonban a leghatékonyabb eszközök a rezgések kezelésére.

Rizs. 3. Rezgéscsillapító a vezetéken

Egyedi, 25-70 mm2 keresztmetszetű acél-alumínium huzalok és legfeljebb 95 mm2 keresztmetszetű alumínium rezgésvédelméhez hurokcsillapítók (csillapító hurkok) a huzal alá függesztve (a tartókonzol alatt) 1,0 hosszúságú hurok formájában -1,35 m azonos szakaszú huzal ajánlott.

A külföldi gyakorlatban egy vagy több egymást követő hurokból álló hurokcsillapítókat is alkalmaznak a nagy keresztmetszetű vezetékek védelmére, beleértve a nagy átmeneteknél lévő vezetékeket is.

Táncolj a vezetékeken

A huzalok táncát, mint a rezgéseket, a szél gerjeszti, de különbözik a nagy amplitúdójú, 12-14 m-es és hosszú hullámhosszú rezgésektől. Az egyhuzalos vonalakon leggyakrabban egyhullámú tánc figyelhető meg, azaz két félhullámmal a tartományban (4. ábra), osztott vezetékű vonalakon - egy félhullámmal egy fesztávon.

A vonal tengelyére merőleges síkban a huzal elmozdul, amikor egy hosszúkás ellipszis mentén táncol, amelynek fő tengelye függőleges vagy enyhe szögben (legfeljebb 10-20 °) eltér a függőlegestől.

Az ellipszis átmérői a behajló nyíltól függenek: ha egy félhullámmal táncolunk a tartományban, az ellipszis nagy átmérője elérheti a megereszkedett nyíl 60-90%-át, míg két félhullámmal táncolva a tartományban a 30-45%-át. a megereszkedett nyíl. Az ellipszis kisebb átmérője általában a fő átmérő hosszának 10-50%-a.

A dróttáncot általában jeges körülmények között figyelik meg. A vezetékekre elsősorban a hátszél oldalon rakódik le jég, aminek következtében a vezeték szabálytalan formát kap.

Amikor a szél egy egyoldalú jéggel rendelkező vezetékre hat, a levegő áramlási sebessége a tetején megnő és a nyomás csökken.Ez egy Vy emelőerőt eredményez, ami a huzal táncolását okozza.

A tánc veszélye abban rejlik, hogy az egyes fázisok vezetékeinek, valamint a vezetékek és kábelek rezgései aszinkron módon lépnek fel; gyakran előfordulnak olyan esetek, amikor a vezetékek ellentétes irányban futnak, és közelednek, vagy akár össze is ütköznek.

Ebben az esetben elektromos kisülések lépnek fel, amelyek az egyes vezetékek megolvadását, és néha a vezetékek elszakadását okozzák. Előfordult olyan eset is, amikor az 500 kV-os vezetékek vezetői a kábelek szintjére emelkedtek és nekiütköztek.

Rizs. 4: a — hullámokat táncoló huzalon repülés közben, b — jéggel borított drót légáramban közöttük.

A kísérleti vonalak tánccsillapítókkal való működéséből származó kielégítő eredmények még mindig nem elegendőek a vezetékek közötti távolság csökkentéséhez.

Egyes idegen vonalakon, ahol a különböző fázisú vezetők közötti távolság nem elegendő, szigetelő távolsági elemeket szerelnek fel, amelyek kizárják a vezetők elkapásának lehetőségét tánc közben.