Juhtmete vibratsioon ja tantsimine õhuliinidel

Tööõppes õhuliinid Looduslikes tingimustes pakuvad lisaks tavapärastele jää, tuule ja temperatuuri mõjul dirigentide töös tekitatud muutustele huvi dirigentide vibratsiooninähtused ja tantsud.

Juhtmete vibratsiooni vertikaaltasapinnas täheldatakse väikese tuulekiiruse korral ja see seisneb pikisuunaliste (seisvate) ja peamiselt ekslevate lainete ilmumises juhtmetesse amplituudiga kuni 50 mm ja sagedusega 5-50 Hz. Vibratsioonide tagajärjeks on juhtmete juhtmete katkemine, tugede poltide iselõdvenemine, isolatsiooninööride liitmike osade hävimine jne.

Vibratsiooni vastu võitlemiseks tugevdatakse juhtmeid kinnituskohtades kerimise, automaatse vibratsiooni klambrite ja summutite (amortisaatorite) abil.

Õhuliinides esineb, kuigi harvemini, veel üks, vähem uuritud nähtus — juhtide tants ehk juhtide suure amplituudiga võnkumine, mis viib erinevate faaside juhtide kokkupõrkeni ja seetõttu. , kukkumisjoon ei tööta.

Traadi vibratsioon

Kui õhuvool juhtide ümber on suunatud läbi joone telje või selle telje suhtes nurga all, tekivad juhi tuulealusel küljel keerised. Tuul eraldub perioodiliselt traadist ja tekivad vastassuunalised keerised.

Pöörise eraldumine põhjas põhjustab tuulealusel küljel ringvoolu ja voolukiirus v muutub punktis A suuremaks kui punktis B. Selle tulemusena tekib tuule rõhu vertikaalkomponent.

Kui keerise moodustumise sagedus langeb kokku venitatud traadi ühe omasagedusega, hakkab viimane vibreerima vertikaaltasandil. Sel juhul kalduvad osad punktid enamasti tasakaaluasendist kõrvale, moodustades laine antisõlme, teised aga jäävad paigale, moodustades nn sõlmed. Sõlmedes esinevad ainult juhi nurknihked.

Selliseid nimetatakse traadi vibratsioonideks, mille amplituud ei ületa 0,005 poollainepikkust või traadi vibratsiooni kahte läbimõõtu.

Joonis 1. Keeriste moodustumine traadi taga

Traadi vibratsioon tekib tuule kiirusel 0,6-0,8 m / s; tuule kiiruse kasvades suureneb võnkesagedus ja levialas olevate lainete arv; kui tuule kiirus ületab 5-8 m / s, on vibratsiooni amplituudid nii väikesed, et need ei ole juhile ohtlikud.

Töökogemus näitab, et traadi vibratsiooni täheldatakse kõige sagedamini liinidel, mis läbivad avatud ja tasast maastikku. Liinilõikudel metsas ja ebatasasel maastikul on vibratsiooni kestus ja intensiivsus palju väiksem.

Traadi vibratsiooni täheldatakse reeglina pikematel kui 120 m vahemaadel ja see suureneb vahemaa suurenedes.Vibratsioon on eriti ohtlik jõgede ja veealade ületamisel, mille vahemaa on üle 500 m.

Vibratsiooni oht seisneb üksikute juhtmete purunemises kohtades, kus need klambritest väljuvad. Need katkestused on tingitud asjaolust, et juhtmete perioodilisest paindumisest vibratsiooni tagajärjel tekkivad vahelduvad pinged rakenduvad ripptraadi peamistele tõmbepingetele. Kui viimased pinged on väikesed, siis kogupinged ei küüni piirini, mille juures juhid väsimuse tõttu purunevad.

Riis. 2. Vibratsioonilained piki traati lennu ajal

Vaatluste ja uuringute põhjal leiti, et traadi purunemise oht sõltub nn Keskmine tööpinge (pinge aasta keskmisel temperatuuril ja lisakoormuste puudumisel).

ALCOA "SCOLAR III" vibratsioonisalvesti, mis on paigaldatud spiraalkinnitusse

Juhtmete vibratsiooni kontrollimise meetodid

Vastavalt PUE üksikud alumiinium- ja teras-alumiiniumtraadid ristlõikega kuni 95 mm2 kaugemal kui 80 m, ristlõige 120–240 mm2 kaugemal kui 100 m, ristlõige 300 mm2 või rohkem kaugemal kui 80 m kui 120 m, tuleb üle 120 m kaugusel asuvaid terastraate ja kaableid igasuguse ristlõikega kaitsta vibratsiooni eest, kui pinge aasta keskmisel temperatuuril ületab: 3,5 daN / mm2 (kgf / mm2) alumiiniumjuhtmetes, 4,0 daN / mm2 teras-alumiiniumjuhtmetes, 18,0 daN / mm2 terastraatides ja -kaablites.

Ülaltoodust väiksemate vahemaade korral pole vibratsioonikaitset vaja.Vibratsioonikaitset ei nõuta ka kahe juhiga jagatud faasiga liinidel, kui pinge aasta keskmisel temperatuuril ei ületa 4,0 daN / mm2 alumiiniumi ja 4,5 daN / mm2 teras-alumiiniumjuhtmete puhul.

Kolme- ja neljajuhtmeline faasieraldus ei vaja tavaliselt vibratsioonikaitset. Kõikide liinide lõigud, mis on kaitstud külgtuule eest, ei kuulu vibratsioonikaitse alla. Suurtel jõgede ja veealade ristumiskohtadel on kaitse vajalik sõltumata juhtmete pingest.

Reeglina on majanduslikult kahjumlik liinijuhtmete pingeid alandada väärtusteni, kus vibratsioonikaitset pole vaja. Seetõttu on liinidel pingega 35–330 kV vibratsioonisummutid, mis on valmistatud terastrossil riputatud kahe raskuse kujul.

Vibratsioonisummutid neelavad vibreerivate juhtmete energiat ja vähendavad vibratsiooni amplituudi klambrite ümber. Vibratsioonisummutid tuleb paigaldada klemmidest teatud kaugusele, mis määratakse sõltuvalt juhtme kaubamärgist ja pingest.

Paljudel vibratsioonikaitseliinidel kasutatakse traadiga samast materjalist armatuurvardaid, mis keritakse ümber traadi kohas, kus see on kronsteinis 1,5–3,0 m pikkuselt kinnitatud.

Varraste läbimõõt väheneb mõlemal pool kronsteini keskosa. Tugevdusvardad suurendavad traadi jäikust ja vähendavad vibratsioonikahjustuste tõenäosust. Vibratsioonisummutid on aga kõige tõhusam vahend vibratsiooniga toimetulemiseks.

Riis. 3. Vibratsioonisummutus traadil

Üksikute teras-alumiiniumtraadi ristlõikega 25-70 mm2 ja alumiiniumi ristlõikega kuni 95 mm2 vibratsioonikaitseks, traadi alla (tugiklambri alla) riputatud silmus-tüüpi summutid (siibri aasad) silmuse kujul pikkusega 1,0 on soovitatav -1,35 m sama sektsiooni traati.

Välispraktikas kasutatakse suure ristlõikega juhtmete, sealhulgas suurte üleminekute juhtmete kaitseks ka ühe või mitme järjestikuse ahelaga silmussiibreid.

Tants juhtmetel

Juhtmete tants, nagu vibratsioon, on tuulest erutatud, kuid erineb suure amplituudiga vibratsioonidest, mis ulatuvad 12-14 m ja pika lainepikkusega. Üksikute juhtmetega liinidel täheldatakse kõige sagedamini tantsu ühe lainega, st kahe poollainega vahemikus (joonis 4), lõhestatud juhtmetega liinidel - ühe poollainega vahemikus.

Joone teljega risti asetseval tasapinnal liigub traat, kui see tantsib piki piklikku ellipsit, mille peatelg on vertikaalne või kaldub vertikaalsest väikese nurga all (kuni 10–20 °).

Ellipsi läbimõõdud sõltuvad nõtkumisnoolest: ühe poollainega tantsides võib ellipsi suur läbimõõt ulatuda 60-90% noolest, kahe poollainega tantsides aga 30-45% ulatuses. vajunud nool. Ellipsi väike läbimõõt on tavaliselt 10–50% suurema läbimõõdu pikkusest.

Reeglina jälgitakse traaditantsu jäistes tingimustes. Jää ladestub juhtmetele peamiselt tuulealusele küljele, mille tulemusena saab traat ebakorrapärase kuju.

Kui tuul mõjub ühepoolse jääga juhtmele, suureneb õhuvoolu kiirus tipus ja rõhk väheneb.Selle tulemuseks on tõstejõud Vy, mis paneb traadi tantsima.

Tantsimise oht seisneb selles, et üksikute faaside juhtmete, aga ka juhtmete ja kaablite vibratsioonid tekivad asünkroonselt; sageli on juhtumeid, kus juhtmed jooksevad vastassuunas ja satuvad lähedale või isegi põrkuvad.

Sel juhul tekivad elektrilahendused, mis põhjustavad üksikute juhtmete sulamist ja mõnikord juhtmete katkemist. Samuti oli juhtumeid, kui 500 kV liinide juhid tõusid kaablite tasemele ja põrkasid nendega kokku.

Riis. 4: a — lennul traadil tantsivad lained, b — nende vahel õhuvoolus jääga kaetud traat.

Tantsusummutitega eksperimentaalsete liinide töötamise rahuldavatest tulemustest ei piisa ikka veel, et juhtmete vahekaugust vähendada.

Mõnele välisliinile, kus erinevate faaside juhtide vahe on ebapiisav, on paigaldatud isoleerivad kauguselemendid, mis välistavad juhtmete vahelejäämise võimaluse tantsimise ajal.