Laidų vibracija ir šokiai ant oro linijų

Darbo studijoje oro linijos Natūraliomis sąlygomis, be įprastų dirigentų veikimo pokyčių, kuriuos sukelia ledas, vėjas ir temperatūra, domina virpesių reiškiniai ir dirigentų šokiai.

Laidų vibracija vertikalioje plokštumoje stebima esant mažam vėjo greičiui ir susideda iš išilginių (stovinčių) ir daugiausia klajojančių bangų, kurių amplitudė yra iki 50 mm, o dažnis yra 5–50 Hz, atsiradimas laiduose. Vibracijų rezultatas – laidų laidininkų nutrūkimai, atramų varžtų savaiminis atsipalaidavimas, izoliacinių stygų jungiamųjų detalių sunaikinimas ir kt.

Siekiant kovoti su vibracija, laidai sutvirtinti suvyniojant tvirtinimo taškuose, auto-vibracijos spaustukais ir duslintuvais (amortizatoriais).

Oro linijose yra, nors ir rečiau, kitas, mažiau ištirtas reiškinys - dirigentų šokis, tai yra didelės amplitudės laidininkų svyravimas, dėl kurio susiduria skirtingų fazių laidininkai, todėl. , nuleidimo linija neveikia.

Vielos vibracija

Kai oro srautas aplink laidininkus nukreipiamas per linijos ašį arba kampu į šią ašį, pavėjinėje laidininko pusėje atsiranda sūkuriai. Vėjas periodiškai atskiriamas nuo laido ir susidaro priešingos krypties sūkuriai.

Sūkurio atsiskyrimas apačioje sukelia apskrito srauto atsiradimą pavėjuje, o srauto greitis v taške A tampa didesnis nei taške B. Dėl to atsiranda vertikalus vėjo slėgio komponentas.

Kai sūkurių susidarymo dažnis sutampa su vienu iš natūralių ištemptos vielos dažnių, pastaroji pradeda vibruoti vertikalioje plokštumoje. Šiuo atveju vieni taškai dažniausiai nukrypsta nuo pusiausvyros padėties, suformuodami bangos antimazgą, o kiti lieka vietoje, suformuodami vadinamuosius mazgus. Mazguose atsiranda tik kampiniai laidininko poslinkiai.

Tokios vadinamos vielos virpesiais, kurių amplitudė neviršija 0,005 pusės bangos ilgio arba dviejų vielos virpesių skersmenų.

1 pav. Sūkurio susidarymas už vielos

Vielos vibracijos atsiranda esant 0,6–0,8 m/s vėjo greičiui; didėjant vėjo greičiui, didėja vibracijos dažnis ir bangų skaičius diapazone; kai vėjo greitis viršija 5-8 m/s, vibracijos amplitudės tokios mažos, kad laidininkui nepavojingos.

Eksploatavimo patirtis rodo, kad laidų virpesiai dažniausiai pastebimi linijose, einančiose per atvirą ir lygų reljefą. Miške ir nelygioje vietovėje esančių linijų atkarpose vibracijos trukmė ir intensyvumas yra daug mažesni.

Vielos vibracija paprastai stebima didesniais nei 120 m atstumais ir didėja didėjant atstumui.Vibracijos ypač pavojingos kertant upes ir vandens zonas, kurių atstumai didesni nei 500 m.

Vibracijos pavojus kyla dėl atskirų laidų nutrūkimo tose vietose, kur jie išeina iš spaustuvų. Šie netolygumai atsiranda dėl to, kad kintamieji įtempiai, atsirandantys dėl periodinio laidų lenkimo dėl vibracijos, yra uždėti pagrindiniams pakabinamos vielos tempimo įtempiams. Jei pastarieji įtempiai yra maži, tai suminiai įtempiai nepasiekia ribos, kuriai esant laidininkai nutrūksta dėl nuovargio.

Ryžiai. 2. Vibracijos bangos palei laidą skrendant

Remiantis stebėjimais ir tyrimais nustatyta, kad laidų trūkimo rizika priklauso nuo vadinamųjų Vidutinė darbinė įtampa (įtampa esant vidutinei metinei temperatūrai ir papildomų apkrovų nebuvimui).

ALCOA "SCOLAR III" vibracijos registratorius, montuojamas ant spiralinio laikiklio

Laidų vibracijos valdymo metodai

Pagal PUE pavieniai aliuminio ir plieno-aliuminio vielos, kurių skerspjūvis iki 95 mm2 didesniais kaip 80 m atstumais, 120–240 mm2 skerspjūvis didesniais kaip 100 m atstumais, skerspjūvis 300 mm2 arba didesnis didesniais atstumais daugiau kaip 120 m, visų skerspjūvių plieniniai laidai ir kabeliai, esantys didesniu kaip 120 m atstumu, turi būti apsaugoti nuo vibracijų, jei įtempimas vidutinėje metinėje temperatūroje viršija: 3,5 daN / mm2 (kgf / mm2) aliuminio laiduose, 4,0 daN / mm2 plieno-aliuminio laiduose, 18,0 daN / mm2 plieniniuose laiduose ir kabeliuose.

Esant mažesniems atstumams, nei nurodyta aukščiau, apsauga nuo vibracijos nereikalinga.Apsauga nuo vibracijos taip pat nereikalinga dviejų laidų padalytų fazių linijose, jei įtempis vidutinėje metinėje temperatūroje neviršija 4,0 daN / mm2 aliuminio ir 4,5 daN / mm2 plieno-aliuminio laiduose.

Trijų ir keturių laidų fazių atskyrimui paprastai nereikia apsaugos nuo vibracijos. Visų linijų atkarpoms, apsaugotoms nuo šoninio vėjo, apsauga nuo vibracijos netaikoma. Didelėse upių ir vandens telkinių sankryžose apsauga reikalinga nepriklausomai nuo laidų įtampos.

Paprastai ekonomiškai nenaudinga sumažinti linijos laidininkų įtampą iki reikšmių, kai nereikia apsaugos nuo vibracijos. Todėl linijose, kurių įtampa yra 35–330 kV, vibracijos slopintuvai gaminami dviejų svarelių pavidalu, pakabinami ant plieninio troso.

Vibracijos slopintuvai sugeria vibruojančių laidų energiją ir sumažina virpesių aplink spaustukus amplitudę. Vibracijos slopintuvai turi būti montuojami tam tikrais atstumais nuo gnybtų, kurie nustatomi atsižvelgiant į laido markę ir įtampą.

Kai kuriose apsaugos nuo vibracijos linijose naudojamos armatūros strypai, pagaminti iš tos pačios medžiagos kaip ir viela, ir apvynioti aplink vielą toje vietoje, kur ji yra pritvirtinta prie laikiklio, 1,5–3,0 m ilgio.

Strypų skersmuo mažėja abiejose laikiklio centro pusėse. Armatūros strypai padidina vielos standumą ir sumažina vibracijos pažeidimo tikimybę. Tačiau vibracijos slopintuvai yra veiksmingiausia priemonė kovoti su vibracija.

Ryžiai. 3. Vibracijos slopintuvas ant laido

Pavienių plieninių-aliuminio laidų, kurių skerspjūvis 25-70 mm2 ir aliuminio, kurio skerspjūvis iki 95 mm2, apsaugai nuo vibracijos, po viela (po atraminiu laikikliu) pakabinami kilpiniai slopintuvai (amortizatorių kilpos) 1,0 ilgio kilpos pavidalu rekomenduojama -1,35 m tos pačios sekcijos vielos.

Užsienio praktikoje vieno ar kelių iš eilės einančių kilpų kilpiniai amortizatoriai taip pat naudojami didelio skerspjūvio laidams, įskaitant ir didelius perėjimus, apsaugoti.

Šokite ant laidų

Laidų šokis, kaip ir vibracijos, yra sužadinamas vėjo, tačiau skiriasi nuo didelės amplitudės virpesių, siekiančių 12-14 m ir ilgo bangos ilgio. Linijose su pavieniais laidais dažniausiai stebimas šokis su viena banga, tai yra su dviem pusbangėmis diapazone (4 pav.), linijose su padalintais laidais - su viena pusbangiu tarpatramyje.

Linijos ašiai statmenoje plokštumoje viela juda šokdama išilgai pailgos elipsės, kurios pagrindinė ašis yra vertikali arba nukrypusi nežymiu kampu (iki 10 — 20°) nuo vertikalės.

Elipsės skersmenys priklauso nuo nusvirusios rodyklės: šokant su viena puse bangos diapazone, didelis elipsės skersmuo gali siekti 60 - 90% nukrypusios strėlės, o šokant su dviem pusbangiais - 30 - 45% nukritusią rodyklę. Mažasis elipsės skersmuo paprastai yra 10–50% pagrindinio skersmens ilgio.

Paprastai laidų šokiai stebimi ledinėmis sąlygomis. Ledas nusėda ant laidų daugiausia pavėjuje, dėl to viela įgauna netaisyklingą formą.

Kai vėjas veikia vielą su vienpusiu ledu, oro srauto greitis viršuje didėja ir slėgis mažėja.Dėl to atsiranda kėlimo jėga Vy, dėl kurios laidas šoka.

Šokių pavojus slypi tame, kad atskirų fazių laidų, taip pat laidų ir kabelių virpesiai vyksta asinchroniškai; dažnai pasitaiko atvejų, kai laidai eina priešingomis kryptimis ir priartėja arba net susiduria.

Tokiu atveju atsiranda elektros iškrovų, dėl kurių išsilydo atskiri laidai, kartais nutrūksta laidai. Taip pat buvo atvejų, kai 500 kV linijų laidininkai pakilo iki kabelių lygio ir atsitrenkė į juos.

Ryžiai. 4: a — šokančios bangos ant vielos skrendant, b — ledu padengtas laidas oro sraute tarp jų.

Patenkinamų eksperimentinių linijų veikimo su šokių slopintuvais rezultatų vis dar nepakanka, kad būtų sumažintas atstumas tarp laidų.

Kai kuriose užsienio linijose, kurių atstumai tarp skirtingų fazių laidininkų yra nepakankami, yra sumontuoti izoliaciniai atstumo elementai, kurie pašalina galimybę laidams užkliūti šokant.