Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Високо напрежение и кабелни линии се използват за предаване на електрически ток на дълги разстояния. Дължината на такива електропроводи може да достигне няколко километра, на които са монтирани високоволтови опори за отделяне на проводниците от земята. В местата на закрепване е осигурена достатъчно твърда фиксация, но в участъка на опорите проводниците могат да се колебаят свободно. Когато са изложени на някои външни фактори, има въздушни линии, които могат да повредят и самите устройства и да нарушат нормалната работа на енергийната система.
дефиниция
Вибрацията трябва да се разбира като преместване на проводниците във вертикална равнина, която се характеризира с относително малка амплитуда на движение - в рамките на няколко сантиметра, но не повече от диаметъра на телта за двойна амплитуда или 0.005 на дължината на вълната на вибрациите. Честотата на такива движения във вертикалната равнина може да достигне от 3 до 150 Hz. Най-голямата вреда от интензивните вибрации е бързото износване на метала в местата на често огъване.
Както можете да видите на фигура 1, в точка 1 има честа фрактура, която води до умора на метала с по-нататъшно освобождаване, което причинява загуба на твърдост на телта и счупвания на отделни вени.
Под полюса на проводниците се разбира вертикално движение с честота от 0, 2 до 2 Hz. Амплитудата на трептенията по време на танца може да достигне от 0.3 до 5м, а с разстояние между опорите 200-500м, амплитудата на танца достига 10-14м. Всякакви електропроводи и техните елементи (фазови проводници, заземяващ проводник и др.) Могат да бъдат обект на такова явление. Но в линии с ниско напрежение до 6-10kV поради малкото разстояние между опорите, явлението е незначително.
Разликата между вибрациите и танците на тел.
Физически, както вибрациите, така и танците на тел се движат във вертикална равнина. Основната им разлика е в размера на вълната, произтичаща от трептенията и нейната честота. Така вибрацията се характеризира с много по-голяма честота на трептене на проводниците в сравнение с танца. Но вибрацията има непропорционално по-малка амплитуда от танца, така че не носи такава заплаха за линията.
Причини за възникване на
Всички причини и танци и вибрации могат да бъдат разделени на:
- излагането на въздушен поток a е най-честата и опасна причина, тъй като има дълготраен ефект и води до увеличаване на амплитудата и честотата;
- комутационни процеси - когато напрежението е приложено към мрежата или когато е свързан товар, преходните процеси причиняват скок в електромагнитното поле, което задвижва проводниците;
- механично натоварване - причинява се от всякакви удари или движение на обекти, например от токов колектор на електрически подвижен състав на контактна мрежа.
Трябва да се отбележи, че движението на линиите по време на преходния процес е еднократно в природата, а по-нататъшните естествени колебания постепенно изчезват. Същото се случва и с механичното натоварване, за разлика от въздуха, който не само може да духа дълго време, но и да променя ъгъла и интензитета му. Затова най-значимата причина за всички видове линии е въздушният поток.
Появата на вибрации и танци от въздушния поток
Вятърният ефект се проявява във всяка посока на потока, както в хоризонталната равнина, така и под някакъв ъгъл. Основната причина за колебанията е неравномерната скорост, с която въздухът се огъва около проводника, което води до разлика в налягането в горната и долната точки.
Вижте Фигура 2, тук е пример, когато въздухът върви около кръга от точка А до точка Б. Въздушният поток на това място е усукан и се случва турбуленция. Това води до появата на сили, притискащи не само от страната на вятъра, но и във вертикалната равнина. В най-ниската точка налягането става по-ниско, отколкото в горната част и когато вихрите съвпадат със собствените си колебания, се появяват хоризонтални премествания на проводника.
Трябва да се отбележи, че тази ситуация е възможна само при относително ниски скорости на въздушния поток - от 0.5 до 7 m / s, тъй като с увеличаване на скоростта потоците се движат различно. Но прекратяването на вятъра, уви, не означава края на вибрациите, тъй като поради голямата дължина на линиите в тях възникват естествени колебания, които вече не изискват поддръжка, а продължават за сметка на резонансни явления. И ако вибрацията е незабележима, тогава, когато танцувате, вълните ще станат много по-значими и опасни.
Физика на процесите
По време на танца в местата на окачване на полюса линията е фиксирана твърдо, поради което в тези възли няма трептения. А в местата на увисване на жици амплитудата на трептенията става максимална.
Когато танцът достигне максимума си в пиковата точка на увисването, възниква така наречената стояща вълна. Това явление се характеризира с амплитудата на множеството или на дължината на участъка. Най-опасни са движенията при скорости от 0.6–0.8 m / s, а при увеличаване на скоростта на въздушния поток над 5–8 m / s динамичните натоварвания са твърде малки поради малката амплитуда.
Но в допълнение към амплитудата на вибрациите, вторият най-важен параметър е тяхната честота, която може да се определи по формулата:
f = (0.185 × V) / d, където
- f е честотата на трептенията;
- 0.185 е константата на Строухал;
- V е аеродинамичната скорост на потока;
- d - диаметър на жицата.
Както можете да видите от формулата, колкото по-малък е напречното сечение, торсите се използват в електропроводите, толкова по-често те ще осцилират. На практика честотата на трептенията причинява интензивността на танца, поради което обхватът на най-опасните честоти за линията е от 0, 2 до 2 Hz.
Трябва да се отбележи, че ситуацията може значително да се влоши поради атмосферни фактори, които влияят не само на въздушния поток, но и на състоянието на проводника. Най-значимият от тях е лед, тъй като се среща на подветрената страна и се характеризира с изкривяване на формата на жицата. В този случай, вибриращите проводници са изложени на повишаващата сила V y, приложена върху ледените отлагания. Тя допълнително влошава ситуацията с вибрации и танци.
Телта изпълнява не само хоризонтални трептения, но и въртеливи движения, а в възлите и точките на фиксиране се получава повреждане на метала в резултат на обледеняване.
опасност
Танцът и вибрациите имат подобна природа, но се различават по интензивност. И двете явления могат да носят тези видове опасности за електропроводи:
- Пушене - повреда на проводници, при която медните, алуминиевите или стоманените кабели губят херметичност и механична якост;
- Припокриване на въздушната междина - в случай на придвижване на съседни фази с различни амплитуди, вълните могат да се доближат достатъчно близо един до друг, поради това, което ще се случи при разрушаването и появата на дъгата;
- Свиването на тел е по-опасно развитие на предишната ситуация, когато паралелните линии се допират и създават електрически контакт с потока от токове на късо съединение и метален преток;
- Счупването на проводника - може да възникне в резултат на късо съединение, както и множество прекъсвания на проводници на отделни проводници, унищожени от множество вибрации или танци.
Както виждате, всички потенциални опасности могат лесно да доведат до нарушаване на нормалното електрозахранване и материалните разходи за възстановяване. Също така не забравяйте, че всяка извънредна ситуация евентуално представлява заплаха за човек, както за извършване на работа в електрически инсталации, така и наблизо. Затова, за да се предотвратят опасни влияния, са разработени методи за борба с вибрациите и танците, насочени към заглушаване на вибрациите.
Методи за борба
Условията, при които трябва да се вземат защитни мерки за охлаждане на амплитудата на вибрациите, са посочени в точка 2.5.85 от ПУОС. Това отчита параметрите като:
- Дължина на участъка;
- Материал на проводника и неговото напречно сечение;
- Механично натоварване в разделени и единични проводници.
Специфичните методи за борба се ръководят от насоки RD 34.20.182-90. За заглушаване на вибрациите и танците са монтирани специални устройства.
По вид и конструктивни особености, амортисьорите на танците и вибрациите са разделени на три вида:
- Поглъщащи апарати - използвани за проводници с напрежение 6–10 kV и изработени под формата на гъвкава подпора. В зависимост от броя на контурите и конструкцията на подпорите, тя може да бъде едно- или три-образна. Тел или скрепителни елементи се използват като контур за затваряне.
- Спирала - най-ефективният, но и най-скъпият модел за работа с високи и ниски честоти. Поради високата им цена те рядко се използват, въпреки че осигуряват равномерно разпределение на товара по цялата дължина на демпфера.
- Мостовете - имат специални натоварвания, които се предават на вибрации от люлеещия се проводник и се абсорбират от тях. Различават се в простотата на монтажа и по-нататъшното обслужване.
При линии от 330 до 750 kV се използва фазово разделяне, при което всички проводници се свързват с дистанционни елементи. Въпреки факта, че такава връзка може да действа като вибрационен амортисьор, на практика това не е достатъчно. Следователно, глава 5 от RD 34.20.182-90 предлага начини за справяне с вибрациите и танците за различните линии и условия, в които те могат да бъдат използвани.