Vadu vibrācija un dejošana uz gaisvadu elektrolīnijām

Darba mācībā gaisa līnijas Dabiskos apstākļos papildus parastajām izmaiņām, ko diriģentu darbībā rada ledus, vēja un temperatūras darbība, interesi rada vibrāciju parādības un diriģentu dejas.

Vadu vibrācija vertikālajā plaknē tiek novērota pie zema vēja ātruma, un tā sastāv no garenisku (stāvošu) un galvenokārt klejojošu viļņu parādīšanās vados ar amplitūdu līdz 50 mm un frekvenci 5-50 Hz. Vibrāciju rezultāts ir vadu vadītāju pārrāvumi, balstu skrūvju pašatbrīvošanās, izolācijas stīgu armatūras daļu bojājums utt.

Lai cīnītos pret vibrācijām, vadi tiek pastiprināti, satīti stiprinājuma vietās, automātiskās vibrācijas skavas un trokšņa slāpētāji (amortizatori).

Gaisvadu līnijās ir, lai arī retāk, cita, mazāk pētīta parādība — diriģentu deja, tas ir, vadītāju svārstības ar lielu amplitūdu, kas noved pie dažādu fāžu vadītāju sadursmes un līdz ar to. , nolaižamā līnija nedarbojas.

Stiepļu vibrācija

Kad gaisa plūsma ap vadītājiem tiek virzīta caur līnijas asi vai leņķī pret šo asi, vadītāja aizvēja pusē rodas virpuļi. Vējš periodiski tiek atdalīts no stieples un veidojas virpuļi pretējā virzienā.

Virpuļa atdalīšanās apakšā izraisa apļveida plūsmas parādīšanos aizvēja pusē, un plūsmas ātrums v punktā A kļūst lielāks nekā punktā B. Rezultātā parādās vēja spiediena vertikālā sastāvdaļa.

Kad virpuļu veidošanās frekvence sakrīt ar kādu no stieptās stieples dabiskajām frekvencēm, tā sāk vibrēt vertikālā plaknē. Šajā gadījumā daži punkti pārsvarā novirzās no līdzsvara stāvokļa, veidojot viļņa antimezglu, bet citi paliek savās vietās, veidojot tā sauktos mezglus. Mezglos notiek tikai vadītāja leņķiskās nobīdes.

Tādas sauc par stieples vibrācijām, kuru amplitūda nepārsniedz 0,005 pusviļņa garumu vai divus stieples vibrācijas diametrus.

1. attēls. Virpuļu veidošanās aiz stieples

Vadu vibrācijas rodas pie vēja ātruma 0,6-0,8 m / s; pieaugot vēja ātrumam, palielinās vibrācijas frekvence un viļņu skaits diapazonā; kad vēja ātrums pārsniedz 5-8 m / s, vibrāciju amplitūdas ir tik mazas, ka tās nav bīstamas vadītājam.

Ekspluatācijas pieredze rāda, ka vadu vibrācijas visbiežāk novērojamas līnijās, kas iet cauri atklātam un līdzenam reljefam. Līniju posmos mežā un nelīdzenā reljefā vibrāciju ilgums un intensitāte ir daudz mazāka.

Stiepļu vibrācija parasti tiek novērota attālumos, kas pārsniedz 120 m, un palielinās, palielinoties attālumam.Vibrācijas ir īpaši bīstamas, šķērsojot upes un ūdens teritorijas, kuru attālums pārsniedz 500 m.

Vibrācijas risks ir saistīts ar atsevišķu vadu pārrāvumu vietās, kur tie iziet no skavām. Šie pārtraukumi ir saistīti ar to, ka mainīgie spriegumi, kas rodas no periodiskas vadu lieces vibrācijas rezultātā, tiek uzlikti uz galvenajiem stiepes spriegumiem piekārtajā stieplē. Ja pēdējie spriegumi ir zemi, tad kopējie spriegumi nesasniedz robežu, kurā vadītāji noguruma dēļ sabojājas.

Rīsi. 2. Vibrācijas viļņi gar vadu lidojuma laikā

Pamatojoties uz novērojumiem un pētījumiem, tika konstatēts, ka vadu pārrāvuma risks ir atkarīgs no t.s Vidējais darba spriegums (spriegums pie vidējās gada temperatūras un papildu slodžu neesamības).

ALCOA "SCOLAR III" vibrāciju ierakstītājs, kas uzstādīts uz spirālveida stiprinājuma

Vadu vibrācijas kontroles metodes

Saskaņā ar PUE atsevišķas alumīnija un tērauda-alumīnija stieples ar šķērsgriezumu līdz 95 mm2 attālumos, kas lielāki par 80 m, šķērsgriezumu 120–240 mm2 attālumos, kas lielāki par 100 m, šķērsgriezumu 300 mm2 vai vairāk attālumos, kas lielāki virs 120 m, visu šķērsgriezumu tērauda stieples un kabeļi attālumos virs 120 m ir jāaizsargā no vibrācijām, ja spriegums pie gada vidējās temperatūras pārsniedz: 3,5 daN / mm2 (kgf / mm2) alumīnija vadītājos, 4,0 daN / mm2 tērauda-alumīnija vadītājos, 18,0 daN / mm2 tērauda stieplēs un kabeļos.

Attālumos, kas ir mazāki par iepriekšminēto, aizsardzība pret vibrāciju nav nepieciešama.Vibrācijas aizsardzība nav nepieciešama arī divvadītāju dalītās fāzes līnijās, ja spriegums gada vidējā temperatūrā nepārsniedz 4,0 daN / mm2 alumīnija un 4,5 daN / mm2 tērauda-alumīnija vadītājos.

Trīs un četru vadu fāžu atdalīšanai parasti nav nepieciešama aizsardzība pret vibrācijām. Visu līniju posmi, kas ir aizsargāti no sānvēja, nav pakļauti aizsardzībai pret vibrāciju. Lielos upju un ūdenstilpņu krustojumos aizsardzība ir nepieciešama neatkarīgi no sprieguma vados.

Parasti ir ekonomiski neizdevīgi samazināt līniju vadu spriegumus līdz vērtībām, kurās nav nepieciešama aizsardzība pret vibrācijām. Tāpēc līnijās ar spriegumu 35–330 kV vibrācijas slāpētāji ir izgatavoti divu atsvaru veidā, kas piekārti uz tērauda troses.

Vibrāciju slāpētāji absorbē vibrējošo vadu enerģiju un samazina vibrāciju amplitūdu ap skavām. Vibrāciju slāpētāji jāuzstāda noteiktos attālumos no spailēm, ko nosaka atkarībā no vada markas un sprieguma.

Uz vairākām vibrācijas aizsardzības līnijām tiek izmantotas armatūras, kas izgatavotas no tāda paša materiāla kā stieple, un tās aptin ap stiepli vietā, kur tā ir nostiprināta kronšteinā 1,5–3,0 m garumā.

Stieņu diametrs samazinās abās kronšteina centra pusēs. Armatūras stieņi palielina stieples stingrību un samazina vibrācijas bojājumu iespējamību. Tomēr vibrāciju slāpētāji ir visefektīvākais līdzeklis cīņā pret vibrācijām.

Rīsi. 3. Vibrāciju slāpētājs uz stieples

Atsevišķu tērauda-alumīnija stiepļu ar šķērsgriezumu 25-70 mm2 un alumīnija ar šķērsgriezumu līdz 95 mm2 aizsardzībai pret vibrācijām, cilpas tipa slāpētāji (amortizatoru cilpas), kas piekārti zem stieples (zem atbalsta kronšteina) cilpas formā ar garumu 1,0 ieteicams -1,35 m tās pašas sekcijas stieples.

Ārvalstu praksē viena vai vairāku secīgu cilpu cilpas slāpētājus izmanto arī, lai aizsargātu vadus ar lielu šķērsgriezumu, ieskaitot vadus pie lielām pārejām.

Dejo uz vadiem

Vadu deja, tāpat kā vibrācijas, ir vēja satraukta, bet atšķiras no vibrācijām ar lielu amplitūdu, kas sasniedz 12-14 m un garu viļņa garumu. Līnijās ar atsevišķiem vadiem visbiežāk tiek novērota deja ar vienu vilni, tas ir, ar diviem pusviļņiem diapazonā (4. att.), uz līnijām ar sadalītiem vadiem - ar vienu pusviļņu laidumā.

Plaknē, kas ir perpendikulāra līnijas asij, stieple kustas, kad tā dejo pa iegarenu elipsi, kuras galvenā ass ir vertikāla vai novirzīta nelielā leņķī (līdz 10–20 °) no vertikāles.

Elipses diametri ir atkarīgi no sagāšanās bultiņas: dejojot ar vienu pusviļņu diapazonā, lielais elipses diametrs var sasniegt 60 - 90% no sagāšanās bultiņas, bet dejojot ar diviem pusviļņiem - 30 - 45% bultiņa. Elipses nelielais diametrs parasti ir 10 līdz 50% no galvenā diametra garuma.

Parasti vadu dejas tiek novērotas ledus apstākļos. Ledus uz vadiem nogulsnējas galvenokārt aizvēja pusē, kā rezultātā vads iegūst neregulāru formu.

Kad vējš iedarbojas uz stiepli ar vienpusēju ledu, augšpusē palielinās gaisa plūsmas ātrums un samazinās spiediens.Tā rezultātā rodas celšanas spēks Vy, kas izraisa stieples dejošanu.

Dejošanas briesmas slēpjas apstāklī, ka atsevišķu fāžu vadu, kā arī vadu un kabeļu vibrācijas notiek asinhroni; bieži vien ir gadījumi, kad vadi iet pretējos virzienos un pietuvojas vai pat saduras.

Šajā gadījumā rodas elektriskās izlādes, kas izraisa atsevišķu vadu kušanu un dažreiz vadu pārrāvumu. Bija arī gadījumi, kad 500 kV līniju vadītāji pacēlās līdz kabeļu līmenim un sadūrās ar tiem.

Rīsi. 4: a — dejojoši viļņi uz stieples lidojuma laikā, b — vads, kas klāts ar ledu gaisa plūsmā starp tiem.

Ar apmierinošiem rezultātiem eksperimentālo līniju darbībā ar deju slāpētājiem joprojām nepietiek, lai samazinātu attālumu starp vadiem.

Atsevišķās ārzemju līnijās ar nepietiekamiem attālumiem starp dažādu fāžu vadītājiem ir uzstādīti izolējoši attāluma elementi, kas izslēdz iespēju, ka vadītāji dejošanas laikā aizķersies.