Кондукторный галоп - это высокоамплитудные низкочастотные колебания воздушных линий электропередачи под действием ветра. [1] Движение проводов чаще всего происходит в вертикальной плоскости, хотя также возможно горизонтальное или вращательное движение. Режим собственной частоты обычно составляет около 1 Гц, поэтому часто изящное периодическое движение также известно как танец дирижера . [2] [3] Колебания могут иметь амплитуду, превышающую метр, и смещения иногда бывает достаточно, чтобы фазовые проводники нарушали рабочие зазоры (приближаясь слишком близко к другим объектам) и вызывая пробой . [4]Сильное движение также значительно увеличивает нагрузку на изоляторы и электрические опоры , повышая риск их механического отказа.
Механизмы, запускающие галоп, не всегда ясны, хотя считается, что это часто вызвано асимметричной аэродинамикой проводника из-за образования льда на одной стороне провода. [3] Полумесяц покрытого коркой льда напоминает аэродинамическое крыло , изменяя обычно круглый профиль проволоки и усиливая склонность к колебаниям. [3]
Галоп может стать серьезной проблемой для операторов передающих систем , особенно там, где линии пересекают открытые, продуваемые ветрами страны и подвержены риску ледовой нагрузки. Если галоп может быть проблемой, конструкторы могут использовать проводы с гладкой поверхностью, улучшенные обледенение и аэродинамические характеристики которых уменьшают движение. [4] Кроме того, на линии могут быть установлены устройства, препятствующие галопу, для преобразования бокового движения в менее разрушительное скручивающее. Увеличение натяжения лески и установка более жестких изоляторов уменьшают галопирующее движение. Эти меры могут быть дорогостоящими, часто оказываются непрактичными после того, как линия была построена, и могут увеличить склонность линии к высокочастотным колебаниям. [5]
Если есть подозрение на ледяную нагрузку, можно увеличить передачу мощности на линии и, таким образом, повысить ее температуру за счет джоулева нагрева , растопившего лед. [3] Внезапное обледенение лески может привести к так называемому «прыжку», когда цепная линия резко отскакивает вверх в ответ на изменение веса. [1] [2] Если риск отключения высок, оператор может предпочесть упреждающее отключение линии контролируемым образом, чтобы избежать неожиданной неисправности. Остается риск механического выхода из строя линии. [6]
Анализ галопа проводника
Анализ галопа проводника перекрывает несколько учебных дисциплин. Механические колебания охватывают законы движения проводника, а длинный проводник действует как масса, подвешенная на упругой пружине, подчиняющейся закону Гука . В рамках дисциплины механической вибрации галоп проводника классифицируется как самовозбуждающаяся вибрация, потому что силы, вызывающие галоп проводника, генерируются самим движением. Один из первых лидеров современных механических колебаний, Дж. П. Ден Хартог, описал галоп проводника в главе, посвященной самовозбуждающимся колебаниям, в своем учебнике « Механические колебания» , защищенном авторским правом в 1956 году и перепечатанном Dover Publications, где он разрабатывает общие критерии устойчивости для галопа проводника. но без полного математического решения.
Тем не менее, анализ галопа проводов также относится к гражданскому строительству, поскольку электрические проводники несут башни, и изучение влияния ветра на конструкции, включая любые виды вибрации, было много изучено, особенно после обрушения моста Tacoma Narrows Bridge из-за флаттера. от конструктивных элементов. Фактически, идеально круглые электрические проводники испытывают вихревое расслоение в определенных диапазонах числа Рейнольдса . Поведение, лежащее в основе явления скачка проводов, также применимо к другим конструктивным элементам гражданского строительства, таким как кабели и стойки на мостах.
Более поздняя ссылка, связанная с анализом галопа проводника, - это « Вибрации, индуцированные потоком», «Инженерное руководство » Эдуарда Наудашера и Дональда Роквелла, защищенная авторским правом в 1994 г. и все еще опубликованная Dover Publications в 2005 г., в которой экспериментальные данные также относятся к частотам образования вихрей как аэродинамические силы на различные формы конструкций, включая модели цилиндров для проводника или кабеля. Другая книга Роберта Д. Блевинса, названная « Вибрация , вызванная потоком» , 2-е издание, опубликованная Ван Ностранд-Рейнхольдом в 1990 году, также рассматривает галоп кондуктора, сообщая экспериментальные данные, связанные с образованием вихрей и аэродинамическими силами на различных структурных формах. Обе последние упомянутые работы содержат ссылки на статьи в научных и инженерных журналах, многие из которых имеют прямое отношение к дирижерскому галопу.
В авиационной технике термин «флаттер» используется для описания галопа проводника и других аналогичных явлений, связанных с аэродинамическими силами, взаимодействующими с упругими конструкциями, имеющими инерционную массу.
Флаттер
Похожее эоловое явление - это флаттер , вызываемый вихрями на подветренной стороне провода, который отличается от галопа своим высокочастотным (10 Гц) движением с низкой амплитудой. [2] [3] Чтобы контролировать флаттер, линии передачи могут быть оснащены настроенными демпферами массы (известными как демпферы Стокбриджа ), закрепленными на проводах рядом с вышками. [5] Использование прокладок для жгутов проводов также может быть полезным.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b Мур, GF (1997), BICC Electric Cables Handbook , Blackwell Publishing, p. 724, ISBN 0-632-04075-0
- ^ а б в Гайл А. и Патерсон В. (1978), Электрические силовые системы, том I , Пергамон, стр. 138, ISBN 0-08-021729-X
- ^ а б в г д Пансини, Энтони Дж. (2004), Передача и распределение электроэнергии , Fairmont Press, стр. 204–205, ISBN 0-88173-503-5
- ^ а б Райан, Хью (2001), Техника и испытания высокого напряжения , IET, стр. 192, ISBN 0-85296-775-6
- ^ а б МакКомб, Джон; Haigh, FR (1966), Практика воздушной линии (3-е изд.), Macdonald, стр. 216–219.
- ^ "Delen van Diksmuide en Kortemark zonder stroom (на голландском, механическое повреждение из-за эффекта скачка)" .
Внешние ссылки
- Видео скачущих кондукторов