ઓવરહેડ પાવર લાઇન પર વાયરનું કંપન અને નૃત્ય

નોકરીના અભ્યાસ પર એર લાઇન્સ કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં, બરફ, પવન અને તાપમાનની ક્રિયા દ્વારા વાહકના સંચાલનમાં થતા સામાન્ય ફેરફારો ઉપરાંત, કંપન અને કંડક્ટરના નૃત્યની ઘટનાઓ રસ ધરાવે છે.

વર્ટિકલ પ્લેનમાં વાયરનું સ્પંદન પવનની નીચી ઝડપે જોવા મળે છે અને તેમાં રેખાંશ (સ્થાયી) અને મુખ્યત્વે 50 મીમી સુધીના કંપનવિસ્તાર અને 5-50 હર્ટ્ઝની આવર્તન સાથે ભટકતા તરંગોના દેખાવમાં સમાવેશ થાય છે. સ્પંદનોનું પરિણામ એ છે કે વાયરના વાહકનું તૂટવું, ટેકોના બોલ્ટ્સનું સ્વ-ઢીલું થવું, ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્ટ્રિંગ્સના ફિટિંગના ભાગોનો વિનાશ વગેરે.

સ્પંદનોનો સામનો કરવા માટે, વાયરને જોડાણ બિંદુઓ, સ્વતઃ-કંપન ક્લેમ્પ્સ અને સાયલેન્સર્સ (શોક શોષક) માં કોઇલિંગ દ્વારા મજબૂત બનાવવામાં આવે છે.

ઓવરહેડ લાઇનમાં, ઘણી વાર, બીજી, ઓછી અભ્યાસ કરાયેલી ઘટના છે - વાહકનું નૃત્ય, એટલે કે, વિશાળ કંપનવિસ્તાર સાથે વાહકનું ઓસિલેશન, જે વિવિધ તબક્કાઓના વાહકની અથડામણ તરફ દોરી જાય છે, અને તેથી , ડ્રોપ લાઇન કામ કરતી નથી.

વાયર કંપન

જ્યારે વાહકની આસપાસ હવાના પ્રવાહને રેખાના અક્ષ દ્વારા અથવા આ અક્ષના ખૂણા પર નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે વાહકની લીવર્ડ બાજુ પર વમળો ઉદ્ભવે છે. પવન સમયાંતરે વાયરથી અલગ પડે છે અને વિરુદ્ધ દિશામાં વમળો રચાય છે.

તળિયે વમળનું વિભાજન લીવર્ડ બાજુ પર ગોળાકાર પ્રવાહના દેખાવનું કારણ બને છે, અને બિંદુ A પર પ્રવાહ વેગ V બિંદુ B કરતાં વધુ બને છે. પરિણામે, પવનના દબાણનો એક ઊભી ઘટક દેખાય છે.

જ્યારે વમળની રચનાની આવર્તન ખેંચાયેલા વાયરની કુદરતી ફ્રીક્વન્સીમાંની એક સાથે એકરુપ થાય છે, ત્યારે બાદમાં વર્ટિકલ પ્લેનમાં વાઇબ્રેટ થવાનું શરૂ થાય છે. આ કિસ્સામાં, કેટલાક બિંદુઓ મોટે ભાગે સંતુલન સ્થિતિમાંથી વિચલિત થાય છે, તરંગના એન્ટિનોડ બનાવે છે, જ્યારે અન્ય સ્થાને રહે છે, કહેવાતા ગાંઠો બનાવે છે. ગાંઠો પર માત્ર વાહકનું કોણીય વિસ્થાપન થાય છે.

0.005 અર્ધ-તરંગ લંબાઈ અથવા વાયર વાઇબ્રેશનના બે વ્યાસ કરતાં વધુ ન હોય તેવા કંપનવિસ્તાર સાથેના વાયરના આવા સ્પંદનો કહેવાય છે.

આકૃતિ 1. વાયરની પાછળ વમળની રચના

વાયર સ્પંદનો 0.6-0.8 m/s ની પવનની ઝડપે થાય છે; જેમ જેમ પવનની ગતિ વધે છે તેમ, સ્પંદન આવર્તન અને શ્રેણીમાં તરંગોની સંખ્યામાં વધારો થાય છે; જ્યારે પવનની ગતિ 5-8 m/s કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે સ્પંદન કંપનવિસ્તાર એટલા નાના હોય છે કે તે વાહક માટે જોખમી નથી.

ઓપરેશનલ અનુભવ દર્શાવે છે કે વાયર વાઇબ્રેશન મોટેભાગે ખુલ્લા અને સપાટ ભૂપ્રદેશમાંથી પસાર થતી રેખાઓ પર જોવા મળે છે. જંગલ અને અસમાન ભૂપ્રદેશમાં રેખાઓના વિભાગો પર, સ્પંદનોની અવધિ અને તીવ્રતા ઘણી ઓછી હોય છે.

વાયર વાઇબ્રેશન, નિયમ પ્રમાણે, 120 મીટરથી વધુ લાંબા અંતરે જોવા મળે છે અને વધતા અંતર સાથે વધે છે.500 મીટરથી વધુના અંતર સાથે નદીઓ અને પાણીના વિસ્તારોને પાર કરતી વખતે કંપન ખાસ કરીને જોખમી હોય છે.

વાઇબ્રેશનનું જોખમ એવા વિસ્તારોમાં રહે છે કે જ્યાંથી તેઓ ક્લેમ્પ્સમાંથી બહાર નીકળે છે. આ અસંતુલન એ હકીકતને કારણે છે કે સ્પંદનના પરિણામે વાયરના સામયિક બેન્ડિંગથી વૈકલ્પિક તાણ સસ્પેન્ડેડ વાયરમાં મુખ્ય તાણના તાણ પર સુપરઇમ્પોઝ કરવામાં આવે છે. જો પછીના તાણ ઓછા હોય, તો કુલ તણાવ તે મર્યાદા સુધી પહોંચતા નથી કે જેના પર થાકને કારણે કંડક્ટર નિષ્ફળ જાય છે.

ચોખા. 2. ફ્લાઇટમાં વાયર સાથે કંપન તરંગો

અવલોકનો અને સંશોધનના આધારે, એવું જાણવા મળ્યું હતું કે વાયર તૂટવાનું જોખમ કહેવાતા પર આધાર રાખે છે સરેરાશ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ (સરેરાશ વાર્ષિક તાપમાન પર વોલ્ટેજ અને વધારાના લોડ્સની ગેરહાજરી).

ALCOA "SCOLAR III" વાઇબ્રેશન રેકોર્ડર સર્પાકાર માઉન્ટ પર માઉન્ટ થયેલ છે

વાયરના કંપનને નિયંત્રિત કરવાની પદ્ધતિઓ

અનુસાર PUE સિંગલ એલ્યુમિનિયમ અને સ્ટીલ-એલ્યુમિનિયમ વાયર 80 મીટરથી વધુના અંતરે 95 એમએમ2 સુધીના ક્રોસ સેક્શન સાથે, 100 મીટરથી વધુના અંતરે 120 - 240 એમએમ2નો ક્રોસ સેક્શન, 300 એમએમ2નો ક્રોસ સેક્શન અથવા તેનાથી વધુના અંતરે 120 મીટરથી વધુ, 120 મીટરથી વધુના અંતરે તમામ ક્રોસ-સેક્શનના સ્ટીલ વાયર અને કેબલને સ્પંદનોથી સુરક્ષિત રાખવું આવશ્યક છે જો સરેરાશ વાર્ષિક તાપમાન પર તણાવ વધી જાય: એલ્યુમિનિયમ કંડક્ટરમાં 3.5 daN/mm2 (kgf/mm2), 4.0 daN/mm2 સ્ટીલ-એલ્યુમિનિયમ કંડક્ટરમાં, સ્ટીલ વાયર અને કેબલ્સમાં 18.0 daN/mm2.

ઉપરોક્ત કરતા નાના અંતર પર, કોઈ કંપન સંરક્ષણની જરૂર નથી.જો સરેરાશ વાર્ષિક તાપમાને એલ્યુમિનિયમમાં 4.0 daN/mm2 અને સ્ટીલ-એલ્યુમિનિયમ કંડક્ટરમાં 4.5 daN/mm2 કરતાં વધુ ન હોય તો બે-કન્ડક્ટર સ્પ્લિટ-ફેઝ લાઇન પર પણ વાઇબ્રેશન પ્રોટેક્શનની જરૂર નથી.

ત્રણ- અને ચાર-વાયર તબક્કાના વિભાજનને સામાન્ય રીતે વાઇબ્રેશન પ્રોટેક્શનની જરૂર હોતી નથી. ક્રોસવિન્ડ્સથી સુરક્ષિત તમામ રેખાઓના વિભાગો કંપન સંરક્ષણને આધિન નથી. નદીઓ અને પાણીના વિસ્તારોના મોટા ક્રોસિંગ પર, વાયરમાં વોલ્ટેજને ધ્યાનમાં લીધા વિના રક્ષણ જરૂરી છે.

એક નિયમ તરીકે, લાઇન કંડક્ટરમાં વોલ્ટેજને મૂલ્યો સુધી ઘટાડવાનું આર્થિક રીતે બિનલાભકારી છે જ્યાં કંપન સંરક્ષણની જરૂર નથી. તેથી, 35 - 330 kV ના વોલ્ટેજ સાથેની રેખાઓ પર, સ્ટીલ કેબલ પર સસ્પેન્ડ કરેલા બે વજનના સ્વરૂપમાં વાઇબ્રેશન ડેમ્પર્સ બનાવવામાં આવે છે.

વાઇબ્રેશન ડેમ્પર્સ વાઇબ્રેટિંગ વાયરની ઊર્જાને શોષી લે છે અને ક્લેમ્પ્સની આસપાસના સ્પંદનોનું કંપનવિસ્તાર ઘટાડે છે. વાયરના બ્રાંડ અને વોલ્ટેજના આધારે નિર્ધારિત, ટર્મિનલ્સથી ચોક્કસ અંતરે વાઇબ્રેશન ડેમ્પર્સ ઇન્સ્ટોલ કરવા આવશ્યક છે.

સંખ્યાબંધ વાઇબ્રેશન પ્રોટેક્શન લાઇન પર, વાયર જેવી જ સામગ્રીમાંથી બનેલા રિબાર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે અને વાયરની ફરતે 1.5 - 3.0 મીટરની લંબાઇ માટે કૌંસમાં તેને ઠીક કરવામાં આવે છે.

કૌંસના કેન્દ્રની બંને બાજુએ બારનો વ્યાસ ઘટે છે. રિઇન્ફોર્સિંગ બાર વાયરની જડતા વધારે છે અને વાઇબ્રેશન નુકસાનની શક્યતા ઘટાડે છે. જો કે, વાઇબ્રેશન ડેમ્પર્સ સ્પંદનો સાથે કામ કરવા માટે સૌથી અસરકારક માધ્યમ છે.

ચોખા. 3. વાયર પર વાઇબ્રેશન ડેમ્પર

25-70 mm2 ના ક્રોસ-સેક્શનવાળા સિંગલ સ્ટીલ-એલ્યુમિનિયમ વાયર અને 95 mm2 સુધીના ક્રોસ-સેક્શનવાળા એલ્યુમિનિયમના વાઇબ્રેશન પ્રોટેક્શન માટે, લૂપ-ટાઇપ ડેમ્પર્સ (ડેમ્પર લૂપ્સ) વાયરની નીચે સસ્પેન્ડ (સહાયક કૌંસ હેઠળ) 1.0 ની લંબાઈવાળા લૂપના સ્વરૂપમાં સમાન વિભાગના વાયરની -1.35 મીટરની ભલામણ કરવામાં આવે છે.

વિદેશી પ્રેક્ટિસમાં, એક અથવા અનેક સળંગ લૂપના લૂપ ડેમ્પર્સનો ઉપયોગ મોટા ક્રોસ-સેક્શનવાળા વાયરને સુરક્ષિત કરવા માટે થાય છે, જેમાં મોટા સંક્રમણો પર વાયરનો સમાવેશ થાય છે.

વાયર પર નૃત્ય કરો

વાયરનું નૃત્ય, સ્પંદનોની જેમ, પવનથી ઉત્તેજિત થાય છે, પરંતુ તે 12-14 મીટર અને લાંબી તરંગલંબાઇ સુધી પહોંચતા વિશાળ કંપનવિસ્તાર સાથેના સ્પંદનોથી અલગ છે. સિંગલ વાયર સાથેની રેખાઓ પર, એક તરંગ સાથેનો નૃત્ય મોટેભાગે જોવા મળે છે, એટલે કે શ્રેણીમાં બે અર્ધ-તરંગો સાથે (ફિગ. 4), વિભાજિત વાયર સાથેની રેખાઓ પર - એક ગાળામાં અડધા-તરંગ સાથે.

રેખાના અક્ષને લંબરૂપ સમતલમાં, જ્યારે તે વિસ્તરેલ લંબગોળ સાથે નૃત્ય કરે છે ત્યારે વાયર ખસે છે, જેની મુખ્ય ધરી ઊભી હોય છે અથવા ઊભીથી સહેજ કોણ (10 - 20 ° સુધી) પર વિચલિત થાય છે.

અંડાકારનો વ્યાસ ઝૂલતા તીર પર આધાર રાખે છે: જ્યારે શ્રેણીમાં એક અડધા તરંગ સાથે નૃત્ય કરવામાં આવે છે, ત્યારે અંડાકારનો મોટો વ્યાસ નૃત્ય તીરના 60 - 90% સુધી પહોંચી શકે છે, જ્યારે બે અડધા તરંગો સાથે નૃત્ય કરે છે - 30 - 45% નમી ગયેલું તીર. અંડાકારનો નાનો વ્યાસ સામાન્ય રીતે મોટા વ્યાસની લંબાઈના 10 થી 50% જેટલો હોય છે.

એક નિયમ તરીકે, બર્ફીલા પરિસ્થિતિઓમાં વાયર નૃત્ય જોવા મળે છે. વાયર પર બરફ મુખ્યત્વે લીવર્ડ બાજુ પર જમા થાય છે, જેના પરિણામે વાયર અનિયમિત આકાર મેળવે છે.

જ્યારે પવન એકતરફી બરફ સાથે વાયર પર કામ કરે છે, ત્યારે ટોચ પર હવાના પ્રવાહની ગતિ વધે છે અને દબાણ ઘટે છે.આના પરિણામે Vy લિફ્ટિંગ ફોર્સ થાય છે જેના કારણે વાયર નૃત્ય કરે છે.

નૃત્યનો ભય એ હકીકતમાં રહેલો છે કે વ્યક્તિગત તબક્કાઓના વાયરના સ્પંદનો, તેમજ વાયર અને કેબલ, અસુમેળ રીતે થાય છે; ઘણીવાર એવા કિસ્સાઓ હોય છે કે જ્યાં વાયર વિરુદ્ધ દિશામાં ચાલે છે અને નજીક આવે છે અથવા તો અથડાય છે.

આ કિસ્સામાં, ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જ થાય છે, જેના કારણે વ્યક્તિગત વાયર ઓગળે છે, અને ક્યારેક વાયર તૂટી જાય છે. એવા કિસ્સાઓ પણ હતા જ્યારે 500 kV લાઇનના કંડક્ટર કેબલના સ્તરે વધી ગયા હતા અને તેમની સાથે અથડાયા હતા.

ચોખા. 4: a — ફ્લાઇટમાં વાયર પર નૃત્ય કરતી તરંગો, b — તેમની વચ્ચે હવાના પ્રવાહમાં બરફથી ઢંકાયેલો વાયર.

ડાન્સ ડેમ્પર્સ સાથે પ્રાયોગિક રેખાઓના સંચાલનના સંતોષકારક પરિણામો હજુ પણ વાયર વચ્ચેનું અંતર ઘટાડવા માટે પૂરતા નથી.

વિવિધ તબક્કાઓના વાહક વચ્ચે અપૂરતી અંતર સાથેની કેટલીક વિદેશી રેખાઓ પર, ઇન્સ્યુલેટીંગ અંતર તત્વો સ્થાપિત થાય છે, જે નૃત્ય દરમિયાન કંડક્ટરને પકડવાની શક્યતાને બાકાત રાખે છે.