خطوط انتقال برق ستون فقرات شبکه های الکتریکی مدرن را تشکیل می دهند، حمل برق با ولتاژ بالا در مسافت های گسترده به خانه های برق، صنایع و زیرساخت های بحرانی. علی رغم طراحی قوی خود، این هادی ها به طور مداوم در معرض نیروهای زیست محیطی قرار می گیرند -wind، یخ، دوچرخه سواری حرارتی - که باعث نوسانات مکانیکی می شود، این ارتعاشات می توانند باعث خستگی، کاهش اتصالات، آسیب های دقیق و خرابی های شدید برای کنترل سیستم های اساسی شوند؛ و آسیب پذیری های کاربردی آن ها، و قابلیت های کاربردی است.

درک نوسان در خطوط انتقال قدرت

ارتعاشات در هادی های سربار عمدتا از تعاملات آئرودینامیک بوجود می آیند. باد که در سراسر یک هادی استوانه ای جریان دارد، آسانسور متناوب و نیروهای کششی ایجاد می کند که می تواند محرک را در فرکانس های خاص تحریک کند. متداول ترین انواع نوسان شامل لرزش های aeolian، گالوپینگ و ارتعاشات ناشی از بیداری است.

Aeolian ارتعاشات

ارتعاشات Aeolian یک نوسان با فرکانس بالا، کم اندازه ناشی از vortex از سمت فرار از هادی است، هنگامی که فرکانس ریزش vortex با فرکانس طبیعی از محدوده، نوسان پیوسته رخ می دهد.Aeolian به طور معمول از 3 تا 150 هرتز متغیر است و بیشتر در شرایط ثابت، پایین حرکت (1) ثابت می شود، و بیش از زمان استراحت می تواند باعث گرفتگی مداوم شود.

گالوپینگ

گالوپینگ یک نوسان کم فرکانس، با مقیاس بالا (معمولا 0.1-1 هرتز) است که توسط یخ نامتقارن یا برف در هادی ها هدایت می شود. بی ثباتی آیودینامیک ناشی از شکل نامنظم باعث ایجاد حرکت های عمودی یا تکان دهنده بزرگ می شود، گاهی اوقات بیش از ترخیص هادی به زمین یا ساختارهای مجاور گالیوپ است، به ویژه خطرناک است زیرا این امر می تواند باعث خرابی بیشتر در مناطق، حتی در شرایط فلش و حتی خرابی شود.

بیداری-Induced اسیلاتور

در هادی های بسته بندی شده (دو، چهار یا بیشتر زیررسان در هر مرحله)، بیداری آشفته از یک زیررسانی می تواند نوسانات را در دیگری تحریک کند.این پدیده در سرعت های باد متوسط رخ می دهد و می تواند منجر به برخورد زیر یا درگیری، آسیب های فضایی و خستگی تسریع شده شود.

تکنیک های کنترل ارتعاشی

کنترل ارتعاش موثر شامل دستگاه های منفعل، تغییرات ساختاری و نظارت فعال است.انتخاب تکنیک بستگی به نوع و شدت نوسانات، ویژگی های هادی، طول مدت زمان و شرایط محیطی دارد.

۱- Stockbridge و Dampers

Stockbridge مرطوب کننده به طور گسترده ای مورد استفاده دستگاه کنترل ارتعاش است. [۱] از کابل پیام کوتاه اتصال دو توده (معمولا فولاد یا آهن) که به هادی نزدیک نوار معلق متصل هستند، عمل مرطوب به عنوان یک جذب کننده توده تنظیم شده، تبدیل انرژی ارتعاشی به گرما از طریق مرطوب شدن اصطکاک در رشته های کابل مسنجر. مدرن می تواند تنظیم شده به فرکانس خاص، و چندین متغیر است (اغلب برای پوشش دادن فرکانس های توده ای دقیق تر قابل تنظیم شده است.

۲- Spacer Dampers

در هادی های بسته بندی شده، مرطوب کننده های فضایی یک هدف دوگانه را ارائه می دهند: آنها فاصله هندسی بین زیررسان ها را حفظ می کنند و به طور همزمان مرطوب کننده ها را فراهم می کنند.این دستگاه ها معمولاً شامل یک قاب سفت یا بیان شده با عناصر مرطوب کننده (استوممریک یا مکانیکی) در هر گیره، برای کنترل نوسانات ناشی از بیداری و لرزش چند متغیر نصب شده اغلب در فواصل 3060- بسته بندی شده ضروری هستند.

تغییرات Aerodynamic

کاهش نیروهای آیرودینامیکی که در یک هادی عمل می کنند می تواند از لرزش تا به حال به دامنه های آسیب پذیر جلوگیری کند.

  • هدایتگران به شدت هدایت شده : استفاده از دو یا چند زیررسانه در هر مرحله کاهش آسانسور موثر و کشیدن هر هادی، کاهش دامنه لرزش ویوتون.
  • Aerodynamic سپر : بستن یک شکل هگزال یا پیچ خورده در اطراف هادی باعث اختلال در ریختن و به حداقل رساندن نوسانات آسانسور می شود.این رویکرد گاهی اوقات در عبور رودخانه یا مدت طولانی استفاده می شود.
  • دستگاه های ضد فلج کننده : برای کنترل گالوپ، دستگاه هایی مانند اسپویللریلزون هوا، فضاهای بین فاز و مرطوب کننده های پیچ و خم (به عنوان مثال، "Torbedo" یا "Gabrielson" مرطوب کننده) نصب شده اند تا یک یخودینامیک یا سفت و سخت کننده را تجزیه کنند.

۴- باقی بمانید و پشتیبانی ساختاری

سیم های اقامت (همچنین سیم های مرد نامیده می شوند) یک رساناهای کمکی یا کابل های فولادی هستند که پشتیبانی جانبی اضافی را به هادی اصلی، به ویژه در برج های مرده یا نقاط زاویه ای ارائه می دهند که مجهز به دستگاه های مرطوب هستند، آنها به تخلیه انرژی ارتعاشی کمک می کنند و از حرکت های دامنه بسیار طولانی جلوگیری می کنند (به عنوان مثال، بیش از 1 کیلومتر)، برج های پشتیبانی واسطه یا سیستم های انرژی مرطوب برای کاهش بخش های انتقال استفاده می توانند به بخش های انتقال دامنه های انتقال کوتاه تر استفاده شوند.

۵- تاثیر Dampers و Detuning Pendulums

مرطوب کننده های تاثیر شامل توده های سنگین و آزادانه در حال حرکت در یک مسکن متصل به هادی است، همانطور که هادی ارتعاش می کند، توده به دیوارهای مسکن ضربه می زند، انرژی خویشاوندی را جدا می کند.این دستگاه ها ساده و بادوام هستند اما محدود به برنامه های فرکانس متوسط است. Detuning Pendulums، از سوی دیگر، برای تغییر فرکانس طبیعی دور از فرکانس طولانی استفاده می شود، و یا جلوگیری از آن بسیار حیاتی است.

پیاده سازی و تعمیر و نگهداری

نصب دستگاه های کنترل ارتعاش نیاز به تجزیه و تحلیل دقیق مهندسی عوامل مانند طول طول، نوع هادی، تنش، زمین و داده های باد تاریخی باید در نظر گرفته شود.تولید کنندگان دستورالعمل هایی برای مکان مرطوب، فاصله و کمیت ارائه می دهند. به طور کلی، مرطوب کنندگان نزدیک به تعلیق قرار می گیرند که در آن خم کردن استرس ها بالاترین است.

بازرسی منظم و ارزیابی وضعیت

سخت افزار کنترل ارتعاش باید در فواصل منظم مورد بررسی قرار گیرد - به طور معمول هر 3 تا 5 سال یا بیشتر در محیط های شدید، چک های بصری برای مرطوب کننده های فرسوده، نوار های شل، سخت افزار سوراخ شده و مفاصل آسیب دیده Spacer-damper استاندارد هستند. تاسیسات پیشرفته در حال حاضر استفاده از سیستم های نظارت از راه دور [FLT: 1] که حرکت هدایت گر، و کاهش خطر و حتی در هنگام کاهش میزان خرابی های پیش بینی نشده است.

جایگزین و ارتقاء

به عنوان سن انتقال، مرطوب کننده های اصلی ممکن است به دلیل تغییرات در سفتی هادی یا شرایط محیطی، کاهش یا کمتر موثر شوند. ارتقاء به مرطوب کننده های مدرن با پوشش فرکانس بهتر یا نصب دستگاه های اضافی می تواند عملکرد را بازیابی کند. ... [-]

نتیجه گیری

کنترل ارتعاشات در خطوط انتقال برق یک عمل پیچیده اما ضروری برای حفظ قابلیت اطمینان زیرساخت های الکتریکی و ایمنی است. ارتعاشات Aeolian، گالوپینگ و نوسانات ناشی از بیداری هر یک از استراتژی های کاهش خاص، اعم از مرطوب کننده های تنظیم شده و مرطوب کننده های فضا به تغییرات آئرودینامیک و پشتیبانی ساختاری، ترکیب با بازرسی منظم و ابزار نظارت مدرن، به طور قابل توجهی کاهش می یابد و به عنوان یک سیستم کنترل برق ثابت شده است، به عنوان شکست های کنترل برق ثابت شده است.

برای مطالعه بیشتر، به استانداردهای صنعت مانند استاندارد 563 برای اندازه گیری خودکار تغییر شکل هدایت، CIGRE فنی Brochure 732 در کنترل ارتعاش، و EPRI انتقال مرجع خط انتقال مرجع [F5:3) دستورالعمل های دقیق برای تولید کنندگان سیستم کنترل ارتعاش، و پشتیبانی از تجهیزات، پیش از کنترل ارتعاشی، و پشتیبانی از تجهیزات، توصیه های سیستم کنترل مستقیم.