पावर ट्रांसमिशन लाइन आधुनिक विद्युत ग्रिड की रीढ़ की हड्डी बनाती है, जो बिजली घरों, उद्योगों और महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे के लिए विशाल दूरी पर उच्च वोल्टेज बिजली ले जाती है। उनके मजबूत डिजाइन के बावजूद, ये कंडक्टर लगातार पर्यावरणीय बलों-विंड, बर्फ, थर्मल साइकिलिंग के संपर्क में आते हैं - जो यांत्रिक दोलनों को प्रेरित करते हैं। बाएं अनचेक किए गए, ये कंपन कंडक्टर थकान, ढीले फिटिंग, क्षति हार्डवेयर का कारण बन सकते हैं और अंततः लाइन विफलता का कारण बन सकते हैं। उपयोगिताओं और ट्रांसमिशन ऑपरेटरों के लिए, प्रभावी कंपन नियंत्रण वैकल्पिक नहीं है; यह विश्वसनीयता, सुरक्षा और लंबी परिसंपत्ति जीवन के लिए एक मूलभूत आवश्यकता है। यह लेख ट्रांसमिशन लाइन दोलनों के कारणों का विस्तृत तकनीकी अवलोकन प्रदान करता है और व्यावहारिक नियंत्रण तकनीकों का उपयोग उन्हें कम करने के लिए किया जाता है।

पावर ट्रांसमिशन लाइन्स में ऑसीलेटर्स को समझना

ओवरहेड कंडक्टर में कंपन मुख्य रूप से वायुगतिकीय बातचीत से उत्पन्न होती है। एक बेलनाकार कंडक्टर में बहने वाली हवा में लिफ्ट और ड्रैग फोर्स को परिवर्तित किया जाता है, जो विशिष्ट आवृत्तियों पर कंडक्टर को उत्तेजित कर सकती है। अधिकांश प्रकार के दोलनों में एओलियन कंपन, गैलोपिंग और जगाने वाले कंपन शामिल हैं। प्रत्येक अलग चुनौतियों को प्रस्तुत करता है और अनुरूप शमन रणनीतियों की आवश्यकता होती है।

Aeolian वाइब्रेशन

Aeolian कंपन एक उच्च आवृत्ति, कम-amplitude दोलन है जो कंडक्टर के leeward पक्ष से भंवर बहाने के कारण होता है। जब भंवर बहाने की आवृत्ति स्पैन की प्राकृतिक आवृत्ति के साथ संरेखित होती है, तो अनुनाद होता है। Aeolian कंपन आम तौर पर 3 से 150 हर्ट्ज तक होती है और यह स्थिर, कम से मध्यम हवा की स्थिति (1-7 मीटर / एस) में सबसे अधिक स्पष्ट है। समय के साथ, यह निरंतर गति निलंबन क्लैंप, स्पेसर पॉइंट और डैपर पर झुंझुंझलाने का कारण बन सकती है, जिससे स्ट्रैंड ब्रेकेज होता है।

Galloping

गैल्लोपिंग एक कम आवृत्ति, उच्च-amplitude दोलन (आमतौर पर 0.1-1 हर्ट्ज) है जो कंडक्टर पर असममित बर्फ या बर्फ के अधिग्रहण से प्रेरित है। अनियमित आकार के कारण होने वाली वायुगतिकीय अस्थिरता बड़े ऊर्ध्वाधर या टॉर्सनल गति पैदा करती है, कभी-कभी जमीन या आसन्न संरचनाओं के लिए कंडक्टर की निकासी से अधिक होती है। गैल्लोपिंग विशेष रूप से खतरनाक है क्योंकि यह चरण-से-चरण दोष, फ्लैशओवर और यहां तक कि टॉवर पतन का कारण बन सकता है। यह ठंडी बारिश, गीले बर्फ या इन-लाइन आईसीिंग स्थितियों वाले क्षेत्रों में सबसे आम है।

Wake-Induced Oscillation

बंडल कंडक्टर (दो, चार या अधिक उप-चालक प्रति चरण), एक उप-चालक से अशांत जाग दूसरे में दोलनों को उत्तेजित कर सकता है। यह घटना मध्यम हवा की गति पर होती है और इससे उप-चालक क्लैशिंग, स्पेसर क्षति और त्वरित थकान हो सकती है। वेक-प्रेरित दोलन कंडक्टर स्पेसिंग, बंडल ज्यामिति और हवा की दिशा पर अत्यधिक निर्भर हैं।

कंपन नियंत्रण तकनीक

प्रभावी कंपन नियंत्रण निष्क्रिय उपकरणों, संरचनात्मक संशोधनों और सक्रिय निगरानी को जोड़ती है। तकनीक का विकल्प दोलनों, कंडक्टर विशेषताओं, अवधि की लंबाई और पर्यावरणीय स्थितियों के प्रकार और गंभीरता पर निर्भर करता है।

1. स्टॉकब्रिज और टाइड मास डैम्पर्स

स्टॉकब्रिज डैपर सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला कंपन नियंत्रण उपकरण है। इसमें दो द्रव्यमान (आमतौर पर स्टील या कास्ट आयरन) को जोड़ने वाला एक छोटा मैसेंजर केबल होता है जो निलंबन क्लैंप के पास कंडक्टर से जुड़ा होता है। डैपर एक ट्यूनेड मास अवशोषक के रूप में कार्य करता है, जो कि मैसेंजर केबल स्ट्रैंड्स में घर्षण डंपिंग के माध्यम से कंपन ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित करता है। आधुनिक डिजाइन विशिष्ट आवृत्ति रेंजों को ट्यून किया जा सकता है, और कई डंपर्स अक्सर एक व्यापक स्पेक्ट्रम को कवर करने के लिए प्रति स्पैन स्थापित होते हैं। उच्च आवृत्ति वाले एओलियन कंपन के लिए, स्टॉकब्रिज डैपर अत्यधिक प्रभावी होते हैं। हाल ही में, ने बड़े पैमाने पर डंपर्स (TMDs) को समायोज्य आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए सटीक विकसित किया है।

2. स्पेसर डैम्पर्स

बंडल कंडक्टर में, स्पेसर डैपर एक दोहरे उद्देश्य की सेवा करते हैं: वे उप-कंडक्टरों के बीच ज्यामितीय रिक्ति को बनाए रखते हैं और साथ ही साथ डंपिंग प्रदान करते हैं। इन उपकरणों में आम तौर पर प्रत्येक क्लैंप पर डंपिंग तत्वों (इलास्टोमेरिक या मैकेनिकल) के साथ एक कठोर या व्यक्त फ्रेम होता है। स्पेसर डैपर्स मल्टीफ़ेज बंडलों में जाग-प्रेरित दोलनों और एओलियन कंपन को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक हैं। वे अक्सर बंडल विन्यास और निर्माता सिफारिशों के आधार पर, अवधि के साथ 30-60 मीटर के अंतराल पर स्थापित होते हैं।

3. वायुगतिकीय संशोधन

एक कंडक्टर पर अभिनय करने वाली वायुगतिकीय बलों को कम करने से कंपन को कभी-कभी हानिकारक आयाम तक पहुंचने से रोका जा सकता है। आम वायुगतिकीय संशोधनों में शामिल हैं:

  • ]Bundled कंडक्टर : प्रति चरण दो या अधिक उप-चालकों का उपयोग करने से प्रभावी लिफ्ट को कम किया जाता है और प्रति कंडक्टर खींचें, एओलियन कंपन के आयाम को कम किया जाता है।
  • ]Aerodynamic ढाल : कंडक्टर के आसपास एक हेलीकल या मुड़ आकार लपेटना भंवर बहाव को बाधित करता है और लिफ्ट उतार-चढ़ाव को कम करता है। इस दृष्टिकोण का कभी-कभी नदी क्रॉसिंग या लंबी अवधि पर उपयोग किया जाता है।
  • ]]Anti-galloping उपकरणों [: गैलन नियंत्रण के लिए, एयरफ़ोइल स्परर्स, इंटरफ़ेज स्पेसर्स और ट्विस्टिंग डंपर्स (जैसे, "Torbedo" या "Gabrielson" डैपर) जैसे उपकरणों को वायुगतिकीय बर्फ के आकार को तोड़ने या टॉर्सनल कठोरता बढ़ाने के लिए स्थापित किया गया है।

4. तार और संरचनात्मक समर्थन

तार (जिसे पुरुष तार भी कहा जाता है) सहायक कंडक्टर या स्टील के केबल हैं जो मुख्य कंडक्टर को अतिरिक्त पार्श्व समर्थन प्रदान करते हैं, विशेष रूप से मृत अंत टावरों या कोण बिंदुओं पर। जब डंपिंग उपकरणों से लैस होता है, तो वे कंपन ऊर्जा को अलग करने और बड़े आयाम गति को रोकने में मदद करते हैं। अत्यधिक लंबी अवधि के लिए (जैसे 1 किमी से अधिक), मध्यवर्ती समर्थन टावरों या "मध्य-स्पैन" डंपिंग सिस्टम का उपयोग छोटे खंडों में स्पैन को विभाजित करने के लिए किया जा सकता है, जिससे कंपन ऊर्जा के हस्तांतरण को कम किया जा सकता है।

5. प्रभाव डैम्पर्स और डेट्यूनिंग पेंडुलम

प्रभाव डैपर में भारी, स्वतंत्र रूप से चलती द्रव्यमान होते हैं जो कंडक्टर से जुड़े आवास में संलग्न होते हैं। चूंकि कंडक्टर वाइब्रेट्स, द्रव्यमान आवास की दीवारों को हड़ताल करता है, जिससे किनेटिक ऊर्जा को अलग किया जाता है। ये उपकरण सरल और टिकाऊ होते हैं लेकिन मध्यम आवृत्ति अनुप्रयोगों तक सीमित होते हैं। दूसरी तरफ, डेट्यूनिंग पेंडुलम का उपयोग उत्तेजना आवृत्ति से दूर की प्राकृतिक आवृत्ति को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है, जिससे पुनर्जागरण से बचा जाता है। वे आम तौर पर बहुत लंबे या महत्वपूर्ण अवधियों पर लागू होते हैं।

कार्यान्वयन और रखरखाव

कंपन नियंत्रण उपकरणों को स्थापित करने के लिए सावधानीपूर्वक इंजीनियरिंग विश्लेषण की आवश्यकता होती है। स्पैन लम्बाई, कंडक्टर प्रकार, तनाव, इलाके और ऐतिहासिक पवन डेटा जैसे कारक विचार किए जाने चाहिए। निर्माता डैपर स्थान, रिक्ति और मात्रा के लिए दिशानिर्देश प्रदान करते हैं। सामान्य तौर पर, डैपर को निलंबन क्लैंप के पास रखा जाता है जहां झुकने वाले तनाव उच्चतम होते हैं। एओलियन कंपन के लिए, डैपर आम तौर पर क्लैंप से पहले कुछ मीटर के भीतर स्पैन के दोनों सिरों पर स्थापित होते हैं। गैलपिंग नियंत्रण के लिए, उपकरण को समान रूप से स्पैन के साथ वितरित किया जाता है।

नियमित निरीक्षण और शर्त आकलन

कंपन नियंत्रण हार्डवेयर नियमित अंतराल पर निरीक्षण किया जाना चाहिए -आमतौर पर हर 3-5 साल, या गंभीर वातावरण में अक्सर। पहना हुआ डैम्पर्स, ढीले क्लैंप, कॉरॉड हार्डवेयर और क्षतिग्रस्त स्पेसर-डैम्पर जोड़ों के लिए दृश्य जांच मानक हैं। उन्नत उपयोगिताओं का अब उपयोग करें रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टम जो कंडक्टर गति, डैपर विस्थापन और यहां तक कि तनाव को मापता है। ये सिस्टम वास्तविक समय अलर्ट प्रदान करते हैं जब कंपन स्तर थ्रेसहोल्ड से अधिक हो जाता है, भविष्य की भविष्यवाणी को सक्षम करता है और अप्रत्याशित विफलताओं के जोखिम को कम करता है।

प्रतिस्थापन और उन्नयन

ट्रांसमिशन लाइन की उम्र के रूप में, मूल डैपर कंडक्टर कठोरता या पर्यावरणीय परिस्थितियों में परिवर्तन के कारण कम प्रभावी हो सकते हैं या कम प्रभावी हो सकते हैं। बेहतर आवृत्ति कवरेज या अतिरिक्त उपकरणों को स्थापित करने के साथ आधुनिक डैपर में अपग्रेड करने से प्रदर्शन को बहाल कर सकते हैं। उपयोगिताओं को मौजूदा स्पेसर डैपर को नए, अधिक मजबूत डिजाइनों के साथ बदलने या मौजूदा क्षमता को बढ़ाने पर विचार करना चाहिए।

निष्कर्ष

बिजली संचरण लाइनों में कंपन को नियंत्रित करने के लिए एक जटिल लेकिन आवश्यक अभ्यास है जो विद्युत अवसंरचना विश्वसनीयता और सुरक्षा को बनाए रखने के लिए है। एओलियन कंपन, गैलोपिंग और जगाने से प्रेरित दोलन प्रत्येक मांग विशिष्ट शमन रणनीतियों की मांग करते हैं, जिसमें ट्यूनेड डैपर और स्पेसर डैपर्स से लेकर वायुगतिकीय संशोधनों और संरचनात्मक समर्थन तक शामिल हैं। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए कंपन नियंत्रण योजना, नियमित निरीक्षण और आधुनिक निगरानी उपकरण के साथ मिलकर, कंडक्टर थकान, हार्डवेयर विफलताओं और महंगा आउटेज के जोखिम को काफी कम कर देती है। चूंकि विश्वसनीय बिजली बढ़ने की मांग होती है - और ट्रांसमिशन लाइन अधिक चुनौतीपूर्ण वातावरण में बनाई गई है - साबित कंपन नियंत्रण तकनीकों में निवेश ग्रिड लचीलापन का एक आधारशिला रहता है।

आगे पढ़ने के लिए, उद्योग मानकों जैसे ] का उल्लेख करें IEE मानक 563 कंडक्टर आत्म-डैम्पिंग माप के लिए, CIGRE तकनीकी ब्रोशर 732 ]] कंपन नियंत्रण पर, और EPRI ट्रांसमिशन लाइन संदर्भ बुक]] विस्तृत डिजाइन दिशानिर्देशों के लिए। कंपन नियंत्रण उपकरण के निर्माता - प्रीफॉर्मेड लाइन उत्पाद, PLP, और दुलमिसन-ऑफर एप्लिकेशन-विशिष्ट सिफारिशों और इंजीनियरिंग समर्थन सहित।