Вибрация проводов на линиях электропередач Для того, чтобы электрический ток передавался на большие расстояния можно применять линии высокого напряжения, воздушные и кабельные. Их протяженность порой достигает нескольких километров. На линиях обычно стоят опоры высокого напряжения для того, чтобы провода не соприкасались с землей. Там, где провода крепятся, они фиксируются довольно жестко, но в пролетах они движутся свободно и могут вибрировать. Когда на воздушных линиях вступают в действие внешние факторы, например, ветер, провода начинают колебаться или «плясать». Из-за этой пляски устройства могут сломаться, также могут возникнуть серьезные сбои в работе энергосистемы. Определение Вибрация – это явление, когда провод перемещается в вертикальной плоскости с небольшой амплитудой, в несколько сантиметров. Но эта амплитуда не может быть больше, чем диаметр провода (в случае двойной амплитуды). Она не может также составлять более 0,005 от длины вибрационной волны. В вертикальной плоскости частота вибрирующих движений колеблется от 3 до 150 Герц. Если вибрация очень интенсивна, металл в местах перегибов быстро изнашивается. Пляска проводов – вертикальное перемещение провода, при этом частота движений составляет 0,2 – 2 Герц. Провода могут колебаться с амплитудой 0,3 – 5 м. Если расстояние между двумя опорами составляет от 200 до 500 м, то пляска будет иметь амплитуду от 10 до 14 м. Любые линии электропередач могут быть подвержены такому явлению. В частности, может отмечаться пляска фазных проводов или пляска грозозащитных тросов. Однако, линии низкого напряжения мало подвержены пляске, потому что у них между опорами сравнительно небольшое расстояние. Чем вибрация проводов отличается от пляски С физической точки зрения пляска и вибрация проводов похожи, потому что в обоих случаях провода движутся по вертикали. Основное отличие заключается в том, что возникают волны разного размера и частоты. При вибрации частота колебания проводов больше, чем при пляске. Однако амплитуда при вибрации намного меньше, поэтому вибрация менее опасна для линии электропередач, по сравнению с пляской. Причины явлений У вибрации и пляски могут быть разные причины. • Влияние потока воздуха– эта причина самая распространенная и самая опасная, потому что вибрация или пляска длится долго и имеет нарастающую амплитуду; • Процессы коммутации – когда в сеть подается напряжение или подключается нагрузка, происходят скачки электромагнитного поля, из-за этого провода начинают двигаться; • Механическая нагрузка – она связана с движением или ударом различных предметов, например, пляску может вызвать движение токоприемника электроподвижного состава. Когда линии движутся в ходе переходного процесса, это движение не является систематическим, и происходит постепенное угасание собственных колебаний. Механическая нагрузка тоже является разовой. Что касается воздуха, здесь все по-другому, потому что ветер может дуть долго, под разным углом и с разной силой. В связи с этим, чаще всего сильные вибрации и пляски вызваны потоком воздуха. Вибрация и пляска под действием потока воздуха Поток ветра может иметь любое направление, как по горизонтали, так и под углом. Колебания чаще всего возникают из-за того, что воздух движется вокруг провода с неравномерной скоростью. Из-за этого имеет место большая разница давлений наверху и внизу. Решение проблемы В пункте 2.5.85 ПУЭ говорится о том, каким образом можно погасить амплитуду вибрации, и о том, как именно это надо делать. Следует учитывать такие важные показатели, как: • Длина пролета, • Материал, из которого сделан проводник, • Сечение проводника, • Напряжение механического характера в проводах. Для регламентации конкретных методов борьбы были разработаны МУ РД 34.20.182-90. Для того, чтобы погасить пляску и вибрацию, могут использоваться защитные устройства. Эти защитные устройства можно разделить на три группы, в зависимости от их типа и конструктивных особенностей. Петлевые гасители устанавливаются на проводах с напряжением от 6 до 10 кВ, они сделаны в виде гибких распорок. У такого устройства может быть одна, две или три петли. Роль зажима в такой конструкции играет проволока. Спиральные гасители очень эффективные, но и стоят они дорого. Их используют для борьбы с вибрацией и высокой, и низкой частоты. На практике их используют довольно редко. Их главный плюс заключается в том, что нагрузка равномерно распределяется по длине устройства. Мостовые гасители – это гасители, на которых прикреплены грузы. Эти грузы улавливают и задерживают вибрацию, а потом ее поглощают. Основное преимущество – простота установки и технического обслуживания. В линиях электропередач, рассчитанных на 330-750 кВ, используется расщепление фазы, когда для соединения всех проводов используют распорки. Это соединение может улавливать вибрационные волны, но все же следует использовать дополнительные защитные устройства и меры противодействия вибрации.