Как се подреждат LEP? Резонансна механична система.

Защо ще ръководят LEP? Мислили ли сте някога за това? Но отговорът на този въпрос може да не е тривиален, макар и доста несен. Нека разгледаме няколко възможности за обяснение, всеки от които има право да съществува.

Разтоварване на корона

Най-често водят такава идея. Алтернативното електрическо поле близо до проводниците на обиколката наеди въздуха около жицата, ускорява свободните електрони, които йонизират въздушни молекули и те на свой ред генерират. А сега, 100 пъти в секунда и излиза и излиза от излизането на короната около жицата, докато въздухът се нагрява близо до тел - охлажда, тя се разширява - компресираща и се оказва това звукова вълна Във въздуха, който се възприема от ухото ни като бръмчене на жицата.

Вибрирайте жилищни сгради

Все още има такава идея. Шумът се случва от факта, че променлив ток с честота от 50 Hz води до редуване на магнитно поле, което принуждава отделни вени в проводника (особено стомана - в проводници на марки тип AC-75, 120, 240) вибрира, Те, както бяха, се оплакват един до друг и чуваме характерния шум.

В допълнение, проводници различни фази Подреди приятел близо един до друг, теченията им са в магнитните полета един на друг и според закона на ампер те имат сили. Тъй като честотата на промените в полетата от 100 Hz също вибрира проводниците в магнитните полета един от друг от усилията на усилвателите на тази честота и ние го чуваме.

Резонанс механична система

И такава хипотеза някъде е намерена. Колебанията в честота от 50 или 100 Hz се предават на опората и кога определени условия Поддръжката, влизаща в резонанса, започва да прави звук. Силата и резонансната честота влияят на плътността на опорния материал, диаметъра на опората, височината на опората, дължината на проводника в обхвата, както и нейното напречно сечение и силата на напрежението. Ако има спад в резонанса - чуйте се шум. Ако няма попадане в резонанс - шумът не е или по-тих.

Вибрации в магнитното поле на земята

Помислете за друга хипотеза. Проводниците са вибрирани с честота от 100 Hz, което означава, че променливата напречна сила, свързана с тока в проводниците, с неговия размер и посока, постоянно реагира. Къде е външното магнитно поле? Хипотетично, може да е, че магнитно поле, което винаги е под краката, което ориентира стрелата на компаса.

Всъщност, теченията в кабелите на високоволтови трансфери достигат амплитудата на няколкостотин ампера, а дължината на проводниците на линиите на мандата и магнитното поле на нашата планета, макар и сравнително малко (индукцията му в средата Линията на Русия е само около 50 mkl), въпреки това действа по време на планетата, а навсякъде има не само хоризонтално, но и вертикален компонент, който пресича перпендикулярно, тъй като проводниците на обиколката, поставени по електропроводните линии магнитно поле Земята и тези кабели, които са ориентирани към тях или във всеки друг ъгъл.

За да разберем процеса, всеки може да извърши такъв неусложнен експеримент: вземете автомобилна батерия и гъвкав акустичен проводник, напречно сечение от 25 квадратни метра, дължина най-малко 2 метра. Прикрепете го в момент към терминалите на батерията. Тел ще скочи! Какво е това, ако не имплът на амперната сила, която е влязла в проводника с ток в магнитното поле на земята? Е, че проводникът скочи в собственото си магнитно поле ...

Вятърът диша там вятърната вечер, а в листата на шума и клоните на колчетата и арфата се чувстваха ... но арфата мълча ... ............... .......... ............ и внезапно ... от тишината, счупена замислена звънене.

V. Zhukovsky. "Елава арфа"

Повече древни гърци забелязаха, че низът, опънат на вятъра, понякога започва да звучи плътно - пее. Може би дори тогава Елар Харп е известен, наречен от Бога на вятъра EOL. Елава арфа се състои от рамка, на която са разтеглени няколко струни; Намира се на такова място, където струните са издухани от вятъра. Дори и да се ограничите до един низ, можете да получите няколко различни тона. Нещо подобно, но с много по-малко разнообразие от тонове се случва, когато вятърът води телеграфна проводника.

От доста дълго време, това явление и много други, свързани с рационализирането на тела с въздух и вода, не бяха обяснени. Само Нютон, основател на съвременната механика, даде първия научен подход за решаване на такива задачи.

По закон на съпротивата към движението на тела в течност или газ, отворен нютон, силата на съпротива е пропорционална на скоростта на скоростта:

F \u003d kρv 2 S.

Тук V е скоростта на тялото, S е площта на своето напречно сечение, перпендикулярно на посоката на скоростта, ρ е плътността на течността.

В бъдеще се оказа, че формулата на Нютон не винаги е вярна. В случая, когато скоростта на тялото е малка в сравнение със скоростта термичен трафик Молекулите, законът за съпротивлението на Нютон вече не е честен.

Както вече обсъждахме в предишните раздели, с достатъчно бавно движение на тялото, силата на съпротивата е пропорционална на скоростта му (закона на стотиците), а не площад, както се случва с бързо движение. Такава ситуация възниква, например, когато шофират малки капки дъжд в облака, докато утаяването на седимента в стъклото, при капенето на веществото и в " магическа лампа"Въпреки това, в съвременната техника с бързите си скорости, законът на съпротивата на Нютон обикновено е вярно.

Изглежда, че законите на съпротивата са известни веднъж, можете да обясните шума на кабелите или пеенето на езеловата арфа. Но това не е така. В крайна сметка, ако силата на съпротивлението е постоянна (или израснал с увеличаване на скоростта), тогава вятърът просто извади низ и не очука звука.

Какво има? За да обясните звука на низ, не е достатъчно онези прости идеи за силата на съпротивата, която току-що разглобени. Нека обсъдим по-подробно някои видове течни потоци около фиксирано тяло (по-удобно е, отколкото да се обмисли движението на тялото във фиксирана течност, а отговорът, разбира се, ще бъде същият).

Погледнете фиг. 1. Това е случаят с ниска скорост на течността, обгръщането на текущата линия на течността на цилиндъра (на фигурата показва разрез) и гладко продължават след него. Този поток се нарича ламинар. Силата на съпротивлението в този случай е длъжна да произхожда от вътрешно триене в течност (вискозитет) и пропорционална на V. Скорост на течността навсякъде, както и сила на съпротивата, не зависи от времето (поток стационарен). Този случай не представлява интерес.

Но погледнете фиг. 2. Рамката на потока се увеличава, а в зоната зад цилиндъра, се появиха водни пари - се появяват вихри. Трикцията в този случай вече не определя характера на процеса. Нарастващата роля започва да възпроизвежда промените в количеството на движението, което се случва не в микроскопична скала, но по скалата, сравнима с размера на тялото. Силата на съпротивлението става пропорционална на V 2.

И накрая, на фиг. 3 дебитът още по-нараства и вихрите се подреждат в правилните вериги. Тук той е ключът да обясните загадките! Тези вериги на вихрите, периодично течащи от повърхността на низ, и вълнуват звука й, точно както предизвика звука на китарните струни. Периодично докосване на пръстите на музиканта.

Феноменът на правилното местоположение на вихрите зад рационализираното тяло за първи път е изследван чрез експериментално немски физически бенар в началото на нашия век. Но само благодарение на джобовете, последвали скоро, такъв курс, който изглеждаше много особена, получи обяснение. Чрез името на този учен, периодичната вихрова система сега се нарича джобна песен.

Тъй като скоростта се увеличава, вихърът остава все по-малко време да се счупи в голяма площ на течност. Връхнената зона става тесна, вихрущите се смесват и потокът става хаотичен и нередовен ( тубулентен). Вярно е, че при много високи скорости в експериментите на последните времена е установено появата на някаква нова периодичност, но все още не е ясно подробностите.

Може да изглежда, че вихровата следа на джоба е просто красиво явление на природата, което няма практическа стойност. Но това не е така. Проводниците на електропроводите също се колебаят под действието на вятъра, което духа при постоянна скорост поради отделянето на вихрите. На места за закрепване на проводници до опори, възникват значителни усилия, които могат да доведат до унищожаване. Под влиянието на вятъра, високите тръби се люлеят.

Въпреки това, най-голямата слава, разбира се, придобиха колебания в таксовия мост в Америка. Този мост стоеше само няколко месеца и се срути на 7 ноември 1940 година. 4 показва вида на моста по време на трептенията. Поздравете се разрушават от превозвача част от каретата на моста. След дългосрочни изследвания, мостът отново е издигнат, само повърхностите, добавени от вятъра, имаха друга форма. Така причината, причинена от вибрацията на моста, беше елиминирана.

Най-често си представяме поддръжка на обиколка под формата на решетъчен дизайн. Преди 30 години това беше единствената възможност и днес те продължават да ги изграждат. Набор от метални ъгли се довежда до мястото на строителство и стъпка по стъпка от тези типични елементи на опората. След това кранът пристига и поставя дизайна вертикално. Такъв процес отнема доста време, което засяга времето за полагане на линии и те се подкрепят с тъпи решетъчни силуети са много краткотрайни. Причината е слаба защита от корозия. Технологичното несъвършенство на такава подкрепа допълва простата бетонна основа. Ако е направено безсупература, например, използвайки разтвор на неправилно качество, след това след известно време бетонните пукнатини ще паднат в пукнатината. Няколко цикъла на замръзване и основата трябва да се редуват или сериозно да бъдат ремонтирани.

Тръби вместо ъгли

Фактът, че алтернативата е да се промени традиционните опори от черни метали, попитахме PJSC Rosseti PJSC. "В нашата компания, която е най-големият електрически мрежов оператор в Русия, казва специалист на тази организация", ние сме се опитали да намерим решения на проблемите, свързани с решетъчните опори, а в края на 90-те години започнаха да се сблъскват с подкрепата. Това са цилиндрични стелажи, изработени от извити профил, всъщност тръби, в напречно сечение с вид полихедрон. В допълнение, започнахме да прилагаме нови методи за защита срещу корозия, предимно горещ метод на поцинковане. Това е електрохимичен метод за прилагане на защитно покритие за метал. В агресивната среда, слоят на цинк се разрежда, но частта от носача от подкрепата остава невредим. "

В допълнение към по-голяма издръжливост, новите опори също се характеризират с простота. Никакви ъгли вече не се нуждаят от усукване: тръбните елементи на бъдещата подкрепа са просто вмъкнати един в друг, след това връзката е фиксирана. Можете да монтирате този дизайн в осем или десет пъти по-бързо от събирането на решетка. Съответните трансформации също са преминали основи. Вместо обикновена стоманена стомана се прилагат така наречените купчини. Дизайнът се намалява в земята, към него е прикрепен фланецът за отговор и самата опора вече е поставена върху нея. Очакваният експлоатационен живот на такива опори е до 70 години, т.е. около два пъти повече от решетката.

Поддържаме електрически въздушни линии, които обикновено си представяме по този начин. Въпреки това, класическият решетъчен дизайн постепенно е по-нисък от по-прогресивните варианти - многостранни опори и опори от композитни материали.

Защо водят кабели

И проводници? Те висят високо над земята и публикуват подобни на дебели монолитни кабели. В действителност, високоволтови проводници са висящи кабели. Обичайният и универсално използван тел има стоманена сърцевина, която осигурява структурна якост и е заобиколена от алуминиев тел, така наречен външен мандат, чрез който се предава текущият товар. Полагат се между стоманена и алуминиева грес. Необходимо е, за да се намали триенето между стоманени и алуминиеви материали, имащи различни коефициенти на топлинна разширение. Но тъй като алуминиевият проводник има кръгло напречно сечение, намотките са в непосредствена близост един до друг, повърхността на жицата има ясно изразено облекчение. Този недостатък има две последствия. Първо, влагата прониква в разликата между завоите и лубриканта на вълната. Трикцията е подобрена и се създават условия за корозия. В резултат на това експлоатационният живот на такъв проводник е не повече от 12 години. За да удължите експлоатационния живот, понякога се поставят ремонтни маншети, които също могат да бъдат причинени от проблеми (около него точно долу). В допълнение, такъв проводник допринася за създаването на добре отличана бухалка в близост до авиокомпанията. Това се дължи на факта, че променливото напрежение от 50 Hz води до променливо магнитно поле, което причинява индивидуални вени в жицата, за да вибрират, което води до сблъсък помежду си и чуваме характерния шум. В страните от ЕС такъв шум се счита за акустично замърсяване и те се борят с него. Сега такова борба започна с нас.

"Старите кабели, които сега искаме да сменим проводниците на новия дизайн, който развиваме", казва представителят на PJSC Rosseti. - Също така са стоманени алуминиеви проводници, но телта няма кръгово напречно сечение, а по-скоро трапецовидно. Obel се получава плътно, а повърхността на жицата е гладка, без пукнатини. Няма почти никаква влага, лубрикантът не се измива, сърцевината не ръждясва и експлоатационният живот на такъв проводник се приближава тридесет години. Тел от подобни проекти вече се използват в страни като Финландия и Австрия. Има линии с нови жици в Русия - в региона на Калуга. Това е линията "орбита-сателит" с дължина 37 км. И там кабелите нямат гладка повърхност, но и друго ядро. Не е направено от стомана, а от фибростъкло. Такъв проводник е по-лесен, но по-силен от пролуката от обикновения стоманен алуминий. "

Въпреки това, най-новите постижения в тази област могат да се считат за жица, създадена от американската загриженост 3м. В тези кабели носещият капацитет се осигурява само чрез проводими неприлични. Няма ядро, но опустошността са подсилени алуминиев оксид, отколкото постигането висока якост. Този проводник има отлична носеща мощност и със стандартни опори, поради своята сила и ниско тегло, тя може да издържи на обхвата до 700 m (стандарт 250-300 м). В допълнение, проводникът е много стелажи към топлинни товари, което причинява използването му в южните щати на САЩ и, например в Италия. Въпреки това, проводникът от 3M има един основен минус - твърде висока цена.

Оригиналният "дизайнер" подкрепя като безспорна украса на пейзажа, но те са малко вероятно да се окажат широко разпространени. В приоритет в компаниите за електрическа мрежа, надеждността на енергийното предаване, а не скъпите "скулптури".

Лед и струни

Въздушните линии имат свои естествени врагове. Един от тях е олзотворката на проводниците. Това бедствие е особено характерно за южните райони на Русия. При температура близо до нула, капчиците падат върху проводника и замразяват. Настъпва образуването на кристална шапка на върха на проводника. Но това е само началото. Капачката под неговата тежест постепенно превръща телта, замествайки замразената влага от другата страна. Рано или късно около проводника се образува леден съединител и ако теглото на съединителя ще надвиши 200 kg на метър, проводникът ще пробие и някой ще остане без светлина. Компанията "Росети" има своя собствена ноу-хау за борба с лед. Площта на линията с проводници заледяване е изключена от линията, но се свързва с източника на DC. Когато използвате DC, омичното съпротивление на жицата може да бъде практически да не се взема под внимание и пропускате теченията, да речем, два пъти повече, колкото изчисляваната стойност за AC. Телът се загрява и лед се топи. Проводниците изхвърлят ненужни товари. Но ако има ремонтни съединители върху проводниците, тогава има допълнителна съпротива, а след това тел може да прекара.

Друг враг е високочестотни и нискочестотни колебания. Пълненият проводник на авиокомпанията е низ, който под влиянието на вятъра започва да вибрира с висока честота. Ако тази честота съвпада със собствената си проводника и комбинира амплитудите, проводникът може да се счупи. За да се справите с този проблем, на линиите са монтирани специални устройства - вибрационни амортисьори, които имат вид кабел с две тегла. Този дизайн, който има своя собствена честота на осцилациите, разстройва амплитудите и гасява вибрации.

От нискочестотни трептения Той е свързан с такъв вреден ефект като "кабелен танц". Когато се появят линиите (например, поради оформения лед) има вибрации на проводници, които вървят по-нататък, след няколко участъка. В резултат на това петте или седемте опори, които представляват котва, могат да бъдат донесени или дори да падат (разстоянието между две опори с твърд тел за закрепване). Известното средство за борба с "танца" е създаването на интерфейсни подпори между съседните проводници. Ако има подпора, кабелите взаимно ще гасят колебанията си. Друг вариант е да се използва върху линейни опори от композитни материали, по-специално от фибростъкло. За разлика от металните опори, композитът има свойството на еластична деформация и лесно "ще играе" телени колебания, огънати и след това да възстановят вертикалното положение. Такава поддръжка може да предотврати спад на каскадата в цялата линия на линията.

Снимката е ясно видима разликата между традиционния високоволтов проводник и проводника на новия дизайн. Вместо проводника на кръговата секция се използва предварително деформиран проводник, а стоманената ядрена седалка взе ядрото от композита.

Поддръжка - Unicums.

Разбира се, има всички видове уникални случаисвързани с уплътнението на въздушните линии. Например, когато инсталирате опори във водното поле или при условия вечен Мерзлота Обикновените купчини за фондацията няма да се поберат. След това се използват винтовите купчини, които са завинтени в земята като отвертка за постигане на най-трайната основа. Специален случай - Това е преминаването на препятствия с широка вода. Има специални опори с висока надморска височина, които тежат веднъж в десет по-обикновени и имат височина 250-270 m. Тъй като дължината на обхвата може да бъде повече от два километра, се използва специален проводник с подсилено ядро, което е допълнително поддържан от товара. Така че тя е подредена, например, прехода на предаването на енергия през кама с дължина на 2250 m.

Отделна група за поддръжка представлява конструкции, предназначени не само за запазване на проводниците, но и носят определена естетическа стойност, като например скулптурни опори. През 2006 г. Росити инициира проекта за разработване на опори с оригинален дизайн. Имаше интересна работа, но авторите им, дизайнерите, често не можеха да оценят възможността и производството на инженерното въплъщение на тези структури. Като цяло трябва да се каже, че подкрепата, в която се инвестират артистичен дизайн, като например подкрепящи фигури в Sochi обикновено не са инсталирани по инициатива на мрежови компании, но по ред на търговска трета страна или държавни организации. Например, в Съединените щати популярна подкрепа под формата на буквата m, стилизирана под логото на мрежата за бързо хранене на McDonald.