Kad se zateknete u beskrajnu liniju visokih električnih tornjeva koji nose električne žice dokle god pogled seže, prvo što vam padne na pamet vjerojatno nije "Pogledajte te opuštene dalekovode." Ipak, način na koji se žice zavijaju prema kulama jednako je obilježje ove vrste električnih cijevi kao i tornjevi se.
Dok su obične električne žice u vašem susjedstvu povezane gotovo ravnim linijama na susjedne polove, puno veće udaljenost između udaljenijih visokonaponskih prijenosnih žica, kao i težina tih žica, to isključuje uređenje. Kao rezultat toga, mora im se dopustiti da ulegnu između ili riskirati da se slome zbog ekstrema napetost. S druge strane, pretjerani dodatak za sag košta elektroenergetsku tvrtku jer previše saga koristi više materijala u obliku dodatne žice.
Izračunavanje progiba između linija i pronalaženje optimalne vrijednosti dovoljno je izravna matematička vježba.
Geometrija opuštenih žica
Neka L biti vodoravna udaljenost između susjednih kula (pretpostavlja se da je iste visine, u stvarnosti često nije valjana pretpostavka),
W biti težina po jedinici duljine vodiča u N / m, i T napetost vodiča, za silu po jedinici duljine u N / m. O je točka najnižeg progiba, na sredini između kula.Odaberite neku točku Str duž žice. Ako odaberete O kao (0,0) točku standardnog koordinatnog sustava, koordinate točke Str jesu (x, y). Težina duljine zakrivljenog segmenta žice OP = Šx i djeluje (x/ 2) metara od O, budući da je masa žice podjednako raspoređena oko ove srednje točke. Budući da je ovaj presjek u ravnoteži (inače bi se kretao), na žicu ne djeluju neto momenti (sile koje djeluju na okretanje tijela).
Sile uravnoteženja: težina i napetost
Moment koji proizlazi iz napetosti T dakle jednaka napetosti zbog težine vodova Šx:
Ty = Wx (x / 2)
gdje g je okomita udaljenost od O na bilo koju visinu Str zauzima. To se postiže preslagivanjem jednadžbe:
y = Wx ^ 2 / 2T
Za izračunavanje ukupnog progiba postavite x jednak L/ 2, što čini g jednaka udaljenosti od vrha bilo kojeg tornja - to jest vrijednosti progiba:
progib = WL ^ 2 / 8T
Primjer: Vrhovi jednako visokih žica susjednih prijenosnih tornjeva udaljeni su 200 m. Provodna žica teži 12 N / m, a napetost je 1500 N / m. Kolika je vrijednost sag?
S W = 12 N / m, L2 = (200 m)2 = 40 000 m2 i T = 1.500 N / m,
sag = [(12) (40.000)] / [(8) (1.500)] = 480.000 / 12.000 = 40 m
Učinci vjetra i leda
Prijenosne žice bilo bi puno lakše izgraditi i održavati da nije dosadnog fenomena vremena, posebno leda i vjetra. I jedno i drugo može fizički oštetiti gotovo sve, a prijenosne žice su često posebno osjetljive zbog izloženosti na otvorenim prostorima visoko iznad tla.
Izmjene gornje jednadžbe kako bi se to objasnilo vrše se ugrađivanjem wja, težina leda po jedinici duljine, i ww, sila vjetra po jedinici duljine, usmjerena okomito na smjer žica. Ukupna efektivna težina žice po jedinici duljine postaje:
w_ {t} = \ sqrt {(w + w_ {i}) ^ 2 + (w_ {w}) ^ 2}
Vrijednost progiba se tada izračunava kao i prije, osim te tež zamjenjuje se za W u jednadžbi za određivanje progiba u odsutnosti vanjskih sila osim gravitacije.