Keď sa ocitnete pri pohľade na nekonečný rad vysokých elektrických veží nesúcich silové vodiče až kam oko dovidí, pravdepodobne vám ako prvé nepríde na myseľ „Pozri sa na tie ochabnuté prenosové vedenia.“ Spôsob, akým sa drôty krivkujú nadol medzi vežami, je pre tento typ elektrického vedenia rovnako charakteristický ako veže sami.
Zatiaľ čo bežné elektrické vodiče vo vašom okolí sú pripojené takmer priamymi linkami k susedným pólom, tým oveľa väčšie sú vzdialenosť medzi vzdialenejšími vysokonapäťovými prenosovými vodičmi, ako aj ich hmotnosť, to vylučuje usporiadanie. Vo výsledku im musí byť umožnené prehnutie medzi nimi alebo riziko extrémneho rozbitia napätie. Na druhej strane je nadmerná rezerva pre priepustnosť pre energetickú spoločnosť nákladná, pretože príliš veľká priepustnosť používa viac materiálu vo forme drôtu navyše.
Výpočet priehybu medzi čiarami a nájdenie optimálnej hodnoty je dostatočne jednoduché matematické cvičenie.
Geometria klesajúcich drôtov
Poďme Ľ byť vodorovná vzdialenosť medzi susednými vežami (predpokladá sa, že majú rovnakú výšku, v skutočnosti často nie sú platným predpokladom),
Ž byť váha na jednotku dĺžky vodiča v N / m a T napätie vo vodiči pre silu na jednotku dĺžky v N / m. O je bod s najnižším prepadom, uprostred medzi vežami.Vyberte si nejaký bod P pozdĺž drôtu. Ak zvolíte O ako (0,0) bod štandardného súradnicového systému, súradnice bodu P sú (x, y). Hmotnosť dĺžky zakriveného drôtového segmentu Šx a koná (X/ 2) metrov od O, pretože hmotnosť drôtu je rovnomerne rozložená okolo tohto stredu. Pretože je tento úsek v rovnováhe (inak by sa pohyboval), na drôt nepôsobia nijaké čisté momenty (sily, ktoré pôsobia na rotáciu telies).
Vyvažovacie sily: váha a napätie
Krútiaci moment vyplývajúci z napätia T rovná sa teda napätiu v dôsledku hmotnosti vlasca Šx:
Ty = Šx (x / 2)
kde r je vertikálna vzdialenosť od O do akejkoľvek výšky P obsadzuje. To sa zistí preskupením rovnice:
y = Šx ^ 2 / 2T
Ak chcete vypočítať celkový priehyb, nastavte X rovná Ľ/ 2, ktorý robí r rovná sa vzdialenosti od vrcholu ktorejkoľvek z veží - to znamená hodnote poklesu:
priehyb = WL ^ 2 / 8T
Príklad: Vrcholy rovnako vysokých susedných drôtov prenosových veží sú od seba vzdialené 200 m. Vodivý drôt váži 12 N / m a napätie je 1 500 N / m. Aká je hodnota priehybu?
S Ž = 12 N / m, Ľ2 = (200 m)2 = 40 000 m2 a T = 1 500 N / m,
priehyb = [(12) (40 000)] / [(8) (1 500)] = 480 000/12 000 = 40 m
Účinky vetra a ľadu
Budovanie a údržba prenosových drôtov by bola oveľa ľahšia, nebyť otravného fenoménu počasia, najmä ľadu a vetra. Oba môžu fyzicky poškodiť takmer čokoľvek a prenosové vodiče sú často obzvlášť náchylné z dôvodu ich vystavenia v otvorených priestoroch vysoko nad zemou.
Zmeny vyššie uvedenej rovnice, ktoré to zohľadňujú, sa robia začlenením wihmotnosť ľadu na jednotku dĺžky a ww, sila vetra na jednotku dĺžky smerujúca kolmo na smer drôtov. Celková efektívna hmotnosť drôtu na jednotku dĺžky sa stáva:
w_ {t} = \ sqrt {(w + w_ {i}) ^ 2 + (w_ {w}) ^ 2}
Hodnota priehybu sa potom počíta ako predtým, okrem toho hm je nahradený Ž v rovnici na stanovenie priehybu pri absencii vonkajších síl iných ako gravitácia.