Kendinizi, elektrik kablolarını göz alabildiğince uzağa taşıyan sonsuz bir yüksek elektrik kulesine bakarken bulduğunuzda, muhtemelen aklınıza gelen ilk şey, "Şu sarkan iletim hatlarına bakın." Yine de tellerin kuleler arasında aşağı doğru eğilmesi, kuleler kadar bu tip elektrik borularının bir özelliğidir. kendilerini.
Mahallenizdeki sıradan elektrik kabloları bitişik kutuplara neredeyse düz çizgilerle bağlanırken, çok daha büyük daha uzak yüksek voltajlı iletim kabloları arasındaki mesafe ve bu kabloların ağırlığı, bunu dışlar. aranjman. Sonuç olarak, aralarında sarkmalarına veya aşırı nedeniyle kırılma riskine izin verilmelidir. gerilim. Öte yandan, aşırı sarkma payı, elektrik şirketi için maliyetlidir, çünkü çok fazla sarkma, fazladan tel şeklinde daha fazla malzeme kullanır.
Çizgiler arasındaki sarkmayı hesaplamak ve optimal bir değer bulmak, yeterince basit bir matematiksel alıştırmadır.
Sarkan Tellerin Geometrisi
İzin Vermek L bitişik kuleler arasındaki yatay mesafe olmalıdır (aynı yükseklikte olduğu varsayılır, genellikle gerçekte geçerli bir varsayım değildir),
W ağırlık ol birim uzunluk başına iletkenin N/m cinsinden ve T N/m cinsinden birim uzunluk başına kuvvet için iletkendeki gerilim. Ö kulelerin ortasındaki en düşük sarkma noktasıdır.Bir nokta seçin P tel boyunca. Standart bir koordinat sisteminin (0,0) noktası olarak O'yu seçerseniz, noktanın koordinatları P (x, y). Eğri tel parçasının uzunluğunun ağırlığı OP = Wx ve hareketler (x(2) metreden Ö, çünkü telin kütlesi bu orta nokta etrafında eşit olarak dağılmıştır. Bu bölüm dengede olduğu için (aksi takdirde hareket ediyor olurdu), tel üzerinde net torklar (cismileri döndürmek için hareket eden kuvvetler) etki etmez.
Dengeleme Kuvvetleri: Ağırlık ve Gerilim
Gerilimden kaynaklanan tork T bu nedenle hat ağırlığından kaynaklanan gerilime eşittir Wx:
Ty = Wx (x/2)
nerede y arasındaki dikey mesafedir Ö herhangi bir yüksekliğe P işgal eder. Bu, denklemin yeniden düzenlenmesiyle bulunur:
y = Gx^2/2T
Toplam sarkmayı hesaplamak için x eşittir L/2, hangi y her iki kulenin tepesinden olan mesafeye eşittir - yani sarkma değeri:
sarkma = WL^2/8T
Misal: Eşit uzunluktaki bitişik iletim kulesi tellerinin tepeleri 200 m aralıklıdır. İletken telin ağırlığı 12 N/m ve gerilimi 1.500 N/m'dir. sarkma değeri nedir?
İle W = 12 N/m, L2 = (200 m)2 = 40.000 m2 ve T = 1.500 N/m,
sarkma = [(12)(40.000)]/[(8)(1,500)] = 480.000/12.000 = 40 m
Rüzgar ve Buzun Etkileri
Özellikle buz ve rüzgar gibi sinir bozucu hava olayları olmasaydı, iletim kablolarının inşası ve bakımı çok daha kolay olurdu. Bunların her ikisi de hemen hemen her şeye fiziksel olarak zarar verebilir ve iletim kabloları, yerden yüksekte açık alanlara maruz kalmaları nedeniyle genellikle özellikle hassastır.
Bunu hesaba katmak için yukarıdaki denklemde yapılan değişiklikler, dahil edilerek yapılır. wben, birim uzunluk başına buz ağırlığı ve ww, tellerin yönüne dik olarak yönlendirilen, birim uzunluk başına rüzgar kuvveti. Birim uzunluk başına telin toplam etkin ağırlığı şu şekilde olur:
w_{t} = \sqrt{(w + w_{i})^2 + (w_{w})^2}
Bunun dışında sarkma değeri daha önce olduğu gibi hesaplanır. ağırlık yerine geçer W yerçekimi dışındaki dış kuvvetlerin yokluğunda sarkmayı belirlemek için denklemde.