محاسبه گردد. در مواردي که آرايش هاديها بصورت شکل (4-3) مي باشد، اغلب کنترل فواصل فازها در سر برج ها، تنظيم فازها در وسط پايه ها را نيز به همراه دارد (بخصوص براي اسپن هاي کوتاه) اما در حالت شکل (4-4) لازم است فواصل فازي در سربرج و وسط پايه ها جداگانه کنترل شود.

شکل (4-3)- شماي کلي يک برج داراي زنجيره مقره هاي آويزان

شکل (4-4)- شماي کلي يک خط انتقال که فازهاي آن در کنار هم نصب شده اند

مقايسه دو شکل (4-3) و (4-4) نشان مي دهد، در حالتي که هاديها از طريق زنجيره مقره ها بهم متصل مي‌باشند نوسانات هاديها به مراتب کمتر از حالتي که از مقره هاي آويزان استفاده گرديد، مي باشد.
در رابطه با نزديک شدن فازها به يکديگر بخصوص در وسط پايه ها مطالب محدودي منتشر گرديده است و عمدتاً روابط موجود بر اساس اندازه گيري هاي آزمايشگاهي تدوين شده است. در حالت کلي کاهش فواصل فازي از رابطه زير بدست مي آيد:
(4-2)
اين رابطه نشان مي‌دهد در صورت وزش باد لازم است فواصل هاديها به اندازه افزايش يابد. در اين رابطه K ضريب مشخصي است که در مرجع [2] مقدار آن برابر 60/0 پيشنهاد گرديد همچنين در اين مرجع اظهار شد اگر در حد فاصل دو پايه از فاصله نگهدارهاي فازي استفاده شود، مقدار بصورت زير کاهش مي يابد که در اين رابطه n تعداد فاصله نگهدارهاي فازي در هر اسپن مي باشند:
(4- 3)
بنابراين در تنظيم فواصل فازها بخصوص در آرايش افقي هاديها لازم است نقش اين عامل بخصوص در وسط پايه ها بيشتر مورد توجه قرار گيرد.

4-3- نوسانات جهشي
يکي از انواع نوسانات هاديها نوع جهشي يا گالوپينگ (Galloping) مي باشد، اين نوع نوسانات که در اثر وزش باد، ريزش يخ يا تحت تأثير هر دو عامل ايجاد مي شوند، سبب نزديک شدن هاديها در آرايش عمودي فازها به يکديگر مي شوند. گرچه با بکارگيري انواع مختلف ميراکننده ها تلاش در کاهش دامنه اين نوع نوسانات مي باشد، اما امکان حذف آنها بخصوص در وسط پايه ها که معمولاً بيشترين افتادگي در آنجا اتفاق مي افتد ميسر نمي باشد، به همين دليل لازم است در تعيين فواصل عمودي فازها به اين عامل مهم نيز توجه کافي مبذول گردد.
گرچه در دو دهه اخير مطالعات گسترده اي در جهت تخمين و محاسبه دامنه نوسانات گالوپينگ انجام گرفته است، اما هنوز مدل واحدي که مقبوليت عامه داشته باشد ارائه نشده است، ضمن اينکه در شرايط مشخص مدل هاي ارائه شده داراي پاسخ يکساني نمي باشند. با توجه به اينک دامنه نوسانات هاديها به سرعت باد و قطر يخ وابسته است لذا همواره گالوپينگ با دامنه زياد اتفاق نمي افتد بلکه وقوع آن احتمالي است که بر حسب درجه ريسک پذيري يا نقش خطوط انتقال نيرو لازم است در طراحي ها مد نظر قرار گيرند. در جهت آشنائي با روش هاي محاسبه دامنه اين نوع نوسانات ذيلاً به چند مدل محاسباتي ارائه شده در مراجع معتبر اشاره مي گردد.
4-3-1- روش اول- بيضي گالوپينگ
اين روش که موسوم به بيضي گالوپينگ مي باشد، محدوده نوسانات هاديها در فضااي داخلي يک بيضي با مشخصات نشان داده شده در شکل زير در نظر گرفته مي‌شود.

شکل (4-5)- منحني بيضي گالوپينگ در يک خط انتقال نيرو نمونه

در اين شکل پارامترهاي تا که در حقيقت مشخصه بيضي مي باشند. بصورت زير تعريف مي شوند:

(4-4)
در اين رابطه F فلش هادي مي باشد ضمناً آقاي Davison ارائه دهنده اين روش به استناد مطالعات خود، قطر کوچک بيضي () را حدود 40 درصد قطر بزرگ بيضي در نظر گرفته اند يا :
(4-5)
در صورتيکه طول اسپن زياد باشد، تعداد حلقه هاي گالوپينگ در هر اسپن بيش از يک حلقه مي باشند، به همين دليل لازم است، رابطه بالا براي اين حالت نيز تنظيم گردد. در صورتيکه حلقه هاي گالوپينگ دو باشد، پارامترهاي بيضي به صورت زير اصلاح مي شوند:
(4-6)
(4-7)
در اين روابط S اسپن (فاصله دو پايه) و K ضريبي متناسب با طول اسپن و فلش هاديها مي‌باشد. همانطور که رابطه (4-6) نشان مي دهد، در شرايط وقوع پديده گالوپينگ، دامنه نوسانات هاديها در مقايسه با حالت تک حلقه بطور چشمگيري کاهش مي يابد.
(4-8)
اين رابطه را مي توان بصورت ساده تر زير نيز نشان داد:
(4-9)
همچنين براي محاسبه زاويه نوسانات هاديها مي‌توان از رابطه زير استفاده نمود :
(4-10)
با توجه به شکل (4-5)، براي محاسبه حداقل فواصل فازي مي توان از رابطه زير استفاده نمود:
(4-11)
در اين رابطه، Ym حداقل فاصله فازها با توجه به نوسانات گالوپينگ بر حسب متر، d حداقل فاصله الکتريکي بر حسب متر و مي باشد. قطر بزرگ بيضي مي باشد و مقداري که از رابطه (4-6) بدست مي آيد مربوط به حالت دو حلقه مي باشد که در اسپن هاي بلند اتفاق مي افتد.
در صورتيکه يخ دور هاديها را بصورت يکنواخت و متقارن احاطه نمايد لازم است سطح باد خور و وزن مجموع هاديها با توجه به ضخامت يخ محاسبه گردد. در چنين حالتي مي توان از رابطه زير استفاده نمود:
(4-12)
در اين روابط پارامترهاي بکار گرفته شده بشرح زير مي باشند:
-h حداقل فاصله مجاز عمودي بين کراس آرم ها، متر
-a حداقل فاصله هوائي، متر
-Vسرعت باد، متر بر ثانيه
-di قطر هادي بر حسب متر
-diiضخامت يخ در دور هادي
-g جرم مخصوص يخ، تن بر متر مکعب
– زاويه انحراف زنجيره مقره ها، بر حسب درجه
w – وزن يک متر از طول هادي، کيلوگرم
طبيعي است با افزايش ضخامت يخ در روي هاديها ضمن اينکه بر وزن هاديها افزوده مي‌گردد، سبب افزايش سطح بادخور نيز مي شود که در مجموع باعث افزايش زاويه انحراف زنجيره مقره‌ها مي‌گردد.
4-3-2- روش دوم- مدل لگارتيمي (خطوط ساده و باندل)
مدل ارائه شده در اين روش بر پايه آزمايشات انجام شده بر روي نمونه هاي مختلفي از خطوط انتقال نيرو تدوين گرديده است. در اين مدل دامنه نوسانات هاديها براي خطوط انتقال ساده يک تا تک سيمه (يک هادي در هر فاز) به صورت تابعي از فلش و قطر هاديها تعريف و بصورت مدل زير ارائه گرديده است.
(4-13)
در اين رابطه :
– ماکزيمم دامنه جهش پيک تا پيک هاديها بر حسب متر
di – قطر هادي بر حسب متر
F – فلش هادي بر حسب متر
در خطوط انتقال نيرو باندل که بجاي استفاده از يک هادي از چند هادي در هر فاز استفاده مي‌شود، ماکزيمم جهش هاديها بصورت رابطه زير محاسبه مي‌شود :
(4-14)
همانطور که روابط بالا نشان مي دهند گرچه دامنه نوسانات گالوپينگ بصورت مستقل از سرعت باد تعريف شده است، اما چون اين روابط بدترين شرايط تدوين شده اند، عملاً سرعت باد در مدل سازي منظور گرديده است. لذا دامنه نوسانات گالوپينگي که از اين طريق محاسبه مي شود براي شرايطي مناسب است که مدل بر اساس آن تدوين گرديده است که از جمله مي توان به سرعت باد اشاره کرد که بيشتر موارد (بجز يک مورد که حدود 15 متر بر ثانيه بود) کمتر از ده متر بر ثانيه بوده است. ضمناً اين مدل در محدوده معيني از پارامتر اسپن هادي (CSP=Conductor Span Parameter) که بصورت زيرمي باشد، داراي دقت کافي مي باشد. در رابطه زير h براي خطوط ساده برابر يک و براي خطوط باندل مساوي 15/0 مي باشد:

البته اين روابط تقريبي مي باشند و طبيعتاً درصد عمده اي از نوسانات هاديها را پوشش مي‌دهند اما ممکن است در برخي موارد نوسانات هاديها از مقادير محاسبه شده فراتر رفته و احتمال برخورد فازها را به همراه داشته باشد. لذا اگر قرار باشد فواصل فازي بر مبناي اتفاقات نادر محاسبه شود، سبب افزايش بي‌رويه فواصل فازها مي گردد که عملاً باعث ازياد ابعاد، وزن و قيمت برجها مي شود و در نتيجه طراحي خطوط انتقال را از حالت اقتصادي خارج مي سازد.
4-3-3- روش سوم- مدل مرتبط با سرعت باد و فلش
اين مدل که در بسياري از مراجع به آن اشاره شده است، حداکثر دامنه جهش هاديها بصورت تابعي از سرعت باد و فرکانس نوسانات و بصورت رابطه زير بيان بيان نموده است :
(4-15)
در اين رابطه ضريب 26/0 براي محاسبه بالاترين دامنه نوسانات هاديها پيشنهاد شده است، اما با پذيرش ريسک بيشتر اين ضريب مي‌تواند کاهش يابد و در برخي موارد مقدار آم تا 10/0 نيز تقليل مي‌يابد. ضمناً رابطه (4-15) دامنه نوسانات هاديها بر حسب سرعت باد و فرکانس نوسانات تعريف شده است. اما چون فرکانس نوسانات خود تابعي از ديگر مشخصه‌هاي خطوط انتقال مي باشد، لذا با جايگذاري مقدار معادل آن در رابطه (4-15)، مي‌توان رابطه مناسب تر ديگري را براي محاسبه دامنه جهش هاديها بدست آورد:
(4-16)
(4-17)
(4-18)
با تبديل کشش هادي از نيوتن به کيلوگرم، مقدار f يا فرکانس نوسانات هاديها در اثر وقوع پديده گالوپينگ بصورت رابطه زير در مي‌آيد:
(4-19)
با جايگذاري مقدار f در رابطه (4-15) و با توجه به رابطه (4-19) مقدار دامنه ماکزيمم گالوپينگ بصورت رابطه (4-22) در مي آيد:
(4-20)
(4-21)
(4-22)
رابطه (4-22) براي گالوپينگ تک حلقه داراي دقت خوبي نمي‌باشد و معمولاً در محدوده زير داراي کاربرد بهتري مي‌باشد:

اين رابطه نشان مي‌دهد که براي مقادير معيني از نسبت فلش به اسپن رابطه (4-22) داراي دقت مناسبي است بعنوان مثال براي اسپن 300 متري مقدار فلش هاديها بايد در محدوده 3 تا 5/4 متر باشد چون در غير اينصورت رابطه فوق داراي دقت خوبي نمي‌باشد.
در اين روابط:
– فاصله پيک تا پيک دامنه نوسانات جهشي هاديها بر حسب متر
فرکانس نوسانات هاديها بر حسب هرتز
شتاب زاويه اي
تعداد حلقه هاي گالوپينگ در هر اسپن. معمولاً براي اسپن هاي کوتاه (حدود 100 متر) گالوپينگ بصورت تک حلقه اتفاق مي افتد اما براي اسپن هاي طولاني بر حسب مورد ممکن است به دو يا چند حلقه افزايش مي يابد.
سرعت وزش باد بر حسب متر بر ثانيه
کشش هاديها، بر حسب نيوتن
کشش هاديها، بر حسب کيلوگرم
اسپن يا فاصله پايه ها بر حسب متر
وزن يک متر از هادي بر حسب کيلوگرم
فلش هادي بر حسب متر
در صورتيکه از رابطه (4-22) براي محاسبه دامنه نوسانات گالوپينگ استفاده شود، مقدار بيش از مقاديري واقعي خواهد بود. اين اختلاف موقعي که سرعت باد و فلش هاديها زياد باشد بيشتر مشهود مي‌شود. اما در عمل با افزايش سرعت باد و فلش، تعداد حلقه‌هاي گالوپينگ هم افزايش مي‌يابند، که به اين ترتيب مقدار کمتر مي شود که لازم است در محاسبات به کليه نکات توجه گردد.
4-3-4- روش چهارم- مدل خطي با قطر هادي
مؤلفين مرجع بر اين عقيده اند که دامنه نوسانات گالوپينگ که از رابطه (4-15) بدست مي آيد به مراتب بيش از مقادير واقعي است به همين دليل محدوديت هاي زير را اعمال نمودند:
(4-23)
(4-24)
در فصل مشترک دو محدوده بالا يعني هر دو رابطه داراي جواب واحد مي‌باشند. با توجه به رابطه فوق حد دامنه نوسانات گالوپينگ براي هاديهاي متداول در خطوط انتقال نيرو کشور که قطر آنها از 78/21 ميليمتر (هادي Hawk-447 KCM) تا 16/36 ميليمتر (هادي Martin-1354 KCM) در محدوده 72 تا 119 سانتيمتر تغيير مي کند که اين ارقام نيز معقول نمي‌باشند. در چنين مقادير واقعي سرعت باد و فرکانس نوسانات، نسبت به مراتب بيشتر از ارقام فوق تغيير نمايد اما در اين مدل دامنه نوسانات گالوپينگ در حد معيني معدود مي گردد که اين نشانگر تقريبي بودن روابط ارائه شده مي‌باشد ضمن اينکه مؤلفين مقاله مرجع بر اين عقيده اند وقتي سرعت باد از حد معيني تجاوز مي‌کند، دامنه نوسانات گالوپينگ تقريباً ثابت مي‌ماند.
اگر دامنه گالوپنيگ به کمک رابطه (4-22) محاسبه شود،

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید