Warum Gewichte an Kabeln zwischen Strommasten?


53

Gestern habe ich gesehen, wie Gewichte an einem Kabel zwischen Strommasten hängen. Dies war im Nordosten von Arizona auf der Route 60 zwischen Show Low und Springerville. Hier ist ein Bild von einer ganzen Spanne:

Die weißen Kleckse sind die Gewichte. Hier ist eine Nahaufnahme eines einzelnen Gewichts:

Sie scheinen nur Betonblöcke zu sein, die weder einen Dashpot noch eine andere Möglichkeit bieten, Energie abzuleiten. Diese Gewichte scheinen bei 1/4 und 3/4 jeder Spanne zu liegen, was die Knoten der ersten harmonischen stehenden Welle wären. Sie würden Trägheit hinzufügen und die Frequenz beeinflussen, aber ist das wirklich ihr Zweck? Ich kann einige Möglichkeiten erraten, aber ich würde gerne erfahren, wofür diese Dinge von jemandem bestimmt sind, der sie tatsächlich kennt.

Da es sich um ein einzelnes Kabel handelt, muss es für die Kommunikation und nicht für die Stromversorgung verwendet werden, aber ich schätze, das spielt keine Rolle.

Hinzugefügt

Entschuldigung, ich habe diese Notiz früher hinzugefügt, aber anscheinend den Editor irgendwie abgebrochen, so dass es nicht gepostet wurde.

Zur Beantwortung der Frage von PlasmaHH: Ja, dies war in nahezu jeder Zeitspanne der Fall. Der Boden des Kabels war ziemlich hoch und ein wenig tiefer sah nicht so aus, als wäre es ein Problem gewesen. Die Büsche, die Sie auf dem ersten Bild sehen, befinden sich weit vor dem Kabel. Unterhalb des eigentlichen Kabels befindet sich viel Freiraum. Selbst wenn es dort einen hohen Busch gäbe, würde es immer noch viel Freiraum geben.


5
Vielleicht verhindert es, dass die Leinen so viel im Wind wehen?
Brendan Simpson

1
Ich kann so ziemlich garantieren, dass sie verwendet werden, um Vibrationen und ein "Galoppieren" des Kabels durch Wind, der die Verbindung stören könnte, zu verhindern. Ich fürchte, ich habe derzeit noch keine genauen Angaben.
DerStrom8

Befinden sich diese an jedem Kabel oder nur an einem Abschnitt? Der Betonblock sieht nicht so aus, als wäre er mehrere Jahrzehnte alt, also hätte ich zum Dämpfen etwas Moderneres erwartet. Eine weit hergeholte Vermutung wäre, den niedrigsten Punkt des Kabels anzuheben, sodass es wahrscheinlich nur angewendet wird, wenn dies erforderlich ist
PlasmaHH

1
Die Resonanzfrequenz ist umgekehrt proportional zur Masse, so dass möglicherweise stehende Wellen zwischen den Trägern gedämpft werden sollen. ω
Spehro Pefhany

1
Sie können nur verwendet werden, um die Linie zu beschweren und die meisten Schwingungen zu reduzieren, die innerhalb eines bestimmten Windgeschwindigkeitsbereichs erzeugt werden. Andererseits ist es angesichts der scheinbaren Oberfläche der Betonblöcke schwierig, sich vorzustellen, dass sie im Wind keinerlei Pendelwirkung haben - aber diese Schwingung kann die Linien möglicherweise nicht so stark belasten wie der normale Wind induzierte Oszillationen ... Wenn viele von ihnen installiert wurden, hat es wahrscheinlich jemand modelliert und getestet, um sicherzustellen, dass es sich um eine sinnvolle Implementierung handelt.
Zeffur

Antworten:


31

Es gibt verschiedene Vibrationsarten an Leitern zwischen Polen. Unterschiedliche Geräte dämpfen unterschiedliche Vibrationen. Diese Gewichte sollen in erster Linie Torsionsschwingungen dämpfen.

Torsionsschwingungen stehen in engerem Zusammenhang mit niederfrequenten Schwingungen mit hoher Amplitude - Leitergalopp - gegenüber dem hochfrequenten Flattern mit niedriger Amplitude, das üblicherweise mit abgestimmten Massendämpfern gezähmt wird.

Mit anderen Worten, diese Gewichte sind effektiver für niederfrequente Schwingungen, die insbesondere mit Torsionsschwingungen zusammenhängen, die an diesem bestimmten Ort zu erwarten sind, als dies bei Stegdämpfern der Fall wäre. Stockbridge-Dämpfer eignen sich eher für hochfrequente Vibrationen (Flattern, 10 Hz oder so).

Als solches erwarte ich, dass dies Pendeldetuner sind:

Dirigent mit anhängendem Gewicht

Pendelentstimmer.

Diese Antigaloppiervorrichtungen beruhen auf der Tatsache, dass die Torsionsbewegung des Bündels dynamisch mit der vertikalen Bewegung zusammenwirkt. Windenergie wird durch Torsionsbewegung in die vertikale Bewegung eingekoppelt. Die Steuerung der Torsion kann die vertikale Bewegung steuern. Dies tritt nur auf, wenn die Torsionsbewegung in der Nähe der Frequenz der vertikalen Bewegung liegt, die für Bündelleitungen gilt. Um eine Frequenzverschmelzung zwischen Torsion und vertikaler Bewegung zu vermeiden, die der Instabilität zugrunde liegt, müssen die Frequenzen voneinander getrennt werden (sogenannte Verstimmung). Also, das Prinzip der Verstimmung ist die Vermeidung einer solchen Frequenz Koaleszenz aufgrund Torsionssteifigkeit zu erhöhen.

Während sich das Verfahren zum Verwischen auf das Ändern der Eisform von einer möglicherweise instabilen in eine stabile Form stützt, akzeptiert die Verstimmung die Eisform, modifiziert jedoch die Leiterdynamik, um die mögliche aerodynamische Instabilität zu verhindern.

Einige der mit Verstimmungspendeln an Bündelleitern durchgeführten Tests ergaben zufriedenstellende Ergebnisse. Ihre negativen Auswirkungen auf die Leitungen sind recht gering: Einige Tests haben gezeigt, dass die Masse der Pendel an den Befestigungsklammern aufgrund von äolischen Schwingungen zu hohen Werten der dynamischen Biegedehnung des Leiters führen kann. Ein geeignetes Design (Gewicht, Armlänge, Position) ist unerlässlich.

( Quelle , Hervorhebung hinzugefügt)

Es gibt neuere Geräte, die Torsionsvibrationen besser kontrollieren . Jedes Gerät hat bestimmte Vorteile (normalerweise weniger Gewicht), ist jedoch auch teurer und erfordert neue Konstruktionsarbeiten zur Bestimmung der richtigen Parameter, sodass Sie immer noch viele einfache Gewichte wie z die du dir vorgestellt hast.


2
Adam Davis hatte es richtig. Faszinierende Sachen; Starten Sie hier tdee.ulg.ac.be/doc-25.html und lesen Sie für weitere Informationen durch. Sie müssen die Seitenzahl jedes Mal in der Adresse erhöhen.

Ich habe diese auch in Kalifornien gesehen und hatte immer erfahren, dass sie Vibrationen im Kabel dämpfen sollen.
Doktor J

23

Ich denke, es ist eine unvollendete Angelegenheit. Darauf komme ich weiter unten.

Wenn Sie ein empfindliches Kommunikationskabel von Pol zu Pol verlegen, muss es an mehreren Stellen von einem "strukturellen" Stahldraht gestützt werden. Der Stahldraht ist zwischen den Polen aufgehängt und wird benötigt, weil das Eigengewicht des Kommunikationskabels zwangsläufig dazu führen würde, dass es sich dehnt und ausfällt. Installationsingenieure, die an der Verkabelung dieser Kabel beteiligt sind, verwenden Folgendes, um empfindliche Kommunikationskabel zu unterstützen:

Bildbeschreibung hier eingeben

Stellen Sie sich nun das Szenario vor, in dem zu einem späteren Zeitpunkt möglicherweise weitere Kabel hinzugefügt werden sollen:

Bildbeschreibung hier eingeben

Die Betongewichte müssen während des Hinzufügens von mehr Kabeln abgenommen (oder verkleinert) werden, damit das tragende Stahlkabel (manchmal als Kurierdraht bezeichnet) unter der gleichen Spannung bleibt, dh es wird aufgrund des zusätzlichen Gewichts nicht gedehnt neuer Kabel. Wenn es sich verlängerte, konnte es entweder das ursprüngliche Kommunikationskabel dehnen (wenn es fest mit dem Nachrichtendraht verbunden war) oder die Stütze auf das empfindliche Kommunikationskabel reduzieren und es beschädigen.


1
Ich habe das positiv bewertet, weil es am vernünftigsten klingt, aber jetzt bin ich mir nicht sicher. Sie beginnen mit "Ich denke", und Ihre Antwort unterscheidet sich von den anderen Antworten. Haben Sie etwas zu zeigen?
Pipe

@pipe na ja, die Bilder sind eine Art Referenz: Wir halten diese Bilder für selbstverständlich ...
Marcus Müller

3
Ich habe recherchiert, als ich die Frage sah, die mich zu der Annahme veranlasste, dass dies ein wahrscheinlicher Grund ist. Wenn man jedoch Bilder von Schafen findet, die tot an Oberleitungskabeln hängen, ist es eine gute Idee, in die Denkweise einer zufälligen Person zu geraten, die Betonblöcke an einem Draht aufhängt große Bestellung.
Andy aka

1
Ich kaufe diese Antwort nicht wirklich. Wenn die Gewichte, Verkabelungen und Kabel gleichzeitig in der Reihenfolge Kabel -> Gewichte -> Verkabelung installiert würden, gäbe es keinen Grund, die Gewichte zu belassen. Wenn sie in der einzig relevanten Reihenfolge installiert würden: Kabel -> Verkabelung -> Gewichte, würden die Gewichte die Verkabelung dehnen. Für diese Antwort sind entweder Zitate oder zumindest die Bestätigung eines Technikers erforderlich, der sie installiert hat. Wind- / Oberschwingungsdämpfung ist viel sinnvoller und die einzige Erklärung, die Sie finden, wenn Sie diese im Internet recherchieren.
Jason C

1
Dies ist eine sehr interessante Hypothese, die sonst niemand berücksichtigt hat, +1. Ich akzeptiere jedoch die Antwort, dass es sich um Pendeldetuner handelt, da dies meiner Meinung nach eindeutiger ist, da Beispiele für sehr ähnliche Geräte bekannt sind, die für diesen Zweck verwendet werden. Ich erinnere mich auch, dass ich vor 10 Jahren dieselbe Straße gefahren bin und mich dann auch über die Gewichte gewundert habe. Sie sind schon eine Weile dort. Diesmal habe ich angehalten, um Fotos zu machen, damit ich hier nachfragen kann. Wenn jemand aus Show Low und Springerville hier ist, kann er sich selbst davon überzeugen und uns vielleicht eine Geschichte geben.
Olin Lathrop

15

Ich bin mir ziemlich sicher, dass sie einem bestimmten mechanischen Zweck dienen, der heutzutage normalerweise mit Stockbridge-Dämpfern gelöst wird :

Sie absorbieren die Energie mechanischer Schwingungen in der Leitung.


2
Ich nehme an, Sie haben recht damit, dass sie damit zu tun haben, bestimmte mechanische Schwingungen zu vermeiden, aber ich verstehe nicht, wie ein dummer Betonblock Energie aufnimmt. Wenn sich ein Dämpfer oder ein Dämpfer zwischen dem Block und der Leitung befände, würde dies der Fall sein, aber in der Verbindung scheint sich nichts zu befinden, das mechanische Energie ableitet. Deshalb frage ich. Ich hatte etwas Dissipatives erwartet, aber so etwas scheint es nicht zu geben.
Olin Lathrop

9
Ich verstehe, dass Sie durch einfaches Hinzufügen von Gewicht die Trägheit des Systems ändern und es schwieriger machen, unter normalen Windbedingungen zu erregen
Marcus Müller,

1
... Auch ist es nicht die konstante Seitwärtskraft des Windes, die Probleme verursacht, sondern der "Flattern" -Effekt, wie beim Einsturz der Tacoma Narrows Bridge. Ein paar relativ schwere Gewichte, die verhindern, dass das Kabel frei im Wind auf und ab flattert, töten das Problem an der Quelle.
Alephzero

2
Wenn Sie Kabel vor Wind schützen möchten, müssen Sie als letztes eine stärker windexponierte Oberfläche hinzufügen und mit einem Betonblock ein potenzielles Pendel erzeugen.
Dmitry Grigoryev

2
@DmitryGrigoryev es sei denn, die von Ihnen befürchteten mechanischen Kräfte sind eher hochfrequent als niederfrequent.
Marcus Müller

9

Sie sind Dämpfer. Sie sollen verhindern, dass die Leine bei starkem Wind so stark auf und ab peitscht. Diese Schwingungen können mehr Zugkraft auf die Leine ausüben, als die Leine verarbeiten kann. Das Auflegen von Gewichten auf die Leine erhöht die Zugkraft auf die Leine geringfügig, verhindert jedoch, dass diese Kraft zu groß wird.

Bildbeschreibung hier eingeben


2
Zu Ihrer Information, Dämpfer sind die Dinge, die Topfpflanzen feucht halten. Und warum würden Sie annehmen, dass die Mitte der Linie während der Oszillationen stationär bleibt? Das ist sicher nicht wahr.
Dmitry Grigoryev

3
@DmitryGrigoryev Nein, Dämpfer können viele Dinge bedeuten. Ein Dämpfer in der Art, wie ich ihn benutze, bezieht sich auf etwas, das Vibrationen dämpft. Ja, ein Feuchtmittel kann auch verwendet werden, um Topfpflanzen feucht zu halten, aber so verwende ich es hier nicht. Und ich gehe nicht davon aus, dass der Punkt in der Mitte stationär bleibt. Ich bin mir nicht sicher, wie Sie das aus der Zeichnung haben, abgesehen davon, dass Sie einfach zu viel hineingelesen haben. Ich weiß, es bewegt sich ...
Chris

3
Ich denke du meinst Dämpfer, nicht Dämpfer.
Markrages

3
Scheint, als ob damper(ein Gerät, das dämpft , was bedeutet , (etwas) weniger stark oder aktiv zu machen ) und dampener(Nomenform des Dämpfens, um die Aktivität oder Kraft von ) zu überprüfen oder zu verringern, beide richtig sind, obwohl "Schwingungsdämpfer" historisch gesehen ziemlich viel ist populärer auf ngrams Suche . Keine große Sache.
Jeff Bowman

8
Ich denke, wir alle wissen, was Chris beschreibt, weil wir Verstand haben und es keine Rolle spielt, ob da ein zusätzliches "Ne" drin ist. Nennen Sie sie einfach Dämpfer und fahren Sie fort.
Jason C

6

Ich glaube, dass es einen statischen harmonischen Ausgleichseffekt auf fundamentale stehende Wellen hat.

Dies kann eine wirtschaftliche Lösung für Einzelkabel aus Kupfer sein, die anfällig für Vibrationsermüdung sind, da das Stahlkabel die axiale Belastung des Koaxialkabels verringert.

Diese Methode scheint mehr Durchhang zu geben und wird nicht für Wechselstrom-Phasenleitungen verwendet, da die Schwankung zu Lückenproblemen führen kann und nur eine Hilfe für einphasige Einphasentropfen mit langer Spanne in ländlichen Gebieten ist.

Ich würde niemals erwarten, dass diese Methode von Quebec Hydro mit Eisgewichtsrisiken angewendet wird, die durch gewichtete Lösungen wie diese mit Dreiphasenleitungen verstärkt werden, aber für ländliche Benutzer in Arizona, die Kabelfernsehen und Internet erwarten, in Ordnung.

Von der Arbeit in der Telekommunikations- / Kabelindustrie und dem Mangel an HV-Isolatoren. Ich würde erwarten, dass dies ungefähr 3/4 "festes Kupferkoaxialkabel mit Schaumkern ist . Ein" Hibachi "-ähnliches Alaungehäuse sollte ungefähr alle paar Meilen inline sein, um die Videosignale und die 2-Wege-Internetmodemverbindungen zu verstärken und auszugleichen. Niederspannung Wechselstrom wäre enthalten, um die Inline-Repeater mit Strom zu versorgen.


2
Nicht ganz Arizona ist eine heiße Wüste. Der Bereich des Bildes befindet sich in einer Höhe von etwa 7000 Fuß und würde im Winter Schnee und Eis bekommen.
Olin Lathrop

1
Ja, aber es ist ein trockenes Klima im Gegensatz zu den Wintern in Quebec. Lowestrates.ca/sites/default/files/eastcoaststorm.jpg Selbst hier in Toronto sind 10% der Bäume in Gebieten mit Eisansammlung gefallen .
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Die Hälfte der Verschiebung bei doppelter Frequenz klingt für mich nach ungefähr der gleichen Müdigkeit. Zusätzliche Oberfläche und zusätzliches Gewicht erhöhen es nur weiter.
Dmitry Grigoryev

Benötigen Sie möglicherweise ein besseres Modell wie eine elektrische Übertragungsleitung mit gewichteten Impedanzstummeln, um stehende Wellen von Polreflexionen mit einer verlustbehafteten Leitung zu dämpfen.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Als Anzeichen für raue Winter in dieser Gegend ist das örtliche Fußballstadion der High School eine geschlossene Kuppel.
Michael Richardson

3

Sie haben recht, sie dienen dazu, die Eigenresonanzfrequenz zu verändern. Ich kann diese Art der Unterdrückung der stehenden Wellen auch in meinem Land in Regionen mit starkem Wind beobachten. Eigentlich kommt der Wind in Stößen, es ist kein konstanter Wind. Die Stockbridge-Dämpfer sind ebenfalls montiert, aber ich denke, sie können die Resonanz nicht vermeiden.


1
Natürlich hilft das Ändern der Resonanzfrequenz nur gegen Winde, die mit konstanter Frequenz wehen, was sehr höflich ist.
Dmitry Grigoryev

Sie blasen turbulent und addieren ein Gewicht, so dass die neue Resonanzfrequenz weit unter der induzierten Winderregungsfrequenz liegt. Der aus den Bergen kommende Wind hat nie eine konstant niedrige Frequenz.
Marko Buršič

Ihre Antwort würde in hohem Maße von der Berechnung des erforderlichen Gewichts auf der Rückseite des Umschlags profitieren.
Dmitry Grigoryev

1

Ich denke, diese Gewichte sollten die 1. Harmonische deaktivieren und die Oszillation der 3. Harmonischen aktivieren. Das Kabel hat eine stärkere Dämpfung der 3. Harmonischen als der 1. Harmonischen oder die Anregung durch den Wind ist für die 3. Harmonische geringer.

Die Abstände zwischen Polen und Blöcken sehen unterschiedlich aus. Dies kann verhindern, dass der Wind stabile Schwingungen erzeugt, bis das Stahlkabel bricht.


1

Die auf den Fotos gezeigte Abfahrtsposition deutet darauf hin, dass "Buffeting" das Problem sein könnte, das durch Wirbel verursacht wird, die sich auf der Lee-Seite des Hügels ablagern. Buffeting wirkt wie galoppierendes Schwingen mit langer Wellenlänge.

Das Galoppieren, das durch die Wechselwirkung von Wirbeln mit der Kabelrotation verursacht wird, kann durch Steuern der Rotation des Kabelbündels gesteuert werden. Auf diese Weise kann das Buffeting nicht gesteuert werden, da die Wirbel nicht vom Kabel, sondern vom Hügel abgeworfen werden.

Die normale Lösung für Buffeting besteht darin, Kabel nicht in leeseitigen Wirbeln zu platzieren. Es ist nur das Foto, das darauf hindeutet, dass dies hier ein Problem sein könnte: Sind dieselben statischen Dämpfer an Orten außerhalb von Hügeln angebracht?


Diese Dämpfer befanden sich auf jeder Strecke dieses Kabels, das sich kilometerweit erstreckte, manchmal bergauf und bergab.
Olin Lathrop
Durch die Nutzung unserer Website bestätigen Sie, dass Sie unsere Cookie-Richtlinie und Datenschutzrichtlinie gelesen und verstanden haben.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.