W poprzednim artykule omówiliśmy zakres niezbędnych danych wejściowych do rozpoczęcia obliczeń niezbędnych do modernizacji przęsła linii 110 kV. Teraz przechodzimy do kluczowego etapu – identyfikacji stanu odniesienia oraz wyznaczenia naprężenia i naciągu przewodów na podstawie pomiarów geodezyjnych.
Dlaczego stan odniesienia jest tak ważny?
Aby móc obliczyć zwisy i naprężenia przewodów w dowolnych warunkach eksploatacyjnych – zgodnie z równaniem stanu – konieczne jest przyjęcie jednoznacznego stanu odniesienia.
W analizie sekcji odciągowej za taki stan uważa się zwykle stan montażowy, ponieważ:
- izolatory przelotowe wiszą pionowo,
- naciągi przewodów są jednakowe dla wszystkich przęseł sekcji,
- znane są warunki montażu: temperatura i naciąg montażowy.
Niestety, rzeczywisty aktualny stan linii bardzo często odbiega od stanu montażowego. Wpływają na to m.in.:
- ruchy tektoniczne, przesunięcia fundamentów, rotacje słupów,
- procesy reologiczne w przewodach i konstrukcjach wsporczych,
- wieloletnie obciążenia środowiskowe.
Dlatego nie da się wprost „odtworzyć” stanu montażowego – można go jedynie oszacować z odpowiednią dokładnością, wystarczającą do przeprowadzenia wiarygodnej analizy mechaniki.
Identyfikacja aktualnego stanu linii na podstawie pomiarów
Aby określić aktualny stan linii przy temperaturze panującej podczas pomiarów, korzysta się z pomiarów geodezyjnych przewodu. Na ich podstawie możliwe jest:
- wyznaczenie krzywej katenoidy,
- identyfikacja naprężenia (MPa),
- wyznaczenie naciągu (kN).
To właśnie ten stan będzie później podstawą do odtworzenia przybliżonego stanu odniesienia.
Wyznaczenie temperatury przewodu podczas pomiarów
Dokładna temperatura przewodu jest kluczowa, ale jednocześnie bardzo trudna do zmierzenia bezpośrednio. Dlatego zwykle określa się ją pośrednio, wykorzystując warunki meteorologiczne (temperatura powietrza, prędkość wiatru, nasłonecznienie), chwilowy prąd obciążenia linii, a także parametry techniczne przewodu. Uzyskana wartość jest następnie używana podczas dalszej analizy naprężeń.
Wyznaczanie naprężenia z pomiarów w programie ZikOS – moduł MPL
Do obliczeń naprężeń z danych geodezyjnych wykorzystujemy moduł MPL – Naprężenia przewodów z pomiarów w aplikacji ZikOS Linie Napowietrzne.
W module należy wprowadzić:
- Dane przewodu
- przekrój obliczeniowy (mm²),
- obliczeniowy ciężar przewodu (kg/m).
W analizowanym przykładzie wykorzystujemy przewód:
- ACSS/TW BRANT-201, 227,7 mm², 0,763 kg/m.
- Współrzędne punktów zawieszenia
- Z pomiarów geodezyjnych dla obu słupów ograniczających przęsło.
- Punkty geodezyjne przewodu w przęśle
- Program może wykorzystać pojedynczy punkt, ale im więcej punktów pomiarowych, tym dokładność jest większa. W naszym przypadku wykorzystano 9 punktów pomiarowych.
Wyniki obliczeń naprężenia i naciągu
Po przetworzeniu danych moduł MPL zwrócił:
- naprężenie wynikowe: 22,275 MPa,
- naciąg wynikowy: 5,072 kN.
Jeden z punktów pomiarowych (lp. 5) został odrzucony jako odstający – funkcjonalność programu pozwala na eliminację punktów o dużej niepewności, co poprawia dokładność wyników.
Otrzymane wartości opisują aktualny stan pracy przewodu w chwili pomiaru. Kolejnym krokiem analizy będzie wyznaczenie temperatury przewodu w chwili pomiaru z wykorzystaniem modułu OPL-CIGRE systemu ZikOS.
