W poprzednich częściach cyklu krok po kroku odtwarzaliśmy aktualny stan pracy linii 110 kV. Najpierw, na podstawie pomiarów geodezyjnych, wyznaczyliśmy naprężenie przewodu – 22,275 MPa. Potem ustaliliśmy, że w chwili pomiarów przewód miał temperaturę 18,1°C.
Dopiero teraz, mając oba te parametry, możemy przejść do kolejnej fazy – analizy obliczeniowej, której celem jest „odtworzenie” stanu, jaki przewód miał w dniu montażu.
To właśnie ten stan – stan montażowy – będzie naszym punktem odniesienia do dalszych obliczeń zwisów, naciągów i naprężeń w linii.
Od czego zaczynamy analizę obliczeniową?
Aby odtworzyć stan montażowy, sięgamy po aplikację ZikOS, a dokładniej po moduł MPL-Sekcja. To narzędzie pozwala na obliczenie rzeczywistego zachowania się przewodów w sekcji odciągowej – i to z pełnym uwzględnieniem wszystkich elementów, które w praktyce mają duże znaczenie:
- krzywizny gruntu,
- wychyleń izolatorów,
- różnych stanów obciążenia oblodzeniem i wiatrem,
- a nawet nierównomiernych obciążeń w poszczególnych przęsłach.
Na początku podajemy dane przewodu roboczego. Można je wprowadzić ręcznie lub skorzystać z bazy danych dostępnej w aplikacji ZikOS.
Strefa klimatyczna – normy, obciążenia i warunki środowiskowe
Kolejnym etapem jest uzupełnienie bloku „Strefa klimatyczna”. Tutaj określamy normę i uwarunkowania środowiskowe, zgodnie z którymi będą wykonywane obliczenia. W naszym przykładzie:
- wybieramy normę PN-EN 50341-2-22:2016,
- wskazujemy strefę oblodzenia S1 i strefę wiatrową W1,
- przyjmujemy kategorię terenu II oraz poziom niezawodności PN2,
- podajemy średnią wysokość nad poziomem morza
- oraz wysokość zawieszenia przewodów.
Dopiero po zdefiniowaniu tych parametrów możemy przejść do warunków początkowych.
Warunki początkowe i końcowe – jak definiujemy stan odniesienia?
W polu „Warunki początkowe” podajemy wartości:
- H₁ – naciąg początkowy,
- T₁ – temperatura początkowa.
Te dwie wartości opisują stan odniesienia, względem którego będą wykonywane wszystkie obliczenia. W analizie linii napowietrznych takim stanem jest stan montażowy. To moment, w którym izolatory przelotowe wiszą pionowo, a poziomy naciąg wypadkowy sekcji odciągowej jest równy zero.
W polu „Warunki końcowe” podajemy wartość temperatury, dla której znamy już parametry z pomiarów.
To właśnie T₂, czyli temperatura przewodu w chwili pomiarów geodezyjnych – w naszym przypadku 18,1°C.
Parametry sekcji odciągowej
Zanim przejdziemy do właściwej analizy, musimy jeszcze wypełnić blok „Parametry sekcji odciągowej”, w którym podajemy:
- wysokości i położenie słupów,
- wysokości poprzeczników,
- długości i masy łańcuchów izolatorów.
To dane, które mają ogromny wpływ na dokładność wyników – dlatego muszą odpowiadać realnym pomiarom terenowym.
Wyznaczanie stanu montażowego – iteracyjna droga do H₁
Na potrzeby analizy zakładamy, że stan montażowy został określony przy typowej temperaturze montażu przewodu, czyli 10°C. Wpisujemy więc tę wartość jako temperaturę początkową T₁.
Jeśli w dokumentacji istnieje zapis o rzeczywistej temperaturze montażu – bezwzględnie należy użyć właśnie tej wartości.
Teraz przystępujemy do najważniejszego zadania: wyznaczenia naciągu montażowego H₁.
Chodzi o to, by dobrać taką wartość H₁, aby w warunkach końcowych – czyli przy temperaturze T₂ = 18,1°C – obliczony przez program naciąg i naprężenie przewodu jak najdokładniej odpowiadały temu, co uzyskaliśmy na podstawie pomiarów geodezyjnych (22,275 MPa).
Proces ten jest iteracyjny.
W praktyce wygląda to tak:
- Podajemy wstępną wartość H₁.
- Uruchamiamy obliczenia.
- Porównujemy naprężenie poziome σ z wartością z pomiarów.
- Korygujemy H₁ i powtarzamy procedurę, aż do uzyskania dużej zgodności.
W naszym przypadku najlepiej pasującą wartością okazał się H₁ = 5100 N
To właśnie ta wartość daje naprężenie najbardziej zbliżone do wyniku pomiarowego.
Mamy stan montażowy – możemy iść dalej
Tym sposobem udało się nam określić zarówno wartość temperatury montażowej, jak i naciągu montażowego.
Oznacza to, że posiadamy kompletny stan odniesienia, na bazie którego mogą być wykonywane wszystkie następne obliczenia.
