W poprzedniej części cyklu omówiliśmy sposób wyznaczenia naprężenia najniższego przewodu roboczego przęsła na podstawie pomiarów geodezyjnych. Uzyskana wartość naprężenia – 22,275 MPa – stanowi kluczowy parametr bieżącego stanu linii. Jednak sama wartość naprężenia nie ma pełnej wartości analitycznej, jeśli nie znamy temperatury przewodu w chwili pomiarów. Dopiero zestawienie obu parametrów pozwala jednoznacznie określić aktualny stan pracy linii napowietrznej.
W tej części skupimy się na tym, jak poprawnie oszacować temperaturę przewodu, zwłaszcza wtedy, gdy bezpośredni pomiar jest niemożliwy.
Temperatura przewodu – jakie jest znaczenie tego parametru?
W praktyce pomiarowej geodeci często przyjmują, że temperatura przewodu odpowiada temperaturze otoczenia mierzonej w cieniu. Niestety takie uproszczenie może prowadzić do bardzo dużych błędów.
Nawet przy zerowym obciążeniu prądowym, samo nasłonecznienie może podnieść temperaturę przewodu o kilkanaście stopni w stosunku do temperatury otoczenia.
Co to oznacza dla analizy zwisów?
- dla typowego przęsła linia 110 kV,
- 1°C błędu temperatury = około 3 cm błędu zwisu,
- w pełnym słońcu i przy obciążeniu prądowym błąd temperatury może wynieść ponad 30°C,
- co przekłada się na około 1 metr błędu oceny zwisu.
Oznacza to jedno: bez rzeczywistej temperatury przewodu nie da się rzetelnie prowadzić analizy mechaniki linii napowietrznej.
Problemy z bezpośrednim pomiarem temperatury
Najczęściej geodeci, ze względu na brak odpowiednich narzędzi, nie mają możliwości bezpośredniego pomiaru temperatury przewodu. Dlatego zwykle nie stosuje się bezpośrednich pomiarów temperatury.
Z pomocą przychodzi tu oprogramowanie ZikOS, a dokładnie jego moduł OPL-CIGRE, który pozwala wyznaczyć temperaturę przewodu na podstawie danych meteorologicznych i parametrów technicznych przewodu oraz jego obciążenia w chwili pomiaru.
Wyznaczanie temperatury przewodu w programie ZikOS – OPL-CIGRE
Aby określić temperaturę przewodu roboczego w chwili pomiarów geodezyjnych, do modułu OPL-CIGRE wprowadzamy zestaw danych wejściowych. Obejmuje on:
- Dane techniczne przewodu
Wprowadzane ręcznie lub wybierane z bazy ZikOS:
- średnica obliczeniowa (mm),
- rezystancja DC w 20°C (Ω/km),
- temperaturowy współczynnik wzrostu rezystancji αR,
- jeśli przewód posiada rdzeń stalowy: liczba warstw aluminium, przekrój obliczeniowy (mm²),
- jeżeli w warstwie zewnętrznej występują druty okrągłe: średnica drutu (mm).
- Właściwości powierzchni przewodu
Wraz z wiekiem przewód staje się ciemniejszy, a jego emisyjność i absorpcyjność rosną. Dla linii eksploatowanej od lat przyjęliśmy:
- współczynnik emisyjności εP = 0,9,
- współczynnik absorpcyjności αP = 0,9.
- Warunki meteorologiczne
Dane z lokalnej stacji pogodowej lub serwisów meteo:
- temperatura otoczenia (°C),
- intensywność promieniowania słonecznego (W/m²),
- prędkość wiatru (m/s),
- kąt natarcia wiatru względem osi przęsła (°).
- Inne dane wejściowe
- wysokość linii n.p.m. (m),
- wartość prądu obciążenia przewodów podczas pomiarów – ustawiamy opcję Izad i wpisujemy aktualny prąd (do uzyskania od Operatora Systemu).
Wynik obliczeń – temperatura przewodu Tp = 18,1°C
Po wprowadzeniu wszystkich danych do modułu OPL-CIGRE aplikacja ZikOS wyznacza temperaturę przewodu roboczego w chwili wykonywania pomiarów.
W analizowanym przypadku otrzymaliśmy:
**Temperatura przewodu:
Tp = 18,1°C**
Jest to wartość skorelowana z rzeczywistymi warunkami pogodowymi i obciążeniem prądowym linii, a więc znacznie bardziej wiarygodna niż uproszczone założenia terenowe.
Znamy już:
- naprężenie przewodu: 22,275 MPa,
- temperaturę przewodu: 18,1°C.
Te dwa parametry pozwalają na pełne opisanie aktualnego stanu pracy linii napowietrznej. Dopiero teraz możemy przejść do kolejnego etapu analizy, którym jest wyznaczenie stanu montażowego linii.
