وبلاگ

 
 
 
 
1-1 پیشگفتار
انتقال توان الکتریکی تولید شده در نیروگاه­ها به مراکز مصرف یکی از مسائلی است که در هر کشوری از اهمیت خاصی برخوردار است. پس از تولید توان الکتریکی، طراحی و ساخت تجهیزات مربوط به آماده کردن این توان برای انتقال، نظیر ترانسفورماتورها و…. طراحی و ساخت تجهیزات مربوط به انتقال این توان مورد توجه قرار می گیرد. طراحی دکل­ها، کابل­ها، کمربندهای برج­ها و فاصله مورد نیاز برای هادی­ها از مواردی است که در این مرحله به آن پرداخته می شود. نظر به اهمیت موضوع و فاجعه آمیز بودن وقایعی که در صورت طراحی نادرست این تجهیزات در راه انتقال انرژی الکتریکی ممکن است اتفاق بیفتد، موارد زیادی در طراحی این تجهیزات باید مورد توجه قرار گیرد. به عنوان مثال اگر فاصله مورد نیاز بین هادی­ها لحاظ نشود و در اثر حرکت هادی­ها برخورد بین دو فاز بوجود آید، جرقه­های بوجود می آید که سبب ضعیف شدن منبع تولید توان می شوند ویا در مناطق سردسیر که هادی­ها با یخ پوشیده می شوند در صورت جدا شدن یخ، کابل­ها به نوسان در می آیند که این نوسانات به سازه های فولادی نگهدارنده کابل­ها صدمه می زند و آن­ها را دچار خستگی می کند. همچنین اگر به

 هر علت کابل­ها پاره شوند فشار زیادی به کابل­ها وارد می شود.

یکی از این دست مسائل که برای کابل­ها به وجود می آید و باید در طراحی­ها مورد توجه قرار گیرد پدیده گالوپینگ است. گالوپینگ در لغت به معنای تاختن و چهار نعل رفتن اسب است و در اصطلاح فنی به نوسانات غیر خطی بر انگیخته با فرکانس پایین و دامنه نوسان بالا اطلاق می شود که بر روی خطوط انتقال انرژی الکتریکی اتفاق می افتد. چنین پدیده ای در لوله های دراز، تجهیزات مربوط به پرتاب سفینه های فضایی و پل های معلق نیز دیده می شود. این پدیده بیشتر زمانی مشاهده می شود که سطح مقطع کابل بر اثر یخ زدن از حالت تقارن خارج می شود. به همین دلیل این پدیده بیشتر در مناطقی اتفاق می افتد که دارای آب وهوای سرد می باشند وبادهای نسبتا قوی نیز در این مناطق می وزد. در اثر این پدیده نوسان­های با دامنه بالا در خطوط انتقال انرژی الکتریکی بوجود می آید که این مساله خود باعث بروز مشکلات عمده ای می شود.
ناتوانی در جلوگیری از پدیده گالوپینگ منجر به خرابی کابل­ها، برخورد هادی با زمین، خرابی ناگهانی سیم­های عایق، سازه های نگهدارنده واجزای برج­ها، شل شدن وبیرون آمدن کمربند برج­ها، خستگی دراجزای برج­های فولادی وخستگی هادی در اثر کشش می شود. همچنین در اثر این پدیده امکان برخورد بین فازها و ایجاد جرقه­هایی بین کابل­ها وجود دارد که این باعث ضعیف شدن و خرابی سیستم تولید توان الکتریکی می شود.
به دلیل مخرب بودن این پدیده پژوهش­های تحلیلی و آزمایشگاهی بسیاری در این زمینه انجام شده است. این پدیده حداقل از سال1930 مشاهده شده است و با وجود پژوهش­های بسیار در این زمینه تا کنون مساله مربوط به این پدیده کاملا حل نشده است. شاید یک دلیل برای این موضوع وجود نداشتن یک مدل ساده وجامع برای این پدیده باشد.
پدیده گالوپینگ هم در کابل­های تک و هم در کابل­های باندول دوتایی و سه تایی می تواند به وجود آید. استفاده از کابل های باندول شده برای انتقال انرژی الکتریکی بهترین واقتصادی ترین راه حل می باشد. اما مسئله ای که وجود دارد این است که کابل­های باندول شده به دلیل الاستیسته زیاد نسبت به سرعت باد بسیار حساس می باشند و گزارشات نشان می دهد که کابل­های باندول شده بیشتر از هادی های تک دچار پدیده گالوپینگ می شوند. همان­گونه که گفته شد هر گاه سطح مقطع کابل از حالت متقارن خارج شود احتمال رخ دادن پدیده گالوپینگ بیشتر می شود. یخی که بر روی هادی­های باندول شده شکل می گیرد نسبت به یخی که بر روی هادی های تک می­نشیند غیر متقارن تر است بنابراین سطح مقطع هادی­های باندول شده از نظر آیرودینامیکی می تواند ناپایدارتر از هادی­های تک باشد. در هادی­های تک چون کابل سختی کمتری دارد می ­تواند حول محور مرکزی خود گردش داشته باشد که در هنگام شکل گیری یخ، این چرخش باعث می شود که یخ حاصله به حالت تقارن نزدیک­تر باشد در حالی که هادی­های باندول شده دارای سختی پیچشی بیشتری هستند که از این چرخش جلوگیری می کند وسبب می شود که یخ به صورت نامتقارن شکل بگیرد.
در این پایان نامه شرایطی که برای بوجود آمدن پدیده گالوپینگ لازم است را بصورت تئوری به دست خواهیم آورد. ابتدا در این فصل کارهای قبلی که در این زمینه انجام شده وتئوری­های مختلفی که در مورد این پدیده بیان شده است مورد بررسی قرار می گیرند و مدل­های مختلفی که برای بیان این پدیده ارائه شده است معرفی می گردد.
  Galloping