پديده گالوپينگ چيست؟

پديده گالوپينگ چيست؟

گاهي در خطوط برق شاهد نوسان و بسامد بالايي مي باشيم كه به اين پديده ديدني و خطرناك در خطوط انتقال قدرت، گالوپينگ مي گويند كه باعث صدمات بسيار شديدي مي شود.

گالوپينگ در معناي لغوي با تاختن و چهار نعل رفتن اسب هم معنا مي باشد. در صنعت برق به نوسانات آني سيم ها ي خطوط فشار قوي با دامنه زياد و فركانس كم گالوپينگ مي نامند. گالوپينگ مي تواند در اثر وزش باد و خالي شدن بار يخ به شكل غير يكنواخت از روي سيم و گاهي در اتصال كوتاه قدرتمند نيز صورت بگيرد.

گالوپينگ يا پديده نوسان هادي، (به جرياني كه در خطوط انتقال هوايي رخ مي دهد و هادي ها با دامنه بالا و فركانس پايين دچار ارتعاش مي شوند) كه در نتيجه وزش باد يا جدا شدن ناگهاني حجم زيادي برف و يخ بر روي شبكه، باعث بروز اين حادثه بشوند. در اين جريان هادي ها ممكن است به صورت تكي يا باندل ( به خطوطي كه در هر فاز به جاي يك هادي از چند هادي استفاده مي شود باندل مي گويند) پوشيده با يخ باشند. معمولا در طراحي خطوط انتقال هوايي اين واقعه تاثير زيادي در فواصل عايقي و بارگذاري برج ها مي گذارد.

 حادثه گالوپينگ چگونه اتفاق مي افتد؟

اين حادثه در هنگام وزش بادهاي متقاطع بر روي هادي هاي يخ زده ايجاد مي شود. معمولا مشاهده شده كه هادي ها دچار يخ زدگي شده باشند اما گاهي در هنگام وزش باد شديد و مداوم در حالي كه هادي ها دچار يخ زدگي نشده باشند نيز مشاهده مي شود. اين حادثه در هادي هاي پوشيده شده با توده يخ و برف، به دليل تغيير ويژه آيروديناميك نسبت به شكل اوليه و بدون يخ واقع مي شود.

معمولا مشخصات آيروديناميكي هادي ها با يكديگر متفاوت مي باشد و هر هادي با توجه به سطح مقطع ،جريان هوا و محيط اطراف آن داراي ويژگي منحصر مي باشد.

گالوپينگ مي تواند باعث تغيير شديد بار وارد شده در بين فاز هاي طرفين برج ها شود كه در نتيجه برج را خم مي كند. هرچند اين برج مي تواند به صورت عمودي و افقي باشد و اعمال بارهاي پيچشي بر روي برج يا بازوهاي آن خواهد شد. در اثر تشديد بارها مي تواند باعث تخريب پيچ هاي برج شود. گاهي اين پديده منجر به ساييدگي بعضي تجهيزات نظير يوك پليت ها و پين هاي مقره مي شود.

خطرات ناشي از گالوپينگ:

گالوپينگ عامل آسيب ديدگي خطوط هوايي مي شود. به عنوان مثال گاهي باعث تخريب بازوهاي برج مي شود يا محل اتصال هادي ها را در مقره هاي سوزني بشكند و يراق آلات را دچار تخريب  كند. گاهي پديده گالوپينگ باعث خوردگي هادي ها، آسيب ديدگي پين ها و جدا شدن زنجير مقره مي شود. بعضي مواقع  اين پديده باعث پاره شدن دمپرها ، رهاشدگي وزن آن ها، شل شدن پيچ هاي بازوها، بادبندها و لق شدن  تيرهاي چوبي بر روي زمين مي شود.

هنگامي كه دامنه گالوپينگ در حد بالا باشد باعث بروز جرقه ميان هادي ها شده و سرانجام سطح هادي ها آسيب مي بيند. پاره گي رشته سيم ها و در نهايت پارگي تمام هادي روي سطح زمين يا گاهي فاز،  از عواقب شدت اين پديده مي باشد.

سرويس و راه اندازي مجدد دكل ها  و قطعي برق ناشي از اين پديده مي تواند از عمده مشكلات حادثه گالوپينگ باشد. بايد دانست آسيب هاي ناشي از اين حادثه معمولا بدتر از زيان هاي وارده به خطوط مي باشند. فركانس ايجاد شده در گالوپينگ از يك دهم تا يك صدم داراي نوسان مي باشد. البته در صورتي كه سرعت باد در هر دو مورد يكنواخت باشد. دامنه نوسانات گالوپينگ نيز بيشتر از يك متر و در نوساناتAeolian در حدود چند سانتي متر مي باشد. وقتي گالوپينگ با يك حلقه در يك اسپين واقع مي شود، مي تواند باعث جابجايي طولي قابل توجه در سرتاسر خط شود.

معمولا حركت هاي موجود در اسپين هاي بلند تر قابل ملاحظه تر مي باشند. بايد دانست كه حركت پيچشي هادي هاي تكي از روي زمين كمتر قابل تشخيص مي باشد.

معمولا خطوط دو باندل ، مشخصات آيروديناميكي ويژه اي دارند كه بدون يخ زدگي نيز ممكن است دچار گالوپينگ شوند. بايد گفت گالوپينگ در سيم هاي پوشيده شده از يخ به دليل نيروي بالا برنده Lift  به وجود آيد. اين نيرو از حركت متناوب، هادي ها ايجاد مي شود و به نحوي است كه سيم بتواند حركت هاي متوالي را تحمل كند.

براي پيشگيري از پديده گالوپينگ چه بايد كرد؟

• براي جلوگيري از پديده گالوپينگ معمولا هادي هاي خطوط هوايي را از جنس مس و آلومنيوم انتخاب مي كنند و براي ولتاژ هاي بالا به دليل سبك بودن و مقرون به صرفه بودن ف آلومنيوم كه مي تواند درجه حرارت زيادي را تحمل كند به عنوان هادي مورد استفاده قرار مي گيرد. به جهت افزايش مقاومت مكانيكي هادي از چند رشته سيم فولادي نيز در داخل هادي استفاده مي شود.
• وظيفه محافظت از هادي ها در فواصل معين بر عهده دكل ها مي باشد. بنابراين دكل ها بايد بتوانند در شرايط خيلي سخت از نظر جوي و محيطي، نيروهاي مكانيكي تحميل شده بر خود را تحمل كنند.
• براي جلوگيري از برخورد صاعقه  با هادي ها ي خطوط انتقال نيرو، از سيم محافظ گارد استفاده مي شود.
• براي جلوگيري از بالا رفتن ولتاژ ( مقاومت اهمي پاي دكل در اين زمينه نقش دارد) با قرار دادن ميله هاي ارت و اتصال به دكل سعي مي شود تا اين مشكل به حداقل برسد.
• براي از بين بردن نوسانات هادي ها در خطوط انتقال از وزنه مستهلك كننده با نام دمپر استفاده مي شود.
• مي توانيم شرايط را به گونه اي فراهم كنيم تا از ايجاد يخ زدگي روي هادي ها جلوگيري شود. مثلا با ذوب كردن يخ مي توان اين مشكل را برطرف كرد  البته (به دليل ايراداتي نظيرجهش ناگهاني سيم و بروز قوس الكتريكي، بالابردن حرارت باعث ايجاد مقاومت زياد مي شود و باعث  افزايش تلفات انتقال توان مي شود. ) با توجه به معايب ذكر شده كمتر مورد استفاده قرار مي گيرد.
• با دخالت مستقيم در مكانيزم گالوپينگ مي توان مانع ايجاد آن شد يا به وسيله جلوگيري از رسيدن دماي دامنه هاي بيشتر از اين امر مانع شد.
• براي بالا بردن مقاومت خطوط در برابر گالوپينگ به وسيله بالا بردن فاصله بين فازها وكنترل مود گالپينگ به كمك ارتباط هاي بين فازي از اين واقعه جلوگيري مي شود.

واقعه گالوپينگ ناشي از چه عواملي است؟

• به علت باد شديد و زاويه بيشتر از ۴۵ درجه نسبت به امتداد خط
• به دليل وجود يك لايه يخ زده بر روي سيم كه ويژگي آيرو ديناميكي مناسب داشته باشد.
• به نحوه قرار گرفتن لايه يخ كه بر روي سيم قرار مي گيرد و باعث ناپايداري آن مي شود.

مطالب مرتبط:

• با موتورهاي يونيورسال آشنا شويم:
• باتري هاي قابل شارژ چگونه عمل مي كنند؟
• انواع ه كش هاي برقي