در خطوط هوایی انتقال برق، گُسست (sag) به معنای افتادگی یا خمیدگی هادی (conductor) بین دو برج حمایتی است. این پدیده به دلیل وزن هادی، تغییرات دما، و عوامل محیطی مانند یخزدگی و باد رخ میدهد. تنش (tension) نیروی کششی است که هادی را نگه میدارد و باید به گونهای مدیریت شود که ایمنی، فاصله از زمین، و کارایی خط حفظ شود. محاسبه sag و tension برای جلوگیری از برخورد هادی با زمین، شکستن هادی، یا آسیب به برجها ضروری است.
فرمول پایه محاسبه Sag بدون تأثیر عوامل محیطی
برای یک span (فاصله بین دو برج) همسطح، شکل هادی به صورت کاتناری (catenary) است، اما برای تقریب، از فرمول پارابولی استفاده میشود:
این فرمول فرض میکند هیچ باد یا یخی وجود ندارد. تنش معمولاً کمتر از 20-30% استحکام نهایی هادی نگه داشته میشود تا از کشیدگی بیش از حد جلوگیری شود.
اثر یخزدگی (Icing)
یخزدگی وزن هادی را افزایش میدهد و sag را بیشتر میکند. وزن یخ به صورت زیر محاسبه میشود:
وزن کل عمودی:
این افزایش وزن میتواند تنش را بیشتر کند و sag را افزایش دهد. در شرایط شدید، ممکن است تنش از حد مجاز فراتر رود و باعث شکست شود.
اثر باد (Wind)
باد نیروی افقی اعمال میکند که وزن مؤثر هادی را تغییر میدهد و sag را تحت تأثیر قرار میدهد. نیروی باد:
باد میتواند هادی را به سمت جانبی منحرف کند و تنش را افزایش دهد.
محاسبه Sag با اثر یخ و باد
وزن مؤثر کل (equivalent weight):
سپس sag جدید:
توجه: در واقعیت، تنش T نیز با شرایط تغییر میکند (هادی کشیده میشود)، بنابراین اغلب از روشهای عددی یا نرمافزارهایی مانند PLS-CADD برای محاسبه دقیق استفاده میشود. برای شرایط شدید (حداکثر دما، حداقل دما، باد و یخ)، sag باید چک شود تا فاصله ایمن از زمین حفظ شود.
مثال ساده (تقریبی)
فرض کنید:
برای محاسبات دقیق، پارامترهای واقعی و نرمافزار توصیه میشود.
نکات مدیریتی
- حداکثر sag: در دمای بالا (کشیدگی حرارتی) رخ میدهد.
- حداکثر تنش: در شرایط یخ و باد سرد.
- استانداردها: بر اساس IEEE یا IEC، sag باید طوری باشد که فاصله حداقل از زمین (ground clearance) حفظ شود.
- ابزارها: برای طراحی، از معادلات حالت (state change equations) برای تغییرات دما و بار استفاده کنید.
بدون دیدگاه