Pourquoi des poids sur les câbles entre les poteaux?

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Hier, j'ai vu ce qui ressemble à des poids suspendus à un câble entre des poteaux de services publics. C'était au nord-est de l'Arizona sur la route 60 entre Show Low et Springerville. Voici une image de toute une durée:

Les blobs blancs sont les poids. Voici un gros plan d'un seul poids:

Il semble qu’ils ne soient que des blocs de béton sans point d’accès ni autre moyen apparent de dissiper le pouvoir. Ces poids semblent se situer aux 1/4 et 3/4 de chaque plage, ce qui constituerait les nœuds de la première onde stationnaire harmonique. Ils ajouteraient de l'inertie et affecteraient la fréquence, mais est-ce vraiment leur but? Je peux deviner certaines possibilités, mais j'aimerais savoir à quoi servent ces choses de quelqu'un qui sait réellement.

En tant que câble unique, ce doit être pour les communications, pas pour l'alimentation, mais j'imagine que cela n'a pas d'importance.

Ajoutée

Désolé, j'ai ajouté cette note avec impatience, mais apparemment, le rédacteur en chef a abandonné pour qu'il ne soit pas publié.

Pour répondre à la question de PlasmaHH, oui, il en existait à peu près toutes les périodes. Le bas du câble était assez haut et un peu plus bas ne semblait pas poser de problème. Les buissons que vous voyez sur la première image sont bien en face du câble. Il y a beaucoup de dégagement en dessous du câble. Même s'il y avait un grand buisson, il y aurait toujours beaucoup de dégagement.

Olin Lathrop
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Peut-être cela empêche-t-il les lignes de souffler autant dans le vent?
Brendan Simpson
1
Je peux pratiquement garantir qu'ils sont utilisés pour éviter les vibrations et les câbles "galopants" causés par le vent qui pourraient perturber la connexion. J'ai bien peur de ne pas avoir de détails pour le moment.
DerStrom8
Sont-ils sur chaque câble, ou juste une section? Le bloc de béton ne semble pas avoir plusieurs décennies, alors je m'attendrais à quelque chose de plus moderne. Une hypothèse bien inspirée serait de relever le point le plus bas du câble, de sorte qu'il ne sera probablement appliqué que si nécessaire
PlasmaHH
1
La fréquence de résonance est inversement proportionnelle à la masse, elle est donc peut-être destinée à atténuer les ondes stationnaires entre les supports. ω
Spehro Pefhany
1
Ils peuvent simplement être utilisés pour alourdir la ligne afin de réduire la plupart des oscillations créées dans une certaine plage de vitesse du vent. Mais, encore une fois, étant donné la surface apparente des blocs de béton, il est difficile d’imaginer qu’ils n’auraient aucune sorte de pendule affecté par le vent - mais cette oscillation risque de ne pas être aussi contraignante que le vent ordinaire. oscillations induites ... S'ils en ont installé beaucoup, quelqu'un l'a probablement modélisée et testée pour s'assurer que son implémentation est sage.
Zeffur

Réponses:

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Il existe plusieurs modes de vibration sur les conducteurs entre pôles. Différents appareils amortissent différentes vibrations. Ces poids sont principalement destinés à amortir les vibrations de torsion.

La vibration de torsion est plus étroitement liée à l'oscillation basse fréquence haute amplitude - galop de conducteur - par rapport au flutter haute fréquence basse amplitude, qui est plus généralement maîtrisé avec des amortisseurs à masse ajustée.

En d'autres termes, ces poids sont plus efficaces pour les vibrations basses fréquences liées notamment aux vibrations de torsion attendues à cet endroit spécifique que ne le seraient les amortisseurs Stockbridge. Les amortisseurs Stockbridge sont plus utiles pour les vibrations à haute fréquence (flottement, environ 10Hz).

En tant que tel, je m'attends à ce que ceux-ci soient des désintégrateurs à pendule:

Chef d'orchestre avec poids attaché

Détonateurs à pendule.

Ces dispositifs anti-galop sont basés sur le fait que le mouvement de torsion du faisceau interagit de manière dynamique avec le mouvement vertical. L'énergie éolienne est injectée dans le mouvement vertical par le biais d'un mouvement de torsion. Le contrôle de la torsion peut contrôler le mouvement vertical. Cela se produit uniquement lorsque le mouvement de torsion est proche de la fréquence du mouvement vertical, ce qui est valable pour les lignes de conducteur de faisceau. Pour éviter la coalescence des fréquences entre la torsion et le mouvement vertical, qui est à la base de l'instabilité, il est nécessaire de séparer les fréquences les unes des autres (dénommé désaccord). Ainsi, le principe de désaccord est d'éviter une telle coalescence de fréquence due à une augmentation de la rigidité en torsion.

Ainsi, alors que la technique de désespoir repose sur le changement de la forme de la glace d’une forme potentiellement instable à une forme stable, le désaccording accepte la forme de la glace mais modifie la dynamique du conducteur afin d’éviter toute instabilité aérodynamique potentielle.

Certains des essais réalisés avec un pendule de désaccord sur les faisceaux de conducteurs ont donné des résultats satisfaisants. Leurs impacts négatifs sur les lignes sont assez faibles: certains tests ont montré que la masse des pendules pouvait entraîner des valeurs élevées de déformation de flexion dynamique du conducteur au niveau des colliers de fixation, dues aux vibrations éoliennes. Une conception appropriée (poids, longueur du bras, emplacement) est impérative.

( source , soulignement ajouté)

Il existe de nouveaux appareils qui contrôlent mieux les vibrations de torsion , chacun avec des avantages distincts (généralement moins de poids), mais ils sont également plus coûteux et nécessitent de nouveaux travaux d'ingénierie pour déterminer les paramètres corrects. Vous verrez donc toujours beaucoup de poids simples, tels que ceux que vous avez photographiés.

Adam Davis
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Adam Davis avait raison. Trucs fascinants; commencez ici tdee.ulg.ac.be/doc-25.html et lisez-le pour plus d’informations. Vous devez incrémenter le numéro de page dans l'adresse à chaque fois.
Je les ai aussi vus en Californie et on m'a toujours dit qu'ils devaient amortir les vibrations dans le câble.
Doktor J
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Je pense que c'est inachevé. J'y reviendrai plus bas.

Lorsque vous utilisez un câble de communication délicat, pôle à pôle, il doit être soutenu à plusieurs endroits à partir d'un fil d'acier "structurel". Le fil d'acier est suspendu entre les poteaux et est nécessaire car le poids du câble de communication le forcerait inévitablement à s'étirer et à tomber en panne. Les ingénieurs d’installation impliqués dans le câblage de ces câbles utilisent des éléments tels que celui-ci pour prendre en charge des câbles de communication délicats: -

entrez la description de l'image ici

Examinons maintenant le scénario dans lequel il est prévu d’ajouter plus de câbles ultérieurement, comme celui-ci:

entrez la description de l'image ici

Les masses de béton doivent être enlevées (ou réduites) au cours du processus d’ajout de câbles afin que le câble de support en acier (parfois appelé fil de support) reste soumis à la même contrainte, c’est-à-dire qu’il ne s'allonge pas en raison du poids supplémentaire de nouveaux câbles. S'il s'allongeait, il pourrait soit étirer le câble de communication d'origine (s'il était fixé au fil de messagerie), soit réduire le support du câble de communication délicat et l'endommager.

Andy aka
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1
J'ai voté en faveur de cela parce que cela me semble le plus raisonnable, mais maintenant je ne suis pas sûr… Vous commencez par «je pense» et votre réponse est différente des autres réponses. Avez-vous quelque chose à signaler?
pipe
@pipe eh bien, les images sont une sorte de référence: nous considérons ces images comme allant de soi…
Marcus Müller
3
J'ai fait des recherches quand j'ai vu la question qui m'a amené à croire que c'est une raison probable, mais, étant donné que vous pouvez trouver des images de moutons morts suspendus à des câbles aériens, entrer dans l'état d'esprit d'une personne au hasard suspendant des blocs de béton à un fil est un mission difficile.
Andy dit
1
Je n'achète pas vraiment cette réponse. Si les poids, le câblage et les câbles étaient tous installés en même temps dans l'ordre: câble -> poids -> câblage, il n'y aurait aucune raison de laisser les poids sur. S'ils étaient installés dans le seul autre ordre pertinent: câble -> câblage -> poids, les poids allongeraient le câblage. Cette réponse nécessite vraiment des citations, ou au moins une vérification par un ingénieur qui les a installées. L'amortissement vent / harmonique est beaucoup plus logique et constitue la seule explication que vous puissiez trouver lorsque vous effectuez une recherche sur Internet.
Jason C
1
C'est une hypothèse très intéressante que personne d'autre n'a envisagée, +1. Cependant, j’accepte la réponse selon laquelle il s’agit d’un déséquilibreur à pendule, car j’estime que c’est plus clair avec des exemples de dispositifs très similaires connus pour être utilisés à cette fin. Je me souviens aussi de conduire la même route peut-être 10 ans plus tôt et de me poser des questions sur les poids. Ils sont là depuis un moment. Cette fois, je me suis arrêté pour prendre des photos afin de pouvoir demander ici. Si quelqu'un ici vient de Show Low et de Springerville, il peut le vérifier par lui-même s'il peut nous donner une histoire.
Olin Lathrop
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Je suis presque sûr qu'ils servent un objectif mécanique spécifique, qui est généralement résolu avec les amortisseurs Stockbridge :

Ils absorbent l'énergie des oscillations mécaniques dans la ligne.

Marcus Müller
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2
J'espère que vous avez raison en ce sens qu'ils ont quelque chose à voir avec le fait d'éviter certaines oscillations mécaniques, mais je ne vois pas comment un bloc de béton muet absorbe de l'énergie. Si un tiret ou un amortisseur se trouvait entre le bloc et la ligne, ce serait le cas, mais il semble que rien dans la tringlerie ne dissipe l’énergie mécanique. C'est pourquoi je demande. Je m'attendais à quelque chose de dissipatif, mais cela ne semble pas être le cas.
Olin Lathrop
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D'après ce que j'ai compris, simplement en ajoutant du poids, vous modifiez l'interface du système, ce qui rend plus difficile l'excitation dans des conditions de vent normales
Marcus Müller
1
... De plus, ce n'est pas stable force de côté du vent qui provoque des problèmes, mais l'effet « flottement », comme l'effondrement du pont de Tacoma Narrows. Quelques poids relativement lourds, qui empêchent le câble de bouger librement dans le vent, éliminent le problème à la source.
alephzero
2
Lors de la protection des câbles contre le vent, la dernière chose à faire est d'ajouter une surface exposée au vent et de créer un pendule potentiel avec un bloc de béton.
Dmitry Grigoryev
2
@DmitryGrigoryev, sauf si les forces mécaniques que vous craignez sont des fréquences élevées plutôt que des fréquences basses.
Marcus Müller
9

Ils sont des amortisseurs. Ils sont là pour éviter que la ligne ne batte autant lors de grands vents. Ces oscillations peuvent exercer plus de force de traction sur la ligne que celle-ci ne peut en supporter. Mettre des poids sur la ligne augmente légèrement la force de traction sur la ligne, mais évite que cette force ne devienne trop importante.

entrez la description de l'image ici

Chris
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2
Pour votre information, les amortisseurs sont ces choses qui gardent les plantes en pot humides. Et pourquoi supposeriez-vous que le milieu de la ligne reste immobile pendant les oscillations? Ce n'est certainement pas vrai.
Dmitry Grigoryev
3
@DmitryGrigoryev Non, un amortisseur peut signifier beaucoup de choses. Un amortisseur dans la façon dont je l’utilise fait référence à quelque chose qui amortit les vibrations. Oui, un agent humidifiant peut également être utilisé pour garder les plantes en pot humides, mais ce n'est pas comme ça que je l'utilise ici. Et je ne présume pas que ce point au milieu reste immobile. Je ne suis pas sûr de savoir comment vous avez obtenu cela du dessin mis à part si vous en avez trop lu. Je sais que ça bouge ...
Chris
3
Je pense que vous voulez dire amortisseur, pas amortisseur.
markrages
3
On dirait damperqu'un (un dispositif qui amortit , ce qui signifie rendre (quelque chose) moins fort ou plus actif ) et dampener(une forme nominale d'atténuer, de contrôler ou de diminuer l'activité ou la vigueur de ) sont corrects, bien que "l'amortisseur de vibrations" soit historiquement assez complexe plus populaire sur la recherche de ngrams . Pas grave.
Jeff Bowman
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Je pense que nous savons tous ce que Chris décrit, parce que nous avons des cerveaux, et peu importe qu’il y ait un "ne" supplémentaire. Appelez-les simplement humidificateurs et passez à autre chose.
Jason C
6

Je crois que cela a un effet d'équilibrage harmonique statique sur les ondes stationnaires fondamentales.

C’est peut-être une solution économique pour les câbles simples en cuivre, sujets à la fatigue par les vibrations, car le câble en acier réduit les contraintes axiales sur le câble coaxial.

Cette méthode semble donner plus de fléchissement et ne pas être utilisée pour les lignes de phase AC, car elle pourrait créer des problèmes d’écart. Elle sert simplement de pansement à une chute de longue durée dans une seule phase dans les zones rurales.

Je ne m'attendrais jamais à ce que cette méthode soit utilisée par Quebec Hydro avec des risques de charge de glace liés à des solutions pondérées comme celle-ci avec des lignes à 3 phases, mais cela convient aux utilisateurs ruraux de l'Arizona qui attendent la télévision par câble et Internet.

De travailler dans le secteur des télécoms / câbles et le manque d’isolateurs HT. Je m'attendrais à ce qu'il s'agisse d'un câble coaxial en cuivre solide d'environ 3/4 "avec un noyau en mousse . Un" Hibachi "comme un boîtier en alun devrait être en ligne tous les quelques kilomètres environ, afin de renforcer et d'égaliser les signaux vidéo et les liaisons modem Internet bidirectionnelles. Basse tension AC serait inclus pour alimenter les répéteurs en ligne.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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L'Arizona n'est pas entièrement désertique. La zone de l'image est à environ 7000 pieds d'altitude, et aurait de la neige et de la glace en hiver.
Olin Lathrop
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Oui, mais c'est un climat sec, contrairement aux hivers québécois. Tarifs minimum.ca/sites/default/files/eastcoaststorm.jpg Même ici, à Toronto, 10% de certains arbres sont tombés dans des zones accumulées par la glace.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75 Le
La moitié du déplacement à deux fois la fréquence me semble être à peu près identique à la fatigue. Une surface supplémentaire et un poids supplémentaire ne font qu'augmenter.
Dmitry Grigoryev
Peut-être a-t-il besoin d'un meilleur modèle, tel qu'une ligne de transmission électrique à tronçons d'impédance pondérée, pour atténuer les ondes stationnaires résultant de la réflexion de pôles avec une ligne avec pertes.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
Comme preuve anecdotique de rudes hivers dans cette région, le stade de football du lycée local est un dôme fermé.
Michael Richardson
3

Vous avez raison, ils servent à modifier la fréquence de résonance propre. Je peux voir ce type de suppression des ondes stationnaires également dans mon pays dans les régions à vent fort. Actuellement, le vent arrive par rafales, ce n'est pas un vent constant. Les amortisseurs Stockbridge sont également montés, mais je suppose qu’ils ne peuvent éviter la résonance.

Marko Buršič
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1
Bien entendu, la modification de la fréquence de résonance n’aide que contre les vents soufflant à fréquence constante, ce qui est très poli d’eux.
Dmitry Grigoryev
Ils soufflent de façon turbulente, ajoutant ainsi un poids, la nouvelle fréquence de résonance est bien en dessous de la fréquence d'excitation du vent induit. Le vent venant des montagnes n'a jamais une basse fréquence constante.
Marko Buršič
Votre réponse bénéficierait grandement des calculs du poids nécessaire en fin de parcours.
Dmitry Grigoryev
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Je pense que ces poids devraient désactiver le 1er harmonique et activer l'oszillation du 3ème harmonique. Le câble a plus d'atténuation du 3ème que le 1er harmonique ou l'excitation du vent est plus faible pour le 3ème harmonique.

Les distances entre les poteaux et les blocs semblent différentes, ce qui pourrait empêcher des oscillations stables, forcées par le vent, jusqu’à ce que le câble du steeel se brise.

Uwe
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L'emplacement en bas de la colline indiqué sur les photographies suggère que le problème est peut-être dû aux "tourbillons" provoqués par les tourbillons perdus du côté sous le vent de la colline. La mise en tampon a un effet semblable au galop - une oscillation de longueur d'onde longue.

Le galop, provoqué par l’interaction des tourbillons avec la rotation du câble, peut être contrôlé en contrôlant la rotation du faisceau de câbles. Les vibrations ne peuvent pas être contrôlées de cette façon, car les vortex sont éliminés de la colline et non du câble.

La solution normale aux problèmes est de ne pas placer de câbles dans des vortex sous le vent. Seule la photo suggère que cela peut poser problème: les mêmes amortisseurs statiques sont-ils placés à des emplacements éloignés des collines?

david
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Ces amortisseurs étaient sur chaque tronçon de ce câble, qui s'étendait sur des kilomètres, parfois de haut en bas.
Olin Lathrop