AERODYNAMIKA NAPOWIETRZNYCH LINII ELEKTROENERGETYCZNYCH Z UWZGLĘDNIENIEM INNYCH WPŁYWÓW ŚRODOWISKOWYCH

ISBN: 978-83-66531-10-9

282 stron
format: B5
oprawa: miękka
Rok wydania: 2020

Przedmowa

Niniejsza monografia jest pierwszą w Polsce pozycją bibliograficzną podejmującą zagadnienia aerodynamiki napowietrznych linii elektroenergetycznych przy jednoczesnym uwzględnieniu innych wpływów środowiskowych.

Powstała ona w dużej mierze jako wynik 3-letniej pracy naukowo-badawczej realizowanej w ramach projektu badawczego GEKON - Generator Koncepcji Ekologicznych w latach 2014-2016 r. przez zespół Laboratorium Inżynierii Wiatrowej Politechniki Krakowskiej w składzie: prof. dr hab. inż. Andrzej Flaga - kierownik zespołu- dr inż. arch. Łukasz Flaga- mgr inż. Piotr Krajewski- mgr inż. Agnieszka Kocoń- mgr inż. Piotr Matys- dr inż. Piotr Wielgos (Katedra Mechaniki Budowli Politechniki Lubelskiej).

Autorzy książki wyrażają wdzięczność wszystkim członkom zespołu badawczego oraz wszystkim partnerom projektu wchodzącym w skład konsorcjum jedenastu instytucji realizujących ten projekt. Szczególne wyrazy wdzięczności kierujemy do pani Mariny Coey - Prezesa Zarządu firmy Procesy Inwestycyjne, koordynatora merytorycznego tego projektu badawczego - oraz do pana Bolesława Mostowskiego - koordynatora operacyjnego całego projektu badawczego.Pragniemy wyrazić słowa wdzięczności operatorowi systemu przesyłowego Polskim Sieciom Elektroenergetycznym S.A. za zaangażowanie i dotychczasową współpracę w realizacji projektu badawczego GEKON oraz sponsoring wydania niniejszej pozycji bibliograficznej.

prof. dr hab. inż. Andrzej Flaga

dr inż. arch. Łukasz Flaga

SPIS TREŚCI

Przedmowa

1. Wstęp

2. Ogólna charakterystyka napowietrznych sieci elektroenergetycznych

2.1. Informacje wstępne

2.2. Przewody fazowe i odgromowe

2.3. Izolatory i łańcuchy izolatorów

2.4. Słupy

2.5. Tłumiki drgań

3. Oblodzenia atmosferyczne

3.1. Ogólna klasyfikacja zjawisk związanych z oblodzeniem atmosferycznym

3.2. Oblodzenie opadowe marznącym deszczem

3.3. Oblodzenie opadowe suchym śniegiem

3.4. Oblodzenie opadowe mokrym śniegiem

3.5. Oblodzenie w chmurach

3.6. Oblodzenie szronem

3.7. Właściwości fizyczne różnych postaci oblodzenia i parametrymeteorologiczne towarzyszące narastaniu oblodzenia

3.8. Studium przypadku klęski oblodzenia w południowej Polsce w styczniu 2010 r

3.8.1. Krótki opis zdarzenia i warunków pogodowych

3.8.2. Analiza rodzajów oblodzenia

3.8.3. Dokumentacja fotograficzna

4. Rodzaje drgań przewodów elektroenergetycznych spowodowane wiatrem

4.1. Uwagi wstępne

4.2. Wzbudzenie wirowe

4.3. Galopowanie w śladzie aerodynamicznym - drgania odcinkowe

4.4. Galopowanie

5. Wybrane zagadnienia normalizacji oddziaływań środowiskowych nanapowietrzne linie elektroenergetyczne

5.1. Klasyfikacja podstawowa oddziaływań i ich kombinacji

5.2. Główne czynniki uwzględniane w normalizacji oddziaływania wiatru

5.3. Główne czynniki uwzględniane w normalizacji obciążenia oblodzeniem

5.4. Postanowienia i rekomendacje wybranych dokumentównormalizacyjnych

5.4.1. Dokument normalizacyjny PN-EN 50341 -3-22 [N18] z 2010 r. orazdokumenty normalizacyjne z nim związane [NI, N2, N15, N16] 5.4.2. Dokument normalizacyjny International Electrotechnical Commission 60826 IEC 2010 [N4] 6. Stanowisko pomiarowe - tunel aerodynamiczny Laboratorium Inżynierii Wiatrowej Politechniki Krakowskiej (LIW PK) 6.1. Ogólna charakterystyka stanowiska pomiarowego

6.2. Pomiar prędkości przepływu

6.3. Pomiar sił i momentów aerodynamicznych

6.4. Pomiar przemieszczeń prętów

7. Modele przewodów linii elektroenergetycznych badane w tuneluaerodynamicznym

7.1. Uwagi wstępne

7.2. Modele sekcyjne nieruchome (sztywne) przeznaczone do badań na poziomej aerodynamicznej wadze tensometrycznej

7.3. Modele sekcyjne aeroelastyczne (sztywne, podparte sprężyście na końcach) przeznaczone do badań drgań wiązki przewodów spowodowanych turbulencją napływającego powietrza i sprzężeń aeroelastycznych układu: drgające przewody-wiatr8. Badania w tunelu aerodynamicznym modeli sekcyjnych nieruchomych 8.1. Przedmiot i cel badań oraz założenia wstępne 8.2. Warunki wiatrowe 8.3. Opis przeprowadzonych badań modeli aerodynamicznych i ich wyniki8.4. Analiza wyników badań 9. Kryteria podobieństwa dla modelu sekcyjnego wiązki trzech przewodów linii elektroenergetycznych przy ich drganiach aeroelastycznych

9.1. Podstawowe cechy modelu sekcyjnego przewodu linii napowietrznej

9.2. Zbiory współrzędnych i parametrów geometrycznych określających położenie punktów i geometrię wyjściową zagadnienia

9.3. Zbiory najważniejszych wielkości fizycznych i geometrycznych(zmiennych niezależnych i zależnych oraz parametrów), które należy uwzględnić w opisie i badaniach analizowanego zagadnienia 9.4. Baza wymiarowa i kryteria podobieństwa dla pozostałych wielkości fizycznych i geometrycznych 9.5. Skale podobieństwa analizowanego zagadnienia i problemy ich spełnienia 10. Badania w tunelu aerodynamicznym modeli sekcyjnychaeroelastycznych

10.1. Szczegółowy opis modelu aeroelastycznego 10.2. Opis przeprowadzonych badań modeli aeroelastycznychi ich wyniki 10.3. Analiza wyników badań modeli aeroelastycznych 10.4. Podsumowanie badań aeroelastycznych 11. Badanie kształtu konturu przekroju poprzecznego oblodzeniaprzewodów elektroenergetycznych metodą fotogrametrycznąz wykorzystaniem drona 11.1. Koncepcja metody badawczej 11.2. Oprzyrządowanie drona i aparatura pomiarowa 11.3. Metoda fotogrametrii wykorzystana w badaniach 11.4. Badania terenowe 11.5. Wnioski końcowe 12. Model użytkowy oddziaływań środowiskowych na przewody napowietrznych unii elektroenergetycznych oraz jego wykorzystanie w modelowaniunumerycznym i obliczeniach statycznych tych przewodów 12.1. Informacje wstępne 12.2. Opis problemu dla pierwszego kroku iteracyjnego (/= 1) 12.3. Opis problemu dla drugiego kroku iteracyjnego (j = 2) 12.4. Opis problemu dla trzeciego kroku iteracyjnego (j = 3) 12.5. Uzasadnienie metody belkowych sił poprzecznych przy cięgnachukośnych z oddziaływaniem przestrzennym 12.6. Krzywa przestrzennego zwisu cięgna/przewodu w różnych układachwspółrzędnych 12.7. Przypadek przęsła z izolatorami naciągającym i podwieszającym 12.8. Przypadek przęsła z izolatorami naciągającymi 12.9. Algorytm programu do obliczeń oddziaływań środowiskowych naprzewody napowietrznych linii EE 12.10. Instrukcja użytkownika programu do obliczeń oddziaływańśrodowiskowych na przewody napowietrznych linii EE 12.11. Przykłady obliczeń przewodów napowietrznych linii EE poddanychoddziaływaniom środowiskowym za pomocą programu 13. Oddziaływanie dynamiczne wiatru spowodowane turbulencjąatmosferyczną na linie elektroenergetyczne13.1. Struktura wiatrów silnych w warstwie przyziemnej 13.1.1. Wstęp 13.1.2. Właściwości powietrza 13.1.3. Prędkość wiatru 13.1.4. Prędkość charakterystyczna wiatru - makrorejonizacjawiatrowa 13.1.5. Pionowy profil wiatru i kategorie chropowatości terenu 13.1.6. Ciśnienie prędkości wiatru i współczynnik ekspozycji 13.1.7. Parametry fluktuacji prędkości wiatru 13.2. Ustalenia Eurokodu PN-EN 1991-1-4:2008 [NI7] w zakresiestruktury i parametrów charakteryzujących wiatr w warstwieprzyziemnej13.3. Modelowanie turbulentnego oddziaływania wiatru (buffetingu) wgteorii quasi-ustalonej13.3.1. Model ze sprzężeniami aerodynamicznymi13.3.2. Model bez sprzężeń aerodynamicznych 13.3.3. Przykład obliczeń aerodynamicznych trójprzęsłowejnapowietrznej linii elektroenergetycznej [R5, 100]14. ZakończenieBibliografiaOferta badań modelowych w tunelu aerodynamicznym, symulacji,obliczeń i analiz studialnych oddziaływania wiatru na budynki, ichelementy, otoczenie oraz komfort przechodniów i użytkowników