เทคโนโลยีใหม่ช่วยเพิ่มความปลอดภัยในการควบคุมการหย่อนตัวของสายไฟแรงสูง

ไฟฟ้าซึ่งเป็นสัดส่วนหลักของสังคมสมัยใหม่ต้องอาศัยการทำงานที่มั่นคงของสายส่งไฟฟ้าแรงสูงเพื่อการส่งมอบที่มีประสิทธิภาพ แม้ว่าสายไฟเหล่านี้อาจดูเรียบง่ายเมื่อมองแวบแรก แต่ลักษณะการหย่อนของสายไฟเหล่านี้แสดงถึงโซลูชันทางวิศวกรรมที่ซับซ้อนซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของโครงข่าย บทความนี้จะตรวจสอบปรากฏการณ์การหย่อนของตัวนำในสายไฟเหนือศีรษะ สำรวจวิธีการคำนวณ และอธิบายว่าวิศวกรจะรักษาสมดุลระหว่างความตึงเครียดกับระยะขอบด้านความปลอดภัยได้อย่างไร

ในทางวิศวกรรมกำลัง ระยะห่างเป็นเส้นตรงระหว่างเสาส่งสัญญาณสองต้นแสดงถึงความยาวตัวนำที่สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในทางทฤษฎี แม้ว่าการลดความยาวของตัวนำให้เหลือน้อยที่สุดจะช่วยลดต้นทุนวัสดุได้ แต่ตัวนำที่ตึงมากเกินไปก็มีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอย่างมาก ตัวนำต้องทนทานต่อน้ำหนักต่างๆ รวมถึงน้ำหนักของตัวเอง แรงลม และการสะสมของน้ำแข็ง หากความตึงเครียดเกินความสามารถของตัวนำ อาจเกิดความล้มเหลวร้ายแรงได้

ดังนั้นวิศวกรจึงรักษาสมดุลที่คำนวณไว้ระหว่างความตึงของตัวนำและความยาวของตัวนำ ซึ่งช่วยให้ควบคุมการหย่อนได้ ซึ่งเป็นระยะห่างแนวตั้งระหว่างจุดต่ำสุดของตัวนำและจุดรองรับ การวัดนี้ไม่ได้เกิดขึ้นตามอำเภอใจแต่ได้รับการคำนวณอย่างแม่นยำ การหย่อนที่ไม่เพียงพอจะทำให้เกิดความตึงเครียดที่เป็นอันตราย ในขณะที่การหย่อนที่มากเกินไปอาจเสี่ยงต่อการสัมผัสกับวัตถุภาคพื้นดิน ซึ่งอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรได้

การคำนวณส่วนหย่อนเกี่ยวข้องกับการพิจารณาที่ซับซ้อนเกี่ยวกับวัสดุตัวนำ พื้นที่หน้าตัด น้ำหนัก สภาพแวดล้อม (อุณหภูมิ ความเร็วลม ความหนาของน้ำแข็ง) และภูมิประเทศ แบบจำลองอย่างง่ายใช้ตัวนำที่สม่ำเสมอและจุดรองรับระดับ โดยใช้สมการแบบโซ่หรือพาราโบลาสำหรับการประมาณ

สำหรับระดับรองรับที่มีน้ำหนักตัวนำ W ต่อความยาวหน่วย แรงดึง T ความยาวช่วง L และจุดใดก็ได้ P(x,y) แรงหลักสองแรงกระทำต่อส่วน OP: แรงโน้มถ่วงของ OP ที่กระทำที่จุดกึ่งกลางของมัน และแรงตึงในแนวเส้นสัมผัส T ที่จุด O การคำนวณที่แม่นยำยิ่งขึ้นจะพิจารณาถึงความผิดปกติของตัวนำ ความแตกต่างของส่วนสูงที่รองรับ และภาระทางสิ่งแวดล้อมผ่านแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ขั้นสูง

การใช้งานจริงของการคำนวณการหย่อนจะปรากฏในแผนภูมิการร้อยสาย ซึ่งเป็นเอกสารอ้างอิงที่ระบุค่าความหย่อนและความตึงที่เหมาะสมสำหรับอุณหภูมิต่างๆ ทีมงานภาคสนามใช้แผนภูมิเหล่านี้เพื่อปรับความตึงของตัวนำระหว่างการติดตั้ง เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพสูงสุด

การพัฒนาแผนภูมิจะพิจารณาสถานการณ์กรณีที่เลวร้ายที่สุด รวมถึงแรงลมสูงสุดและอุณหภูมิต่ำสุดเมื่อความตึงเครียดของตัวนำถึงจุดสูงสุด วิศวกรรวมปัจจัยด้านความปลอดภัยเพื่อรักษาความตึงเครียดให้ต่ำกว่าจุดแตกหัก ทำให้แผนภูมิเหล่านี้เป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับความปลอดภัยของสายส่ง

การพัฒนากริดอัจฉริยะต้องการวิธีการควบคุมการหย่อนยานที่ซับซ้อนมากขึ้น วิธีการแบบดั้งเดิมต้องต่อสู้กับความท้าทายต่างๆ เช่น การขยายตัวทางความร้อนระหว่างการส่งผ่านความจุสูง ซึ่งอุณหภูมิของตัวนำที่เพิ่มขึ้นจะทำให้การลดลงเกินขีดจำกัดที่ปลอดภัย โซลูชันที่เกิดขึ้นใหม่ประกอบด้วยระบบการให้คะแนนสายไดนามิกที่ตรวจสอบสภาพตัวนำแบบเรียลไทม์เพื่อปรับการไหลของพลังงานให้เหมาะสม

ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีโดรนช่วยให้การวัดความหย่อนคล้อยมีประสิทธิภาพมากขึ้นผ่านการตรวจสอบทางอากาศ ช่วยให้ระบุอันตรายที่อาจเกิดขึ้นได้รวดเร็วยิ่งขึ้น การพัฒนาทางเทคโนโลยีเหล่านี้รับประกันความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานการส่งกำลัง

การควบคุมการหย่อนของสายไฟฟ้าแรงสูงแสดงถึงวินัยทางวิศวกรรมที่สำคัญซึ่งผสมผสานวิทยาศาสตร์ไฟฟ้า วัสดุ และสิ่งแวดล้อม ด้วยการคำนวณที่แม่นยำและการควบคุมการปฏิบัติงาน วิศวกรจึงรักษาเสถียรภาพของระบบส่งกำลัง เพื่อให้มั่นใจในการจ่ายไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ นวัตกรรมทางเทคโนโลยีที่ดำเนินต่อไปจะปรับปรุงวิธีการเหล่านี้เพิ่มเติม ซึ่งสนับสนุนวิวัฒนาการของโครงข่ายไฟฟ้าที่ชาญฉลาดและยืดหยุ่นมากขึ้น