ما هو مخمد اهتزاز الجسر

مخمد ستوكبريدج عبارة عن مخمد كتلة مضبوط يستخدم لقمع الاهتزازات التي تحدثها الرياح على الهياكل النحيلة مثل خطوط الطاقة العلوية والعلامات الكابولية الطويلة والجسور المثبتة بالكابلات. يتكون الجهاز على شكل دمبل من كتلتين عند طرفي كابل بطول قصير أو قضيب مرن ، يتم تثبيته من منتصفه إلى الكبل الرئيسي. تم تصميم المخمد لتبديد طاقة التذبذبات في الكابل الرئيسي إلى مستوى مقبول.

مثال لصورة مخمدات ستوكبريدج معلقة تحت متدلي من أسلاك الجهد العالي

مخمدات ستوكبريدج مثبتة على خطوط طاقة عالية الجهد

التذبذب الناجم عن الرياح

يمكن أن تولد الرياح ثلاثة أوضاع رئيسية للتذبذب في الكابلات المعلقة:

تم قياس سعة غالوب بالأمتار ونطاق تردد يتراوح من 0.08 إلى 3 هرتز

الاهتزاز الإيولياني (يُطلق عليه أحيانًا الرفرفة) يمتد من مليمترات إلى سنتيمترات وتردد من 3 إلى 150 هرتز

الاهتزاز الناجم عن الاستيقاظ له اتساع بالسنتيمتر وتردد من 0.15 إلى 10 هرتز

يستهدف مخمد ستوكبريدج الاهتزازات بسبب الاهتزاز الجوي ؛ إنه أقل فعالية خارج نطاق السعة والتردد. يحدث الاهتزاز الإيولياني في المستوى العمودي وينتج عن تناوب سفك الدوامات على الجانب المواجه للريح من الكبل. يمكن أن تؤدي الرياح الثابتة والمعتدلة إلى نمط موجة واقفة على الخط تتكون من عدة أطوال موجية لكل فترة. يتسبب الاهتزاز الإيولياني في إجهاد ضار للكابل ويمثل السبب الرئيسي لفشل خيوط الموصلات. تكون نهايات امتداد خط الطاقة ، حيث يتم تثبيتها على أبراج النقل ، أكثر عرضة للخطر. يصبح التأثير أكثر وضوحًا مع زيادة توتر الكابل ، حيث يتم تقليل التخميد الذاتي الطبيعي.

وصف

التصميم الأصلي للكتل الخرسانية في ستوكبريدج

تم اختراع مخمد ستوكبريدج في عشرينيات القرن الماضي بواسطة جورج هـ. ستوكبريدج ، الذي كان مهندسًا في جنوب كاليفورنيا إديسون. حصلت ستوكبريدج على براءة اختراع أمريكية 1675391 في 3 يوليو 1928 لـ"اهتزاز المثبط". وصفت براءة اختراعه ثلاث وسائل لتثبيط الاهتزازات على الخطوط: كيس من التثقيب المعدني مربوط بالخط ؛ طول قصير من الكبل مثبت بالتوازي مع الكابل الرئيسي ؛ وكابل قصير (30 بوصة ، 75 سم) بكتلة خرسانية مثبتة في كل طرف. تم تطوير هذا الجهاز الأخير إلى مخمد ستوكبريدج على نطاق واسع.

تم تمرير الاهتزازات في الكبل الرئيسي عبر المشبك إلى المخمد الأقصر ، أو"رسول"، كابل. هذا من شأنه أن ينثني ويتسبب في تأرجح الكتل الخرسانية الموضوعة بشكل متماثل في نهاياتها. الاختيار الدقيق لكتلة الكتل ، وصلابة وطول كابل المثبط من شأنه أن يتطابق مع الممانعة الميكانيكية للمخمد مع تلك الموجودة في الخط ، ويخفف إلى حد كبير تذبذب الكابل الرئيسي. نظرًا لأن مخمدات ستوكبريدج كانت اقتصادية وفعالة وسهلة التركيب ، فقد تم استخدامها بشكل روتيني في الخطوط العلوية. كان العمل المباشر باستخدام أدوات العصا الساخنة يعني أنه من الممكن تعديل المخمدات للخطوط أثناء تنشيطها.

تصميمات حديثة

تصميم حديث بأوزان معدنية

تستخدم التصميمات الحديثة أوزانًا معدنية على شكل جرس بدلاً من الكتل الخرسانية في ستوكبريدج . الجرس مجوف وكابل المخمد مثبت داخليًا بالطرف البعيد ، مما يسمح بالحركة النسبية بين الكبل وأوزان التخميد. لتوفير قدر أكبر من حرية الحركة ، قد يتم شق الأوزان جزئيًا في المستوى الرأسي ، مما يسمح للكابل بالسفر خارج حدود الجرس. تستخدم بعض التصميمات الأكثر تعقيدًا أوزانًا ذات توزيع غير متماثل للكتلة ، مما يمكّن المخمد من التأرجح في عدة أوضاع ونطاقات تردد مختلفة.

مخمدات الكلب على كبلات دعم الطريق لجسر سيفيرن

تصميم حديث آخر هو الكلب الذي اخترعه فيليب دولهونتي في عام 1976 [مشكوك فيه - ناقش] يسمى هذا بسبب تكوينه ، وهو كرة معدنية أكبر متصلة بنهاية المخمد ، مع كرة أصغر تظهر جانبًا منه ، تشبه عظام الكلب . يقوم المثبط بتعويض الأوزان بشكل جانبي لإدخال درجة ثالثة من الحرية ، حيث يقوم بلف كابل المثبط بالإضافة إلى ثنيه لأعلى ولأسفل. تم إنشاء احتكاك إضافي داخل الخيط في كابل المثبط ، مما أدى إلى تبديد قدر أكبر من الطاقة بشكل ملحوظ. [مطلوب التحقق]

الجزء الأكثر ضعفًا من الكبل هو المكان الذي يتم تثبيته فيه بنهاية سلسلة عازل ، لذلك يتم تثبيت المخمدات عادةً في أقرب العقد المضادة (نقاط الإزاحة القصوى) على جانبي المشبك. وبالتالي ، يوجد عادةً مخمدان في كل فترة ، على الرغم من أنه يمكن تركيب المزيد إذا لزم الأمر على مسافات أطول.

تشكل خطوط النقل العلوية سلسال يكون الاهتزاز فيه هو السائد في المستوى الرأسي. عند توقع أكثر من مستوى اهتزاز ، يمكن تركيب مخمدات ستوكبريدج بزوايا قائمة مع بعضها البعض. هذا أمر شائع عندما يتم تشغيل الكبل في مستوى عمودي أو غير أفقي ، على سبيل المثال في الجسور المثبتة بالكابلات أو أسلاك شد الصاري اللاسلكي.

المرجع: ويكيبيديا .غزاله /ويكي /Stockbridge_damper