Optimalt design av lineoppheng i kraftledninger

Ved å bruke parallelle liner med jevnt fordelte avstandsstykker i loopen (dobbel loop), så øker stivheten til omføringsloopen slik at egenfrekvensen øker og resonans med vinden unngås eller reduseres. Dette gir igjen redusert utsving i omføringsloopen. Simuleringene viser at antall avstandsstykker har stor betydning for å øke stivheten, og dermed redusere utsvinget, til en dobbel loop. Avstanden mellom de to lederne i dobbelloopen har mindre betydning for stivheten. Avstanden kan dermed velges slik at det blir en så praktisk utførelse som mulig. Det er svært vanlig å skjøte loopen ved å bruke to parallellklemmer. Resultatene viser at dette er en uheldig løsning, som gir vesentlig større utsving enn en enkel gjennomgående loop. Det anbefales at loop med skjøt utformes som en dobbelloop. Det vil si at hver ende føres opp til avspenningsklemmen på motsatt side og klemmes fast der. I hengeklemmer kan linene få utmattingsbrudd når linene vibrerer. Bruddene oppstår hovedsakelig fra klemstykket og fram til siste opplagerpunkt i både ytre og indre trådlag. Det mest kritiske punktet er ved kanten av klemstykket, som gjør det vanskelig å registrere skaden ved tilstandskontroll. For spenn uten dempere anbefales det at forholdet mellom horisontalt strekk og egenvekten pr lengdeenhet (faktoren H/w) for spennet holdes under en gitt verdi. For spenn som ligger utenfor den anbefalte grenseverdien, anbefales det å gjennomføre en detaljert beregning av vibrasjonsnivået for å sikre at planlagt dempning er tilstrekkelig til å beskytte spennet mot skadelige vibrasjoner. Boltede klemmeforbindelser kan løsne og føre til fretting og utmattingsbrudd i linen hvis komponentene "setter" seg. Problemet kan reduseres ved å designe et klemmesystem, som er mer elastisk og dermed gjør kraftreduksjonen mindre. Dette kan oppnås ved å benytte lange slanke skruer med høy strekkfasthet og selvlåsende gjengeprofil, store kraftfordelende underlagsskiver og tallerkenfjærer, som lettere tar opp dimensjonsforandringer. Laboratorietester viste at økt elastisitet ved bruk av tilpassede tallerkenfjærer, underlagsskiver og gjentatt kompresjon av linen, som oppnås ved ettertrekking av boltene, kan halvere kraftreduksjonen i klemmene. Resultatene viser at relativt enkle justeringer av opphengs systemenes design vil forbedre kraftledningenes driftssikkerhet. Designløsningen gir økt redundans, den reduserer sannsynligheten for linebrudd og gjør det lettere å finne eventuelle trådbrudd ved tilstandskontroll. Dette skyldes at trådbruddene nå i hovedsak vil oppstå i ytre trådlag, fordi den avstivede loopen reduserer svingeamplituden. Utmattingsbrudd i ytre lag oppstår ved liten svingeamplitude mens utmattingsbrudd i indre lag aktiveres ved stor amplitude. Dermed vil tilstandskontroll med visuelle metoder avdekke liners nedbrytning tidligere enn med dagens design. Den anbefalte designen med doble looper, vil medføre marginalt lengre reparasjonstid på grunn av bruk av doble liner med fordelte avstandsstykker. Prosjektet har dermed oppnådd to av sine tre målsetninger, nemlig reduserte avbruddskostnader og bedre muligheter for tilstandskontroll av kritiske stresspunkter i opphengs systemet. Det tredje målet om reduserte reparasjonstider, er strengt tatt ikke nådd, men en marginal økning av reparasjonstiden vurderes som akseptabel i forhold til nytten av de oppnådde målene. Mulig samfunnsøkonomisk gevinst er reduksjon av årlige avbruddskostnader i størrelsesorden 50 til 70 MNOK.

Den overordnede ideen er å bedre kraftledningenes driftssikkerhet, som inngår i ENERGIX´s hovedmål om høy forsyningssikkerhet og internasjonalt konkurransedyktig næringsutvikling tilknyttet energisektoren. På grunnlag av nettselskapenes driftserfaringer med feil i og nær lineoppheng, at N-1 kriteriet ikke lenger er oppfylt i høylastsituasjoner samt økte utfordringer pga. mulige klimaendringer, så vil nettselskaper, konsulenter, leverandører og produsenter av elverksmateriell i dette prosjektet gå sammen om å utvikle ny teknologisk kunnskap om: * design av stress- og energidempende opphengssystem for liner. * materialegenskaper, som er korrosjon- og frettingdempende * vedlikeholdsvennlige komponenter og opphengssystem * montasjeteknikker, som ikke endrer komponentenes iboende egenskaper Løsningene har følgende mål: * Redusere andelen av KILE ved varige feil i lineoppheng med 25%, * Redusere reparasjonstiden spesielt i sentral og regionalnettet * Bedre muligheten for tilstandskontroll i kritiske stres spunkt i opphengsystemet. I tillegg vil nasjonale produsenter og konsulenter kunne styrke sin markedsposisjon og øke omsetningen i et internasjonalt perspektiv.