Etude Vibratoire Ligne à Haute Tension

[invite9a512540]

Bonjour à tous.

Je suis actuellement en dernière année en école d'ingenieur. J'effectue un travail de recherche dans une université en Chine pour une durée de trois mois.

Ils ont concu un robot briseur de glace sur les lignes à haute tension et me demandent de l'ameliorer car peut efficace dans certaines situations.

Je me suis appercue qu'ils n'ont fait aucune étude vibratoire des cables des lignes à haute tension lorsque le robot tape dessus pour enlever la glace par l'intermediaire d'un Pic... Je me lance donc dans l'étude vibratoire pour écarter le risque que la cable rentre en vibration sous l'impact du pic tapant à une certaine fréquence.

Je me retrouve tout bête car j'ai déja fait des études vibratoires mais je suis bloqué pour l'étude du cable ...

je me suis lancé dans une transformée en ondelette, chose que je ne connais absolument pas. Je bloque sur bien des données.

bref avez-vous des conseils à m'apporter pour déterminer les fréquences propres du cable des lignes à haute tension ?

D'avance un grand merci pour m'avoir lu et pour vos futures réponses je l'espère.

Victor (Etudiant ENSAM)

[invite40271050]

Bjr à toi,
Ben y a de nombreux paramétres à rendre en compte. Ca va pas etre simple!
Nature du cable,
Sa section,
Poids de glace accumulée qui va diminuer au fur et à mesure du "piquage" (modifie la F de résonnance)
Portée (qui sont différentes) entre deux appuis, (la Fde résonnance ne sera ps la meme pour 300m ou 500m)
Tension mécanique appliquée aux cables
etc...etc.... Trop de paramétres rentre en ligne de compte pour déterminer la fréquence de vibration d'une portée.

Bonne journée

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Il est vrai qu'il y a un tas de paramètres.
Mais avant d'aller plus loin ce serait bien de calculer des ordres de grandeur. Notamment la fréquence du mode fondamental pour une ligne "propre" et une ligne couverte de glace. Qu'est que cela donne par rapport à la fréquence du pic ?
Dans ce calcul, en plus de l'onde type "corde de guitare", il faut peut-être tenir compte de l'onde transversale dont la force de restitution est due à l'élasticité du câble et non à la tension. L'addition des deux forces de restitution donne une vitesse plus élevée pour l'onde.

Le robot, est-il accroché à la ligne ?
Si c'est la cas les ondes se réfléchiront partiellement à cet endroit et vous aurez plusieurs jeux de modes d'oscillation.
Même chose pour les points d'accroche aux isolants. De plus le comportement ne sera pas le même suivant la polarisation des ondes par rapport à la direction de l'isolant.

Commencez déjà par faire un calcul de fréquences "à la louche", pour voir si un calcul plus précis se justifie.
Au revoir.

[invite9a512540]

Merci à vous deux pour vos réponses.

Vous avez bien cerné mon probleme.

Le poids accumulé qui va diminué au cours du dé-glacage est mon principal probleme.

Les fréquences fondamentales de la ligne "propre" est assez éloigné de la fréquence de tape du Pic. Je pourrais vous communiquer les résultats dans la journée car je ne les ai pas sous la main. Peut-être pourrez vous me conseiller sur l'utilité de poursuivre mon étude pour une ligne chargée en glace que l'on dé-glace.

Merci pour votre aide qui va surement m'être utile car mon tuteur Chinois est plus que largué

Victor

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9a512540]

En effet le robot est "posé" sur les lignes et je ne sais pas si les points d'accroche aux isolants en Chine sont les mêmes que en Europe.

Le plus fou est qu'ils ont déja mis en oeuvre ce robot sur des lignes à hautes tensions en marche sans effectuer d'étude vibratoire. Ca me parait délirant mais bon c'est la Chine !

[invite9a512540]

Bon, je n'ai pas fait d'étude vibratoire depuis des lustres et ça se voit

J'ai des résultats pour le moins étrange au final...

Je vous fait part d'abord des hypothèses qui sont surement mauvaises. J'ai considéré que l'on peut associer le câble à un système libre légèrement amorti et je l'ai associé à une poutre en appui simple (surement ce qui fait foiré le tout) en prenant un masse linéique en conséquence. J'ai pris en compte l'ensemble des paramètres pour un câble "propre".

La première fréquence fondamentale est de 24Hz

La fréquence de tape du robot est de 2.75Hz

J'ai l'impression d'avoir fait du grand n'importe quoi mais ca m'a permis d'écrire quelque choses de la matinée sur ma feuille.

Encore Merci

Victor

[invite40271050]

En effet le robot est "posé" sur les lignes et je ne sais pas si les points d'accroche aux isolants en Chine sont les mêmes que en Europe.

Le plus fou est qu'ils ont déja mis en oeuvre ce robot sur des lignes à hautes tensions en marche sans effectuer d'étude vibratoire. Ca me parait délirant mais bon c'est la Chine !

Bjr à toi,
Les points " d'accroche" sont FORCEMENT les memes.
Le point d'attache RESTE le point d'attache (au niveau de chaque support). Il ne peut en etre autrement
: l'attache ne peut etre en pleine...portée!
Que l'attache (sa forme , sa conception son mode de fixation..) soit DIFFERENT , cela n'influe pas sur le POINT ou
cela est...attaché.
J'ai de trés gros doutes (mais je ne connais pas les caractéristiques de ce robot) que cela puisse engendrer une mise en vibration
DANGEREUSE pour la ligne. De là a en arriver à la résonnance, y a encore un pas à franchir.

Sur les lignes (françaises...et autres) il y AUSSI des visites de ligne par nacelles suspendues au cable.
J'ai jamais entendu parlé d'incidents de cet ordre là.

Nota: une ligneHT est bien souvent construite en "suspendu".
C'est à dire que la ligne est "ancrée" à chaque extrémité et à chaque changement de direction important.
Sur les supports intermédiaire les conducteurs sont " suspendus" par des "chaines" d'isolateurs à chaque support
Bonne journée

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Au "pif" la fréquence de 24 Hz me surprend. Je la trouve très haute.
Quelle est la longueur de la portée ?
Quelle est la masse par unité de longueur de votre câble et quel est le module de Young ?
Est-ce que le câble est uniforme ou est-il en aluminium avec une âme en acier ?
Le mode d'oscillation "poutre" correspond au câble simplement appuyé. Mais vous avez l'autre effort de restitution qui provient de la tension du câble et qui donne, à lui tout seul une vitesse de propagation de

où T est la tension du câble et µ la masse linéique.

Si les valeurs le montrent nécessaire, il faut faire le calcul en tenant compte des deux. Un peu comme dans les cordes les plus aigües d'un piano.

Si je peux me permettre un hors charte, si le chinois s'étaient arrêtés à chaque fois pour faire des études détailles, ils ne seraient pas passés du moyen âge au 21ème siècle en 50 ans. Même si de temps en temps cela donne des catastrophes. Nous, avec toutes nos précautions, construisons parfois des aérogares qui s'effondrent.
Au revoir.

[invite9a512540]

D'accord, merci pour vos reponses

J'avais un peu abandonner l’étude pour me consacrer au design du robot. (photos a venir si ça intéresse quelqu'un...)
Le design est maintenant fini. Je me remet donc a l’étude vibratoire et a la recherche de cette fréquence propre.


"Nota: une ligneHT est bien souvent construite en "suspendu".
C'est à dire que la ligne est "ancrée" à chaque extrémité et à chaque changement de direction important.
Sur les supports intermédiaire les conducteurs sont " suspendus" par des "chaines" d'isolateurs à chaque support"

Donc sur les supports intermediaires on peut supposer que le câble est en appui simple et lors de changement de direction en encastrement ?

Autre question, esque je peux assimiler le cable de la ligne a haute tension a une poutre ? En adaptant l'inertie biensur.

Ce qui me derange c'est d'assimiler un cable a une poutre ... Est-ce possible?

Merci pour votre aide

Victor

[invitea3c675f3]

photos a venir si ça intéresse quelqu'un...

Si je peux te donner un conseil, ne mets pas sur le site de photo de ce robot. Les Chinois sont assez chatouilleux côté secret industriel et tu risques de te faire expulser.

[invite9a512540]

Ahaha ok, mais je ne suis qu'un étudiant en université ... mais bon d'accord ne jouons pas avec le feu

[invite9a512540]

LPFR vous me dites : "Le mode d'oscillation "poutre" correspond au câble simplement appuyé. Mais vous avez l'autre effort de restitution qui provient de la tension du câble et qui donne, à lui tout seul une vitesse de propagation de

où T est la tension du câble et µ la masse linéique.

Si les valeurs le montrent nécessaire, il faut faire le calcul en tenant compte des deux. Un peu comme dans les cordes les plus aigües d'un piano."

Comment tenir compte des deux ? Et comment savoir si les valeurs le montrent nécessaire ... ?

Merci

[invite9a512540]

Autre question, comment calculer le module de Young si je prend en compte l’âme en acier dans le câble ?

[calculair]

Bonjour,

Pour être efficace pour casser la glace accrochée au cable, il faut provoquer une onde vibratoire d'une amplitude suffisante pour casser la glace.

L'energie necessaire serait à calculer pour se rendre compte de la faisabilité du processus.

Par ailleurs, peut être vous trouverez des donnéés sur de tel dispositifs en aviation, ou des dispositifs pour casser la glace sur les bords d'attaque des ailes existent (J'ai vu fonctionner ce genre de dispositif sur un ATR. La glace se forme à vue d'oeil,et heureusement que cela marche, car le crash par perte du profil et par accumulation du poids de glace serait possible en moins de 5 minutes.)

J'avoue que j'ai du mal à imaginer que taper en un point sur le cable, cela pourrait liberer toute la portée entre 2 pylones dela glace accumulée..... Sur l'aile d'avion, toute l'envergure est equipée du dispositif pour casser la glace, mais cela fait quelques dizaines de metres au plus.