SAG કેલ્ક્યુલેટર: પાવર લાઇન્સ, બ્રિજ અને કેબલમાં ડિફ્લેક્શન માપો

પરિચય

SAG કેલ્ક્યુલેટર એક વિશિષ્ટ સાધન છે જે પાવર લાઇન્સ, બ્રિજ અને કેબલ જેવી લટકતી રચનાઓમાં ઊભી ડિફ્લેક્શન (સેગ) ગણવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે. સેગ એ બે સમર્થન બિંદુઓને જોડતા સીધા રેખા અને લટકતી રચનાના સૌથી નીચા બિંદુ વચ્ચેની મહત્તમ ઊભી અંતર છે. આ કુદરતી ઘટના રચનાના વજન અને લાગુ કરવામાં આવેલા તાણને કારણે થાય છે, જે ભૌતિકશાસ્ત્રમાં કેટેનેરી વક્રોના સિદ્ધાંતોને અનુસરે છે.

સેગને સમજવું અને ગણવું એ એન્જિનિયરો, ડિઝાઇનરો અને જાળવણી કર્મચારીઓ માટે મહત્વપૂર્ણ છે જે ઓવરહેડ પાવર ટ્રાન્સમિશન લાઇન્સ, સસ્પેન્શન બ્રિજ, કેબલ-સ્ટેેડ રચનાઓ અને સમાન સ્થાપનાઓ સાથે કામ કરે છે. યોગ્ય સેગ ગણતરી રચનાત્મક અખંડિતતા, સલામતી અને શ્રેષ્ઠ કાર્યક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરે છે, જ્યારે વધુ તાણ અથવા અણસંપૂર્ણ ક્લિયરન્સને કારણે સંભવિત નિષ્ફળતાઓને રોકે છે.

આ કેલ્ક્યુલેટર મૂળભૂત સ્ટેટિક્સ અને મિકેનિક્સના સિદ્ધાંતોને લાગુ કરીને વિવિધ લટકતી રચનાઓમાં મહત્તમ સેગનો નિર્ધારણ કરવા માટે એક સરળ પરંતુ શક્તિશાળી રીત પ્રદાન કરે છે.

સેગ ગણતરીનો ફોર્મ્યુલા

લટકતી કેબલ અથવા વાયરનું સેગ નીચેના ફોર્મ્યુલા દ્વારા ગણવામાં આવે છે:

$\text{Sag} = \frac{w \times L^2}{8T}$

જ્યાં:

• $w$ = એકમ લંબાઈનું વજન (કિગ્રા/મી)
• $L$ = સમર્થન વચ્ચેની સ્પાન લંબાઈ (મી)
• $T$ = આડું તાણ (N)
• Sag = મહત્તમ ઊભી ડિફ્લેક્શન (મી)

આ ફોર્મ્યુલા કેટેનેરી વક્રના પેરાબોલિક અનુમાનમાંથી વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવી છે, જે ત્યારે માન્ય છે જ્યારે સેગ સ્પાન લંબાઈની તુલનામાં તુલનાત્મક રીતે નાનો હોય (સામાન્ય રીતે જ્યારે સેગ સ્પાનના 10% કરતા ઓછું હોય).

ગણિતીય વ્યાખ્યાયન

લટકતી કેબલ તેના પોતાના વજન હેઠળ કેટેનેરી વક્રમાં હોય છે, જે હાયપરબોલિક કોષ્ટક ફંક્શન દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે. તેમ છતાં, જ્યારે સેગ-ટુ-સ્પાન અનુપાત નાનું હોય, ત્યારે કેટેનેરીને પેરાબોલ દ્વારા અનુમાનિત કરી શકાય છે, જે ગણતરીઓને નોંધપાત્ર રીતે સરળ બનાવે છે.

સામાન્ય લોડ હેઠળ કેબલ માટેના ડિફરેનશિયલ સમીકરણથી શરૂ કરીને:

$\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{w}{T}\sqrt{1 + \left(\frac{dy}{dx}\right)^2}$

જ્યારે ઢળવાં $\frac{dy}{dx}$ નાનું હોય, ત્યારે અમે અનુમાનિત કરી શકીએ છીએ $\sqrt{1 + \left(\frac{dy}{dx}\right)^2} \approx 1$, જેની દ્રષ્ટિએ:

$\frac{d^2y}{dx^2} \approx \frac{w}{T}$

બાઉન્ડરી શરતો (y = 0 at x = 0 and x = L) લાગુ કરીને, અમે મેળવે છીએ:

$y = \frac{wx}{2T}(L-x)$

મહત્તમ સેગ મધ્યબિંદુ (x = L/2) પર થાય છે, જે આપે છે:

$\text{Sag} = \frac{wL^2}{8T}$

કિનારાના કેસ અને મર્યાદાઓ

1. ઉચ્ચ સેગ-ટુ-સ્પાન અનુપાત: જ્યારે સેગ લગભગ 10% સ્પાન લંબાઈને પાર કરે છે, ત્યારે પેરાબોલિક અનુમાન ઓછું ચોક્કસ બને છે, અને સંપૂર્ણ કેટેનેરી સમીકરણનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.

2. શૂન્ય અથવા નેગેટિવ મૂલ્યો:

   • જો સ્પાન લંબાઈ (L) શૂન્ય અથવા નેગેટિવ છે, તો સેગ શૂન્ય અથવા અવિન્યસ્થિત રહેશે.
   • જો વજન (w) શૂન્ય છે, તો સેગ શૂન્ય રહેશે (વજનહીન થ્રેડ).
   • જો તાણ (T) શૂન્યને નજીક આવે છે, તો સેગ અનંતને નજીક આવે છે (કેબલ કollapse).

3. તાપમાનના અસર: ફોર્મ્યુલા તાપમાન વિસ્તારને ધ્યાનમાં રાખતું નથી, જે વાસ્તવિક વિશ્વમાં સેગને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરી શકે છે.

4. હવા અને બરફ લોડિંગ: મૂળભૂત ફોર્મ્યુલામાં હવા અથવા બરફના સંકલનથી વધારાના લોડોનો સમાવેશ નથી.

5. ઇલાસ્ટિક સ્ટ્રેચ: ફોર્મ્યુલા અણઇલાસ્ટિક કેબલ્સને અનુમાનિત કરે છે; વાસ્તવમાં, કેબલ તાણ હેઠળ ખેંચાય છે, જે સેગને અસર કરે છે.

SAG કેલ્ક્યુલેટરનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરવો

અમારો SAG કેલ્ક્યુલેટર લટકતી રચનાઓમાં મહત્તમ સેગ નિર્ધારણ કરવા માટે સરળ ઇન્ટરફેસ પ્રદાન કરે છે. ચોક્કસ પરિણામો મેળવવા માટે નીચેના પગલાં અનુસરો:

1. સ્પાન લંબાઈ દાખલ કરો: બે સમર્થન બિંદુઓ વચ્ચેની આડું અંતર મીટરમાં દાખલ કરો. આ સીધી રેખાની અંતર છે, કેબલની લંબાઈ નહીં.

2. એકમ લંબાઈનું વજન દાખલ કરો: કેબલ અથવા રચનાના પ્રતિ મીટર લંબાઈમાં કિગ્રામાં વજન દાખલ કરો (કિગ્રા/મી). પાવર લાઇન્સ માટે, આ સામાન્ય રીતે કંડક્ટરનું વજન અને કોઈપણ વધારાના સાધનો જેમ કે ઇન્સ્યુલેટર્સનો સમાવેશ કરે છે.

3. આડું તાણ દર્શાવો: કેબલમાં આડું તાણના ઘટકને ન્યુટનમાં (N) દાખલ કરો. આ કેબલના સૌથી નીચા બિંદુ પરનું તાણ છે.

4. પરિણામો જુઓ: કેલ્ક્યુલેટર તરત જ સેગ મૂલ્યને મીટરમાં દર્શાવશે. આ સીધી રેખા સમર્થનને જોડતી રેખા અને કેબલના સૌથી નીચા બિંદુ વચ્ચેના ઊભા અંતરને દર્શાવે છે.

5. પરિણામો કૉપી કરો: અન્ય એપ્લિકેશન્સ અથવા દસ્તાવેજોમાં ગણતરી કરેલ મૂલ્યને સરળતાથી સ્થાનાંતરિત કરવા માટે કૉપી બટનનો ઉપયોગ કરો.

કેલ્ક્યુલેટર તમામ ઇનપુટ્સ સકારાત્મક સંખ્યાઓ છે તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે વાસ્તવિક-સમયની માન્યતા કરે છે, કારણ કે નેગેટિવ મૂલ્યો આ સંદર્ભમાં ભૌતિક રીતે અર્થપૂર્ણ નહીં હોય.

સેગ ગણતરીઓ માટેના ઉપયોગ કેસ

પાવર ટ્રાન્સમિશન લાઇન્સ

સેગ ગણતરીઓ ઓવરહેડ પાવર લાઇન્સના ડિઝાઇન અને જાળવણીમાં અનેક કારણોસર મહત્વપૂર્ણ છે:

1. ક્લિયરન્સની જરૂરિયાતો: વીજળીના કોડો પાવર લાઇન્સ અને જમીન, ઇમારતો અથવા અન્ય વસ્તુઓ વચ્ચેની ન્યૂનતમ ક્લિયરન્સને નિર્ધારિત કરે છે. ચોક્કસ સેગ ગણતરીઓ આ ક્લિયરન્સને તમામ શરતો હેઠળ જાળવવા સુનિશ્ચિત કરે છે.

2. ટાવરની ઊંચાઈ નિર્ધારણ: ટ્રાન્સમિશન ટાવરોની ઊંચાઈ કંડક્ટર્સના અપેક્ષિત સેગ દ્વારા સીધી અસરિત થાય છે.

3. સ્પાન લંબાઈની યોજના: એન્જિનિયરો સેગ ગણતરીઓનો ઉપયોગ સમર્થન રચનાઓ વચ્ચેની મહત્તમ મંજૂર અંતર નિર્ધારિત કરવા માટે કરે છે.

4. સલામતીના માર્જિન: યોગ્ય સેગ ગણતરીઓને કઠોર હવામાનની શરતો દરમિયાન ખતરનાક પરિસ્થિતિઓને રોકવા માટે સલામતીના માર્જિન સ્થાપિત કરવામાં મદદ કરે છે.

ઉદાહરણ ગણતરી: એક સામાન્ય મધ્યવર્તી વોલ્ટેજ પાવર લાઇન માટે:

• સ્પાન લંબાઈ: 300 મીટર
• કંડક્ટરનું વજન: 1.2 કિગ્રા/મી
• આડું તાણ: 15,000 N

ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ કરીને: Sag = (1.2 × 300²) / (8 × 15,000) = 0.9 મીટર

આનો અર્થ એ છે કે પાવર લાઇન તેના સૌથી નીચા બિંદુ પર સમર્થન બિંદુઓને જોડતી સીધી રેખા કરતાં લગભગ 0.9 મીટર નીચે લટકશે.

સસ્પેન્શન બ્રિજ

સસ્પેન્શન બ્રિજના ડિઝાઇનમાં સેગ ગણતરીઓ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે:

1. કેબલનું કદ: મુખ્ય કેબલ્સને અપેક્ષિત સેગ અને તાણના આધારે યોગ્ય કદમાં બનાવવું જોઈએ.

2. ટાવરની ઊંચાઈ ડિઝાઇન: ટાવરોની ઊંચાઈ મુખ્ય કેબલ્સના કુદરતી સેગને સ્થિર કરવા માટેની જરૂર છે.

3. ડેકની સ્થિતિ: બ્રિજ ડેકની સ્થિતિ કેબલ્સની તુલનામાં સેગ ગણતરીઓ પર આધાર રાખે છે.

4. લોડ વિતરણ: સેગને સમજવું એ એન્જિનિયરોને આ રચનામાં લોડ કેવી રીતે વિતરણ થાય તે વિશ્લેષણ કરવામાં મદદ કરે છે.

ઉદાહરણ ગણતરી: એક પેદા થતી સસ્પેન્શન બ્રિજ માટે:

• સ્પાન લંબાઈ: 100 મીટર
• કેબલનું વજન (હેંગર્સ અને ભાગિક ડેક વજન સહિત): 5 કિગ્રા/મી
• આડું તાણ: 200,000 N

ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ કરીને: Sag = (5 × 100²) / (8 × 200,000) = 0.31 મીટર

કેબલ-સ્ટેેડ રચનાઓ

કેબલ-સ્ટેેડ છત, કૅનોપી અને સમાન રચનાઓમાં:

1. Esthetic વિચારણા: રચનાનો દ્રષ્ટિઆકર્ષણ કેબલ સેગથી અસરિત થાય છે.

2. પ્રિટેન્શનિંગની જરૂરિયાતો: ઇચ્છિત સેગ સ્તરો પ્રાપ્ત કરવા માટે કેટલા પ્રિટેન્શનિંગની જરૂર છે તે નિર્ધારિત કરવા માટે ગણતરીઓ મદદ કરે છે.

3. સમર્થનો ડિઝાઇન: અપેક્ષિત સેગના આધારે સમર્થનોની શક્તિ અને સ્થિતિ અસરિત થાય છે.

ઉદાહરણ ગણતરી: એક કેબલ-સ્ટેેડ કૅનોપી માટે:

• સ્પાન લંબાઈ: 50 મીટર
• કેબલનું વજન: 2 કિગ્રા/મી
• આડું તાણ: 25,000 N

ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ કરીને: Sag = (2 × 50²) / (8 × 25,000) = 0.25 મીટર

ટેલિકમ્યુનિકેશન લાઇન્સ

ટેલિકમ્યુનિકેશન કેબલ્સ પોળો અથવા ટાવરો વચ્ચે વિસતૃત હોય છે:

1. સિગ્નલ ગુણવત્તા: વધુ સેગบาง પ્રકારની ટેલિકમ્યુનિકેશન લાઇન્સમાં સિગ્નલ ગુણવત્તાને અસર કરી શકે છે.

2. પોળા સ્પેસિંગ: સ્વીકૃત સેગ સ્તરોને ધ્યાનમાં રાખીને પોલોનું યોગ્ય અંતર.

3. પાવર લાઇન્સથી ક્લિયરન્સ: પાવર લાઇન્સથી સલામત અંતર જાળવવા માટે ચોક્કસ સેગ ભવિષ્યવાણીની જરૂર છે.

ઉદાહરણ ગણતરી: એક ફાઇબર ઓપ્ટિક કેબલ માટે:

• સ્પાન લંબાઈ: 80 મીટર
• કેબલનું વજન: 0.5 કિગ્રા/મી
• આડું તાણ: 5,000 N

ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ કરીને: Sag = (0.5 × 80²) / (8 × 5,000) = 0.64 મીટર

એરિયલ રોપવે અને સ્કી લિફ્ટ

સેગ ગણતરીઓ માટે મહત્વપૂર્ણ છે:

1. ટાવર સ્થાન: રોપવે boyunca ટાવરોના યોગ્ય સ્થાનની નિર્ધારણા.

2. જમીન ક્લિયરન્સ: કેબલના સૌથી નીચા બિંદુ અને જમીન વચ્ચેની પૂરતી ક્લિયરન્સ સુનિશ્ચિત કરવી.

3. તાણ મોનિટરિંગ: ચાલુ મોનિટરિંગ માટે આધારભૂત તાણ મૂલ્યો સ્થાપિત કરવું.

ઉદાહરણ ગણતરી: એક સ્કી લિફ્ટ કેબલ માટે:

• સ્પાન લંબાઈ: 200 મીટર
• કેબલનું વજન (ચેર સહિત): 8 કિગ્રા/મી
• આડું તાણ: 100,000 N

ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ કરીને: Sag = (8 × 200²) / (8 × 100,000) = 4 મીટર

પેરાબોલિક સેગ ગણતરી માટે વિકલ્પો

જ્યારે પેરાબોલિક અનુમાન મોટાભાગના વ્યાવસાયિક એપ્લિકેશન્સ માટે યોગ્ય છે, ત્યારે કેટલાક વિશિષ્ટ પરિસ્થિતિઓ માટે વિકલ્પો હોય છે:

1. પૂર્ણ કેટેનેરી સમીકરણ: મોટા સેગ-ટુ-સ્પાન અનુપાત માટે, સંપૂર્ણ કેટેનેરી સમીકરણ વધુ ચોક્કસ પરિણામો આપે છે:

   $y = \frac{T}{w} \left[ \cosh\left(\frac{wx}{T}\right) - 1 \right]$

   આ iterative ઉકેલની તકનીકોની જરૂર છે પરંતુ કોઈપણ સેગ-ટુ-સ્પાન અનુપાત માટે ચોક્કસ પરિણામો આપે છે.

2. ફિનિટ એલેમેન્ટ વિશ્લેષણ (FEA): વિવિધ લોડિંગ સાથેના જટિલ રચનાઓને મોડેલ કરવા માટે FEA સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

3. એમ્પિરિકલ પદ્ધતિઓ: ક્ષેત્રમાં માપ અને વિશિષ્ટ એપ્લિકેશન્સ માટે વિકસિત એમ્પિરિકલ ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ કરી શકાય છે જ્યારે સૈદ્ધાંતિક ગણતરીઓ અપ્રાયોગિક હોય.

4. ડાયનામિક વિશ્લેષણ: મહત્વપૂર્ણ ડાયનામિક લોડ્સ (હવા, ટ્રાફિક) હેઠળ રચનાના વર્તનનો અનુમાન કરવા માટે સમય-વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

5. રૂલિંગ સ્પાન પદ્ધતિ: પાવર લાઇન ડિઝાઇનમાં ઉપયોગ કરવામાં આવતી આ પદ્ધતિ વિવિધ લંબાઈની અનેક સ્પાનો માટે ગણતરીઓને સરળ બનાવે છે.

સેગ ગણતરીનો ઇતિહાસ

કેબલ સેગની સમજણ સદીઓથી નોંધપાત્ર રીતે વિકસિત થઈ છે, જેમાં કેટલાક મુખ્ય મીલના પથ્થરો છે:

પ્રાચીન એપ્લિકેશન્સ

કેબલ સેગના સિદ્ધાંતોના પ્રથમ એપ્લિકેશન્સ પ્રાચીન સંસ્કૃતિઓમાં જોવા મળે છે જેમણે કુદરતી ફાઇબર્સ અને વાઇનથી સસ્પેન્શન બ્રિજ બનાવ્યા. જ્યારે તેઓ ફોર્મલ ગણિતીય સમજણની અભાવમાં હતા, ત્યારે એમ્પિરિકલ જ્ઞાન તેમના ડિઝાઇનને માર્ગદર્શન આપતું હતું.

વૈજ્ઞાનિક પાયાઓ (17-18મી સદી)

કેબલ સેગને સમજવા માટે ગણિતીય પાયાનો આરંભ 17મી સદીમાં થયો:

• 1691: ગોટફ્રિડ વિલ્હેલ્મ લેબ્નિઝ, ક્રિસ્ટિયન હુયજન્સ અને યોહાન બર્નુલી સ્વતંત્ર રીતે કેબલ અથવા કેબલના આકૃતિને ઓળખી લીધું જે તેના પોતાના વજન હેઠળ લટકતું હોય છે.

• 1691: જાકોબ બર્નુલી એ "કેટેનેરી" શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો, જે લેટિન શબ્દ "કેટેના" (ચેઇન)માંથી આવ્યો છે.

• 1744: લિયોનહાર્ડ આયલર કેટેનેરી વક્ર માટેના ગણિતીય સમીકરણને ફોર્મલાઇઝ કરે છે.

એન્જિનિયરિંગ એપ્લિકેશન્સ (19-20મી સદી)

ઔદ્યોગિક ક્રાંતિએ કેટેનેરી સિદ્ધાંતોના વ્યાવસાયિક એપ્લિકેશન્સને લાવવામાં મદદ કરી:

• 1820ના દાયકામાં: ક્લોડ-લુઇસ નવિયરે સસ્પેન્શન બ્રિજ માટે કેટેનેરી સિદ્ધાંતોના વ્યાવસાયિક એપ્લિકેશન્સ વિકસાવ્યાં.

• 1850-1890: ટેલિગ્રાફ અને પછીના ફોન નેટવર્કના વિસ્તરણે વાયર સ્થાપનામાં સેગ ગણતરીઓની વ્યાપક જરૂરિયાત ઊભી કરી.

• પ્રારંભિક 1900ના: વીજળીના પાવર ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમોના વિકાસે સેગ ગણતરી પદ્ધતિઓને વધુ સુધાર્યું.

• 1920-1930ના: "સેગ-તાણ ચાર્ટ" ની રજૂઆતએ ફીલ્ડમાં ગણતરીઓને સરળ બનાવ્યું.

આધુનિક વિકાસ

આધુનિક સેગ ગણતરીઓમાં સમાવેશ થાય છે:

• 1950-1960ના: સેગ અને તાણની ગણતરીઓ માટે કમ્પ્યુટર પદ્ધતિઓનો વિકાસ, જેમાં તાપમાન, બરફ અને હવા જેવા પરિબળોનો સમાવેશ થાય છે.

• 1970-વર્તમાન: વ્યાપક રચનાત્મક વિશ્લેષણ સોફ્ટવેરમાં સેગ ગણતરીઓનો સમાવેશ.

• 2000-વર્તમાન: મહત્વપૂર્ણ ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરમાં વાસ્તવિક-સમયની મોનિટરિંગ સિસ્ટમો જે સેગને સીધા માપે છે અને ગણતરી કરેલ મૂલ્યો સામે તુલના કરે છે.

વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો

ઓવરહેડ પાવર લાઇન્સમાં સેગ શું છે?

ઓવરહેડ પાવર લાઇન્સમાં સેગ એ બે સમર્થન બિંદુઓ (ટાવરો અથવા પોલો)ને જોડતી સીધી રેખા અને કંડક્ટરનો સૌથી નીચો બિંદુ વચ્ચેની ઊભી અંતર છે. આ કુદરતી રીતે કંડક્ટરના વજનના કારણે થાય છે અને યોગ્ય ક્લિયરન્સ સુનિશ્ચિત કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ ડિઝાઇન પેરામીટર છે.

તાપમાન સેગ પર કેવી રીતે અસર કરે છે?

તાપમાન કેબલ સેગ પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. તાપમાન વધે ત્યારે, કેબલ સામગ્રી વિસ્તરે છે, તેની લંબાઈ વધે છે અને પરિણામે સેગ વધે છે. વિરુદ્ધમાં, નીચા તાપમાને કેબલને સંકોચે છે, જે સેગને ઘટાડે છે. આ જ કારણ છે કે પાવર લાઇન્સ સામાન્ય રીતે ગરમ ઉનાળાના દિવસોમાં વધુ નીચા અને ઠંડા શિયાળાની શરતોમાં વધુ ઊંચા લટકતા હોય છે. તાપમાન પરિવર્તન અને સેગ વચ્ચેના સંબંધને કેબલ સામગ્રીના થર્મલ એક્સ્પેન્શન કોફિશિયન્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે.

સેગ ગણતરી કરવી estrutural સલામતી માટે કેમ મહત્વપૂર્ણ છે?

સેગ ગણતરી કરવી estrutural સલામતી માટે ઘણા કારણોસર મહત્વપૂર્ણ છે:

1. તે પાવર લાઇન્સ અને કેબલ માટે યોગ્ય જમીન ક્લિયરન્સ સુનિશ્ચિત કરે છે
2. તે તાણના યોગ્ય સ્તરોને નિર્ધારિત કરવામાં મદદ કરે છે જેથી રચનાત્મક નિષ્ફળતા અટકાવી શકાય
3. તે એન્જિનિયરોને યોગ્ય ઊંચાઈ અને શક્તિશાળી સમર્થન રચનાઓ ડિઝાઇન કરવામાં મદદ કરે છે
4. તે વિવિધ લોડિંગ શરતો હેઠળ રચના કેવી રીતે વર્તે છે તે અનુમાન કરવામાં મદદ કરે છે
5. તે સલામતી કોડ અને નિયમો સાથે અનુરૂપતા સુનિશ્ચિત કરે છે

અયોગ્ય સેગ ગણતરીઓ ખતરનાક પરિસ્થિતિઓને લાવી શકે છે, જેમાં વીજળીના જોખમો, રચનાત્મક નિષ્ફળતા અથવા વાહનો અથવા અન્ય વસ્તુઓ સાથે ટક્કરનો સમાવેશ થાય છે.

શું સેગને સંપૂર્ણપણે દૂર કરી શકાય છે?

કોઈપણ લટકતી કેબલ અથવા વાયરમાં સેગને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવું શક્ય નથી. તે એક કુદરતી ભૌતિક ઘટના છે જે કેબલના વજન અને ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમોથી ઉત્પન્ન થાય છે. જ્યારે તાણ વધારવાથી સેગ ઘટાડવામાં આવે છે, ત્યારે તેને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવાનો પ્રયાસ કરવો અનંત તાણની જરૂર પડશે, જે અશક્ય છે અને કેબલને તોડશે. તેના બદલે, એન્જિનિયરો અપેક્ષિત સેગને સ્વીકારવા માટે સિસ્ટમોને ડિઝાઇન કરે છે જ્યારે જરૂરી ક્લિયરન્સ અને રચનાત્મક અખંડિતતા જાળવવા માટે.

તમે અસ્તિત્વમાં રહેલા બંધારોમાં સેગને કેવી રીતે માપો છો?

અસ્તિત્વમાં રહેલા બંધારોમાં સેગને કેટલીક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને માપી શકાય છે:

1. સિધા માપ: સર્વેક્ષણ સાધનો જેમ કે ટોટલ સ્ટેશન્સ અથવા લેસર ડિસ્ટન્સ મીટરોનો ઉપયોગ કરીને સૌથી નીચા બિંદુ અને સમર્થન બિંદુઓ વચ્ચેની ઊભી અંતર માપો.

2. ટ્રાંઝિટ અને લેવલ પદ્ધતિ: સમર્થન બિંદુઓ વચ્ચેની સીધી રેખા જોવા માટે ટ્રાંઝિટ લેવલનો ઉપયોગ કરીને, પછી કેબલને માપવા માટે ઊભી અંતર માપો.

3. ડ્રોન નિરીક્ષણ: કેમેરા અથવા લાઇડારથી સજ્જ ડ્રોનનો ઉપયોગ કરીને કેબલના પ્રોફાઇલને કેચ કરવું.

4. સ્માર્ટ સેન્સર્સ: આધુનિક પાવર લાઇન્સમાં એવા સેન્સર્સ હોઈ શકે છે જે સીધા સેગને માપે છે અને ડેટાને દૂરથી રિપોર્ટ કરે છે.

5. અપ્રત્યક્ષ ગણતરી: કેબલની લંબાઈ અને સમર્થન બિંદુઓ વચ્ચેની સીધી અંતર માપીને, પછી જ્યોમેટ્રિક સંબંધોનો ઉપયોગ કરીને સેગની ગણતરી કરો.

તાણ અને સેગમાં શું ફરક છે?

સેગ અને તાણ પરસ્પર સંબંધિત છે પરંતુ જુદી જુદી ભૌતિક ગુણધર્મોનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે:

• સેગ એ બે સમર્થન બિંદુઓને જોડતી સીધી રેખા અને કેબલના સૌથી નીચા બિંદુ વચ્ચેની ઊભી અંતર છે. તે એક જ્યોમેટ્રિક ગુણધર્મ છે જે લંબાઈના એકમોમાં (મીટર અથવા ફૂટ) માપવામાં આવે છે.

• તાણ એ કેબલમાં અનુભવાતો ખેંચવાનો બળ છે, જે બળના એકમોમાં (ન્યુટન અથવા પાઉન્ડ) માપવામાં આવે છે. જ્યારે તાણ વધે છે, ત્યારે સેગ ઘટે છે, અને વિરુદ્ધમાં.

તેઓ વચ્ચેનો સંબંધ ફોર્મ્યુલામાં દર્શાવાયો છે: Sag = (w × L²) / (8T), જ્યાં w એકમ લંબાઈનું વજન, L સ્પાન લંબાઈ, અને T આડું તાણ છે.

સ્પાન લંબાઈ સેગને કેવી રીતે અસર કરે છે?

સ્પાન લંબાઈ સેગ પર ચોરસ સંબંધ ધરાવે છે, જે તેને સેગ ગણતરીઓમાં સૌથી અસરકારક પરિમાણ બનાવે છે. સ્પાન લંબાઈને ડબલ કરવાથી સેગ ચારગણું વધે છે (જો બાકી બધા પરિમાણ સ્થિર રહે). આ જ કારણ છે કે લાંબા સ્પાન વચ્ચેના સમર્થન રચનાઓને જમીન ક્લિયરન્સ જાળવવા માટે વધુ ઊંચા ટાવરોની જરૂર પડે છે, વધુ કેબલમાં તાણ, વધુ શક્તિશાળી કેબલ્સ કે જે વધુ તાણને સહન કરી શકે છે, અથવા આ દૃષ્ટિકોણોના સંયોજન.

આ ચોરસ સંબંધ ફોર્મ્યુલામાં સ્પષ્ટ છે: Sag = (w × L²) / (8T).

રૂલિંગ સ્પાન પદ્ધતિ શું છે?

રૂલિંગ સ્પાન પદ્ધતિ એ પાવર લાઇન ડિઝાઇનમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી એક તકનીક છે જે વિવિધ લંબાઈની અનેક સ્પાનો માટે ગણતરીઓને સરળ બનાવે છે. દરેક વ્યક્તિગત સ્પાન માટે સેગ-તાણ સંબંધોની ગણતરી કરવાની જગ્યાએ, એન્જિનિયરો એક જ "રૂલિંગ સ્પાન" ગણવે છે જે સમગ્ર વિભાગના સરેરાશ વર્તનનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

રૂલિંગ સ્પાન એક સરળ સરેરાશ નથી, પરંતુ તેને આ રીતે ગણવામાં આવે છે:

$L_r = \sqrt{\frac{\sum L_i^3}{\sum L_i}}$

જ્યાં:

• $L_r$ એ રૂલિંગ સ્પાન છે
• $L_i$ એ વ્યક્તિગત સ્પાન લંબાઈ છે

આ પદ્ધતિ અનેક સ્પાનોમાં તાણને સમાન બનાવવા માટે ઉપયોગી છે, જ્યારે દરેક સ્પાનના અલગ સેગ વર્તનને ધ્યાનમાં રાખે છે.

હવા અને બરફ સેગ ગણતરીઓને કેવી રીતે અસર કરે છે?

હવા અને બરફ લોડિંગ સેગને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે અને ડિઝાઇન ગણતરીઓમાં ધ્યાનમાં લેવામાં આવવું જોઈએ:

હવા અસર:

• હવા કેબલ પર આડું બળ બનાવે છે
• આ બળ કેબલમાં તાણ વધારશે
• વધારેલ તાણ ઊભા સેગને ઘટાડે છે પરંતુ આડું વિસર્જન બનાવે છે
• હવામાં ઉગ્ર કિસ્સામાં ડાયનામિક ઓસિલેશન્સ (ગોલોપિંગ) સર્જી શકે છે

બરફ અસર:

• બરફના સંકલનથી કેબલનું અસરકારક વજન વધે છે
• વધારેલ વજન સેગને નોંધપાત્ર રીતે વધારશે
• બરફ અસમાન રીતે રચાય શકે છે, જે અસંતુલિત લોડિંગ બનાવે છે
• હવા અને બરફના સંયોજન સૌથી ગંભીર લોડિંગ શરતો બનાવે છે

એન્જિનિયરો સામાન્ય રીતે અનેક પરિસ્થિતિઓ માટે ડિઝાઇન કરે છે, જેમાં:

1. કોઈ હવા અથવા બરફ (મહત્તમ સેગ) સાથે મહત્તમ તાપમાન
2. બરફ લોડિંગ સાથે નીચા તાપમાન (ઉંચું વજન)
3. મહત્તમ હવા સાથે મધ્યમ તાપમાન (ડાયનામિક લોડિંગ)

શું તમામ પ્રકારના કેબલ્સ માટે સમાન સેગ ફોર્મ્યુલા ઉપયોગ કરી શકાય છે?

મૂળભૂત સેગ ફોર્મ્યુલા (Sag = wL²/8T) એ પેરાબોલિક અનુમાન છે જે મોટા ભાગના વ્યાવસાયિક એપ્લિકેશન્સ માટે યોગ્ય છે જ્યાં સેગ-ટુ-સ્પાન અનુપાત તુલનાત્મક રીતે નાનું હોય (10% કરતા ઓછું). તેમ છતાં, વિવિધ પરિસ્થિતિઓ માટે ફેરફારો અથવા વિકલ્પો જરૂરી હોઈ શકે છે:

1. મોટા સેગ-ટુ-સ્પાન અનુપાત માટે, સંપૂર્ણ કેટેનેરી સમીકરણ વધુ ચોક્કસ પરિણામો આપે છે.

2. મહત્વપૂર્ણ ઇલાસ્ટિસિટી ધરાવતા કેબલ્સ માટે, તાણ હેઠળના ઇલાસ્ટિક સ્ટ્રેચને ગણતરીઓમાં સમાવિષ્ટ કરવું જોઈએ.

3. અસમાન કેબલ્સ (લંબાઈ boyunca વજન અથવા સંયોજનમાં ફેરફાર) માટે, સેગની ગણતરીઓ માટે કેટલાંક વિભાગીય ગણતરીઓની જરૂર પડી શકે છે.

4. સ્કી લિફ્ટ અથવા એરિયલ ટ્રામવેઝ જેવી વિશેષ એપ્લિકેશન્સમાં ગતિશીલ વિશ્લેષણની જરૂર પડી શકે છે.

મૂળભૂત ફોર્મ્યુલા એક સારી શરૂઆતની બિંદુ તરીકે સેવા આપે છે, પરંતુ વધુ પરિપૂર્ણ પદ્ધતિઓની જરૂર છે તે નિર્ધારિત કરવા માટે એન્જિનિયરિંગ જ્ઞાન હોવું જોઈએ.

સંદર્ભો

1. કીસ્લિંગ, ફ., નેફ્ઝગર, પ., નોલાસ્કો, જેએફ., & કૈન્ટઝિક, યુ. (2003). ઓવરહેડ પાવર લાઇન્સ: યોજના, ડિઝાઇન, બાંધકામ. સ્પ્રિંગર-વર્લાગ.

2. આયર્વિન, એચ. એમ. (1992). કેબલ સ્ટ્રક્ચર્સ. ડોવર પ્રકાશનો.

3. ઇલેક્ટ્રિક પાવર રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ (EPRI). (2006). ટ્રાન્સમિશન લાઇન રેફરન્સ બુક: હવા-ઉત્પન્ન કંડક્ટર મૂલ્યાંકન (ઓરંજ બુક).

4. IEEE સ્ટાન્ડર્ડ 1597. (2018). બેર ઓવરહેડ કંડક્ટર્સના વર્તમાન-તાપમાન સંબંધની ગણતરી માટે IEEE સ્ટાન્ડર્ડ.

5. પેયરોટ, એચ. એચ., & ગોલોઈસ, એ. એમ. (1978). "ફ્લેક્સિબલ ટ્રાન્સમિશન લાઇન્સનું વિશ્લેષણ." જર્નલ ઓફ ધ સ્ટ્રક્ચરલ ડિવિઝન, ASCE, 104(5), 763-779.

6. અમેરિકન સોસાયટી ઓફ સિવિલ એન્જિનિયર્સ (ASCE). (2020). ઇલેક્ટ્રિકલ ટ્રાન્સમિશન લાઇન સ્ટ્રક્ચરલ લોડિંગ માટેની માર્ગદર્શિકા (ASCE મેન્યુઅલ નંબર 74).

7. લેબેગાલિની, પી. આર., લેબેગાલિની, જેએ., ફૂચ્સ, આર. ડી., & આલ્મેડા, એમ. ટી. (1992). પ્રોજેક્ટો મેકાનિક્સ દાસ લિનીયસ એરિયસ દા ટ્રાન્સમિશન. એડગાર્ડ બ્લુચર.

8. CIGRE વર્કિંગ ગ્રુપ B2.12. (2008). બેર ઓવરહેડ કંડક્ટર રેટિંગ્સ માટે હવા પરિમાણોની પસંદગી માટે માર્ગદર્શિકા. ટેકનિકલ બ્રોશર 299.

---

મેટા વર્ણન સૂચન: અમારા મફત SAG કેલ્ક્યુલેટર સાથે પાવર લાઇન્સ, બ્રિજ અને કેબલમાં ચોક્કસ સેગ ગણતરી કરો. ફોર્મ્યુલા, એપ્લિકેશન્સ શીખો અને તમારા પ્રોજેક્ટ માટે તરત જ પરિણામો મેળવો.