چگونه می‌توان ساختمان دهکل‌های خط هوایی ۱۰ کیلوولت را طراحی کرد
این مقاله با استفاده از نمونه‌های عملی، منطق انتخاب برای دکل‌های لوله‌ای فولادی ۱۰ کیلوولت را تدوین می‌کند و قوانین عمومی مشخص، رویه‌های طراحی و نیازمندی‌های خاص را برای استفاده در طراحی و ساخت خطوط هوایی ۱۰ کیلوولت بحث می‌کند. شرایط خاص (مانند پرشدن یا مناطق برفی سنگین) نیاز به تأییدات تخصصی اضافی بر اساس این پایه دارند تا عملکرد ایمن و قابل اعتماد دکل تضمین شود.
قوانین عمومی انتخاب دکل‌های خطوط انتقال هوایی
انتخاب منطقی دکل‌های خط هوایی باید تعادلی بین انطباق با شرایط طراحی، اقتصادی بودن و ایمنی اضافی داشته باشد و این قوانین اصلی را دنبال کند تا ظرفیت تحمل بار پایدار طی عمر مفید دکل تضمین شود:
تأیید اولویت شرایط طراحی
قبل از انتخاب، پارامترهای طراحی کلیدی باید به طور واضح تعریف شوند، از جمله ضخامت یخ طراحی برای هادی‌ها و سیم‌های زمینی، سرعت باد مرجع طراحی (بر اساس دسته‌بندی B از زمین)، و دوره ویژه طیف پاسخ زلزله. برای مناطق خاص (مانند ارتفاعات بالا، مناطق باد قوی)، عوامل اصلاحی آب و هوایی محلی باید اضافه شوند تا از بارگذاری اضافی دکل به دلیل عدم وجود پارامترها جلوگیری شود.
اصل بهینه‌سازی اقتصادی
نوع و ارتفاع دکل‌های استاندارد باید اولویت داده شود تا استفاده از ظرفیت بار دکل به حداکثر برسد و طراحی‌های سفارشی کاهش یابد. برای دکل‌های تنشی با زاویه‌های بزرگ، موقعیت‌گیری را بهینه کنید تا ارتفاع دکل کاهش یابد. بر اساس ویژگی‌های زمین، دکل‌های بلند و کوتاه را ترکیب کنید تا از استفاده از دکل‌های بلند در کل خط که هزینه را می‌افزاید، پرهیز شود.
نیازمندی‌های تأیید بار ایمنی
دکل‌های خط مستقیم: مقاومت اصلی توسط شرایط باد قوی کنترل می‌شود؛ تأیید گشتاور خمشی و خمیدگی بدنه دکل تحت سرعت باد حداکثر مورد نیاز است.
دکل‌های تنشی (دکل‌های تنشی، دکل‌های زاویه‌دار): مقاومت و ثبات توسط تنش هادی تعیین می‌شود؛ زاویه‌ی تغییر مسیر و تنش استفاده حداکثر هادی باید به صورت دقیق کنترل شود. اگر حد طراحی رعایت نشود، مقاومت سازه باید محاسبه مجدد شود.
شرایط خاص: وقتی هادی‌ها جابجا می‌شوند، تأیید کنید که فاصله الکتریکی بعد از خمیدگی رشته عایق‌بندی با الزامات کد مطابقت دارد. وقتی از دکل فولادی با ولتاژ بالاتر استفاده می‌شود، تأیید کنید که زاویه محافظت سیم زمینی الزامات محافظت از برق ابری را رعایت می‌کند. وقتی دکل تنشی از زاویه دو بخشی انحراف دارد، هم مقاومت دکل و هم فاصله ایمنی الکتریکی باید به طور همزمان تأیید شوند.
فرآیند انتخاب دکل استاندارد
برای تضمین منطقی بودن و ایمنی انتخاب، باید فرآیند طراحی سیستماتیک ۷ مرحله‌ای زیر را دنبال کرد تا منطق انتخاب بسته شود:
تعیین منطقه آب و هوایی: بر اساس داده‌های آب و هوایی مکان پروژه، منطقه آب و هوایی (مانند ضخامت یخ، سرعت باد حداکثر، دمای حدی) را تعیین کنید به عنوان پایه محاسبه بار.
غربالگری پارامترهای هادی: نوع هادی (مانند ACSR، آلومینیوم پوشش‌دار فولاد-هسته‌دار آلومینیوم)، تعداد مدار و ضریب ایمنی (معمولاً کمتر از ۲.۵ نیست) را تعیین کنید.
تطابق جدول تنش-پهن: بر اساس پارامترهای آب و هوایی و نوع هادی انتخاب شده، جدول رابطه تنش-پهن متناظر را بازیابی کنید تا محدوده پهن کاربردی را تعیین کنید.
انتخاب اولیه نوع دکل: بر اساس رده‌بندی دکل (دکل خط مستقیم، دکل تنشی) و جداول محدودیت بار دکل، دکل‌هایی که محدودیت‌های پهن و مقطع هادی را رعایت می‌کنند را انتخاب کنید.
طراحی سر دکل و دسته: بر اساس ویژگی‌های ترتیب خط منطقه (مانند مدار تک/دوگانه، وجود خطوط کم‌ولتا در همان دکل)، ساختار سر دکل (مانند سر ۲۳۰ میلی‌متری، ۲۵۰ میلی‌متری) و مشخصات دسته را انتخاب کنید.
انتخاب عایق: بر اساس ارتفاع (سطح عایق‌بندی باید اصلاح شود اگر بیش از ۱۰۰۰ متر باشد) و سطح آلودگی محیط (مانند مناطق صنعتی که سطح آلودگی III است)، نوع عایق (مانند سرامیک، ترکیبی) و تعداد واحد‌ها را تعیین کنید.
تعیین نوع بنیاد: بر اساس گزارش‌های زمین‌شناسی (ظرفیت تحمل خاک، سطح آب زیرزمینی)، پارامترهای فنی دکل و نتایج تأیید نیروی بنیاد، بنیادهای پله‌ای، حفره‌ای یا لوله‌ای فولادی را انتخاب کنید.
اصول طراحی خاص برای دکل‌های لوله‌ای فولادی ۱۰ کیلوولت
برای ویژگی‌های خط هوایی ۱۰ کیلوولت، طراحی دکل‌های لوله‌ای فولادی باید الزامات فنی زیر را رعایت کند و تعادلی بین ثبات ساختاری و راحتی ساخت و ساز داشته باشد:
۳.۱ پارامترهای اساسی و محدوده کاربرد
محدوده پهن: برای دکل‌های لوله‌ای فولادی خط مستقیم، پهن افقی Lh ≤ ۸۰ متر، پهن عمودی Lv ≤ ۱۲۰ متر.
سازگاری هادی: می‌تواند خطوط هادی عایق‌بندی آلومینیوم مانند JKLYJ-10/240 یا پایین‌تر، ACSR مانند JL/G1A-240/30 یا پایین‌تر، آلومینیوم پوشش‌دار فولاد-هسته‌دار آلومینیوم مانند JL/LB20A-240/30 یا پایین‌تر را تحمل کند.
ضریب فشار باد: ضریب فشار باد با تغییر ارتفاع به طور یکنواخت بر اساس دسته‌بندی B محاسبه می‌شود (مانند ضریب فشار باد ۱.۰ در ارتفاع ۱۰ متر، ۱.۲ در ارتفاع ۲۰ متر).
۳.۲ الزامات ساختاری و مواد
طراحی بدنه دکل:
➻ قاعده بخش‌بندی: دکل ۱۹ متری در ۲ بخش، دکل ۲۲ متری در ۳ بخش؛ بخش‌ها با فلانژ‌ها (فلانژ‌ها باید از صفحه فولادی جامد تراشیده شوند، اتصال تیغه‌ای ممنوع است) متصل می‌شوند.
➻ شکل مقطع: دکل اصلی دارای مقطع شانزده‌ضلعی منتظم است و به صورت یکنواخت با شیب ۱:۶۵ کاهش می‌یابد.
➻ کنترل خمیدگی: تحت ترکیب بار طولانی‌مدت (بدون یخ، سرعت باد ۵ متر بر ثانیه، دمای میانگین سالانه)، خمیدگی حداکثر قسمت بالایی ≤ ۵‰ ارتفاع دکل است.
➻ نقطه محاسبه نیرو: مقادیر طراحی و استاندارد گشتاور خمشی، نیروی افقی و پایین‌گرای در پایه دکل در اتصال فلانژ پایین دکل لوله‌ای فولادی محاسبه می‌شوند.
استانداردهای مواد:
➼ دکل اصلی و دسته: از فولاد رده Q355 استفاده کنید، کیفیت ماده کمتر از کلاس B نباشد، مجوز ماده باید ارائه شود.
➼ محافظت از فرسودگی: کل دکل (شامل دکل اصلی، دسته، لوازم جانبی) با فرآیند غوطه‌وری در روی فولادی پوشانده می‌شود؛ الزامات ضخامت روی: حداقل ≥۷۰ میکرون، میانگین ≥۸۶ میکرون؛ آزمون چسبندگی بعد از روی‌کاری (روش شبکه بدون پوست کندگی) مورد نیاز است.
۳.۳ طراحی بنیاد و اتصال
نوع بنیاد: پشتیبانی از بنیادهای پله‌ای، حفره‌ای و لوله‌ای فولادی؛ انتخاب باید شامل موارد زیر باشد:
➬ سطح آب زیرزمینی: در حضور آب زیرزمینی، وزن واحد شناور خاک و بنیاد باید در محاسبه ظرفیت تحمل استفاده شود تا اثرات شناوری جلوگیری شود.
➬ مناطق خاک بازه‌زن: عمق تعبیه بنیاد باید زیر عمق یخ‌زدن محلی باشد (مانند ≥۱.۵ متر در شمال شرقی چین).
