ما هي دعامات الخطوط

التعريف

تُشير الدعامات الخطية إلى أنواع مختلفة من الهياكل، مثل الأعمدة أو أبراج الكهرباء، التي تستخدم لحمل خطوط الكهرباء العلوية أو الأسلاك. تلعب هذه الهياكل دورًا حاسمًا في نقل الطاقة. فهي تضمن المسافة المناسبة بين الموصلات وتحافظ على المسافة المحددة بين الموصلات والمكونات الأرضية. بالإضافة إلى ذلك، تحافظ على الارتفاع الأرضي المحدد، والذي يتم تحديده بناءً على اعتبارات كهربائية وميكانيكية.

أنواع الدعامات الخطية

المتطلبات الرئيسية للدعامات الخطية هي التكلفة المنخفضة، والتكاليف الصيانة القليلة، والأجل الخدمة الطويل. يمكن تصنيع الدعامات الخطية من الخشب، أو الخرسانة، أو الفولاذ، أو الألمنيوم. وهي تنقسم بشكل أساسي إلى نوعين:

• عمود كهربائي

• برج كهربائي

تم توضيح تفاصيل هذه الأنواع أدناه.

1. عمود كهربائي

يعتبر العمود الكهربائي هيكلًا يستخدم لدعم خطوط النقل ذات الجهد المنخفض نسبيًا (لا يتجاوز 115 كيلوفولت). عادة ما يتم بناؤه من الخشب، أو الخرسانة، أو الفولاذ. يمكن تقسيم الأعمدة الكهربائية إلى ثلاثة أنواع فرعية رئيسية، والتي تم وصفها بالتفصيل أدناه.

أنواع الأعمدة الكهربائية

تعتمد اختيار العمود الكهربائي على عوامل مثل التكلفة، والظروف البيئية، وجهد الخط. تصنف الأعمدة الكهربائية بشكل أساسي إلى الأنواع التالية:

أ. أعمدة خشبية

تعتبر الأعمدة الخشبية من أكثر دعامات الخطوط الاقتصادية وتكون مناسبة للخطوط ذات الفواصل القصيرة والتوتر المنخفض. ومع ذلك، لديها قيود فيما يتعلق بالارتفاع والقطر. عند الحاجة إلى قوة أكبر، يتم استخدام هياكل ثنائية الأعمدة على شكل A أو H.

أعمدة خشبية

تتميز الأعمدة الخشبية بخاصية العزل الطبيعية، مما يقلل من احتمالية حدوث الانفجارات بسبب الصواعق. ومع ذلك، فإن أحد العيوب الرئيسية هو أن قوتها ومتانتها غير متوقعة تمامًا.

أعمدة خرسانية

توفر الأعمدة الخرسانية قوة أكبر مقارنة بالأعمدة الخشبية وتستخدم غالبًا كبديل. لها عمر خدمة أطول بسبب انخفاض معدل التحلل، كما أنها تتطلب تكاليف صيانة منخفضة. ومع ذلك، تعتبر الأعمدة الخرسانية ثقيلة للغاية، وقد تكون هشة بحيث تكون عرضة للتلف أثناء التحميل والتفريغ والنقل وإجراءات التركيب.

يمكن تخفيف التحديات المرتبطة بمعالجة ونقل الأعمدة الخرسانية من خلال استخدام الدعامات الخرسانية المسبقة الإجهاد. يمكن تصنيع هذه الأعمدة في أقسام ومن ثم تجميعها في موقع البناء. الأعمدة الخرسانية المسبقة الإجهاد ليست فقط أكثر متانة ولكنها أيضًا تحتاج إلى مواد أقل مقارنة بأنواع أخرى من الأعمدة.

أعمدة فولاذية

للتطبيقات ذات الجهد المنخفض والمتوسط، تستخدم الأعمدة الفولاذية الأنبوبية أو دعامات الفولاذ Grider بشكل شائع. تسمح الأعمدة الفولاذية بأطوال أطول، لكن يجب معالجتها بالمزجنتة أو الطلاء بانتظام للحماية من التآكل، مما يؤدي إلى تكاليف صيانة عالية.

أبراج كهربائية

تعتبر البرج الكهربائي هيكلًا مصممًا لحمل خطوط النقل ذات الجهد العالي (فوق 230 كيلوفولت). عادة ما يتم بناء هذه الأبراج من الألمنيوم أو الفولاذ، وهما المواد التي توفر القوة اللازمة لدعم الموصلات الكهربائية الثقيلة. يمكن تقسيم الأبراج الكهربائية بشكل عام إلى عدة أنواع، كما هو موضح أدناه.

أنواع الأبراج الداعمة

تتطلب خطوط الجهد العالي والفائق العالي مسافات جوية وأرضية كبيرة. كما تتضمن تكاليف تحميل ميكانيكي وكهربائي كبيرة. لتلبية هذه المتطلبات، غالبًا ما تحتوي الأبراج المستخدمة لهذه الخطوط على فواصل طويلة. يمكن أن تقلل بناءات الفواصل الطويلة بشكل كبير من تكاليف العزل لأن عدد الدعامات المطلوبة أقل. هذه الأبراج، والتي عادة ما تكون مصنوعة من الفولاذ أو الألمنيوم، لديها أيضًا احتمالية أقل للانهيار. ويمكن تصنيفها كالتالي:

أ. أبراج ذاتية الدعم

يمكن تقسيم أبراج ذاتية الدعم إلى فئتين فرعيتين: الأبراج ذات القاعدة الواسعة والأبراج ذات القاعدة الضيقة. الأبراج ذات القاعدة الواسعة عادة ما تكون ذات هيكل مشبكي (متقاطع) مع روابط مشوية، وكل ساق لها أساس مستقل. بينما تعتمد التصاميم ذات القاعدة الضيقة على بناء مشبكي (متقاطع) مصنوع من زوايا أو قنوات أو مقاطع أنابيب فولاذية، والتي يتم ربطها إما بواسطة براغي أو اللحام. يمكن أيضًا تصنيف أبراج ذاتية الدعم بناءً على وظائفها:

• برج مماس: يستخدم للأجزاء المستقيمة من خط النقل، ويجهز عادة بمعلقات عازلة.

• برج انحراف: يستخدم عندما يتغير اتجاه خط النقل.

يتم استخدام العوازل الضغطية لهذه الأبراج. لديها قاعدة أوسع ومكونات هيكلية أقوى، وهي أغلى مقارنة بأبراج المماس. تصاميم القاعدة الضيقة تستهلك كمية أقل من الفولاذ أو الألمنيوم مقارنة بالأبراج ذات القاعدة الواسعة، ولكن تكاليف الأساس لديها أعلى. يتم تحديد الاختيار بين الاثنين بناءً على عوامل مثل تكاليف المواد، وتكاليف الأساس، ومتطلبات حق الطريق.

ب. أبراج مدعومة بالحبال

هذه الأبراج عادة ما تكون إما من النوع البوابة أو V. في الحالتين، تحتوي على دعامتين متصلتين في الأعلى بذراع عرضية ومجهزة بأربعة حبال دعم.

في هيكل أبراج البوابة المدعومة بالحبال، يتم تثبيت كل دعامة بشكل مستقل على أساسها الخاص. هذا التصميم يوفر قاعدة مستقرة ومفردة لكل عنصر عمودي. على الجانب الآخر، لهيكل الدعم V تكوين أكثر تميزًا. هنا، تلتقي الدعامتان وتستريحان بزاوية واحدة بالنسبة للآخر، مشاركتين في قاعدة دفع واحدة أكثر قوة. هذا التصميم ذو القدم الواحدة، رغم اختلافه عن الأسس المستقلة لأبراج البوابة، يقدم حلًا فريدًا لتوزيع حمل البرج وضمان الاستقرار، ولكنه يتطلب أساسًا أكثر قوة ومتخصصًا بسبب القوى المركزة المؤثرة عليه.

يمكن أن تتراوح قوة هذه الهياكل ثنائية الأعمدة من ضعفين إلى أربع مرات قوة العمود الواحد. يتم استخدام البناء من نوع H بشكل شائع للأعمدة ذات الأربعة طرف أو تلك التي تدعم المعدات الكهربائية المحولات.