چه چیزی خط پشتیبان است

تعریف

پشتیبان‌های خط به ساختارهای مختلفی مانند دکل‌ها یا برج‌ها اشاره دارد که برای حمایت از خطوط هوایی برق یا سیم‌ها استفاده می‌شوند. این ساختارها نقش مهمی در انتقال انرژی الکتریکی دارند. آنها فاصله مناسب بین هادی‌ها را تضمین می‌کنند و فاصله مشخصی بین هادی‌ها و اجزای زمین‌شده را حفظ می‌کنند. علاوه بر این، آنها فاصله مشخصی از زمین را که بر اساس ملاحظات الکتریکی و مکانیکی تعیین شده است، حفظ می‌کنند.

انواع پشتیبان‌های خط

نیازهای اصلی پشتیبان‌های خط شامل هزینه پایین، هزینه‌های نگهداری کم و عمر طولانی است. پشتیبان‌های خط می‌توانند از چوب، بتن، فولاد یا آلومینیوم ساخته شوند. آنها عموماً به دو نوع تقسیم‌بندی می‌شوند:

• ستون برق

• برج برق

جزئیات این انواع در زیر توضیح داده شده است.

۱. ستون برق

ستون برق یک ساختار است که برای حمایت از خطوط انتقال با ولتاژ نسبتاً پایین (کمتر از ۱۱۵ کیلوولت) استفاده می‌شود. این ستون‌ها معمولاً از چوب، بتن یا فولاد ساخته می‌شوند. ستون‌های برق می‌توانند به سه زیرگروه اصلی تقسیم‌بندی شوند که در زیر به تفصیل توضیح داده شده‌اند.

انواع ستون‌های برق

انتخاب ستون برق به عواملی مانند هزینه، شرایط محیطی و ولتاژ خط بستگی دارد. ستون‌های برق عموماً به انواع زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:

الف. ستون‌های چوبی

ستون‌های چوبی از پشتیبان‌های خط با هزینه کمتر هستند و برای خطوط با فواصل کوتاه و تنش کم مناسب هستند. با این حال، آنها محدودیت‌هایی در ارتفاع و قطر دارند. وقتی نیاز به قدرت بیشتری است، ساختارهای دو ستونی به صورت A یا H استفاده می‌شوند.

ستون‌های چوبی

ستون‌های چوبی خصوصیات عایقی طبیعی دارند که احتمال قوس‌های ناشی از برق ابری را کاهش می‌دهند. با این حال، ضعف قابل توجه آنها این است که قدرت و دوام آنها نسبتاً غیرقابل پیش‌بینی است.

ستون‌های بتنی

ستون‌های بتنی نسبت به ستون‌های چوبی قدرت بیشتری دارند و معمولاً به عنوان جایگزین استفاده می‌شوند. آنها عمر طولانی‌تری دارند زیرا نابودی کمتری دارند و همچنین هزینه‌های نگهداری کمتری دارند. با این حال، ستون‌های بتنی بسیار سنگین هستند و طبیعت شکننده آنها آنها را در زمان بارگیری، تخلیه، حمل و نصب آسیب‌پذیر می‌کند.

چالش‌های مرتبط با مدیریت و حمل ستون‌های بتنی می‌تواند با استفاده از پشتیبان‌های بتن پیش‌تنیده کاهش یابد. این ستون‌ها می‌توانند در بخش‌ها تولید شده و سپس در محل ساخت اجرا شوند. ستون‌های بتن پیش‌تنیده نه تنها دوام بیشتری دارند بلکه ماده کمتری نیاز دارند نسبت به سایر انواع ستون‌ها.

ستون‌های فولادی

برای کاربردهای ولتاژ پایین و متوسط، ستون‌های فولادی لوله‌ای یا پشتیبان‌های فولادی Grider معمولاً استفاده می‌شوند. ستون‌های فولادی اجازه می‌دهند تا فواصل طولانی‌تری داشته باشند، اما آنها باید به طور منظم رویش یا رنگ آمیزی شوند تا از خوردگی محافظت شوند، که منجر به هزینه‌های نگهداری بالا می‌شود.

برج‌های برق

برج برق یک ساختار است که برای حمل خطوط انتقال با ولتاژ بالا (بیش از ۲۳۰ کیلوولت) طراحی شده است. این برج‌ها معمولاً از آلومینیوم یا فولاد ساخته می‌شوند، موادی که قدرت لازم برای حمایت از هادی‌های برق سنگین را فراهم می‌کنند. برج‌های برق می‌توانند به چندین نوع تقسیم‌بندی شوند، که در زیر توضیح داده شده‌اند.

انواع برج‌های پشتیبانی

خطوط ولتاژ بالا و بسیار بالا نیاز به فواصل هوایی و زمینی قابل توجهی دارند. آنها همچنین شامل بارگذاری مکانیکی و هزینه‌های عایق‌بندی قابل توجهی هستند. برای برآوردن این نیازها، برج‌های استفاده شده برای این خطوط معمولاً دارای فواصل طولانی هستند. ساختارهای با فواصل طولانی می‌توانند هزینه‌های عایق‌بندی را به طور قابل توجهی کاهش دهند زیرا نیاز به پشتیبان‌های کمتری دارند. این برج‌ها، معمولاً از فولاد یا آلومینیوم ساخته می‌شوند، همچنین احتمال خرابی کمتری دارند. آنها به صورت زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:

الف. برج‌های خودپشتیبان

برج‌های خودپشتیبان می‌توانند به دو زیرگروه تقسیم‌بندی شوند: برج‌های با پایه گسترده و برج‌های با پایه تنگ. برج‌های با پایه گسترده معمولاً دارای ساختار شبکه‌ای (متقاطع) با اتصالات راست هستند و هر پایه دارای بنیان مستقل خود است. در مقابل، طراحی‌های با پایه تنگ از ساختار شبکه‌ای (متقاطع) ساخته شده از مقاطع زاویه‌ای، کانال یا لوله‌ای فولادی استفاده می‌کنند که با پیچ یا جوش متصل می‌شوند. برج‌های خودپشتیبان می‌توانند همچنین بر اساس عملکرد خود تقسیم‌بندی شوند:

• برج مماس: برای بخش‌های مستقیم خط انتقال استفاده می‌شود. این برج‌ها معمولاً با عایق‌های معلق مجهز شده‌اند.

• برج انحراف: زمانی استفاده می‌شود که خط انتقال جهت می‌دهد.

برای این برج‌ها، از عایق‌های تنش استفاده می‌شود. آنها دارای پایه گسترده‌تر و اجزای ساختاری قوی‌تر هستند و نسبت به برج‌های مماس گران‌تر هستند. طراحی‌های با پایه تنگ فولاد یا آلومینیوم کمتری مصرف می‌کنند، اما هزینه‌های بنیان آنها بالاتر است. انتخاب بین دو نوع بر اساس عواملی مانند هزینه مواد، هزینه بنیان و نیازهای مسیر تعیین می‌شود.

ب. برج‌های کابل‌دار یا پشتیبان‌دار

این برج‌ها معمولاً از نوع پرتال یا V هستند. در هر دو حالت، آنها دارای دو پشتیبان هستند که در بالا با یک پایه متقاطع متصل شده‌اند و با چهار کابل پشتیبان مجهز شده‌اند.

در ساختار برج‌های کابل‌دار یا پشتیبان‌دار پرتال، هر پشتیبان به طور مستقل به بنیان خود متصل می‌شود. این طراحی پایه ثابت و مستقل برای هر مؤلفه عمودی فراهم می‌کند. در مقابل، ساختار پشتیبان V شکل متفاوت‌تری دارد. در اینجا، دو پشتیبان در یک زاویه به هم می‌رسند و بر یک بنیان تک و قوی‌تر استوار هستند. این طراحی یک‌بنیانی، در حالی که با بنیان‌های مستقل پرتال متفاوت است، راه‌حل منحصر به فردی برای توزیع بار برج و اطمینان از پایداری فراهم می‌کند، اگرچه نیاز به بنیان قوی‌تر و تخصصی‌تری دارد به دلیل نیروهای متمرکز که بر آن وارد می‌شوند.

قدرت این ساختارهای دو ستونی می‌تواند دو تا چهار برابر قدرت یک ستون واحد باشد. ساختار H برای ستون‌های چهارطرفه یا آنهایی که تجهیزات تغییرمسیر و ترانسفورماتور را حمایت می‌کنند، معمولاً استفاده می‌شود.