چه چیزی خطوط حمایتی است

تعریف

پشتیبان‌های خط به ساختارهای مختلفی اشاره دارد مانند استکان‌ها یا برج‌ها که برای حمایت از خطوط هوایی برق یا سیم‌ها به کار می‌روند. این ساختارها نقش مهمی در انتقال برق ایفا می‌کنند. آنها فاصله مناسب بین هادی‌ها را تضمین می‌کنند و فاصله مشخصی بین هادی‌ها و قطعات زمین شده را نگهداری می‌کنند. علاوه بر این، آنها ارتفاع مشخص شده از زمین را که بر اساس در نظر گرفتن مسائل الکتریکی و مکانیکی تعیین می‌شود، حفظ می‌کنند.

انواع پشتیبان‌های خط

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

• استکان الکتریکی

• برج الکتریکی

جزئیات این انواع در ادامه توضیح داده شده است.

۱. استکان الکتریکی

استکان الکتریکی یک ساختار است که برای حمایت از خطوط انتقال با ولتاژ نسبتاً پایین (کمتر از ۱۱۵ کیلوولت) استفاده می‌شود. این استکان‌ها معمولاً از چوب، بتن یا فولاد ساخته می‌شوند. استکان‌های الکتریکی می‌توانند به سه زیرگروه اصلی تقسیم‌بندی شوند که در ادامه به طور دقیق توضیح داده شده‌اند.

انواع استکان‌های الکتریکی

انتخاب استکان الکتریکی بر اساس عواملی مانند هزینه، شرایط محیطی و ولتاژ خط است. استکان‌های الکتریکی عموماً به انواع زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:

الف. استکان‌های چوبی

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

استکان‌های چوبی

استکان‌های چوبی ویژگی عایق طبیعی دارند که احتمال وقوع خاموشی‌های ناشی از برق‌آبی را کاهش می‌دهد. با این حال، یک نقص مهم این است که قدرت و دوام آنها نسبتاً غیرقابل پیش‌بینی است.

استکان‌های بتنی

استکان‌های بتنی نسبت به استکان‌های چوبی قدرت بیشتری دارند و غالباً به عنوان جایگزین آنها استفاده می‌شوند. آنها به دلیل تخریب کمتر طول عمر طولانی‌تری دارند و هزینه‌های نگهداری کمتری دارند. با این حال، استکان‌های بتنی بسیار سنگین هستند و طبیعت شکننده‌شان آنها را در زمان بارگیری، تخلیه، حمل و نصب آسیب‌پذیر می‌کند.

چالش‌های مرتبط با مدیریت و حمل استکان‌های بتنی می‌تواند با استفاده از پشتیبان‌های بتن پیش‌تنیده کاهش یابد. این پشتیبان‌ها می‌توانند به بخش‌ها ساخته شده و در محل ساختار نصب شوند. استکان‌های بتن پیش‌تنیده نه تنها مقاوم‌تر هستند بلکه نیاز به مقدار کمتری مواد نسبت به سایر انواع استکان‌ها دارند.

استکان‌های فولادی

برای کاربردهای ولتاژ پایین و متوسط، استکان‌های فولادی لوله‌ای یا پشتیبان‌های فولادی Grider معمولاً استفاده می‌شوند. استکان‌های فولادی اجازه دادن به فواصل طولانی‌تر را می‌دهند، اما نیاز دارند به طور منظم رویشان توسط روگردان یا رنگ محافظت شود تا در برابر فرسودگی محافظت شوند، که منجر به هزینه‌های نگهداری بالا می‌شود.

برج‌های الکتریکی

برج الکتریکی 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 الکتریکی می‌توانند به چند نوع تقسیم‌بندی شوند که در ادامه توضیح داده شده‌اند.

انواع برج‌های پشتیبان

خطوط ولتاژ بالا و ولتاژ فوق‌بالا نیاز به فواصل هوا و زمین قابل توجهی دارند. آنها همچنین شامل بارگذاری مکانیکی و هزینه‌های عایق‌بندی قابل توجهی می‌شوند. برای برخورد با این نیازها، برج‌های استفاده شده برای چنین خطوطی معمولاً فواصل طولانی دارند. ساختار با فواصل طولانی می‌تواند به طور قابل توجهی هزینه‌های عایق‌بندی را کاهش دهد زیرا نیاز به پشتیبان‌های کمتری است. این برج‌ها، معمولاً از فولاد یا آلومینیوم ساخته شده‌اند، 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 باریک. برج‌های با پایه گسترده معمولاً ساختار شبکه‌ای (متقاطع) با اتصالات خوابیده دارند و هر پا دارای بنیان مستقل خود است. طراحی‌های با پایه باریک از سوی دیگر از ساختار شبکه‌ای (متقاطع) ساخته شده از بخش‌های زاویه‌ای، کانال یا لوله‌ای فولادی استفاده می‌کنند که با پیچ‌ها یا جوشکاری متصل می‌شوند. برج‌های خودپشتیبان همچنین می‌توانند بر اساس عملکرد خود تقسیم‌بندی شوند:

• برج مماس: برای بخش‌های مستقیم خط انتقال استفاده می‌شود و معمولاً با عایق‌های معلق مجهز می‌شوند.

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

برای این برج‌ها از عایق‌های تنش استفاده می‌شود. آنها دارای پایه گسترده‌تر و مؤلفه‌های ساختاری قوی‌تر هستند و نسبت به برج‌های مماس گران‌تر هستند. طراحی‌های با پایه باریک نسبت به برج‌های با پایه گسترده کمتر فولاد یا آلومینیوم مصرف می‌کنند، اما هزینه‌های بنیان آنها بیشتر است. انتخاب بین این دو توسط عواملی مانند هزینه مواد، هزینه‌های بنیان و نیازهای مسیر تعیین می‌شود.

ب. برج‌های پیچدار یا تثبیت شده

این برج‌ها معمولاً از نوع پرتال یا V هستند. در هر دو مورد، آنها دارای دو پشتیبان هستند که در بالا توسط یک دسته متقاطع متصل می‌شوند و با چهار سیم پیچدار مجهز شده‌اند.

در ساختار برج پیچدار یا تثبیت شده از نوع پرتال، هر پشتیبان به طور مستقل به بنیان خود متصل می‌شود. این طراحی پایه پایدار و مستقل برای هر مؤلفه عمودی فراهم می‌کند. در مقابل، ساختار پشتیبان V شکل ترکیبی متمایزتری دارد. در اینجا، دو پشتیبان به هم می‌رسند و با زاویه‌ای به هم می‌رسند و از یک بنیان ضربه‌ای واحد و قوی‌تر استفاده می‌کنند. این طراحی با یک پایه واحد، اگرچه متفاوت از بنیان‌های مستقل پرتال است، راه‌حل منحصر به فردی برای توزیع بار برج و تضمین پایداری ارائه می‌دهد، اگرچه نیاز به بنیان قوی‌تر و تخصصی‌تری دارد به دلیل نیروهای متمرکز که بر آن وارد می‌شود.

قدرت این ساختارهای دو استکانی می‌تواند دو تا چهار برابر استکان تکی باشد. ساختار H اغلب برای استکان‌های چهارطرفه یا آنهایی که تجهیزات سوئیچ و ترانسفورماتور را حمایت می‌کنند استفاده می‌شود.