ზედაპირული ელექტროსადგურები და ტურმები: ტიპები, დიზაინი და უსაფრთხოება
გარდა ულტრამაღალი ძაბვის სამუშაო ელექტროსადგურებისა, რასაც ჩვენ უფრო ხშირად ვხვდებით, არის ელექტროენერგიის გადაცემისა და განაწილების ხაზები. მაღალი კოშკები ატარებენ გამტარებს, რომლებიც გადახტებიან მთებსა და ზღვებს, გადაიჭიმებიან მანძილზე და აღწევენ ქალაქებსა და სოფლებს. ეს ასევე საინტერესო თემაა – დღეს მოდით გამოვიკვლიოთ გადაცემის ხაზები და მათი მხარდაჭერილი კოშკები.
ელექტროენერგიის გადაცემა და განაწილება
ჯერ გავიგოთ, როგორ ხდება ელექტროენერგიის მიწოდება. ელექტროენერგეტიკული ინდუსტრია ძირითადად შედგება ოთხი ეტაპისაგან: გენერაცია, გადაცემა, (გარდაქმნის) განაწილება და მოხმარება.
გენერაცია შეიცავს სხვადასხვა ტიპის გენერატორებს — ტრადიციულ გენერატორებს, როგორიცაა თბოელექტროსადგურები და ჰიდროელექტროსადგურები, ასევე თანამედროვე წყაროებს, როგორიცაა ქარის და მზის ენერგია. ყველა ეს მიეკუთვნება გენერაციის კატეგორიას.
გადაცემა დამოკიდებულია გადაცემის ხაზებზე და კოშკებზე.
გარდაქმნა (ან ტრანსფორმაცია) ძირითადად იყენებს ტრანსფორმატორებს. ელექტროსადგურების ზემოქმედი ტრანსფორმატორები იზრდის ძაბვას ეფექტური გრძელი მანძილის გადაცემისთვის, ხოლო განაწილების მხარეს მდებარე ქვემოქმედი ტრანსფორმატორები ამცირებს ძაბვას იმ დონემდე, რომელიც შეესაბამება რეგიონალურ განაწილების ქსელებს და ბოლო მომხმარებლებს.
განაწილება მომხმარებლის მხარეს შეიცავს სხვადასხვა ქვემოქმედ ტრანსფორმატორებს, ასევე საშუალო და დაბალ ძაბვის მოწყობილობებს, გამანათებელ აპარატურას და გაყვანილობას.
მოხმარება გულისხმობს სახლებში მომხმარებელ ელექტრომოწყობილობებს, ასევე საკომუნალო ინფრასტრუქტურაში, შენობებში, სამრეწველო საწარმოებში და სხვა გამოყენებებში ელექტროენერგიის გამოყენებას.
სტრუქტურის მიხედვით, გადაცემის ხაზები იყოფა ორ ძირეულ ტიპად: აეროსადგურებად გადაცემის ხაზებად და კაბელურ ხაზებად. ქვემოთ მოცემულია ელექტროენერგიის გადაცემის სისტემის სქემატური დიაგრამა:
რომელი ძაბვის დონეები შეესაბამება გრძელი მანძილის ელექტროენერგიის გადაცემას? გადაცემის დანაკარგების შესამსუბუქებლად და ეფექტიანობის ასამაღლებლად, ელექტროენერგიის გადაცემისთვის ჩვეულებრივ გამოიყენება 500 კვ-ზე მაღალი AC ძაბვა. 500 კვ-დან 750 კვ-მდე ძაბვის დიაპაზონში მყოფი სისტემები კლასიფიცირდება, როგორც Extra High Voltage (EHV) AC გადაცემა, ხოლო 1000 კვ-იანი AC სისტემები ცნობილია, როგორც Ultra High Voltage (UHV) AC გადაცემა. შედარებით, საშუალო ძაბვიდან 110 კვ–330 კვ-მდე მოქმედი ხაზები ჩვეულებრივ კატეგორიზდება, როგორც განაწილების ხაზები. გაითვალისწინეთ, რომ ეს კლასიფიკაციები შეიძლება შეიცვალოს მომატებული ელექტროენერგიის მოთხოვნის, სისტემური სიმძლავრის და რეგიონალური ენერგეტიკული განაწილების შესაბამისად.
ძაბვის დონეები გულისხმობს ხაზიდან ხაზამდე ძაბვას — ანუ ძაბვას სამი ფაზიდან (A, B და C) ნებისმიერ ორს შორის. სახლებში გამოყენებული 220 ვოლტი არის ფაზური ძაბვა, რაც გულისხმობს ძაბვას ნებისმიერ ერთ ფაზასა და მიწას შორის. სინამდვილეში, საცხოვრებელი სამუშაო სისტემა მოდის 380 ვოლტიანი ხაზის ძაბვის სისტემიდან. მხოლოდ შენობის შესასვლელთან ხდება სამი ფაზის (A, B და C) გამოყოფა — თითოეული ფაზა შეიძლება მომარგებული იყოს საცხოვრებელი შენობის სხვადასხვა ერთეულზე. რასაც თქვენ ხშირად ხედავთ ქალაქებში ან საცხოვრებელ თემებში, არის კვადრატული, ყუთისებური სტრუქტურა — ეს არის pad-mounted (ან box-type) გარდაქმნის სადგური (როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ სურათზე).
ყუთისებური გარდაქმნის სადგური ინტეგრირებულია საშუალო ძაბვის მოწყობილობებით, ტრანსფორმატორებით და დაბალ ძაბვის განაწილების მოწყობილობებით. ის გარდაქმნის ქალაქის საშუალო ძაბვის განაწილების ქსელს (ჩვეულებრივ 10 კვ ან 20 კვ) 380 ვ-მდე ძაბვად, რაც შესაფერისია საცხოვრებელი ან საკომუნალო გამოყენებისთვის. შეიძლება არ დაინახოთ გაყვანილობა, რადგან ჩრდილოეთში არსებული განაწილების ქსელები დღესდღეობით უმეტესად იყენებენ სამილის კაბელებს. თუმცა, ზოგიერთ ძველ საცხოვრებელ რაიონში ან სოფლის მიდამოებში, ჯერ კიდევ შეგიძლიათ დააკვირდეთ აეროსადგურებად ხაზებს, რომლებიც აერთებენ ტრანსფორმატორებს და შემდეგ მიდიან შენობებთან ან ცალკეულ მომხმარებლებთან.
ღია ტერიტორიებზე, ჩვენთვის ჩვეულებრივი აეროსადგურებადი გადაცემის ხაზები შედგება კოშკებისა და გამტარებისაგან. არსებობს სხვადასხვა ტიპის კოშკები, ხოლო გადაცემის ხაზები კლასიფიცირდება როგორც დენის მუდმივი (DC), ასევე დენის ცვალებადი (AC) ხაზებად.
ჩინეთში ელექტროენერგიის გენერაცია და მოხმარება გამოხატავს მნიშვნელოვან გეოგრაფიულ არაბალანსს. მდიდარი ენერგეტიკული რესურსები, როგორიცაა ქვანახშირი, ქარი, მზის და ჰიდრო ენერგია, კონცენტრირებულია დიდ დასავლეთ რეგიონებში, ხოლო ძირეული მომხმარებლის ცენტრები მილიონობით კილომეტრით არის დაშორებული ცენტრალურ და აღმოსავლეთ რეგიონებში. ეს გეოგრაფიული არათანხმობა ხდის გრძელი მანძილის ელექტროენერგიის გადაცემას აუცილებელ ამოხსნად.
ბოლო წლებში, დიდი მასშტაბის ქარისა და მზის ელექტროსადგურების სწრაფი განვითარების ფონზე, გრძელი მანძილის გადაცემის მიმართ მოთხოვნა უწყვეტლად იზრდება. როგორც ელექტროენერგიის მიწოდების ძირად, ულტრამაღალი ძაბვის (UHV) ქსელების აშენება აჩქარდა, რაც ძლიერი იმპულსი გახდა ჩინეთის ენერგეტიკული გადასვლის და მდგრადი განვითარებისთვის. ყველა ეს გრძელი მანძილის გადაცემის სისტემა დამოკიდებულია გადაცემის კოშკებზე და აეროსადგურებად ხაზებზე, რომლებიც აერთიანებს ქსელს.
აეროსადგურებადი გადაცემის ხაზები
აეროსადგურებადი გადაცემის ხაზი შედგება კოშკებზე დამაგრებული გამტარებისაგან, რომლებიც გამოყენებულია იზოლატორებით და აღჭურვილობით, რათა უზრუნვე გარდა ამისა, მუშაობისას მაღალვოლტიან ელექტრომოწყობილობებთან, ინჟინრები ხშირად უმუშავებენ მაღალ (HV), საკმაოდ მაღალ (EHV) და უმაღლესი მაღალი (UHV) ძაბვის სისტემებს, რომლებიც უმეტესწილად ერთმანეთთან არის დაკავშირებული გასადიდი ხაზების საშუალებით. შესაბამისად, მაღალვოლტიანი მოწყობილობის ტექნიკური მოთხოვნები მჭიდროდ არის დაკავშირებული ხაზის პირობებთან — როგორიცაა სამუშაო გარემო და ექსპლუატაციის პირობები. შესაბამისად, გასადიდი ხაზების მახასიათებლების და გაუმართაობების გაგება აუცილებელია მაღალვოლტიანი მოწყობილობის ტექნიკური სპეციფიკაციების გასაგებად. გასადიდი გადაცემის ხაზების კომპონენტები გასადიდი გადაცემის ხაზის ძირეული კომპონენტები შეიცავს საბადოებს, კოშკებს, გამტარებს, იზოლატორებს, არმატურას (ფიტინგებს), სინათლის დამცავ მოწყობილობებს (როგორიცაა ზედაპირული გამაგრების გამტარები და გადაძაბვის შემსუბუქებლები), და გამაგრების სისტემებს. თანამედროვე ხაზებში შეიძლება შეიცავდეს დამხმარე კომპონენტებს, როგორიცაა ოპტიკური გამაგრების გამტარი (OPGW) და ძაბვის ხაზის მატარებლის კომუნიკაციის სისტემები. (1) გამტარები გამტარები ატარებენ დენს და აწვდიან ელექტროენერგიას. სტანდარტული ხაზებისთვის ტიპიურია ფაზის ერთი გამტარი. თუმცა, EHV და მაღალი სიმძლავრის გადაცემის ხაზებისთვის, ხშირად გამოიყენება ჯგუფური გამტარები — ორი, სამი, ოთხი ან მეტი ქვე-გამტარის გამოყენებით (ხშირად წრიული კონფიგურაციით). ეს ამცირებს კორონას გამონადენს, შეამცირებს ენერგიის დანაკარგს და ამცირებს რადიო, ტელევიზია და სხვა კომუნიკაციის სიგნალებთან შეფერხებას. (2) დამცავი (გამაგრების) გამტარები და გამაგრების სისტემები დამცავი გამტარები განლაგებულია გადაცემის კოშკების ზედა ნაწილში და თითოეულ კოშკთან ჩამომავალი გამტარების საშუალებით დაკავშირებულია გამაგრების სისტემასთან. კვამლის დროს დამცავი გამტარი — რომელიც განლაგებულია ფაზურ გამტარებზე მაღლა — იჭერს კვამლს და უსაფრთხოდ ატარებს დენს გამაგრების სისტემის მეშვეობით მიწაში. ეს ამცირებს გამტარებზე პირდაპირი strikes-ის ალბათობას, აცავს ხაზის იზოლაციას ზედმეტი ძაბვისგან და უზრუნველყოფს საიმედო მუშაობას. დამცავი გამტარები ჩვეულებრივ მთელ სიგრძეზე მონტაჟდება 110 კვ-იან და მაღალ ძაბვის ხაზებზე და ხშირად არის გამოყენებული ცინკით დაფარული ფოლადის ძაფები. (3) კოშკები (პილონები) კოშკები მხარს უჭერენ გამტარებს და დამცავ გამტარებს, ასევე მათთან დაკავშირებულ არმატურას, უზრუნველყოფს უსაფრთხო ელექტრულ სივრცეს გამტარებს, კოშკებს, მიწას და ნებისმიერ გადაკვეთის სტრუქტურას ან შენობებს შორის. (4) იზოლატორები და იზოლატორის ჯაჭვები იზოლატორები გადაცემის ხაზის ძირეული იზოლაციის კომპონენტებია. ისინი მხარს უჭერენ ან აკიდებენ გამტარებს და ელექტრულად იზოლირებენ მათ კოშკებისგან, უზრუნველყოფს საიმედო დიელექტრიკულ სიმტკიცეს. მექანიკური დატვირთვის, ელექტრული ძაბვის და კოროზიული ატმოსფერული აირების ზემოქმედების პირობებში, იზოლატორებს უნდა ჰქონდეთ საკმარისი მექანიკური სიმტკიცე, იზოლაციის შესრულება და დეგრადაციის მიმართ მდგრადობა. (5) არმატურა (ფიტინგები) გადაცემის ხაზის არმატურა საკმაოდ მნიშვნელოვან როლს ასრულებს გამტარებისა და დამცავი გამტარების მხარდაჭერის, დამაგრების, შეერთების და დაცვის უზრუნველყოფაში, უზრუნველყოფს მყარ და საიმედო შეერთებებს. არმატურა ფუნქციის მიხედვით იყოფა ხუთ ძირეულ ტიპად: ხაზის ფარდები, შეერთების ფიტინგები, შეერთების გადახურვები, დამცავი ფიტინგები და კოშკის დამაგრების ფიტინგები. (6) საბადოები საბადო ამყარებს კოშკს მიწასთან, რათა თავიდან იქნეს აცილებული მისი დახრა, დანგრევა ან ჩაძირვა. შემდგომში ჩვენ დეტალურად განვიხილავთ ამ კომპონენტების თითოეულს. (7) კოშკები (პილონები) არსებობს სხვადასხვა ტიპის გადაცემის ხაზები და კოშკები, რომელთა ძაბვის დონე შეიძლება მიაღწიოს 1000 კვ-ს. კოშკების მასალები შეიცავს ხეს, ბეტონს, ფოლადის აჯიგს და ფოლადის მილების სტრუქტურებს, ხოლო მათი ფორმები და დიზაინი მკვეთრად განსხვავდება. გადაცემის ხაზის მიზანია ელექტროენერგიის ერთი ბოლოდან მეორე ბოლომდე მიწოდება მინიმალური დანაკარგით. შესაბამისად, იმავე ძაბვის კლასში, ხაზები იგეგმება იმისათვის, რომ შეამცირონ იმპედანსი და მაქსიმუმამდე მიიყვანონ გამტარის განივი კვეთა. კოშკები საჭიროა ხაზების მხარდასაჭერად და კონტაქტის თავიდან ასაცილებლად სხვა გამტარ ობიექტებთან, რომლებიც შეიძლება გამოიწვიონ გამაგრების გაუმართაობა. შესაბამისად, ისინი იქ შესაძლოა დაინახეთ რამდენიმე გახვეული მოწყობილობა და პატარა "ქარობიკები" დანარჩენ ტურმებზე. რითია ეს დანიშნული? ეს ყველა ფრინველთა დაშორების სისტემებია! ფრინველთა დაშორების გახვეული მოწყობილობები არ позволяют птицам вить гнезда, ხოლო პატარა შემობრუნებადი "ქარობიკები" ხელისუფლებით შეიძლება დახურული იყოს — ეს ყველა ხშირად ინსტალირებულია ტურებზე. ტრანსპორტის ტურების სტრუქტურა იძლევა იდეალურ ადგილს ფრინველთა გარეშე განვითარებისთვის. თუმცა, ფრინველთა ნატართი დარწმუნებულია. როდესაც ისინი გამოიყოფენ იზოლატორის სიმებზე, ისინი შეიძლება შექმნან დიელექტრიკულ გზას დიელექტრიკული სიმის და დედამიწას შორის, რითაც შეიძლება გამოწვეული იყოს დიელექტრიკული გადახრები, დედამიწის ხარჯი ან ფაზებს შორის მცირე დიელექტრიკული სარტყელი. ამიტომ, ელექტრო ხაზები ძალიან დაუმარცხებელია იმ, რაც შეიძლება დავუძახოთ "დახურული ფრინველები". ამის გარდა, ტრანსპორტის ხაზების (ან კორიდორების) ახლოს მდებარე მაღალი ხეები ასევე შეიძლება შეიძლება დაარღვიოს უსაფრთხო ფუნქციონირება — მაგალითად, დედამიწის ხარჯის დარღვევა ან მცირე დიელექტრიკული სარტყელი — და ამიტომ საჭიროა რეგულარული შეჭრა.
