Lineae Electricae Superliminariae & Turres: Species Designatio & Tutela
Praeter ultra altam tensionem AC substationes, quae frequentius obviam veniunt sunt lineae transmissoriae et distributivae electricitatis. Alta turres portant conductores qui trans montes et maria saltant, in longinquum extendentes antequam ad urbes et villas perveniunt. Hoc est quoque argumentum iucundum—hodie explorabimus lineas transmissorias et suas turres supportantes.
Transmissio et Distributio Electricitatis
Primum, intellegamus quomodo electricitas traditur. Industria electrica principaliter constat ex quattuor stadiis: generatio, transmissio, (substatio) distributio, et consumptio.
Generatio includit varios genera generatorum electricitatis—traditionales ut praefurnalia carbonis et aquae turbinae, tamquam et modernos ut ventus et solares. Omnia haec sub categoria generationis cadunt.
Transmissio dependet a lineis transmissoriis et turribus.
Substatio (vel Transformatorium) principale utitur transformatoribus. Transformatores incrementales in praefurnaliis tensionem augent pro efficienti transmissione longinqua, dum transformatores decrementales in parte distributionis tensionem reducunt ad gradus aptos pro reticulis regionalibus et usuis finalibus.
Distributio a parte consumptoris involvit diversos transformatores decrementales, tamquam et media et parva tensio apparatus, conmutatores, et cabling.
Consumptio referatur ad apparatos electricos in domibus, tamquam et usus electricitatis in infrastructura municipalibus, aedificiis, installationibus industrialibus, et aliis applicationibus.
Structuraliter, lineae transmissoriae dividuntur in duo genera principalia: lineae transmissoriae superiectae et lineae cavo. Sequitur schema diagrammaticum systematis transmissoris electricitatis:
Quae gradus tensionis apti sunt pro longinqua transmissione electricitatis? Ut perdas transmissionis minuantur et efficiencia augmentetur, tensiones AC 500 kV et supra saepe adhibentur pro transmissione electricitatis. Tensiones in gradu 500 kV ad 750 kV classificantur ut Extra Alta Tensio (EAT) AC transmissio, dum systemata 1000 kV AC cognoscuntur ut Ultra Alta Tensio (UAT) AC transmissio. Contrariwise, lineae operantes ab media tensio ad 110 kV–330 kV generaliter categoriantur ut lineae distributionis. Notandum est haec classificatio variare potest cum crescente demanda electricitatis, capacitate systematis, et patternibus distributionis energeticae regionales.
Gradus tensionis referuntur ad tensionem inter lineas—that is, ad tensionem inter duos quorumlibet trium phaseorum (A, B, et C). Volta 220 utuntur in domesticis est tensio phasealis, id est tensio inter unam phaseam et terram. In re, supplys domesticarum originantur ex systemate tensionis linealis 380 voltarum. Solum ad introitum aedium separantur tres phaseae (A, B, et C)—unaquaeque phasea potest alere diversam unitatem aedificii residentialis. Quod communiter vides in urbibus vel communitatibus residentialibus est structura quadrata, casula—hoc est substatio castramentaria (vel castramentaria) (ut monstratum in figura infra).
Substatia castramentaria integret media tensio apparatus, transformatores, et dispositiva distributionis parvae tensio. Transformat urbanum reticulum distributionis mediae tensio (typice 10 kV vel 20 kV) in potentiam 380 V aptam pro usui residentiali vel municipal. Non videbis cabling, quia reticula distributionis urbana in China hodie maxime utuntur cavis subterraneis. Tamen, in quibusdam vetustioribus areis residentialibus vel ruralibus, adhuc observabis lineas superiectas connectentes transformatores et deinde ducentes ad aedificia vel usus finales.
In locis apertis, lineae transmissoriae superiectae quas communiter videmus constat turribus et conductoribus. Sunt variae species turrium, et lineae transmissoriae classificantur ut directa currentis (DC) vel alternans currentis (AC).
Generatio et consumptio electricitatis in China exhibet significativum disbalance geographicum. Abunda resursos energiae ut carbo, ventus, sol, et aquae turbinae concentrantur in vastis regionibus occidentalis, dum majora centra oneris distant per mille passuum in regionibus centralibus et orientalibus. Hoc dissonantia geographica facit longinquam transmissione electricitatis solutionem essentialis.
Recentibus annis, cum rapidis progressibus magnarum basium venti et solis, demanda pro longinqua transmissione electricitatis continuavit crescendo. Ut columna vertebralis tradendi electricitatis, constructio reticulorum ultra alta tensio (UAT) acceleravit, fortis momentum praebens pro transitione energetica et sustinente developmento Chinarum. Omnes haec systemata longinquae transmissione dependent a turribus transmissive et lineis superiectis ad interconectendum reticulum.
Lineae Transmissoriae Superiectae
Linea transmissoria superiecta constat conductoribus suspensis a turribus per insulators et hardware, securitatem inter conductoribus et terra vel aedificiis assequens. Functio principalis lineae transmissoriae est tradere energiam electricam, coniungere praefurnalia et substations, permittere operationem parallelam, et integrare systema electricum in unum reticulum unitum.
Lineae superiectae offerunt advantages ut investimenti minoris, constructionis celerioris, installationis simplicis et commodae, facile identificationis defectuum et potentialium periculorum, et maintenance facilis et reparatio. Pro longinqua transmissione, lineae superiectae maxime adhibentur propter suam capacitate magnam. Longior est transmissio, altior est gradus tensionis requiritur.
Tamen, quoniam lineae superiectae late distributae sunt et continue in ambientibus externis operant, frequenter afficiuntur a conditionibus circumstantibus et factoribus naturalibus. Hoc ducit ad varias deficiencias operationales, inter quas fulgura, ventus, glacies, pollution flashover, interferences externae, conductor galloping, et incidentes avium.
Praeterea, cum operando cum high-voltage switchgear, ingenii saepe tractant systemata high-voltage (HV), extra-high-voltage (EHV), et ultra-high-voltage (UHV), quae plerumque interconnectuntur per lineas superiectas. Itaque, requirementes technicae pro apparatu high-voltage stricte conexae sunt ad conditiones lineales—tamquam ambientes operativi et conditiones servitii. Intellectio characterum et behaviorum defectuum lineae superiectae ergo essentielle est pro comprehensione specificorum technicorum apparatorum high-voltage.
Componentes Lineae Transmissoriae Superiectae
Componentes principales lineae transmissoriae superiectae includunt fundamenta, turres, conductores, insulators, hardware (fittings), devices protectionis fulminis (ut fili terreni superiecti et surge arresters), et systemata grounding. Lineae modernae possunt etiam includere componentes auxiliarias ut optical ground wire (OPGW) et power line carrier communication systems.
(1) Conductores
Conductores tradunt currentem et transferunt energiam electricam. Conductor singulus per phaseam est typicus pro lineis standard. Tamen, pro EHV et lineis transmissoriae magna capacitate, conductores bundlatus—uti duobus, tribus, quattuor, vel pluribus sub-conductoribus (saepe in configuratione circulari)—communiter adoptantur. Hoc redigit corona discharge, minimizes perdas, et diminuit interferences cum radio, television, et aliis signis communicationis.
(2) Shield (Ground) Wires et Systemata Grounding
Shield wires suspenduntur in summa turribus transmissoriae et connectuntur ad systemata grounding in unicamquam turrim per down conductors. Durante fulgure, shield wire—positionatus super conductoribus phaseae—interceptat fulmen, secure divortiens currentem per systema grounding in terram. Hoc redigit probabilitatem directorum impactus ad conductoribus, protegit insulationem lineae ab overvoltage damage, et securit operativam. Shield wires saepe installantur per totam longitudinem lineae rated 110 kV et supra et communiter facta sunt ex filis steel galvanized.
(3) Turres (Pylons)
Turres supportant conductores et shield wires cum associatis hardware, maintenens securitatem inter conductoribus, turribus, terra, et quibuscumque structuris vel aedificiis.
(4) Insulators et Insulator Strings
Insulators sunt claves componentes insulationis lineae transmissoriae. Supportant aut suspicunt conductoribus dum electrically isolant eos ab turribus, securitatem di-electricam assequentes. Subjecti stressi mechanicis, voltage electricis, et gas corrosivis atmospherae, insulators debent sufficientem vim mechanicam, performance insulationis, et resistenciam ad degradationem habere.
(5) Hardware (Fittings)
Hardware lineae transmissoriae ludunt partem criticam in supportando, securing, connecting, et protecting conductoribus et filis terrenis, securitatem robustam et fideliam assequentes. Hardware classificatur in quinque genera principalia secundum functionem: line clamps, connector fittings, splice fittings, protective fittings, et guy wire fittings.
(6) Fundamenta
Fundamentum ancorat turrim ad terram, preveniens inclinationem, collapsum, vel subsidence.
Examinabimus singulos hos componentes in detail in subsequentibus discussionibus.
(7) Turres (Pylons)
Sunt multae species lineae transmissoriae et turres, cum gradibus tensionis attingentibus ad 1000 kV. Materiales turribus includunt lignum, concretum, steel lattice, et steel tube structures, et formae et designes eorum variatim. Propositum lineae transmissoriae est tradere potentiam electricam ab uno extremo ad alterum cum minimis perditis. Itaque, intra eandem classem tensionis, lineae designantur ad impedimentum minimum et maximam sectionem transversalem conductorum. Turres serviant ad supportandas lineas et preveniendas contactus cum aliis objectis conductivis qui possint causare faultes grounding. Ita, aedificantur altas et structurally stabiles. Imago infra monstrat communes species turribus.
Secundum functiones suas in applicationibus engineering, turres ulterius classificantur in varios genera: straight-line (suspension) towers, angle (corner) towers (uti pro mutatione directionis), terminal towers (pro coniungendo ad et ab substations), transposition towers (uti pro rotatione phaseae), et large-span towers (designati ad transversandum flumina, lacus, vel freta majora). In base unicamquam turris est fundamentum. Conductores suspenduntur ab cross-arms per insulator strings.
Si diligenter spectes turrem steel lattice, notabis duas parvas "cornua" extensas sursum—unam in utraque parte—portantes filos tenuis. Hi non sunt pro transmissione electricitatis; hi sunt fili terreni superiecti (shield wires), etiam cogniti ut fili terreni, uti pro protectione fulminis.
Turres transmissoriae variis formis veniunt. Pro lineis single-circuit, configurationes communes includunt "wine-glass" type cum conductoribus horizontaliter dispositis et "cat-head" type cum dispositione triangulari conductorum. In areis limitatis right-of-way vel in regionibus economicis developitis ubi terra rara est, turres compactae portantes duos vel etiam quattuor circuitos in una structura saepe adhibentur. Pro lineis transmissoriae ultra alta tensio (UAT) DC, sunt etiam turres T-type, quae supportant duos circuitos pendentes sub—unus latus positivus, et alter latus negativus.
Corridor lineae transmissoriae referatur ad area zoniformis extendens lateraliter ab exterioribus conductoribus lineae transmissoriae superiectae alta tensio. Largitudo eius determinatur per gradum tensionis et regulatur sub Regulationes de Protectione Facilitatum Electricarum. Exempli gratia, zona protecta pro linea 500 kV est 20 metrorum lata. Dum limitatae activitates agricolae permituntur intra hanc zonam, stacking flammabilium materialium vel aedificandi structuras strictissime prohibentur.
Fortasse notasti numerosa spicula et parva "molinos" installata in turribus transmissoriae. Quid ista sunt? Omnia sunt deterrentia avium! Spicula anti-avium prohibent aves a nidificando, dum parva rotatoria "molinos" aves deterrent—omnia communiter montantur in turribus.
Structura turribus transmissoriae locum idealem praebet avibus ad nidificandum. Tamen, excrementa avium conductiva sunt. Quando excretantur in insulator strings, possunt creare viam conductivam inter conductor et terram, potensialiter causantes flashover, faultes grounding, vel etiam short circuits phase-to-phase. Itaque, lineae electricae vulnerabiles sunt ad quod vocaretur "iratae aves." Praeterea, arbores altae proximae lineis transmissoriae (vel corridoribus) etiam possunt minari operativam securitatem—exempli gratia, per violationes clearance terre vel short circuits—and itaque regulariter debebant tonderi.
