மேல்வரிசை மின்சார கோடுகளும் அமைப்புகளும்: வகைகள், வடிவமைப்பு மற்றும் பாதுகாப்பு

மிக அதிக மின்னழுத்த AC மாற்று நிலையங்களைத் தவிர, நாம் அடிக்கடி சந்திக்கும் விஷயங்கள் மின்சார பரிமாற்றம் மற்றும் விநியோக கம்பிகள் ஆகும். உயரமான கோபுரங்கள் மலைகள் மற்றும் கடல்களைக் கடந்து தொலைவில் நகரங்கள் மற்றும் கிராமங்களை எட்டும் வரை பரவியுள்ள கண்டக்டர்களை ஏந்திச் செல்கின்றன. இதுவும் ஒரு சுவாரஸ்யமான தலைப்பு—இன்று, பரிமாற்ற கம்பிகள் மற்றும் அவற்றை ஆதரிக்கும் கோபுரங்களைப் பற்றி ஆராய்வோம்.

மின்சார பரிமாற்றம் மற்றும் விநியோகம்

முதலில், மின்சாரம் எவ்வாறு வழங்கப்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வோம். மின்சாரத் துறை முதன்மையாக நான்கு கட்டங்களைக் கொண்டுள்ளது: மின்உற்பத்தி, பரிமாற்றம், (மாற்று நிலைய) விநியோகம் மற்றும் நுகர்வு.

• உற்பத்தி என்பதில் பல்வேறு வகையான மின்னாக்கிகள் அடங்கும்—நிலக்கரி, நீர்மின் ஆகிய பாரம்பரிய மின் உற்பத்தி நிலையங்கள், மேலும் காற்று மற்றும் சூரிய ஆற்றல் போன்ற நவீன ஆதாரங்கள். இவை அனைத்தும் உற்பத்தி பிரிவின் கீழ் வருகின்றன.

• பரிமாற்றம் பரிமாற்ற கம்பிகள் மற்றும் கோபுரங்களை சார்ந்துள்ளது.

• மாற்று நிலையம் (அல்லது மாற்றம்) முதன்மையாக மின்மாற்றிகளைப் பயன்படுத்துகிறது. மின்நிலையங்களில் உள்ள மின்னழுத்தத்தை உயர்த்தும் மின்மாற்றிகள் தொலைதூர பரிமாற்றத்திற்கு ஏற்ற வகையில் மின்னழுத்தத்தை உயர்த்துகின்றன, அதே நேரத்தில் விநியோகப் பக்கத்தில் உள்ள மின்னழுத்தத்தை குறைக்கும் மின்மாற்றிகள் பிராந்திய விநியோக வலையமைப்புகள் மற்றும் இறுதி பயனர்களுக்கு ஏற்ற மட்டத்திற்கு மின்னழுத்தத்தைக் குறைக்கின்றன.

• நுகர்வோர் பக்கத்தில் விநியோகம் பல்வேறு மின்னழுத்தத்தை குறைக்கும் மின்மாற்றிகள், மேலும் நடுத்தர மற்றும் குறைந்த மின்னழுத்த உபகரணங்கள், மின்னணு தொகுப்புகள் மற்றும் வயரிங் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது.

• நுகர்வு என்பது வீடுகளில் உள்ள மின்சாதனங்களைக் குறிக்கிறது, அதேபோல் நகர்ப்புற உள்கட்டமைப்பு, கட்டடங்கள், தொழில்துறை வசதிகள் மற்றும் பிற பயன்பாடுகளில் மின்சார பயன்பாட்டையும் குறிக்கிறது.

அமைப்பு ரீதியாக, பரிமாற்ற கம்பிகள் இரண்டு முக்கிய வகைகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளன: மேல் கம்பிகள் (overhead transmission lines) மற்றும் கேபிள் கம்பிகள். கீழே ஒரு மின்சார பரிமாற்ற அமைப்பின் பொதுவான படம் உள்ளது:

தொலைதூர மின்சார பரிமாற்றத்திற்கு எந்த மின்னழுத்த மட்டங்கள் ஏற்றது? பரிமாற்றத்தில் ஏற்படும் இழப்புகளைக் குறைப்பதற்கும், திறமையை மேம்படுத்துவதற்கும், பொதுவாக 500 kV மற்றும் அதற்கு மேலான AC மின்னழுத்தங்கள் மின்சார பரிமாற்றத்திற்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன. 500 kV முதல் 750 kV வரையிலான மின்னழுத்தங்கள் கூடுதல் அதிக மின்னழுத்தம் (EHV) AC பரிமாற்றம் என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் 1000 kV AC அமைப்புகள் மிக அதிக மின்னழுத்தம் (UHV) AC பரிமாற்றம் என அழைக்கப்படுகின்றன. இதற்கு மாறாக, நடுத்தர மின்னழுத்தத்திலிருந்து 110 kV–330 kV வரை இயங்கும் கம்பிகள் பொதுவாக விநியோக கம்பிகள் என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த வகைப்பாடுகள் அதிகரித்து வரும் மின்சாரத் தேவை, அமைப்புத் திறன் மற்றும் பிராந்திய ஆற்றல் பரவல் முறைகளுடன் மாறுபடலாம் என்பதைக் குறிப்பிட வேண்டும்.

மின்னழுத்த மட்டங்கள் என்பது கம்பி-கம்பிக்கு இடையேயான மின்னழுத்தத்தைக் குறிக்கின்றன—அதாவது, மூன்று கட்டங்களில் (A, B, மற்றும் C) ஏதேனும் இரண்டு கட்டங்களுக்கு இடையேயான மின்னழுத்தம். வீடுகளில் பயன்படுத்தப்படும் 220 வோல்ட் என்பது கட்ட மின்னழுத்தம் ஆகும், அதாவது ஏதேனும் ஒரு கட்டத்திற்கும் தரைக்கும் இடையேயான மின்னழுத்தம். உண்மையில், குடியிருப்பு மின்சார வழங்கல் 380 வோல்ட் கம்பி மின்னழுத்த அமைப்பிலிருந்து தொடங்குகிறது. கட்டடத்தின் நுழைவாயிலில் மட்டுமே மூன்று கட்டங்கள் (A, B, மற்றும் C) பிரிக்கப்படுகின்றன—ஒவ்வொரு கட்டமும் ஒரு குடியிருப்பு கட்டடத்தின் வெவ்வேறு பிரிவுகளுக்கு மின்சாரம் வழங்கலாம். நகரங்கள் அல்லது குடியிருப்பு பகுதிகளில் நீங்கள் பொதுவாகக் காணும் சதுரமான, பெட்டி போன்ற கட்டமைப்பு—இது பேட்-மவுண்டட் (அல்லது பெட்டி வகை) மாற்று நிலையம் (கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது).

பெட்டி வகை மாற்று நிலையம் நடுத்தர மின்னழுத்த உபகரணங்கள், மின்மாற்றிகள் மற்றும் குறைந்த மின்னழுத்த விநியோக சாதனங்களை ஒருங்கிணைக்கிறது. இது நகர்ப்புற நடுத்தர மின்னழுத்த விநியோக வலையமைப்பை (பொதுவாக 10 kV அல்லது 20 kV) 380 V மின்சாரத்தில் மாற்றுகிறது, இது குடியிருப்பு அல்லது நகர்ப்புற பயன்பாட்டிற்கு ஏற்றது. சீனாவில் தற்போது பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படும் நகர்ப்புற விநியோக வலையமைப்புகள் பெரும்பாலும் நிலத்தடி கேபிள்களைப் பயன்படுத்துவதால் நீங்கள் வயரிங்கைப் பார்க்க மாட்டீர்கள். இருப்பினும், சில பழைய குடியிருப்பு பகுதிகள் அல்லது கிராமப்புற பகுதிகளில், மின்மாற்றிகளை இணைக்கும் மேல் கம்பிகளையும், பின்னர் கட்டடங்கள் அல்லது தனிப்பயனர்களை நோக்கி செல்லும் கம்பிகளையும் இன்னும் காண முடியும்.

திறந்த பகுதிகளில், நாம் பொதுவாகக் காணும் மேல் பரிமாற்ற கம்பிகள் கோபுரங்கள் மற்றும் கண்டக்டர்களைக் கொண்டுள்ளன. பல்வேறு வகையான கோபுர வகைகள் உள்ளன, மேலும் பரிமாற்ற கம்பிகள் DC (தொடர் மின்சாரம்) அல்லது AC (மாறுமின்சாரம்) என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

சீனாவின் மின்உற்பத்தி மற்றும் நுகர்வு குறிப்பிடத்தக்க அளவில் புவியியல் சமநிலையின்மையைக் காட்டுகிறது. நிலக்கரி, காற்று, சூரிய மற்றும் நீர்மின் ஆற்றல் போன்ற ஆற்றல் ஆதாரங்கள் பரந்த மேற்கு பகுதிகளில் குவிந்துள்ளன, அதே நேரத்தில் முக்கிய சுமை மையங்கள் ஆயிரக்கணக்கான கிலோமீட்டர் தொலைவில் உள்ள மத்திய மற்றும் கிழக்கு பகுதிகளில் உள்ளன. இந்த புவியியல் பொருந்தாமை தொலைதூர மின்சார பரிமாற்றத்தை ஒரு அவசியமான தீர்வாக ஆக்குகிறது.

சமீப ஆண்டுகளில், பெரிய அளவிலான காற்று மற்றும் சூரிய மின்சார அடிப்படைகளின் வேகமான வளர்ச்சியுடன், தொலைதூர மின்சார பரிமாற்றத்திற்கான தேவை தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகிறது. மின்சார வழங்கலின் முதுகெலும்பாக, மிக அதிக மின்னழுத்த (UHV) வலையமைப்புகளின் கட்டுமானம் வேகமாக்கப்பட்டுள்ளது, இது சீனாவின் ஆற்றல் மாற்றத்திற்கும், நிலையான வளர்ச்சிக்கும் வலுவான ஊக்கத்தை வழங்குகிறது. இந்த அனைத்து தொலைதூர பரிமாற்ற அமைப்புகளும் வலையமைப்பை இணைக்க பரிமாற்ற கோபுரங்கள் மற்றும் மேல் கம்பிகளை சார்ந்துள்ளன.

மேல் பரிமாற்ற கம்பிகள்

ஒரு மேல் பரிமாற்ற கம்பி என்பது காப்புப் பொருட்கள் மற்றும் ஹார்டுவேர் மூலம் கோபுரங்களிலிருந்து தொங்கவிடப்பட்ட கண்டக்டர்களைக் கொண்டது, இது கண்டக்டர்களுக்கும் தரை அல்லது கட்டடங்களுக்கும் இடையே பாதுகாப்பான தூரத்தை உறுதி செய்கிறது. ஒரு பரிமாற்ற கம்பியின் முதன்மை செயல்பாடு மின்னாற்றலை வழங்குவ

மேலும், அதிக மின்னழுத்த சாவிடச் சாதனங்களுடன் பணியாற்றும்போது, பொறியாளர்கள் பெரும்பாலும் அதிக மின்னழுத்த (HV), மிக அதிக மின்னழுத்த (EHV), மற்றும் மிக மிக அதிக மின்னழுத்த (UHV) அமைப்புகளைக் கையாள்கிறார்கள், இவை பெரும்பாலும் வான்வழி கம்பிகள் மூலம் இணைக்கப்பட்டிருக்கின்றன. எனவே, அதிக மின்னழுத்த உபகரணங்களுக்கான தொழில்நுட்ப தேவைகள் இயக்க சூழல் மற்றும் சேவை நிலைமைகள் போன்ற கம்பி நிலைமைகளுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையதாக உள்ளன. அதிக மின்னழுத்த உபகரணங்களின் தொழில்நுட்ப தரவரிசைகளை புரிந்து கொள்ள, வான்வழி கம்பிகளின் பண்புகள் மற்றும் கோளாறு நடத்தைகளை புரிந்து கொள்வது அவசியம்.

வான்வழி மின்சார பரிமாற்ற கம்பிகளின் பகுதிகள்

வான்வழி மின்சார பரிமாற்ற கம்பியின் முக்கிய பகுதிகளில் அடித்தளங்கள், கோபுரங்கள், கம்பிகள், காப்பான்கள், பிடிப்பான்கள் (இணைப்புகள்), மின்னல் பாதுகாப்பு சாதனங்கள் (அதிக மின்னழுத்த நிலக்கம்பிகள் மற்றும் மின்னழுத்த தடுப்பான்கள் போன்றவை), மற்றும் நில இணைப்பு அமைப்புகள் அடங்கும். நவீன கம்பிகளில் OPGW (ஆப்டிகல் கிரவுண்ட் வயர்) மற்றும் மின்கம்பி தொடர்பு தொலைத்தொடர்பு அமைப்புகள் போன்ற துணை பகுதிகளும் இருக்கலாம்.

(1) கம்பிகள்

கம்பிகள் மின்னோட்டத்தை கடத்தி, மின்னாற்றலை வழங்குகின்றன. சாதாரண கம்பிகளுக்கு ஒரு கட்டத்திற்கு ஒரு கம்பி பொதுவானது. எனினும், EHV மற்றும் அதிக திறன் கொண்ட மின்சார பரிமாற்ற கம்பிகளுக்கு, இரண்டு, மூன்று, நான்கு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட துணை கம்பிகள் (பெரும்பாலும் வட்ட அமைப்பில் ஏற்பாடு செய்யப்பட்டிருக்கும்) கொண்ட கட்டப்பட்ட கம்பிகள் பொதுவாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இது கொரோனா மின்னழுத்தத்தை குறைக்கிறது, மின்சார இழப்பை குறைக்கிறது, மற்றும் ரேடியோ, தொலைக்காட்சி மற்றும் பிற தொடர்பு சமிக்ஞைகளுடன் ஏற்படும் தலையீட்டை குறைக்கிறது.

(2) பாதுகாப்பு (நில) கம்பிகள் மற்றும் நில இணைப்பு அமைப்புகள்

பாதுகாப்பு கம்பிகள் மின்சார கோபுரங்களின் மேல் தொங்கவிடப்பட்டு, ஒவ்வொரு கோபுரத்திலும் கீழ்நோக்கி செல்லும் கம்பிகள் மூலம் நில இணைப்பு அமைப்புடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும். மின்னல் தாக்கும்போது, கட்ட கம்பிகளுக்கு மேலே இருக்கும் பாதுகாப்பு கம்பி மின்னலை பிடித்து, நில இணைப்பு அமைப்பின் வழியாக மின்னோட்டத்தை பாதுகாப்பாக பூமியில் செலுத்துகிறது. இது கம்பிகளுக்கு நேரடி தாக்குதல்கள் ஏற்படுவதற்கான நிகழ்தகவை குறைக்கிறது, கம்பிகளின் காப்பு அமைப்புகளை மிக அதிக மின்னழுத்தத்தால் ஏற்படும் சேதத்திலிருந்து பாதுகாக்கிறது, மேலும் நம்பகமான இயக்கத்தை உறுதி செய்கிறது. 110 kV மற்றும் அதற்கு மேல் தரநிலை கொண்ட கம்பிகளின் முழு நீளத்திலும் பாதுகாப்பு கம்பிகள் பொதுவாக பொருத்தப்படுகின்றன, மேலும் இவை பொதுவாக துருப்பிடிக்காத இரும்பு கம்பிகளால் செய்யப்படுகின்றன.

(3) கோபுரங்கள் (பைலன்கள்)

கோபுரங்கள் கம்பிகள் மற்றும் பாதுகாப்பு கம்பிகளையும், அவற்றுடன் தொடர்புடைய பிடிப்பான்களையும் ஆதரிக்கின்றன, கம்பிகள், கோபுரங்கள், தரை மற்றும் எந்த குறுக்கே செல்லும் கட்டமைப்புகள் அல்லது கட்டடங்களுக்கும் இடையே பாதுகாப்பான மின்னழுத்த தூரத்தை பராமரிக்கின்றன.

(4) காப்பான்கள் மற்றும் காப்பான் சங்கிலிகள்

காப்பான்கள் மின்சார பரிமாற்ற கம்பியின் முக்கிய காப்பு பகுதிகள் ஆகும். கம்பிகளை ஆதரிக்கவோ அல்லது தொங்கவிடவோ பயன்படுத்தப்படுகின்றன, கோபுரங்களிலிருந்து அவற்றை மின்னியல் ரீதியாக பிரித்து, நம்பகமான மின்காப்பு வலிமையை உறுதி செய்கின்றன. இயந்திர அழுத்தம், மின்னழுத்தம் மற்றும் கெட்ட வளிமண்டல வாயுக்களுக்கு உட்பட்டு, காப்பான்கள் போதுமான இயந்திர வலிமை, காப்பு செயல்திறன் மற்றும் சிதைவுக்கு எதிரான எதிர்ப்பைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.

(5) பிடிப்பான்கள் (இணைப்புகள்)

மின்சார பரிமாற்ற கம்பிகளின் பிடிப்பான்கள் கம்பிகள் மற்றும் நிலக் கம்பிகளை ஆதரிக்க, பிடிக்க, இணைக்க மற்றும் பாதுகாக்க முக்கிய பங்கை வகிக்கின்றன, வலுவான மற்றும் நம்பகமான இணைப்புகளை உறுதி செய்கின்றன. பிடிப்பான்கள் செயல்பாட்டை பொறுத்து ஐந்து முக்கிய வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன: கம்பி கிளாம்புகள், இணைப்பு இணைப்புகள், இணைப்பு இணைப்புகள், பாதுகாப்பு இணைப்புகள் மற்றும் கை கம்பி இணைப்புகள்.

(6) அடித்தளங்கள்

அடித்தளம் கோபுரத்தை தரையில் பிணைக்கிறது, சாய்வதை, சரிவதை அல்லது சரிவதை தடுக்கிறது.

இந்த ஒவ்வொரு பகுதிகளையும் பின்வரும் விவாதங்களில் விரிவாக ஆராய்வோம்.

(7) கோபுரங்கள் (பைலன்கள்)

1000 kV வரை மின்னழுத்த நிலைகளை எட்டும் பல்வேறு வகையான மின்சார பரிமாற்ற கம்பிகள் மற்றும் கோபுரங்கள் உள்ளன. கோபுரங்களின் பொருட்களில் மரம், கான்கிரீட், ஸ்டீல் கம்பி அமைப்புகள் மற்றும் ஸ்டீல் குழாய் கட்டமைப்புகள் அடங்கும், மேலும் அவற்றின் வடிவங்கள் மற்றும் வடிவமைப்புகள் பரந்த அளவில் வேறுபடுகின்றன. மின்சார பரிமாற்ற கம்பியின் நோக்கம் குறைந்த இழப்புடன் ஒரு முடிவிலிருந்து மற்றொரு முடிவுக்கு மின்சாரத்தை வழங்குவதாகும். எனவே, ஒரே மின்னழுத்த வகுப்பில், கம்பிகள் மின்தடையை குறைக்கவும், கம்பியின் குறுக்கு வெட்டு பரப்பளவை அதிகரிக்கவும் வடிவமைக்கப்படுகின்றன. கம்பிகளை ஆதரிக்கவும், அவை மின்னூட்டப்பட்ட பொருட்களுடன் தொடர்பு கொள்வதை தடுக்கவும் கோபுரங்கள் பயன்படுகின்றன, இது நில இணைப்பு கோளாறுகளை ஏற்படுத்தும். எனவே, அவை உயரமாகவும், கட்டமைப்பு ரீதியாக நிலையாகவும் கட்டப்படுகின்றன. கீழே உள்ள படம் பொதுவான கோபுர வகைகளைக் காட்டுகிறது.

பொறியியல் பயன்பாடுகளில் அவற்றின் உண்மையான செயல்பாடுகளை பொறுத்து, கோபுரங்கள் பல்வேறு வகைகளாக மேலும் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன: நேராக செல்லும் (தொங்கவிடும்) கோபுரங்கள், கோண (மூலை) கோபுரங்கள் (திசையை மாற்ற பயன்படுத்தப்படுகின்றன), முடிவு கோபுரங்கள் (சப்ஸ்டேஷனுடன் இணைக்கவும் பிரிக்கவும்), இடமாற்று கோபுரங்கள் (கட்ட சுழற்சிக்காக), மற்றும் பெரிய தூரம் கொண்ட கோபுரங்கள் (பெரிய ஆறுகள், ஏரிகள் அல்லது ஜலசந்திகளை கடக்க வடிவமைக்கப்பட்டவை). ஒவ்வொரு கோபுரத்தின் அடிப்பகுதியிலும் அடித்தளம் உள்ளது.

நீங்கள் அலுவலகத்தில் அமைக்கப்பட்டுள்ள பல விரிவாக்க உருவங்கள் மற்றும் சிறிய "காற்றுச்சக்தி இயந்திரங்களை" கவனித்திருக்கலாம். இவை எதற்காக உள்ளன? இவை அனைத்தும் பறவைகளை தடுக்கும் கருவிகளே! பறவைகள் அடுக்குகளை அமைக்க தடுப்பதற்காக விரிவாக்க உருவங்கள் மற்றும் சிறிய சுழலும் "காற்றுச்சக்தி இயந்திரங்கள்" பறவைகளை போக்கிடுவதற்காக உள்ளன—இவை அதிகமாக அமைக்கப்படுகின்றன.

விரிவாக்க அலுவலகங்களின் அமைப்பு பறவைகளுக்கு அடுக்குகள் அமைக்க ஒரு சிறந்த இடமாக உள்ளது. ஆனால், பறவைகளின் பொறிகள் மின்சாரமானவை. இவை உள்ளடக்கும் இலக்கியங்களில் விடப்படும்போது, இவை மின்கடிகாலிகளுக்கும் தரைக்கும் இடையில் ஒரு மின்சார பாதையை உருவாக்கும், இது மின்கடிகாலியில் மின்காந்தம், தரை தவறு அல்லது பெரும் மின்கடிகாலியின் இடையில் துருக்கம் ஏற்படுத்தும். எனவே, மின்கடிகாலிகள் "கோபத்து பறவைகள்" என்று அழைக்கப்படும் இது மிகவும் பல்வேறு பாதிக்கப்படுகின்றன. தூரம் அலுவலக விரிவாக்க அலுவலகங்களின் அருகிலுள்ள (அல்லது பாதைகளில்) உயர்வான மரங்கள் உதாரணமாக, தரை தவறு அல்லது துருக்கம் ஏற்படுத்தும் போது, இவற்றை நீக்க தேவைப்படுகின்றன.