Ի՞նչ են բարձր լարման հաղորդման աշտարակների դիզայնի սպեցիֆիկացիաները

Էլեկտրաէներգիայի հաղորդման ճարտարագիտական հիմքը

Բարձր լարման հաղորդման աշտարակները հաղորդիչները տեղափոխում են ենթակայանների միջև հարյուրավոր մետր հեռավորությամբ մինչև հազարավոր կիլոմետր ազգային ցանցերով: Յուրաքանչյուր աշտարակը պետք է դիմանա հաստատուն հաղորդիչների քաշին, դինամիկ քամու բեռնվածությանը, սառցի կուտակմանը և կարճ միացման դեպքերի ժամանակ առաջացող էլեկտրամագնիսական ուժերին՝ միաժամանակ պահպանելով պայմաններ, որոնք կանխում են պարզատեսության կորուստը (flashover):

Դիզայնը սկսվում է լարման մակարդակից և հաղորդալարերի դասավորությունից, որոնք որոշում են բարձրությունը և խաչաձև մասերի չափսերը: 132 կՎ կրկնակի շղթայով աշտարակը բարձրանում է 25–35 մետր: 400 կՎ աշտարակը հասնում է 40–55 մետրի՝ ավելի լայն խաչաձև մասերով: Յուրաքանչյուր լրացուցիչ մետր ավելացնում է պողպատի քաշը, հիմքի բետոնի ծավալը և կռանի բարձրացման հզորության պահանջները՝ բազմապատկելով ծախսերը բոլոր նախագծի փուլերում:

Հարավային Ամերիկայի լեռներով անցնող հաղորդման նախագծում վանդակավոր աշտարակների փոխարեն օգտագործվեցին սեղանաձև կոնֆիգուրացիայի կոմպակտ դիզայններ 15 աստիճանից ավելի թեքությամբ սարահարթերում: Նեղ հիմքը նվազեցրեց հիմքի փորումը մոտավորապես 40%-ով այն քանի որ բետոնի մեքենաների մուտքը լեռնային տեղանքում նախագծի ամենամեծ տրանսպորտային մարտահրավերն էր:

Կառուցվածքային դիզայնի սպեցիֆիկացիաներ

Վանդակավոր աշտարակի երկրաչափություն

Վանդակավոր աշտարակը կառուցվածքները կազմված են անկյունային պողպատից, որոնք միացված են պտտվող միացման միջոցով և ստեղծում են տրասսային համակարգեր, որոնք բեռնվածքները լուծում են առանց ծռման՝ միայն առանցքային ձգման և սեղմման միջոցով: Սա 30–50%-ով նվազեցնում է պողպատի քաշը՝ համեմատած նույն հզորությամբ խողովակավոր սյուների հետ:

Մարմինը ունի քառակուսի կամ ուղղանկյունաձև հատված, որը սուլացվում է լայն հիմքից դեպի նեղ գագաթ։ Կախովի աշտարակների համար հիմքի լայնության և բարձրության հարաբերությունը կազմում է 1:6–1:8, իսկ անկյունային աշտարակների համար՝ 1:4–1:5, ինչը արտացոլում է ուղղության փոփոխման կետերում առաջացող մեծ շրջման մոմենտը։ Անդամների չափսերը որոշվում են IEC 60826 ստանդարտի բեռնվածության չափանիշների համաձայն՝ օգտագործելով 50 տարվա վերադարձի պարբերությամբ քամու տվյալները։ Հարկանոցների շրջաններում տեղադրվող աշտարակները պետք է դիմանան 200 կմ/ժ-ից բարձր արագությամբ քամուն։

Հիմքի նախագծում

Հիմքի տեսակը կախված է գեոտեխնիկական պայմաններից։ Տարածված հիմքերը հարմար են 200 կՊա-ից բարձր կրողունակությամբ համապատասխան հողերի համար։ Խողովակավոր հիմքերը բեռնվածությունը փոխանցում են ավելի խոր շերտերին, երբ մակերեսային հողերը բաղկացած են թեթև ավազից կամ փափուկ կավից։ Քարային ամրացված հիմքերը աշտարակի ստուբերը ամրացնում են անմիջապես սառցային ապարին՝ այն ամենատնտեսական տարբերակն է, երբ համապատասխան ապարը գտնվում է 1–2 մետր խորության վրա։

Բարձրացման դիմադրությունը հաճախ որոշում է նախագծումը՝ սեղմման տակ ընկած կրողունակության վրա: Հաղորդիչների միջև հորիզոնական ուղղությամբ ազդող քամին ստեղծում է բարձրացման ուժեր քամու առաջին կողմում, որոնք գերազանցում են կառույցի սեփական քաշը: Հիմնարկները դիմանում են այս ցիկլիկ ուժերին տասնյակ տարիներ շարունակ՝ առանց աստիճանաբար դուրս գալու, ինչը կհանգեցներ աշտարակի թեքմանը և փուլ-հող հեռավորության նվազման՝ ապահով սահմաններից ցածր:

Նյութեր և կոռոզիայի դեմ պաշտպանություն

Կառուցվածքային պողպատը համապատասխանում է ASTM A36 կամ S355JR ստանդարտներին, իսկ բարձր լարվածության տակ գտնվող տարրերում ընտրովի օգտագործվում են ավելի բարձր ամրության ստանդարտներ: Ինքնաբուխ ցինկապատումը (ISO 1461) ապահովում է հիմնական կոռոզիայի դեմ պաշտպանություն՝ 6 մմ-ից ավելի հաստությամբ տարրերի համար 85 մկմ նվազագույն պատվաստման շերտ: Ափամերձ տեղակայանքները, որոնք գտնվում են աղի ջրից 5 կմ շառավղով, պահանջում են 100–140 մկմ պատվաստման շերտ կամ լրացուցիչ ներկապատման համակարգեր:

Էլեկտրական նախագծման սպեցիֆիկացիաներ

Ինսուլյացիայի համատեղելիություն

Փուլ-հող միջակայքը որոշում է բարձրավոլտ սյուների պատուհանների չափսերը: Անցումային լարումների գործակիցը՝ սովորաբար 2,0–2,5 միավոր 245 կՎ-ից բարձր համակարգերում, բազմապատկված համակարգի առավելագույն լարմամբ, որոշում է այն նվազագույն օդային միջակայքը, որն ապահովում է աղեղնային վարարումից խուսափելը: Իզոլյացիայի համատեղելիության շրջանակը սահմանված է IEC 60071 ստանդարտով:

Պաշտպանիչ լարերի դասավորությունը ստեղծում է 30 աստիճանից ոչ ավելի պաշտպանիչ անկյուն ուղղահայացի նկատմամբ տարածքներում, որտեղ տարեկան կայն մեկ քառ. կմ-ում ամպրոպային վարարումների քանակը գերազանցում է 10-ը, ապահովելով, որ վարարումները հարվածում են հողավորված պաշտպանիչ լարերին, այլ ոչ թե փուլային հաղորդիչներին:

Հաղորդիչների դասավորություն և կապում

220 կՎ-ից բարձր լարումների դեպքում օգտագործվում են կապված հաղորդիչներ՝ յուրաքանչյուր փուլի համար երկու, երեք կամ չորս ենթահաղորդիչներ, որոնք տեղադրված են 30–60 մետրանոց միջակայքերով և ամրացված են բաժանիչներով: Կապումը նվազեցնում է էլեկտրական դաշտի գրադիենտը կորոնայի առաջացման սահմանից ցածր, ինչը նվազեցնում է լսելի աղմուկը, ռադիոյի միջամնային մուտքը և իոնացման էներգիայի կորուստները: 400–500 մմ ենթահաղորդիչների միջակայքը օպտիմալ է գրադիենտի նվազեցման համար՝ առանց ենթատեղամասային տատանումների ռիսկի ստեղծելու:

Հողամասային համակարգ

Աշտարակի հիմքի դիմադրությունը 10 Օմ-ից պակաս է ընդունված թիրախ, սակայն բարձր դիմադրության հողերում թույլատրվում են 20–25 Օմ արժեքներ։ Յուրաքանչյուր ոտքից ճառագայթաձև միջոցով մետաղալարերի տեղադրումը նվազեցնում է դիմադրությունը, երբ ուղղահայաց ձողերը մեկուսի չեն կարողանում հասնել այդ թիրախներին։ Հողակցման համակարգը կարող է հաղորդել կայծակի հոսանքներ՝ 20–50 կԱ գագաթային արժեքով, առանց ստեղծելու շ touching կամ քայլի պոտենցիալներ, որոնք գերազանցում են IEC 60479 ստանդարտով սահմանված անվտանգության շեմերը։

Հաճախ տրվող հարցեր

Ի՞նչ է կախովի և անկյունային հաղորդման աշտարակների տարբերությունը։

Կախովի աշտարակները հորիզոնական հատվածներում ուղղահայաց կերպով աջակցում են հաղորդիչներին և կրում են հիմնականում ուղղահայաց բեռնվածքներ։ Անկյունային աշտարակները ամրացնում են հաղորդիչները ուղղության փոփոխման կետերում և կրում են հաղորդիչների ամբողջ հորիզոնական լարումը։ Դրանք օգտագործում են ավելի ծանր տարրեր, ավելի լայն հիմքեր և ավելի մեծ հիմնարարներ։ Գծերը 80–90 % երկարությամբ օգտագործում են կախովի աշտարակներ, իսկ ուղղության փոփոխման կետերում՝ անկյունային աշտարակներ։

Ինչպե՞ս են որոշվում հաղորդման աշտարակների բարձրությունները։

Հաղորդիչի հողից բարձրությունը առավելագույն շահագործման ջերմաստիճանի դեպքում՝ երբ ջերմային ընդլայնումը առաջացնում է առավելագույն սարքավորումը, որոշում է նվազագույն բարձրությունը: Այդ բարձրությանը ավելացնելով մեկուսիչի շղթայի երկարությունը, խաչաձև թևի խորությունը և պաշտպանիչ լարի առավելագույն բարձրությունը՝ ստացվում է ընդհանուր բարձրությունը: Ռելիեֆը պահանջում է ավելի բարձր կառույցներ ցածր սանդղավանդի կետերում՝ հովիտների և ճանապարհների վրայով անցնելիս հողից բարձրության պահպանման համար:

Ո՞րն է փոխանցման աշտարակների դիմացկունության առավելագույն քամու արագությունը:

Նախագծային քամու արագությունները տատանվում են 120 կմ/ժ-ից (հարմարավետ ներքին տարածքների համար) մինչև 250 կմ/ժ-ից ավելի (տրոպիկական ցիկլոնների շրջանների համար): IEC 60826 ստանդարտը դասակարգում է տերայնի հատկությունները և տրամադրում է քամու ճնշման հաշվարկներ: Այնպիսի արտադրողներ, ինչպես օրինակ Liaoning Sinotech Group-ը, մատակարարում են աշտարակներ, որոնք նախագծված են կոնկրետ տարածաշրջանների քամու գոտիների պահանջներին համապատասխան:

Ինչու՞ են վահանավոր աշտարակները նախընտրվում խոշոր լարավորման համար խողովակավոր սյուների փոխարեն:

Լատիսային աշտարակները օգտագործում են 30–50 % պուրակային պողպատ, քանի որ վահանաձև կառուցվածքները բեռնվածքները լուծում են առանցքային ուժերի, այլ ոչ թե ծալման մոմենտների տեսանկյունից: Փոքր քաշը նվազեցնում է նյութերի և հիմնարկների ծախսերը: Բոլտային միացումները թույլ են տալիս կոմպակտ ապամոնտաժված տեղափոխում՝ 40 աշտարակի անկյունային պողպատը տեղավորվում է այն կոնտեյներներում, որոնք տեղավորում են միայն 8–10 համարժեք խողովակավոր սյուներ:

Ինչպես են փոխանցման աշտարակները դիմում սառցակալման բեռնվածքին:

Սառցի կուտակումը հաղորդալարի յուրաքանչյուր մետրի վրա ավելացնում է 2–10 կգ քաշ, ինչը 3–8 անգամ մեծացնում է ընդհանուր բեռնվածքը: Նախագծում հաշվի են առնվում միաժամանակ սառցակալած հաղորդալարի քաշը և նվազեցված քամու բեռնվածքը՝ այն դեպքում, երբ ամպրոպները հազվադեպ են համընկնում մաքսիմալ քամու արագության հետ: Ասիմետրիկ սառցի հալվելը ստեղծում է երկայնական անհավասարակշռված բեռնվածքներ, որոնք անկյունային աշտարակները պետք է դիմանան:

Ճիշտ նախագծված փոխանցման աշտարակի ծառայության ժամկետը ինչքա՞ն է:

Ցանցաձև ցինկապատված երկաթբետոնե աշտարակները 50–70 տարվա ծառայության ժամկետ են ապահովում պարբերաբար ստուգելու դեպքում: Ցինկապատման մաշվելու հետևանքով միացման վայրերում կոռոզիան սահմանափակող գործոնն է: Պլանային սպասարկման ընթացքում առանձին անկյունային մասերի փոխարինումը երկարացնում է ծառայության ժամկետը 80 տարից ավելի, ինչը ցանցաձև աշտարակներին դարձնում է ցանցի ամենամշտակայուն ենթակառուցվածքային ակտիվներից մեկը: