Электр беру тіреңкілері жүктеменің таралуын, материалдардың тиімділігін және қоршаған ортаға бейімделуін тепе-теңдікте ұстауы тиіс. Заманауи жобалар күтілетін жұмыс жүктемесінің 1,5–2,5 есе (ASCE 2023) қауіпсіздік шектерін қамтиды, мұз жиналуы немесе өткізгіштің тербелуі сияқты экстремалды жағдайларға төзімділік қамтамасыз ету үшін.
Негізгі принциптерге мыналар жатады:
Бұл негізгі принциптер материалдардың пайдаланылуын және ұзақ мерзімді техникалық қызмет көрсетуді минималдандыра отырып, құрылымның тұрақтылығын қамтамасыз етеді.
Қосарланған жүк жолдары мен аварияға қауіпсіз бекітпелер күрт құлауды болдырмау үшін қолданылады. Мысалы, енді екі контурлы мұнаралар параллель кернеу элементтерін енгізеді, олар негізгі тіреулердің дорерлер немесе циклондар сияқты ауа-райының аса қатаң жағдайлары кезінде істен шыққан кезде де жұмыс қабілетін сақтайды.
Соңғы элементтерді модельдеу (FEM) өте дәл кернеу талдауын жүзеге асырады, бұл қате жобалауды 47%дәстүрлі әдістермен салыстырғанда (ASCE Journal 2022). Бұл симуляциялар микроскопиялық деңгейдегі кернеу концентрацияларын анықтайды және 0,05 Гц-ге дейінгі желден туындайтын тербелістерді модельдейді, бұл динамикалық жүктеме сценарийлері үшін болжау дәлдігін арттырады.
2021 жылғы Орталық Америкадағы желідегі істен шығу себебі дұрыс емес аяқ-мүшелердің бұрышын есептеуге байланысты болды, ол дерехо кезінде тартылуға әкелді. Оқиғадан кейінгі талдау алғашқы бағалаулардан 22% жоғары бұралу кернеуін көрсетті, бұл ASCE 10-15 стандарттарындағы қауіпсіздік коэффициенттерін қайта қарауға және геометриялық тексерудің қатаңдығын нығайту қажеттілігін нығайтты.
Жаңартылатын энергияны интеграциялау ±800kV HVDC жүйелерінің жедел қондырылуын қажет етеді, ол мұнаралардың өткізгіштерді 40% ауыр ұстауын талап етеді. Жаңа конструкциялар 1:500 аралық қатынастарында прогиб шектерін сақтайды, модульдік жүйелер толық құрылымды ауыстырмай-ақ баспалдақты жаңартуға мүмкіндік береді.
Бүгінгі күні салынатын мұнаралар ASTM A572 сыныптау материалы сияқты арнайы жоғары беріктік болаттарына күшті тәуелді. Осындай болаттар 4 500 кН-нан асатын маңызды қолданыстарда кейде осьтік жүктемелердің үлкен шамасын қолдау үшін кем дегенде 345 МПа аққыш нүктесіне ие болуы керек. Жер сілкіністері немесе басқа да кенеттен пайда болатын кернеулермен жұмыс істеген кезде ең жақсы нәтижелерге қол жеткізу үшін инженерлер шамамен 500-ден 700 МПа-ға дейінгі созылу беріктігін іздейді. Элонгация қасиеттері экстремалды жағдайларда катастрофалық сындарды болдырмау үшін 18%-дан 22%-ға дейінгі аралықта болуы керек. Өткен жылы шыққан «Материалдардың ұзақтығы туралы есеп» соңғы зерттеулері жаңа бор микросплавталған болаттар туралы қызықты деректер көрсетті. Бұл материалдар беріктікті көп нашарлатпай, мұнараның жалпы салмағын шамамен 12-15 пайызға дейін азайтуға мүмкіндік береді. Тіпті одан да жақсысы, осындай материалдар уақыт өте келе тұрақты тербелістер мен жүктемелердің өзгеруіне ұшырайтын құрылымдар үшін идеалды болып табылатын миллиондаған кернеу циклдары арқылы өз бүтіндігін сақтайды.
Жағалау бойындағы аймақтар үшін цинкпен капталған гальванизацияланған болат әлі күнге дейін негізгі нұсқа болып табылады, оның қалыңдығы кемінде 85 микрометр болуы керек. Коррозия жылдамдығы да өте төмен – жылына 1,5 микрометрден аспайды, яғни бұл конструкциялар алмастыруға дейін 75-тен 100 жылға дейін қызмет етуі мүмкін. Ішкі аймақтарға келетін болсақ, ылғалдылық деңгейі 60-тан 80 пайызға дейін болған кезде қорғаныш қабатын қалыптастыратын Corten A/B атмосфералық әсерге төзімді болат қызықтырады. Бұл оны тұрақты техникалық қызмет көрсетудің шығындарынсыз ұзақ уақыт пайдалану үшін экономикалық тиімді етеді. Бірақ мұнда ескерілуі тиіс бір үлкен жағдай бар. Егер осындай атмосфералық әсерге төзімді болат тұзды суға немесе жоғары тұздылық жағдайларына ұшыраса, оның күтілетін қызмет ету мерзімі ішкі аймақтардағыдан әлдеқайда төмендейді.
| Қасиет | Гальванайлы жұмыртқа | Атмосфералық әсерге төзімді болат |
|---|---|---|
| Жағалау аймақтарындағы қызмет ету мерзімі | 40–60 жыл | 15–20 жыл |
| Қызмет көрсету аралығы | 25 Жыл | 8–10 жыл |
| Бастапқы құнының артықшылығы | 22–28% | 10–15% |
Көп қабатты қаптама жүйелері — эпоксидті бастапқы қаптамалар (150–200 мкм) полиуретанды жоғарғы қаптамалармен — ASTM B117 тұзды бұлтшаларға 1000 сағаттан астам уақыт бойы 98,7% коррозияға төзімділік қамтамасыз етеді. Сапаны қамтамасыз ету үшін үшінші тараптың растауы талап етіледі:
Блокчейн негізіндегі бақылау мүмкіндігі RFID-тегі бар компоненттерді пайдаланып, 15 немесе одан да көп өндіріс сатысы бойынша партиялардың өзгеруін 40% азайтады және химиялық құрамын растайды (C ≤ 0,23%, S ≤ 0,025%). Сонымен қатар, ISO 14341-ге сәйкес келетін пісіру сымдары суық климаттық жобаларда сутегінің трещинага ұшырау қаупін 63% азайтатын ИА негізіндегі сапа бақылауын қолданады.
Дүниежүзіндегі башнялардың жобалары әртүрлі компоненттердің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ететін және қауіпсіздікті сақтауға мүмкіндік беретін маңызды өнеркәсіптік стандарттарға сәйкес келеді. Нақтылы Қытайда болса, торлы болат башнялар үшін барлық техникалық талаптарды белгілейтін GB/T2694 стандарты бар. Содан кейін жоғары кернеулі желілерде қолданылатын материалдарды тексеруді реттейтін DL/T646 стандарты бар. Көптеген елдерге арналған жүктеме сынақ процедуралары үшін IEC 60652 негізгі стандарт болып табылады. Сонымен қатар, ASCE 10-15 стандарты башнялардың қалыпты күтілетіннен кемінде 1,5 есе артық жел жүктемесін шыдай алуын талап етеді. 2023 жылғы соңғы құрылымдық тексеру де қызықты нәтиже берді. Осы стандарттарға сай салынған башнялар олардың шамамен 25 жылға созылатын қызмет ету мерзімінде сәйкестікке қатысты 76 пайызға аз мәселелерге тап болды. Қазіргі заманғы башнялар құрылысы қаншалықты күрделі болатынын ескерсек, бұл өте тамаша нәтиже.
Елдер жобалар бойынша бірлесіп жұмыс істегенде, әрбір елдің өзіндік ережелері мен стандарттары болғандықтан, жиі проблемалар туындайды. Мысалы, Лаос-Тайланд-Малайзия-Сингапур Электр Энергиясын Біріктіру Жобасын алып қарастырайық. Олар мәселені шешу үшін жаңа нәрсе ойлап тапты — IEC мұз жүгі моделдерінің және ASCE коррозия стандарттарының араласымын. Бұл тәсіл оларға рұқсат алу процесін 14 айдан 8 айға дейін қысқартуға көмектесті. 2023 жылғы «Глобалдық энергетикалық инфрақұрылым туралы есеп» деректеріне сәйкес, егер елдер ортақ стандарттар туралы келіссе, жұмыстар көбірек тез жүреді. Құрылыс жиілігі азаяды (шамамен 34% аз), материалдар бағасы шамамен 19% төмендейді. Бұл сандар халықаралық жобалар үшін әртүрлі реттеу жүйелері арасындағы ортақ нүктені табудың қаншалықты маңызды екенін көрсетеді.
Қазіргі уақытта инженерлік консорциумдар көптеген елдерге қатысты жобаларды жеңілдету үшін үлгіленген тізімдерді пайдаланады:
| Қасиет | Дәстүрлі тәсіл | Бірыңғай тізімнің пайдасы |
|---|---|---|
| Құжаттама | 11+ аймақтық пішімдер | Жалғыз сандық үлгі (ISO-ға сәйкес) |
| Тексеру хаттамалары | дәнекерлеу сынақтарында 23% ауытқу | Гармониялық ASTM-E488 критерийлері |
| Бекіту мерзімдері | орташа 120-180 күн | 60 күн ішінде тез жол |
2024 жылғы өнеркәсіп сауалнамасына сәйкес, EPC контрактшылардың 82%-і бірыңғай чеклисттерді қолдану арқылы қайта жұмыс істеу шығындарын 41% азайтты, ал техникалық қызмет көрсету топтары үлкен масштабты желілер бойынша коррозияны бақылауды стандарттау үшін оларды қолданады.
Әлемдік өзгерістер климаттық жағдайлардың әсерін күшейтуде, 2000 жылдан бергі тайфун аймағындағы желдің жылдамдығы 12%-ға артты (Nature 2023), солтүстікте мұздың жиналуы 18%-ға артты. Тораптар желінің сенімділігі үшін маңызды болып табылатын өткізгіштердің арақашықтығын сақтай отырып, болжанатын ең жоғары күштердің 1,5 есеге шыдай алуы керек.
Инженерлер мұздаулы дауылдардан кейінгі жер сілкіністері сияқты күрделі қауіптер кезінде тізбекті бұзылуларды модельдеу үшін сұйықтық динамикасының есептеуін (CFD) және көп денелі динамикалық модельдеуді қолданады. Тиісінше 2023 жылғы климат талдауы , IEC 61400-24 стандарттарына сәйкес салынған мұнаралар мыналар арқылы 50 жылда бір рет кездесетін экстремалды оқиғаларда 99,7% сақталу көрсеткішіне жетеді:
Оңтүстік-Шығыс Азиядағы тайфун дәлізінде 132 кВ-лық мұнараларды орналастыру елеулі жетістіктерге қол жеткізді:
| Дизайн ерекшелігі | Атқару нәтижесі | Жаңарту vs. Ескі мұнаралар |
|---|---|---|
| Аэродинамикалық көлденең қол пішіндері | 35% жел жүктемесін азайту | +22% тіршілік ету көрсеткіші |
| Нақты уақытта кернеуді бақылау | құлатын алдында 12 минут бұрын хабардар ету | жалған оң нәтижені 93% дейін азайту |
Бұл нақты әлем деректері аэродинамикалық пішіндеу мен жоғары қауіпті аймақтардағы сенсорларды интеграциялаудың маңыздылығын көрсетеді.
IoT-мүмкіндігі бар мұнаралар әр 30 секунд сайын желдің көлбеулігі, мұздың қалыңдығы және фундаменттің орын ауыстыруы туралы деректерді жібереді. 2023 жылғы экстремалды ауа-райының төзімділігі туралы зерттеудегі машиналық үйрену модельдерімен біріктірілген бұл жүйелер потенциалды істен шығуына дейін 72 сағат бұрын 89% дәлдікпен жоралғы аймақтарды болжайды.
Негізгі бұйымдардағы дәлдік ±1,5 мм шамасында болуы тиіс (ISO 2023). ЧПУ-мен тесік жасау болт тесіктерінің дәл келуін қамтамасыз етеді, ал роботтық пісіру жоғары беріктікке ие болатта тереңдіктің тұрақтылығын сақтайды. Лазерлік өлшеу құралдары торлы түйіндердегі бұрыштық дәлдікті тексереді, осылайша алаңдағы жинақтауды үздіксіз жасауға мүмкіндік береді.
Зерттеулерге сәйкес, ақаулардың 78% болт тесіктерінің дәл келмеуінен туындайды (2024 жылғы Құрылымдық инженерия есебі). Күш моментін бақылайтын гидравликалық кергіштер қосылыстарды орнатуды стандарттандырады, ал RFID-тағы болттар сандық ізденісті қамтамасыз етеді. 3D-басып шығарылған құрал-жабдықтарды пайдаланып, өндірудің алдында жасалған үлгілер сәйкестендіру мәселелерін ерте анықтауға көмектеседі.
Ақыллы зауыттар нақты уақытта дәнекерлеу температуралары мен материалдағы кернеуді бақылау үшін IoT сенсорларын пайдаланады. Цифрлық егіз технологиясы иірім желдердің әсерінде башняның өзгеруін модельдейді, осылайша қайталамалы түрде конструкцияны жетілдіруге мүмкіндік береді. 2023 жылғы пилот жоба болжамды техникалық қызмет көрсету стандарттарына сай келіп, материалдардың 34% азайған қалдығын көрсетті.
Жылулық бейнелеу ұшатын аппараттар (дрондар) тексерудің 92% тиімділігімен ішкі коррозияны анықтайды (Drone Tech Journal 2023). Машиналық оқыту алгоритмдері башняға орнатылған үдеу өлшеуіштерден алынған тербеліс үлгілерін талдап, изолятордың 6–8 ай бұрын тозуын болжайды. Бұлттық платформалар басымдықты реттеу кестесін ұсынып, күтпеген тоқтап қалуларды азайтады және активтердің қызмет ету мерзімін ұзартады.
Башня тұрақтылығы үшін негізгі инженерлік принциптер қандай?
Негізгі принциптерге жүктеме көтеру қабілетінің оптимизациялануы, торлы конфигурация арқылы геометриялық қаттылық және беріктік-салмақ қатынасын шыдамдылықпен тепе-теңдікте ұстау үшін материал таңдау жатады.
Бақаналардың коррозияға төзімділігі қалай қамтамасыз етіледі?
Көпқабатты эпоксидті бастапқы қаптамалар мен полиуретанды соңғы қаптамалар сияқты жетілдірілген қаптамалар және қатаң сынақ протоколдары коррозияға төзімділікті қамтамасыз етеді. Теңіз жағалауындағы аймақтар үшін цинкпен қапталған болат ұсынылады, ал ішкі аймақтарда ауа-райына төзімді болат қолданылады.
Халықаралық деңгейде бақаналардың жобалауын қандай стандарттар негіздейді?
Қауіпсіздікті және үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін GB/T2694, DL/T646, IEC 60652 және ASCE 10-15 халықаралық стандарттары бақаналардың жобалауын негіздейді.
Бақаналар экстремалды орта жағдайларын қалай шешеді?
Көпбағытты көтергіш жүйелер мен белсенді мұз тастау механизмдері сияқты қосымша элементтерге ие болып, экстремалды оқиғалар кезінде төзімділіктің жоғары деңгейіне жету үшін бақаналар қосымша орта ықпалдарын шыдайтындай етіп жасалады.
Біз әлемдік электр тұтынушыларға ең озық инженерлік жобалау шешімдері мен өнім технологиясын ұсынамыз және әлемдік электр тұтынушыларының коммерциялық табысы үшін құндылық жасауды жалғастырамыз.
EN
AR
BG
HR
CS
DA
FR
DE
EL
HI
PL
PT
RU
ES
CA
TL
ID
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
TH
MS
SW
GA
CY
HY
AZ
UR
BN
LO
MN
NE
MY
KK
UZ
KY
