Jinsi ya kubuni vikumba vinavyolingana na mistari ya usambazaji wa umeme wa shinikizo la juu?

Makizo ya Ubunifu yanayotokana na Shinikizo kwa Vikumba vya Usambazaji

Upepo, baridi, na uzito wa umeme kwa 230 kV na juu

Wakati wa kuwasiliana na vituo vya 230 kV au zaidi, viwandani vya usambazaji vinakabiliana na mishahara inayochangamkia mazingira ambayo haikua sawa sawa na viwango vya voltage. Wakati wa hali mbaya ya anga, shinikizo la upepo linaweza kufika hadi paoni 50 kwa futi ya mraba, ambalo linamaanisha kwamba milango ya upande inahitaji kujengwa kwa nguvu. Hii ni hasa kweli kwa viwandani vya aina ya lattice ambapo mzigo mzito unajikita wapi magoti yanashikana na wapi wayongozi wanashikana. Ukumbuzi wa baridi unaleta changamoto nyingine pia. Wakati ukuta wa baridi unapokua mpaka kwenye wayongozi, unatupatia uzito wa mara tatu, umezalisha mgawanyiko batili wa shinikizo kwenye mfumo na kunasababisha nguvu za kuzungusha ambazo wahandisi huchukia kuona. Pamoja na hayo, wakati mistari ya makosa inapita kwenye mistari kwa kiwango cha juu ya 40 kA, inazalisha nguvu kali za umeme ambazo zinafanya wayongozi kuchomoka kwa vivu, wakati mwingine kuanzisha mapungufu ya hatima kwenye kipande chenyewe cha kipande. Kwa sababu sababu hizi zote za kushindwa zinapangamana kabisa, wahandisi wana rely kiasi kikubwa kwenye uchambuzi wa vipande vya mwisho ili kuelewa jinsi yote inavyofanya kazi pamoja. Kwa mfano, kwenye mitaro ya 400 kV, viwandani vya aina ya lattice kwa kawaida wanahitaji miundo ambayo ni kati ya asilimia 20 na 30 ikiwa ni kilingana na miundo ya monopole inayowasiliana na mazingira sawa.

Ufuatiliaji wa umbali wa kufikia na kuondoka (IEC 61936 / IEEE 1243)

Hitaji la kuzima umeme hupata mzigo mkubwa zaidi kama vile vinne vinavyopanda. Kulingana na standadi kama IEC 61936 na IEEE 1243, umbali wa lazima kati ya mwelekeo na ardhi unongezeka pia sana. Katika mfumo wa 230 kV inahitaji angalau mita 2.3 ya nafasi, lakini hii inakwenda hadi mita 3.6 wakati unaendeshwa kwa viwango vya 345 kV. Takwimu hizi zinaathiri moja kwa moja urefu ambao mistari ya uwasilishaji inapaswa kuundwa na umbali kati ya mikono yake. Mnyonga wa insulator unawapa changamoto kingine kwa sababu umbali wake wa kutoka unapaswa kuongezeka pia. Kwa insulator za polimeri hasa, tunachunguza karibu mm 25 kwa kilovolt katika maeneo yenye tatizo la uchafu ili kuzuia matatizo ya usafiri kwenye uso yanayochanganyikiwa. Wakati nafasi inapofifia, wataalamu mara nyingi hurejea mzunguko wa V-string kwa insulator. Lakini kuna tatizo lingine linalobaki: uchafu. Mavumbi ya chumvi au makucha ya viwandani yanaweza kupunguza voltage ya kupasuka kiasi cha karibu nusu katika baadhi ya kesi. Kwa sababu hiyo ratiba za usafi zinapaswa kutolewa mara kwa mara katika maeneo ambapo machafu haya hujiandaa kwa muda.

Uchaguzi wa Aina ya Mwenge: Kuhamisha Fomu ya Miundo kwa Kazi na Mazingira

Madaraka ya kazi: mabawa ya usimamizi, mkono, badiliko, na mapita

Namna ambavyo mistari ya umeme inavyofanya kazi inamaanisha muundo wake wa kimwili na ujenzi wake. Mipande ya kutelemka inaondoka waya za umeme moja kwa moja kwa kutumia mifupi hii ndefu ya vifungo ambavyo mara nyingi tunavyowasikia vinavijaza, ikizifanya ziweonekana kila mahali pa sehemu moja kwa moja ya mistari ya umeme. Wakati njia inahitaji kubadilisha mwelekeo au kupita juu ya mito, mipande ya kushikilia huweza kufanya kazi. Mipande haya hutengenezwa hasa ili iweze kusimamia nguvu kubwa sana wakati upande mmoja wa mstari unapopiga nguvu zaidi kuliko mwingine. Pia kuna mipande ya kubadilishana ambayo inapindua nafasi ya phase tatu kwenye mstari ili kila kitu kibaki salama kote kwa kilomita zaelfu. Na kisha kuna mipande ya kupita ambayo inaruka juu tu ili iweze kuonyesha barabara, reli au milima. Kupata aina batili ya mpandu katika eneo batili linaweza kuwa la bahati mbaya. Fikiria kujenga mpandu wa kawaida wa kutelemka mahali pa pembeni makali ambapo budi kuwa mpandu wa kushikilia badala yake. Wakati wa mapigo au upepo mkali, hitilafu hii inaweza kusababisha vifo vyapandelea haraka kupitia mfumo wote wa gridi.

Mapatano ya vitu na umbo: kani vs. bolisi vs. monopole kwa mistari ya 400 kV+

Uchaguzi unamwagilia utendaji, usafirishaji, na mazingira:

• Vitoweri vya kani , vilivyojengwa kutoka kwenye sehemu za chuma zilizochomwa, vinatoa uwiano bora wa nguvu-kwa-uzito na uwezo wa kupanua kwa namna moduli—hivyo kuwa chaguo-msingi kwa miradi ya 400 kV+ inayohitaji uwezo mkubwa wa kusimamia mzigo na uwezo wa kupigwa kwa mizaumbishi. Jiometri yao iliyotapikwa inapotosha kiasi kikikamilifu nishati ya dinamiki, hasa katika maeneo yenye hatari ya mapigano ya ardhi.
• Vipande vya chuma vya aina ya bolisi vinatoa athari ndogo kuliko vyengine kwenye maono na eneo dogo zaidi, pamoja na sekta zilizofungwa zinazozuiu uharibifu. Hata hivyo, viwango vya usafirishaji vinazima urefu wa kawaida kwa matumizi ya voltage ya juu sana.
• Monopoles , ingawa yanaweza kufanyika haraka zaidi na kuchukua nafasi kidogo tu, yanawasilisha gharama kubwa sana ya vitu baada ya 230 kV. Ujenzi wao wa ukuta mmoja umezingatia vibaya upinzani kwa mzigo usio sawa wa baridi—ni faida kubwa hasa katika maeneo ya milima.

Vipengele muhimu vya miundo na uhalali wa njia ya mzigo katika vitoweri vya usafirishaji

Kutoka mkono mmoja kwenda msingi: kuhakikisha uhamisho wa nguvu bila kupasia katika mazingira ya hitilafu

Uzito wa miundo ya mifumo haya unaendelea kupitia uhamisho wa mzigo ambao unaanza kwenye viungo vya msambato, unaipita kwa njia ya mikono ya msalaba, kando ya mwili wa tambo, na hatimaye unafika kwenye msingi. Mikono hii ya msalaba inachukua nguvu mbalimbali kama vile shinikizo la upepo, kukusanyika kwa baridi, na madhara ya umeme kabla ya kuwaweka kwenye jengo kuu la muundo. Kwa manara maalum ya mitambo, njia ya mzigo inapitia kupitia pango la mishipa au mistari iliyoungwa ambayo inahitaji ubepo wa awali ili kuzuia tatizo la kushikia. Vifaa vya mstatili na moja-sambamba vinavyotokana vinavyotumia njia tofauti zinazotegemea pamoja kwa ushirikiano wa nguzo bila kuvunjika kati ya sehemu pamoja na vigumu vya ndani kama msaidizi. Kwa sababu ya msingi, iwapo yamejikwama moja kwa moja katika ardhi au yamejengwa kwa kutumia mifumo ya grillage, inapaswa kushughulikia ongezeko la mzigo wa takriban mara 2.5 zaidi ya kiwango kawaida wakati wa matatizo kama vile wakati msambato anavunjika kwa njia isiyoonyeshwa kulingana na standadi za soko zilizowekwa na IEC 61936:2020. Uchambuzi wa vipande vya mwisho unasaidia walengini kuona jinsi shinikizo linavyosambazwa kote kwenye vipande vyote, linalolilia kufuta uwezekano wowote wa kushindwa kwenye kitu kimoja tu katika mfumo. Sababu muhimu zinazopaswa kuchaguliwa wakati wa mchakato wa uthibitishaji kawaida kunawezekana kuwa...

Mafuta yenye uwezo wa kuvuma (kama vile S460ML+) huhakikisha kubadilika kwa umbo badala ya kuvunjika kwa njia kali chini ya mzigo mwingi. Mafuta ambayo huzuia uvimbo kwenye pointi za muunganisho—ambazo zimethibitishwa kwa maeneo ya pwani au yenye kemikali zenye nguvu—huhifadhiwa kote wakati wa matumizi kupitia kudumisha uendeshaji wa mzigo.

Utiaji wa Uvuza wa Kiutawala na Ufuatiliaji kwa Mifumo ya Vizinzi vya Umeme wa Juu

Kwa kuzingatia uthibitishaji wa miundo, wataalamu wa uhandisi wanafuata viwango vya kimataifa vilivyopangwa vizuri kama vile IEC 60652 kwa ajili ya majaribio ya kiutendakazi ya vipengele vya mistari ya juu na ASCE 10-15 ambacho unahusika hasa na uundaji wa vikao vya chuma vya usambazaji wa umeme. Wakati wa majaribio yote ya kusawa, vitengenezwe vyapigwa mara kwa mara kwa kutumia mazingira yanayofanana, ikiwemo kasi za upepo zinazofikia kilomita 150 kwa saa, madeni mbalimbali ya wima kama uzito wa kufa na madeni yenye shughuli, pamoja na mazoezi ambapo waya hutawanya kwa njia isiyo ya inavyotarajiwa. Majaribio haya hufananisha magumu sana ya kiutendakazi ambayo yanaweza kutokana katika mazingira halisi. Kuchunguza jinsi nguvu zinavyosogea kupitia muundo, seleli zenye michizo imekalibriwa zinatumika kuchukua shinikizo la maeneo husika wakati theodolites zinachunguza harakati yoyote au badiliko kutoka kwenye mikono ya msalaba mpaka kwa ankeri za msingi. Kinachopatikana baada ya ushuhuda si tu uthibitisho kwamba mambo yote yanafaa viwango, bali inaonyesha kwamba hazina za usalama zimezidi mahitaji ya kimsingi kwa sehemu kati ya asilimia 25 hadi 40. Uchawi huu ni muhimu sana kwa sababu lini moja kitu kikivurugika katika mitandao ya kivoltiji kikubwa kuliko kilovolti 400, kushindwa kimoja katika hatua muhimu kinaweza kusababisha matatizo yanayosambaza kwa mifereji kadhaa na manispaa.

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara

Kwa nini uchambuzi wa vipande vya kikomo ni muhimu kwa makutupu ya umeme wa voltage ya juu?

Uchambuzi wa vipande vya kikomo ni muhimu kwa sababu unamsaidia mhandisi kuelewa jinsi sababu mbalimbali za shinikizo kama upepo, baridi, na nguvu za umeme zinavyowezana, ikimwezesha ubunifu bora wa makutupu na uboreshaji wake.

Tofauti kuu kati ya makutupu ya lattice na maendeleo ya monopole ni zipi?

Makutupu ya lattice yanatoa uwiano bora wa nguvu-kwa-uzito unaofaa kwa miradi ya uwezo mkubwa, wakati monopoles, ambayo ni rahisi kuyaweka na hazihitaji ardhi mengi, zina gharama kubwa zaidi baadae ya 230 kV, zenye upinzani mzuri dhidi ya kupakia baridi.

Vigezo vya utii vinahusisha vipi ubunifu wa makutupu ya usambazaji?

Vigezo vya utii vinaamuru viwango vya uhakika, vya umbali wa kutembea chini, na uwezo wa kupokea mzigo kwa ajili ya utendaji salama, vilivyotathmini uchaguzi wa vitu, vipimo vya makutupu, na ujenzi wa jumla ili kushughulikia shinikizo la mazingira na la utendaji.