ایسے ٹاورز کیسے ڈیزائن کریں جو ہائی وولٹیج ٹرانسمیشن لائنوں سے مطابقت رکھتے ہوں؟

ٹرانسمیشن ٹاورز کے لیے وولٹیج پر مبنی ڈیزائن پابندیاں

230 kV اور اس سے زیادہ پر ہوا، برف اور الیکٹرومیگنیٹک لوڈنگ

230 کلو وولٹ یا اس سے زیادہ وولٹیج کے ساتھ کام کرتے وقت، ٹرانسمیشن ٹاورز ماحولیاتی دباؤ کے پیچیدہ عوامل کا سامنا کرتے ہیں جو صرف وولٹیج کی سطح کے مطابق بڑھتے نہیں۔ خراب موسم کے دوران، ہوا کا دباؤ فی مربع فٹ 50 پونڈ تک پہنچ سکتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ جانبی حمایتی ڈھانچوں کو مضبوط بنانے کی شدید ضرورت ہوتی ہے۔ یہ بات خاص طور پر جالی نمونہ (لیٹس) والے ٹاورز کے لیے درست ہے جہاں زیادہ تر دباؤ ان نقاط پر مرکوز ہوتا ہے جہاں ٹانگیں جڑتی ہیں اور جہاں موصل (کنڈکٹرز) منسلک ہوتے ہی ہیں۔ برف کا جم جانا ایک اور بڑا چیلنج پیش کرتا ہے۔ جب موصلوں پر برف کی تقریباً دو انچ موٹی تہہ جم جاتی ہے، تو ان کا وزن تین گنا ہو جاتا ہے، جس سے نظام میں غیر مساوی کھنچاؤ پیدا ہوتا ہے اور ٹاور میں انجینئرز کے لیے ناپسندیدہ موڑنے والی قوتیں پیدا ہوتی ہیں۔ اسی وقت، جب فارٹ کرنٹ 40 کلوایمپیئر سے زیادہ کی شرح سے لائنوں سے گزرتے ہیں، تو وہ طاقتور الیکٹرومیگنیٹک قوتیں پیدا کرتے ہیں جو موصلوں کو تیزی سے حرکت دیتی ہیں، جس سے کبھی کبھی خود ٹاور میں خطرناک ریزوننس (جریانی جنبش) شروع ہو جاتی ہے۔ چونکہ یہ مختلف تناؤ کے عوامل اتنے زیادہ اوورلیپ کرتے ہیں، اس لیے انجینئرز تمام عناصر کے باہمی تفاعل کو سمجھنے کے لیے فائنٹ عناصر کے تجزیہ (فنیٹ ایلیمنٹ اینالیسس) پر بہت زیادہ انحصار کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، 400 کلو وولٹ کے نظام میں، عام طور پر لیٹس ٹاورز کو اسی حالات کا سامنا کرنے والے مونوپول ڈیزائن کے مقابلے میں 20 سے 30 فیصد تک مضبوط خول کی ضرورت ہوتی ہے۔

کلیئرنس اور کریپیج فاصلے کی تعمیل (IEC 61936 / IEEE 1243)

ولٹیج میں اضافے کے ساتھ بجلی کی علیحدگی کی ضرورت بہت زیادہ مشکل ہو جاتی ہے۔ آئی ای سی 61936 اور آئی ای ای ای 1243 جیسے معیارات کے مطابق، فیزز اور زمین کے درمیان درکار صفائی کا فاصلہ بھی نمایاں طور پر بڑھ جاتا ہے۔ 230 کلو ولٹ نظاموں کو کم از کم 2.3 میٹر کی جگہ کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن 345 کلو ولٹ کی سطح پر چلنے کی صورت میں یہ فاصلہ بڑھ کر 3.6 میٹر ہو جاتا ہے۔ یہ اعداد و شمار براہ راست اس بات کو متاثر کرتے ہیں کہ ٹرانسمیشن ٹاورز کتنے بلند تعمیر کیے جائیں اور ان کے کراس آرمز کو کتنا فاصلہ رکھنا چاہیے۔ عایق سٹرنگز ایک اور چیلنج پیش کرتی ہیں کیونکہ ان کی رساؤ والی دوری (کریپیج ڈسٹنس) بھی بڑھانی پڑتی ہے۔ خاص طور پر پولیمر عایقوں کے لیے، آلودگی والے علاقوں میں ان کی رساؤ والی دوری تقریباً ہر کلو ولٹ کے لیے 25 ملی میٹر ہونی چاہیے تاکہ سطح پر ٹریکنگ کے پریشان کن مسائل سے بچا جا سکے۔ جب جگہ تنگ ہو جاتی ہے تو انجینئرز اکثر عایقوں کے لیے وی-سٹرنگ تشکیل کا رخ کرتے ہیں۔ لیکن ایک اور مستقل مسئلہ جو بار بار واپس آتا رہتا ہے وہ ہے: آلودگی۔ نمکین دھند یا صنعتی ملبے کا جمع ہونا بعض حالات میں فلاش اوور والٹیج کو تقریباً آدھا تک کم کر سکتا ہے۔ اسی وجہ سے ان خطوں میں باقاعدہ صفائی کے شیڈولز بالکل ضروری ہو جاتے ہیں جہاں یہ آلودگی وقت کے ساتھ جمع ہوتی رہتی ہے۔

ٹاور کی قسم کا انتخاب: ساختی شکل کو فعل اور ماحول کے مطابق لانا

فنکشنل کردار: نامہ، کشیدگی، تبدیلی، اور عبوری ٹاورز

بجلی کے ٹرانسمیشن ٹاورز کا کام کرنے کا طریقہ ان کی جسمانی شکل اور تعمیر کو متعین کرتا ہے۔ سسپنشن ٹاور وہ برقی تاریں سیدھی اوپر تھامے رکھتے ہیں جنہیں ہم لمبے عاید (انسوولیٹرز) کے ڈھیروں کی صورت میں لٹکتا دیکھتے ہیں، جس کی وجہ سے یہ بجلی کی سیدھی لائنوں کے ساتھ عام نظر آتے ہی ہیں۔ جب راستہ تبدیل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے یا دریاؤں کو پار کرنا ہوتا ہے تو تناؤ والے ٹاور (ٹینشن ٹاورز) استعمال کیے جاتے ہیں۔ انہیں خاص طور پر اس وقت کی بڑی قوتوں کو برداشت کرنے کے لیے بنایا جاتا ہے جب لائن کی ایک طرف دوسری طرف کے مقابلے میں زیادہ کھینچاؤ ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ ٹرانسپوزیشن ٹاورز بھی ہوتے ہیں جو لائن میں تین فیزز کی پوزیشن کو گھما کر متوازن رکھتے ہیں تاکہ سینکڑوں میل تک سب کچھ متوازن رہے۔ اور پھر وہ کراسنگ ٹاورز بھی ہوتے ہیں جو صرف تاروں کو اتنی بلندی تک اٹھاتے ہیں کہ وہ سڑکوں، ریلوے لائنوں یا پہاڑوں کو آسانی سے پار کر سکیں۔ غلط جگہ پر غلط قسم کے ٹاور کو لگانا خطرناک معاملہ ہو سکتا ہے۔ تصور کریں کہ جہاں ٹینشن ٹاور ہونا چاہیے وہاں عام سسپنشن ٹاور لگا دیا گیا ہو۔ طوفان یا تیز ہواؤں کے دوران اس غلط مطابقت کی وجہ سے ناکامی تیزی سے پورے گرڈ سسٹم میں پھیل سکتی ہے۔

مواد اور شکل کے درمیان توازن: 400 کلو وولٹ سے زائد لائنوں کے لیے جالی نمونہ، نلی نما اور مونوپول کے درمیان فرق

انتخاب کارکردگی، لاگت اور ماحول کے درمیان توازن قائم کرتا ہے:

• جالی ٹاور ، گیلوانائزڈ اسٹیل کے زاویوں سے تعمیر کردہ، وزن کے مقابلے میں بہترین طاقت کا تناسب اور ماڈیولر توسیع کی صلاحیت فراہم کرتے ہیں، جس کی وجہ سے 400 کلو وولٹ سے زائد منصوبوں کے لیے جن میں زیادہ سے زیادہ بوجھ برداشت کرنے کی صلاحیت اور زلزلہ برداشت کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، انہیں معیاری حل بناتا ہے۔ ان کی مثلثی ہندسیات خاص طور پر زلزلہ زدہ علاقوں میں متحرک توانائی کو مؤثر طریقے سے منتشر کرتی ہے۔
• نلی نما اسٹیل کے ستون منظر پر کم اثر ڈالتے ہیں اور چھوٹے رقبے پر محیط ہوتے ہیں، جبکہ بند حصوں کی وجہ سے خوردگی کے اثرات کم ہوتے ہیں۔ تاہم، نقل و حمل کی پابندیاں بالائی بلندیوں کے لیے الٹرا ہائی وولٹیج درخواستوں میں عملی حدود طے کرتی ہیں۔
• مونوپول ، اگرچہ تنصیب میں تیز اور زمین کے کم استعمال کی وجہ سے، 230 کلو وولٹ سے زائد وولٹیج کے لیے مواد کی لاگت میں شدید اضافہ کرتے ہیں۔ ان کی ٹھوس دیوار کی تعمیر غیر متوازن برف کے بوجھ کے خلاف بہترین مزاحمت فراہم کرتی ہے، جو البائین خطے کے لحاظ سے خاص طور پر فائدہ مند ہے۔

ٹرانسمیشن ٹاورز میں مرکزی ساختی اجزاء اور لوڈ راستے کی درستگی

کراس آرم سے بنیاد تک: خرابی کی حالت میں مسلسل قوت کی منتقلی کو یقینی بنانا

ان نظاموں کی ساختی طاقت موصلہ جوڑوں سے شروع ہونے والے مسلسل بوجھ کی منتقلی پر منحصر ہوتی ہے، جو کراس آرمز کے ذریعے، ٹاور کے جسم کے ساتھ ساتھ نیچے کی جانب بڑھتی ہے اور آخرکار بنیاد تک پہنچتی ہے۔ یہ کراس آرمز ہوا کے دباؤ، برف کے جم جانے، اور الیکٹرومیگنیٹک اثرات سمیت مختلف قوتوں کا سامنا کرتے ہیں، جس کے بعد وہ انہیں مرکزی ساختی فریم تک منتقل کرتے ہیں۔ خاص طور پر لیٹس ٹاورز کے لیے، بوجھ کا راستہ بولٹڈ یا ویلڈڈ جوائنٹس کے ذریعے ہوتا ہے، جن میں بکلنگ کے مسائل کو روکنے کے لیے خودکار طور پر اضافی ڈھانچہ موجود ہونا ضروری ہوتا ہے۔ ٹیوبولر اور مونوپول ڈیزائن مختلف طریقے سے کام کرتے ہیں، جو اجزاء کے درمیان مضبوط فلانج جوڑوں اور حمایت کے لیے اندرونی سٹفینرز پر انحصار کرتے ہیں۔ بنیادوں کے معاملے میں، چاہے وہ زمین میں براہ راست دھنسی ہوئی ہوں یا گریلاج سسٹمز کے ذریعے تعمیر کی گئی ہوں، انہیں واقعات کے دوران عام سطح سے تقریباً 2.5 گنا زیادہ اچانک بوجھ برداشت کرنے ہوتے ہیں، جیسے کہ جب موصلہ اچانک ٹوٹ جائے، جیسا کہ IEC 61936:2020 کے صنعتی معیارات میں مقرر کیا گیا ہے۔ محدود عناصر کا تجزیہ (فنائٹ ایلیمنٹ اینالیسس) انجینئرز کو تمام اجزاء میں تناؤ کے پھیلنے کا جائزہ لینے میں مدد دیتا ہے، تاکہ نظام کے کسی ایک نقطہ پر ناکامی کے تمام امکانات کو ختم کیا جا سکے۔ تصدیق کے عمل کے دوران جانچنے کے لیے اہم عوامل عام طور پر شامل ہوتے ہیں...

زیادہ تغیر پذیر سٹیل (مثلاً، S460ML+) زیادہ بوجھ کے تحت ناگہانی ٹوٹنے کے بجائے پلاسٹک ڈیفرمائی کو یقینی بناتی ہے۔ کنکشن پوائنٹس پر کوروسن مزاحمتی کوٹنگز—ساحلی یا کیمیائی طور پر محرک مقامات کے لیے جانچی گئیں—خدمت کی مدت تک برقرار رکھی جاتی ہیں تاکہ لوڈ پاتھ کی تسلسل برقرار رہے۔

اعلیٰ وولٹیج ٹاور سسٹمز کے لیے میکینیکل طاقت کی تصدیق اور مطابقت

ساختی تصدیق کے حوالے سے، انجینئرز اوور ہیڈ لائن کمپونینٹس کی مکینیکل ٹیسٹنگ کے لیے آئی ای سی 60652 جیسے بین الاقوامی معیارات پر اور اسٹیل ٹرانسمیشن ٹاور کی تعمیر کے لیے خصوصاً اے ایس سی ای 10-15 پر عمل کرتے ہیں۔ مکمل سائز کی ٹیسٹنگ کے دوران، نمونوں کو 150 کلومیٹر فی گھنٹہ تک کی ہوا کی رفتار، مختلف عمودی لوڈز بشمول مردہ وزن اور فعال لوڈز، اور اچانک تاروں کے ٹوٹنے کی صورتحال سمیت درآمد شدہ حالات کے ذریعے جانچا جاتا ہے۔ یہ ٹیسٹ حقیقی زندگی کی واقعات میں کبھی بھی ہونے والی انتہائی مکینیکل تناؤ کی نقل کرتے ہی ہیں۔ ساخت کے اندر قوتوں کی حرکت کو جانچنے کے لیے، ماپے گئے لوڈ سیل دباؤ کے نقاط کو ناپتے ہیں جبکہ تھیوڈولائٹس کراس آرمز سے لے کر بنیادی لنگروں تک کسی بھی حرکت یا جابجائی کو نشاندہی کرتے ہیں۔ سرٹیفیکیشن کے بعد جو کچھ ہمیں ملتا ہے وہ صرف یہ ثبوت نہیں ہوتا کہ تمام چیزیں ضوابط پر پورا اترتی ہیں بلکہ یہ بھی ظاہر کرتا ہے کہ حفاظتی حدود آپریشنل ضروریات سے 25 فیصد سے 40 فیصد تک زیادہ ہیں۔ اس قسم کی مکمل تفصیل اس لیے اہم ہے کیونکہ 400 کلو وولٹ سے زائد اعلیٰ وولٹیج نیٹ ورکس میں جب کوئی چیز غلط ہوتی ہے تو، ایک اہم نقطے پر ایک ناکامی متعدد علاقوں اور علاقائی حدود تک مسائل کا باعث بن سکتی ہے۔

اکثر پوچھے گئے سوالات

اعلیٰ وولٹیج ٹرانسمیشن ٹاورز کے لیے خامہ عناصر کا تجزیہ کیوں اہم ہے؟

خامہ عناصر کا تجزیہ نہایت اہم ہے کیونکہ یہ انجینئرز کو ہوا، برف اور برقی مقناطیسی قوتوں جیسے مختلف دباؤ والے عوامل کے متقابلہ کارنامے کو سمجھنے میں مدد دیتا ہے، جس سے ٹاور کی بہترین ڈیزائن اور مضبوطی ممکن ہوتی ہے۔

جالی ٹاورز اور منوپول ڈیزائنز میں بنیادی فرق کیا ہیں؟

جالی ٹاورز زیادہ صلاحیت والے منصوبوں کے لیے مثالی وزن کے مقابلے میں شاندار طاقت فراہم کرتے ہیں، جبکہ منوپولز کی تنصیب آسان ہوتی ہے اور زمین کم درکار ہوتی ہے، تاہم 230 kV سے زیادہ پر ان کی لاگت زیادہ ہوتی ہے اور برف کے بوجھ کے خلاف اچھی مزاحمت فراہم کرتے ہیں۔

ٹرانسمیشن ٹاور کی ڈیزائن پر عملدرآمد کے معیارات کا کیا اثر پڑتا ہے؟

عملدرآمد کے معیارات محفوظ آپریشن کے لیے ضروری کلیئرنس، کریپیج فاصلے اور لوڈ کی صلاحیت کو مقرر کرتے ہیں، جو مواد کے انتخاب، ٹاور کے ابعاد اور ماحولیاتی اور آپریشنل دباؤ برداشت کرنے کے لحاظ سے مجموعی ڈیزائن کو متاثر کرتے ہیں۔