چه انواع مختلفی از تورهای برق وجود دارد؟

دسته‌بندی‌های عملکردی اصلی برج های الکتریکی

برج‌های معلق: نگه‌دارنده‌ی هادی‌ها بدون تغییر جهت

برج‌های معلق، بخش کلیدی خطوط انتقال ولتاژ بالا را تشکیل می‌دهند و به‌طور خاص برای نگه‌داشتن سیم‌های هوایی طراحی شده‌اند در حالی که اجازه می‌دهند این سیم‌ها به مسیر خود ادامه دهند. چیزی که این برج‌ها را بسیار مهم می‌کند، توانایی‌شان در ایجاد دهانه‌های طولانی بین نقاط تکیه‌گاهی است که این امکان را فراهم می‌کند برق بدون وقفه جریان یابد. اساساً این برج‌ها وزن تمام کابل‌های سنگین را به عهده می‌گیرند و با نگه‌داشتن آنها به‌اندازه‌ی کافی محکم، از ایجاد شلی جلوگیری می‌کنند که ممکن است سبب بروز مشکلاتی در مسیر خط شود. در بیشتر موارد، مهندسان این سازه‌ها را در مسیرهای مستقیم قرار می‌دهند تا بتوانند بهترین عملکرد را داشته باشند. این برج‌ها برای انتقال برق در مناطق وسیع ضروری هستند و اطمینان حاصل می‌کنند که خانه‌ها و کسب‌وکارها حتی در مواقعی که فاصله بین ایستگاه‌های تغذیه‌ی برق زیاد باشد، به ارتباط خود با شبکه ادامه دهند.

برج‌های کششی: ثابت‌کننده‌ی سیم‌ها در زوایا و انتهای دهانه‌ها

هنگامی که خطوط برق هوایی نیاز به تغییر جهت دارند، برج‌های مهاری وارد صحنه می‌شوند. این سازه‌ها به عنوان نقاط اتکایی در مکان‌های کلیدی در طول خطوط انتقال قرار می‌گیرند و در مدیریت تنشی که در نقاط پیچیده، به ویژه در مناطق کوهستانی یا در عرض دره‌ها ایجاد می‌شود، کمک می‌کنند. طراحی برج‌های مهاری باید بسیار قوی باشد، چرا که این برج‌ها روزانه با انواع چالش‌های محیطی روبرو هستند. فکر کنید به بادی که ساعت‌ها به سمت آن‌ها فشار وارد می‌کند یا انباشتگی یخ سنگین در طول طوفان‌های زمستانی. تمام این اقدامات برای اطمینان از این هستند که سیم‌های برق به خوبی در جای خود محکم بمانند، هرچه طبیعت در برابرشان بیاورد. بدون این سطح از استحکام سازه‌ای، شبکه برق ما در عبور از مناطق دشوار با مسیرهای غیرمستقیم به خوبی کار نمی‌کرد.

برج‌های تعویض مسیر: تعادل بارهای الکتریکی از طریق تنظیم موقعیت

برج‌های ترانهاده در اصل به گونه‌ای طراحی شده‌اند که مواد هادی را حول محور خود بچرخانند، که این امر به تراز کردن بارهای الکتریکی بین فازهای مختلف کمک می‌کند. وقتی این بارها به خوبی تراز شوند، اتلاف انرژی کاهش یافته و کل شبکه برق بهتر کار می‌کند. مهندسان این برج‌ها را در نقاط کلیدی خطوط انتقال قرار می‌دهند تا بتوانند تعادل الکتریکی را در سراسر شبکه حفظ کنند. این امر مانع از تجمع هارمونیک‌های ناخواسته می‌شود که به شدت جریان برق را در سیستم مختل می‌کند. بدون این نوع تعادل‌سازی، مشکلات زیادی در خانه‌ها و کسب‌وکارها هنگام استفاده از وسایل و تجهیزات برقی به وجود خواهد آمد.

تنوع‌های طراحی سازه‌ای در برج‌های برق

برج‌های شبکه‌ای: قاب فولادی متقاطع برای خطوط فشار قوی

برج‌های شبکه‌ای به‌عنوان تجهیز استانداردی برای انتقال برق با ولتاژ بالا در مسافت‌های طولانی مطرح شده‌اند، این امر بیشتر به‌خاطر قاب‌های فولادی منحصر به فرد آن‌هاست که به صورت متقاطع در کنار هم قرار گرفته‌اند. نحوه ساخت این برج‌ها به آن‌ها استحکام بسیار بالایی می‌دهد و در عین حال از مواد به‌صورت بهینه استفاده می‌کند، به‌طوری‌که شرکت‌ها می‌توانند هزینه‌های خود را کاهش دهند بدون اینکه دچار کاهش کیفیت شوند. این سازه‌ها می‌توانند بارهای الکتریکی بزرگی را بدون مشکل تحمل کنند و همچنین در برابر شرایط جوی سخت مقاومت می‌کنند، این یک عامل بسیار مهم در زمان نصب خطوط انتقال در مناطق کوهستانی یا مناطق ساحلی که مستعد طوفان هستند محسوب می‌شود. کارکنان تعمیر و نگهداری از طراحی باز این برج‌ها راضی هستند چرا که کارگران می‌توانند به راحتی به قسمت‌های مختلف برج دسترسی داشته باشند و این امر باعث می‌شود عملیات تعمیر و نگهداری به‌خوبی انجام شود. علاوه بر این، چون برج‌های شبکه‌ای فضای کمتری نسبت به سایر گزینه‌ها اشغال می‌کنند، در مناطقی که فضای زمین محدود است، مانند کنار جاده‌های اصلی، مناطق صنعتی یا توسعه‌های شهری به خوبی کاربرد دارند.

برج‌های تک‌پایه: راه‌حل‌های شهری تک‌پایه

هنگامی که شهرها دیگر جایی برای گسترش ندارند، برج‌های تک‌پایه گزینه‌ای هوشمندانه نسبت به سازه‌های بزرگ‌تر محسوب می‌شوند. اساساً این برج‌ها تنها از یک پایه فولادی قوی تشکیل شده‌اند که به تنهایی ایستاده است و می‌توانند در برابر شرایط جوی مقاومت کنند و در عین حال در محیط‌های مختلف به چشم نمی‌آینند. مقامات شهری از این برج‌ها خوششان می‌آید، چرا که نسبت به سایر گزینه‌ها هم صرفه‌جویی در هزینه دارند و هم نصب آن‌ها سریع‌تر انجام می‌شود. به عنوان مثال، مناطق مرکزی شهر که هر فوت مربع از زمین در آن‌ها اهمیت دارد را در نظر بگیرید. شکل ساده این برج‌ها به این معنی است که تیم‌های نصب می‌توانند آن‌ها را سریع‌تر نصب کنند و نیازی نیست خیابان‌ها یا پارک‌ها را به هم بریزند. علاوه بر این، چیزی در مورد ظاهر آن‌ها وجود دارد که در فضاهای شلوغ بهتر جا می‌گیرد. آن‌ها هیچ‌کدام از آن جنگل‌های آنتن بی‌مزه‌ای که در سایر جاها می‌بینیم ایجاد نمی‌کنند، اما باز هم می‌توانند تمام سیگنال‌های لازم برای زیرساخت‌های مخابراتی مدرن را پوشش دهند.

برج‌های لوله‌ای: طراحی‌های توخالی با بهره‌وری از فضا

برج‌های لوله‌ای به دلیل اینکه فضای کمتری نسبت به طراحی‌های سنتی اشغال می‌کنند، متمایز هستند. این برج‌ها در واقع به عنوان لوله‌های توخالی کار می‌کنند و استحکام خوبی را بدون نیاز به مصالح زیاد فراهم می‌کنند. این مفهوم کلی در واقع باعث می‌شود این سازه‌ها در مجموع سبک‌تر باشند، که این امر منجر به کاهش هزینه‌های حمل و نصب آن‌ها در محل می‌شود. شکل گرد آن‌ها همچنین به مقاومت بهتر در برابر باد کمک می‌کند. باد به جای اینکه مستقیماً به آن‌ها فشار وارد کند، از کنار آن‌ها عبور می‌کند، بنابراین خطر کمتری در هنگام طوفان‌های شدید وجود دارد. برای مکان‌هایی که فضا محدود است، مانند مناطق شهری یا مناطق کوهستانی، استفاده از این برج‌ها بسیار منطقی است. علاوه بر این، از آنجایی که سطح کلی کوچک‌تری دارند، نصب آن‌ها معمولاً به مصالح و ساعات کاری کمتری نسبت به سایر انواع نیاز دارد. بسیاری از پیمانکاران امروزه این موضوع را بخشی از استراتژی‌های ساختمان سبز می‌دانند، چرا که در بلندمدت هم هزینه و هم منابع را صرفه‌جویی می‌کند.

برج‌های کابلی: سازه‌های بلند با پشتیبانی کابلی

برج‌های کابلی به دلیل داشتن کابل‌های تحت تنش که ساختار کلی را محکم نگه می‌دارند، نسبت به سایر انواع برج‌ها متمایز می‌شوند. مزیت اصلی این سیستم این است که می‌تواند ارتفاعات قابل توجهی را بدون نیاز به مقدار زیادی مصالح ساختمانی طی کند و در نتیجه هزینه را کاهش داده و مصرف منابع را به حداقل می‌رساند. این برج‌ها به ویژه در مواردی مانند سیگنال‌های تلفن همراه و خطوط برق که در مناطقی با زمین ناپایدار کشیده می‌شوند، عملکرد خوبی دارند. با این حال، قرارگیری صحیح کابل‌های نگهاننده امری بسیار مهم است تا ثبات کلی سازه حفظ شود. مهندسان باید هر کابل را با دقت در محل مناسب قرار دهند و آن‌ها را به خوبی ثابت کنند. علاوه بر این، باید مقررات ایمنی سختگانه را رعایت کنند تا از بروز حوادث جلوگیری شود و خدمات به طور مداوم و بدون مشکل ارائه شود.

پیکربندی‌های برج منطبق با زمین‌شناسی

سازگاری‌ها برای مناطق کوهستانی

طراحی برج‌های برق در مناطق کوهستانی به دلیل پیچیدگی‌های زمین، با چالش‌های جدی همراه است. این برج‌ها نیازمند تغییرات خاصی هستند تا بتوانند شیب‌های تند و زمین‌های سنگی را تحمل کنند و در برابر سقوط در اثر رانش‌های زمینی یا طوفان‌های شدید مقاومت کنند. همچنین ارتفاع برج اهمیت دارد، چون کوه‌ها موجب تغییر مسیر سیگنال‌های ارتباطی می‌شوند. مهندسان باید در طراحی خلاقانه فکر کنند تا اطمینان حاصل شود که همه چیز به خوبی کار می‌کند و در عین حال ایمنی کارگران رعایت شود. برخی شرکت‌ها حتی قبل از نصب، نمونه اولیه را در شرایط مشابه تست می‌کنند تا مشکلات احتمالی را به موقع شناسایی کنند.

محدودیت دهانه در منطقه مسطح (بر اساس استاندارد IS 5613)

در مقایسه با کوه‌ها، زمین‌های مسطح در مورد خطوط انتقال برق مشکلات خاص خود را دارد. در اینجا مقررات IS 5613 اهمیت پیدا می‌کند، زیرا فاصله برج‌ها از یکدیگر را مشخص می‌کند. این فاصله‌گذاری از آویزان شدن بیش از حد سیم‌ها بین تکیه‌گاه‌ها جلوگیری می‌کند که می‌تواند منجر به مشکلات ایمنی یا خرابی سیستم شود. رعایت این قوانین باعث کارکرد مناسب سیستم و صرفه‌جویی در هزینه‌های تعمیراتی در آینده می‌شود. برای هر کسی که در حال ساخت یا نگهداری شبکه‌های برق در مناطق هموار است، پیروی از استاندارد IS 5613 تنها یک روش خوب نیست، بلکه امری ضروری است اگر بخواهیم شبکه‌های ما سال‌ها بدون نیاز به تعمیرات و تعویض‌های مداوم دوام بیاورند.

ترکیب مواد و روش‌های ساخت

فولاد گالوانیزه در مقابل پی‌های بتنی

سازندگان برج‌های برق معمولاً هنگام انتخاب مواد، مقایسه بین فولاد گالوانیزه و پی‌های بتنی را انجام می‌دهند، چون هر دو ماده مزایای خاص خود را دارند. در بسیاری از موارد فولاد بهتر است چون استحکام بیشتری دارد، دوام طولانی‌تری دارد و حتی پس از سال‌ها در معرض عناصر قرار گرفتن، در برابر زنگ‌زدگی مقاومت می‌کند. این ویژگی‌ها آن را برای مناطقی که شرایط جوی سخت‌تری بر تجهیزات حاکم است، مناسب می‌کند. بتن نیز پشتیبانی بسیار محکمی فراهم می‌کند که در برابر آن سخت است رقابت کرد، به خصوص در مناطقی که زمین ضعیف یا ناپایدار دارند. وزن در پی‌های بتنی بهتر پخش می‌شود و این امر باعث کاهش مشکلات احتمالی در آینده می‌گردد. بیشتر شرکت‌ها تصمیم‌گیری خود را براساس نوع محیط کاری و همچنین میزان هزینه‌ای که می‌خواهند در طول زمان متحمل شوند، استوار می‌کنند. هر یک از این گزینه‌ها در شرایط خاصی بهتر عمل می‌کنند و انتخاب به عواملی که برای پروژه در دسترس مهم هستند، بستگی دارد.

مواد کامپوزیتی در تولید مدرن برج‌ها

تولید برج‌های مدرن شاهد تغییرات اساسی است بخاطر مواد کامپوزیتی که از ترکیب مواد مختلفی تشکیل شده‌اند و باعث می‌شوند سازه‌ها هم از نظر استحکام بهتر شوند و هم سبک‌تر باشند. این مواد پیشرفته همچنین باعث بهبود هدایت الکتریسیته در برج‌ها شده و نیاز به نگهداری‌های منظم را کاهش می‌دهند. با پیشرفت علم مواد، شاهد استفاده گسترده‌تر از کامپوزیت‌ها در طراحی برج‌ها هستیم، که این امر زمان کمتری را برای تعمیرات نیاز داشته باشد و هزینه‌های تعمیر را نیز کاهش دهد. این ویژگی که مواد کامپوزیتی در عین سبکی استحکام خود را حفظ می‌کنند، باعث ساده‌تر شدن نصب نیز می‌شود و در طول سالیان عملکرد، هزینه‌های زیادی را صرفه‌جویی می‌کند. وقتی شرکت‌ها شروع به استفاده از این مواد جدید در برج‌های خود می‌کنند، در واقع قواعد انتقال انرژی از یک نقطه به نقطه دیگر را از نظر قابلیت اطمینان و پایداری دوباره می‌نویسند.

ظرفیت ولتاژ و کاربردهای عملیاتی

توزیع ولتاژ پایین در مقابل انتقال ولتاژ بالا

انتخاب نوع صحیح برج در مدیریت سیستم‌های توزیع برق، چه در ولتاژ پایین و چه در ولتاژ بالا، بسیار مهم است. شبکه‌های ولتاژ پایین نقش بزرگی در شهرها دارند، زیرا برق را به خانه‌ها و کسب‌وکارها در سراسر محله‌ها تأمین می‌کنند. این سیستم‌ها با ولتاژهای بسیار پایین‌تری کار می‌کنند که برای مسافت‌های کوتاه و مکان‌هایی که به توان بسیار زیادی نیاز نیست، مناسب است. از سوی دیگر، برج‌های انتقال ولتاژ بالا زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند که برق باید مسافت‌های طولانی را طی کند. این برج‌ها باید استحکام بیشتری داشته باشند، زیرا بارهای سنگین‌تری را تحمل می‌کنند. این سازه‌ها اغلب از فولاد ساخته می‌شوند و باید بتوانند هم کشش خطوط و هم وزن چندین کابل ضخیم که بین آن‌ها کشیده شده است را تحمل کنند. آشنایی با تفاوت‌های مشخصه‌های فنی برج‌های مختلف به مهندسان کمک می‌کند تا بهترین گزینه را برای شرایط خاص خود انتخاب کنند و در نهایت زیرساخت‌های برقی بهتری را در مناطق مختلف ایجاد کنند.

نیازمندی‌های اتصال به پست برق

برای ایجاد اتصالات مطمئن در ایستگاه‌های فرعی، باید از استانداردهای خاصی پیروی کرد که نحوه طراحی و ساخت برج‌های برق را تعیین می‌کنند. هنگام ساخت برج‌ها برای ایستگاه‌های فرعی، لازم است که مشخصات اتصال با یکدیگر هماهنگ باشند تا تمام تجهیزات به‌خوبی با یکدیگر کار کنند. این قواعد معمولاً مواردی مانند اندازه برج و مواد مورد نیاز را مشخص می‌کنند تا جریان برق به‌طور مؤثری در کل سیستم جریان یابد و همه چیز به‌خوبی کار کند. مقررات ایمنی نیز اهمیت دارند، زیرا حداقل الزاماتی را برای مواردی مانند سطح عایول بندی و فاصله ایمنی بین قطعات تعیین می‌کنند. رعایت تمام این دستورالعمل‌ها تنها یک مسئله کاغذی نیست، بلکه تأثیر واقعی در محل کار دارد، جایی که مهندسان با مشکلات روزانه نگهداری مواجه هستند و از اینکه تجهیزات به‌درستی نصب نشده باعث اختلال در خدمات به مشتریان شوند، جلوگیری می‌کنند.

‫سوالات متداول‬

اصلی‌ترین انواع برج‌های برق مورد استفاده در سیستم‌های انتقال چیست؟

انواع اصلی برج‌های برق شامل برج‌های معلق، برج‌های کششی و برج‌های ترانسپوزیسیون هستند. هر نوع به منظور خاصی در سیستم‌های انتقال استفاده می‌شود، مانند نگه داشتن هادی‌ها در مسیرهای مستقیم، لنگر کردن سیم‌ها در منحنی‌ها و تعادل بارهای الکتریکی.

برج‌های شبکه‌ای در انتقال فشار قوی چه مزایایی دارند؟

برج‌های شبکه‌ای به دلیل قاب فولادی متقاطع خود در انتقال فشار قوی مفید هستند، این ساختار استحکام و ثبات زیادی را فراهم می‌کند و در عین حال از مصرف مواد بهینه می‌کند. طراحی آن‌ها این امکان را فراهم می‌کند که بارهای سنگین را تحمل کنند و در برابر شرایط جوی سخت مقاومت کنند، در نتیجه کارآمد و مقرون به صرفه هستند.

چرا برج‌های تک‌پایه در مناطق شهری ترجیح داده می‌شوند؟

برج‌های تک‌پایه در محیط‌های شهری ترجیح داده می‌شوند زیرا طراحی تک‌پایه آن‌ها از نظر فضا بهینه است و از نظر بصری کمتر دیده می‌شوند. این برج‌ها از نظر هزینه مقرون به صرفه هستند، سریع نصب می‌شوند و سبکشان باعث کاهش تأثیرات زیست‌محیطی می‌شود، بنابراین برای مناطق پرجمعیت ایده‌آل هستند.

مواد اولیه رایج در ساخت برج‌های برق چیست؟

مواد رایج در ساخت برج‌های برق شامل فولاد گالوانیزه به دلیل استحکام و مقاومت در برابر خوردگی و پی‌های بتنی برای ثبات، به ویژه در مناطق با خاک نرم است. همچنین مواد کامپوزیتی به طور فزاینده‌ای در حال استفاده شدن هستند تا دوام را افزایش داده و وزن برج را کاهش دهند.

سطح ولتاژ چگونه بر انتخاب برج تأثیر می‌گذارد؟

سطح ولتاژ تأثیر زیادی در انتخاب برج دارد. برج‌های ولتاژ پایین برای فواصل کوتاه و توزیع در مناطق شهری مناسب هستند، در حالی که برای انتقال برق در فواصل طولانی به برج‌های ولتاژ بالا نیاز است. برج‌های ولتاژ بالا باید ظرفیت سازه‌ای بیشتری داشته باشند تا بتوانند تنش‌های ناشی از هادی‌های سنگین را تحمل کنند.