Փոխանցման աշտարակների տեսակներ. Ինժեներների և մատակարարության մասնագետների համար պրակտիկ ուղեցույց

Ինժեներների, կոնտրակտորների և մատակարարության մասնագետների համար աշտարակների տեսակները հասկանալը ոչ թե ակադեմիական վարժություն է: Դա ազդում է հիմքի նախագծման, արտադրության ժամանակացույցի, տրանսպորտային տրամադրությունների, տեղադրման մեթոդների և ամբողջ նախագծի երկարաժամկետ սպասարկման բյուջեի վրա: Այս ուղեցույցը մանրամասն ներկայացնում է փոխանցման աշտարակների հիմնական տեսակները՝ ըստ գործառույթի, կառուցվածքային ձևի, շղթայի կոնֆիգուրացիայի և լարման դասի, իսկ վերջում ներկայացնում է այն ինժեներական հաշվարկները, որոնք որոշում են, թե որ տեսակն է համապատասխանում տվյալ նախագծին:

1. Դասակարգում ըստ գործառույթի. Ինչ է աշտարակը անում գծի վրա

Յուրաքանչյուր աշտարակ ճանապարհի վրա ունի մեխանիկական առաջադրանք: Ամենապարզ եղանակը հասկանալու փոխանցման աշտարակներ նրանք ինչ բեռնատարողությամբ են կառուցված:

1.1 Կախովի (շունտային) աշտարակներ

Լարվածության աշտարակները հենարան են ծառայում հաղորդալարերի համար գծի ուղիղ հատվածներում: Նրանց հաղորդալարերը կախված են ապակե մեկուսիչների շղթաներից, որոնք ազատ կախված են, թույլ տալով հաղորդալարերին տատանվել քամու և ջերմաստիճանի փոփոխությունների դեպքում: Լարվածության աշտարակը հիմնականում դիմադրում է ուղղահայաց բեռնվածքներ՝ հաղորդալարերի, մեկուսիչների, պարագաների և սառույցի քաշը, ինչպես նաև քամուց առաջացած սահմանափակ լայնական բեռնվածք: Քանի որ դրանց բեռնվածքը համեմատաբար փոքր է, լարվածության աշտարակները ցանկացած երթուղու ամենաշատ տարածված տեսակն են, սովորաբար կազմելով նախագծի բոլոր աշտարակների 70-80 տոկոսը, և նրանք օգտագործում են նյութի ամենաքիչ քանակը:

1.2 Լարվածության (լարման) աշտարակներ

Այնտեղ, որտեղ գիծը փոխում է ուղղությունը, կամ որտեղ երկար հատվածը պետք է ամրացվի, լարման աշտարակներն են աշխատում: Հաղորդիչները ամրացվում են ամուր, այլ ոչ թե կախված, որպեսզի աշտարակը դիմանա հաղորդիչների ամբողջ անհավասարակշռված լարման՝ հակադիր ուղղություններով ձգվելու դեպքում: Լարման աշտարակները տեղադրվում են նաև կանոնավոր միջակայքերով՝ սովորաբար յուրաքանչյուր 3–5 կմ-ում, կախված ռելիեֆից, որպեսզի սահմանափակվի վնասի չափը, եթե հաղորդիչը կտրվի: Դրանք ավելի ծանր են, ավելի շատ պողպատ են օգտագործում և պահանջում են ավելի ուժեղ հիմքեր, քան կախման աշտարակները:

1.3 Վերջային աշտարակներ

Այնտեղ, որտեղ գիծը մտնում է ենթակայան կամ կայանի մեջ, վերջային աշտարակը ապահովում է գծի և կայանի սարքավորումների միջև անցումը: Մեկ կողմը աշխատում է ինչպես լարման աշտարակ՝ ամրացնելով գծի հաղորդիչները, իսկ մյուս կողմը կրում է կայանի հաղորդալարերի համեմատաբար թեթև բեռը: Վերջային աշտարակները կրիտիկական միջերեսներ են, և դրանց նախագծումը պետք է հաշվի առնի ենթակայանի ճշգրիտ երկրաչափական դասավորությունը:

1.4 Փոխանակման աշտարակներ

Երեք փուլանոց համակարգի երկար գծերում էլեկտրական բնութագրերի հավասարակշռման համար փուլերը պետք է պարբերաբար փոխեն իրենց դիրքը: Փոխադրման աշտարակները հատուկ կազմավորված կառույցներ են, որտեղ հաղորդիչները անցնում են աշտարակի մեկ կողմից մյուսը: Այս աշտարակները ունեն առանձնահատուկ կառուցվածք և օգտագործվում են ճանապարհի երկայնքով սահմանված միջակայքերով:

1.5 ճյուղավորման աշտարակներ

Երբ գիծը պետք է բաժանվի՝ մեկ շղթան շարունակում է իր ճանապարհը, իսկ մյուսը ճյուղավորվում է դեպի ենթակայան կամ մեկ այլ գիծ, ապա ճյուղավորման աշտարակը (որը կոչվում է նաև միացման աշտարակ) կատարում է միացման գործառույթը: Նրա կառուցվածքը միավորում է կախման և լարման աջակցման գործառույթները, ինչը դարձնում է այն ինժեներական տեսանկյունից ամենաբարդ աշտարակներից մեկը:

2. Դասակարգում կառուցվածքի ձևով

Իրենց գործառույթից բացի աշտարակները հիմնարարորեն տարբերվում են իրենց կառուցման եղանակով:

2.1 վանդակավոր պողպատե աշտարակներ

Դասական վանդակավոր աշտարակը եռաչափ սահմանափակված եռանկյունաձև ճարտարապետական կառուցվածք է, որը կազմված է անկյունագծային պողպատե մասերից, որոնք միացված են միմյանց հետ մետաղական մասնիկներով: Այս բաց կառուցվածքը ապահովում է հզոր կշռի հարաբերություն՝ եռանկյունաձև ամրացումը հակազդում է քամուն՝ օգտագործելով նվազագույն քանակությամբ նյութ, իսկ բաց մասը նվազեցնում է քամու բեռը: Վանդակավոր աշտարակները գերակշռում են բարձր լարման հաղորդման մեջ ամբողջ աշխարհում, քանի որ դրանք տնտեսապես շահավետ են արտադրման համար, հեշտ են տեղափոխելու հարթ փաթեթներով և պարզ են տեղում մետաղական մասնիկներով միացնելու համար: Ամբողջ կառուցվածքը սովորաբար պաշտպանվում է տաք ցինկապատմամբ, որը պողպատին տալիս է տևական ծառայության համար հարմար ցինկե ծածկույթ:

2.2 Մեկ սյունային աշտարակներ

Մոնոպոլը՝ մեկ սուղացված երկաթբետոնե սյունը, որը հաճախ բազմանիստ է հատվածում, ընտրվում է որպես աշտարակ սահմանափակ տարածքներում: Այն հանդիպում է քաղաքային տարածքներում, օդանավակայանների մոտ և գերբեռնված միջանցքներում: Մոնոպոլները զբաղեցնում են ցանցային աշտարակի հիմքի միայն մի մասը և ունեն ավելի ցածր տեսանելի ազդեցություն: Դրանք մեկ մետր բարձրության համար ավելի ծանր են և ընդհանուր առմամբ ավելի թանկ են, սակայն դրանց կոմպակտությունը լուծում է տեղամասի խնդիրները, որոնք ցանցային աշտարակները չեն կարող լուծել:

2.3 Հենասյուներով աշտարակներ

Հենասյուներով աշտարակը նեղ կենտրոնական սյուն է, որը ուղղաձիգ է պահվում հենալարերով, որոնք ամրացված են հողին: Հենալարերը կրում են հիմնական կողային բեռնվածքները, այդ պատճառով սյունը կարող է լինել այնքան թեթև, որքան հնարավոր է: Հենասյուներով աշտարակները արդյունավետ են բաց և հարթ տեղանքներում, որտեղ հնարավոր է հենակետերի ստեղծում, և օգտագործվում են որոշ միջին լարման և երկար թռիչքների համար: Դրանց հիմնական սահմանափակումը հենալարերի հենակետերի համար անհրաժեշտ մեծ տարածքն է:

2.4 Բետոնե և կոմպոզիտային այլընտրանքներ

Որոշ շրջաններում և կիրառումներում ստատիկ լարված բետոնե սյուները և, վերջին տարիներին, մանրաթելերով ամրացված պոլիմերային (FRP) սյուները օգտագործվում են ցածր լարման գծերում: Բետոնը երկար ծառայության ժամանակահատված է ապահովում նվազագույն սպասարկմամբ, սակայն ծանր է և դժվար է տեղափոխել դժվար մակերեսներով: FRP սյուները թեթև են և կոռոզիայի նախատարակված չեն, սակայն մնում են մասնագիտացված նախագծերի համար մասնավոր ընտրություն, հատկապես ափամերձ կամ բարձր կոռոզիայի միջավայրերում: Բարձր լարման հիմնական գծերի համար վահանաձև պողպատը մնում է արդյունաբերության հիմնական լուծումը:

3. Շրջանային կազմավորմամբ դասակարգում

Նույն աշտարակը կարող է տեղակայել մեկ, երկու կամ ավելի շրջաններ:

3.1 Մեկշրջանային աշտարակներ

Մեկշրջանային աշտարակը տեղակայում է մեկ եռաֆազ հաղորդիչների հավաքածու, որը սովորաբար դասավորված է ուղղահայաց կամ եռանկյունաձև ձևավորմամբ աշտարակի մեկ կամ երկու կողմերում: Սա ամենապարզ կազմավորումն է և առավելագույն ճկունություն է ապահովում տեղադրման մեջ՝ տրված լարման համար ամենանեղ անցումային լայնությամբ:

3.2 Երկշրջանային աշտարակներ

Երկու շղթայով աշտարակը տանում է երկու եռաֆազ շղթա՝ վեց հաղորդիչ, որոնք տեղադրված են աշտարակի երկու կողմերում՝ ուղղաձիգ շարքերով: Մեկ աշտարակի վրա հզորության կրկնապատկումը մոտավորապես կեսով նվազեցնում է աշտարակների քանակը և ճանապարհի լայնությունը՝ համեմատած երկու մեկ շղթայով գծերի հետ, սակայն այն պահանջում է ավելի բարձր և ծանր կառուցվածք: Երկու շղթայով աշտարակները ստանդարտ ընտրություն են միջազգային մայրուղիների երկայնքով և այլ սահմանափակ միջանցքներում, որտեղ հողը թանկ է:

3.3 Բազմաշղթային և կոմպակտ աշտարակներ

Որոշ նախագծեր մեկ կառուցվածքի վրա միավորում են երեք կամ ավելի շղթաներ, հատկապես խիտ քաղաքային և արդյունաբերական գոտիներում: Կոմպակտ աշտարակները, որոնց փուլերի միջև հեռավորությունը փոքրացված է, նույնպես այս ճանապարհի լայնության սեղմման պատասխանն են, սակայն դրանք պահանջում են ավելի բարդ մեկուսիչներ և սարքավորումներ: Յուրաքանչյուր լրացուցիչ շղթա մեծացնում է կառուցվածքային բարդությունը և ավարտի հետևանքները, որի պատճառով բազմաշղթային աշտարակները մշակվում են առավել հատուկ խնամքով:

4. Դասակարգում լարման դասով

Լարումը ցանցում գծի դերի ամենաուղղակի արտահայտությունն է, և յուրաքանչյուր դաս իր սեփական աշտարակների չափսերն է սահմանում:

4.1 Բաշխում և ենթափոխանցում (35–110 կՎ)

Այս լարման մակարդակներում աշտարակները կարող են լինել վահանաձև կամ մեկ սյունակային, համեմատաբար ցածր բարձրությամբ և թեթև բեռնվածությամբ: Ցածր լարման մակարդակներում դեռևս օգտագործվում են բետոնե և փայտե սյուներ: Այս գծերը էլեկտրաէներգիան փոխանցում են փոխանցման հիմնական ցանցից տարածաշրջանային ցանցեր:

4.2 Բարձր լարում (220–330 կՎ)

Ազգային ցանցերի հիմնական գծերը հիմնականում վահանաձև պողպատե աշտարակներ են, որոնց վրա ճյուղավորման և լարման աշտարակները հերթափոխվում են երթուղու երկայնքով: Աշտարակների բարձրությունը սովորաբար 30–60 մետր է՝ կախված միջակայքի և ազատ տարածության պահանջներից:

4.3 Ավելի բարձր լարում (500–750 կՎ)

ԷՀՎ գծերը մեծ քանակով էլեկտրաէներգիա են տեղափոխում երկար հեռավորություններով: Այս լարերի համար օգտագործվող աշտարակները դառնում են ավելի բարձր ու ծանր, իսկ դրանց միջանցքները՝ ավելի լայն՝ այդ լարման մակարդակներում անհրաժեշտ մեծ փուլային միջակայքերը պահպանելու համար: Այս աշտարակների հիմքերը դառնում են ավելի մեծ և ամուր, իսկ պողպատե մասերը՝ ավելի հաստ: Որոշ ԷՀՎ գծեր օգտագործում են երկակի շղթայային կառուցվածք՝ միջանցքի հզորությունը մաքսիմալիզացնելու համար:

4.4 Շատ բարձր լարում (750 կՎ փոփոխական հոսանք և ավելի բարձր, ±800 կՎ միակողմանի հոսանք և ավելի բարձր)

Շատ բարձր լարման (ՇԲԼ) փոխանցումը, այդ թվում ±800 կՎ և ավելի բարձր լարման միակողմանի հոսանքի (ՄՀ) գծերը, ներկայացնում են աշտարակների ինժեներական նախագծման առաջատար սահմանը: ՇԲԼ գծերի համար նախատեսված աշտարակները կարող են գերազանցել 100 մետր բարձրությունը, կրել մինչև ութ ենթահաղորդիչ ունեցող համակապ հաղորդիչներ յուրաքանչյուր փուլում և պահանջել արդյունաբերության մեջ ամենամեծ տաք ցինկապատված կառուցվածքներից որոշը: Այս նախագծերը պահանջում են արտադրողներ, որոնք ունեն ապացուցված արտադրական հզորություն, խիստ որակի վերահսկում և լիակատար համապատասխանություն միջազգային ստանդարտներին:

5. Ինչն է իրականում որոշում ընտրությունը՝ ինժեներական և կյանքի ցիկլի հաշվարկները

Աշտարակի տեսակի ընտրությունը տասնամյակներ տևող ծառայության վերաբերյալ որոշում է, որի վրա ազդում են չորս գործոն։

5.1 Բեռնվածություններ՝ քամի, սառույց և հաղորդալարերի լարում

Յուրաքանչյուր աշտարակի տեսակ սահմանվում է այն բեռնվածություններով, որոնց այն պետք է դիմանա՝ սահմանային քամի, սառույցի կուտակում և հաղորդալարերի լարում։ Նախագծման ստանդարտները սահմանում են յուրաքանչյուր տարածաշրջանի համար վերադարձի ժամանակահատվածի քամու արագություններն ու սառույցի հաստությունը, իսկ աշտարակը պետք է մնա թույլատրելի լարվածության և ճկման սահմաններում այդ պայմանների տակ՝ ներառյալ կոտրված հաղորդալարի դեպքերը, երբ լարման աշտարակը պետք է պահի գիծը մեկ հաղորդալարի բացակայության դեպքում։ Դա է պատճառը, որ «թեթև» և «ծանր» աշտարակների տեսակները փոխարինելի չեն. լարման աշտարակի փոխարեն կաвисային աշտարակի օգտագործումը կարող է հանգեցնել շղթայական ավարտի։

5.2 Տեղանք և հիմնարկ

Աշտարակի տեսակը և հիմքը նախագծվում են միասին: Քարքարոտ կամ լեռնային տեղանքում տրանսպորտավորման և տեղադրման ծախսերը կարող են գերազանցել պողպատի ծախսերը, ինչը նախընտրելի է դարձնում մոդուլային վանդակավոր մասերը, որոնք կարող են ձեռքով տեղափոխվել և հավաքվել: Մեղմ հողերում աշտարակի քաշը և հիմքի լայնությունը պետք է համապատասխանեն հիմքի լուծումների՝ բետոնե սալիկների, սյուների կամ ժայռային ամրակների: Ցանկացած աշտարակի ընտրության նախապայման են երթուղու հետազոտությունը և հողի հետազոտությունը:

5.3 Կոռոզիայի պաշտպանություն. Տաք ցինկապատում և հիսունամյա հորիզոն

Ստալե աշտարակների համար կոռոզիան լռում է թշնամին է: Հեռավոր աշտարակի ծածկույթի ձախողումը նշանակում է արժանացող մուտք պահպանման համար՝ կամ վաղաժամկան փոխարինում: Ջերմային ցինկապատումը մնում է արդյունաբերության ստանդարտը, քանի որ այն պաշտպանում է երկու եղանակով. ցինկի ծածկույթը պաշտպանում է ստալը, իսկ այն զոհաբերվում է՝ պաշտպանելու համար բացահայտված եզրերն ու գծագրերը: Ճիշտ սահմանված և կիրառված ջերմային ցինկապատված ծածկույթը աշտարակին տալիս է տասնամյակներ տևող ծառայության ժամանակ, ինչը դարձնում է այն ամենատնտեսական պաշտպանության ռազմավարությունը գծի ամբողջ ծառայության ընթացքում: ASTM A123-ը եւ ISO 1461-ը ծածկույթի հաստության եւ որակի համար վերաբերվող ստանդարտներն են:

5.4 Ստանդարտները՝ որպես հատակ, հարմարեցումը՝ որպես առաստաղ

Միջազգային ստանդարտները՝ IEC, ASTM, ISO, EN, սահմանում են նախագծման, նյութերի, արտադրության և պատվաստման նվազագույն պահանջները: Համարյա նախագծերը այդ հիմքի վրա են կառուցվում՝ նախագծի համար հատուկ հարմարեցումներով. հատուկ բարձրության աշտարակներ հատուկ ազատ տարածքների համար, փոփոխված լայնական մասեր անսովոր հաղորդիչների կապակցությունների համար, ուժեղացված հատվածներ ծայրահեղ սառցակալման գոտիների համար կամ ափամերձ տեղամասերի համար ստանդարտ նվազագույն հաստությունից բարձր տաք ցածրացված ցինկապատում: Այն արտադրողը, որը կարող է ինժեներական լուծումներ մշակել և արտադրել այդ տարբերակները՝ ոչ թե պարզապես ստանդարտ գծագրերի վերարտադրում կատարել, նախագծի համար անհրաժեշտ գործընկերն է:

5.5 Ընդհանուր սպասարկման ծախսեր

Ամենաէժան աշտարակը հազվադեպ է լինում ամենատնտեսականը: Լրիվ համեմատությունը պետք է ներառի արտադրության ծախսերը, տրանսպորտավարման ծախսերը, տեղադրման ծախսերը, հիմքի կառուցման ծախսերը, ստուգման և սպասարկման ծախսերը՝ 30–50 տարվա հորիզոնում: Մի փոքր ավելի ծանր աշտարակը, որը նվազեցնում է հիմքի բարդությունը, կամ ավելի հաստ ցինկապատման շերտը, որը հետաձգում է առաջին սպասարկման ցիկլը, կարող է վերադարձնել իր արժեքը մի քանի անգամ: Գնումների մասնագետները, որոնք գնահատում են աշտարակները ըստ ընդհանուր սեփականատիրական ծախսերի (այլ ոչ թե մեկ տոննայի գնի միայն), մշտապես հասնում են լավագույն երկարաժամկետ արդյունքների:

Եզրակացություն

Աշտարակները հեռվից նման են միմյանց, սակայն դրանք բարձր մասնագիտացված կառույցների ընտանիք են: Կախովի աշտարակները կրում են գծերը, իսկ լարման, վերջային, փոխանցման և ճյուղային աշտարակները կառավարում են դրանք: Վանդակավոր պողպատը մնում է աշխարհի ցանցերի հիմքը, իսկ մեկ սյունային և լարային աշտարակները լուծում են կոնկրետ տեղամասերի խնդիրները: Լարման դասը որոշում է չափը, իսկ գործառույթը, ռելիեֆը, բեռնվածությունը և կոռոզիայի դեմ պաշտպանությունը որոշում են մանրամասները:

Յուրաքանչյուր նախագծի համար ճիշտ աշտարակի տեսակը այն է, որը հավասարակշռում է կառուցվածքային ամրությունը, տեղամասի պայմանները և օգտագործման ժամանակահատվածում ծախսերը՝ նախագծված ստանդարտների համաձայն և հարմարեցված իրականությանը: Այդ հավասարակշռությունն է, որը համապատասխան 50 տարի անընդհատ ապահովում է էլեկտրական էներգիայի մատակարարումը: