EN
Инженерлер, жұмыс орындаушылар және сатып алу мамандары үшін құрылыстардың түрлерін түсіну — бұл академиялық жаттығу емес. Бұл фундаменттің жобасына, дайындау мерзіміне, логистикаға, орнату әдістеріне және бүкіл жобаның ұзақ мерзімді жөндеу бюджетіне әсер етеді. Бұл нұсқау құрылыстардың негізгі түрлерін қызметі бойынша, конструкциялық пішіні бойынша, электр тізбегінің конфигурациясы бойынша және кернеу класы бойынша талдайды — сонымен қатар қай түр белгілі бір жобаға сәйкес келетінін анықтайтын инженерлік факторлармен аяқталады.
1. Қызметі бойынша жіктелу: Құрылыс желіде не істейді
Маршруттағы әрбір құрылыс механикалық жұмыс атқарады. Оны түсінудің ең қарапайым әдісі — тасымалдау мұнарасы олардың тасымалдауға арналған жүктемесінің түрі бойынша.
1.1 Асылма (жанама) құрылыстар
Импульстық ұстағыштар өткізгіштерді желінің түзу бөліктерінде ұстайды. Олардың өткізгіштері еркін асқынған изоляторлық жіптерден ілулі тұрады, сондықтан өткізгіштер жел мен температураның өзгеруіне байланысты тербеледі. Импульстық ұстағыш негізінен вертикаль жүктемелерді — өткізгіштердің, изоляторлардың, құрылғылардың және мұздың салмағын — қабылдайды, сонымен қатар желден туындайтын шектеулі көлденең жүктемені де қабылдайды. Жүктемесі салыстырмалы түрде жеңіл болғандықтан, импульстық ұстағыштар кез келген маршрутта ең көп таралған ұстағыш түрі болып табылады; олар жобадағы барлық ұстағыштардың 70-80 пайызын құрайды және ең аз материалды қолданады.
1.2 Керілу (керілу) ұстағыштары
Сым сызығы бағытын өзгерткен жерде немесе ұзын бөлікті нығайту керек болғанда, керілу тіреклері қолданылады. Өткізгіштер ілінбей, қатты бекітіледі, сондықтан тірек өткізгіштердің қарама-қарсы бағытта тарту күшіне толық төтеп береді. Егер өткізгіш сынса, залалдың шегін шектеу үшін керілу тіректері кәдімгі аралықпен — жер бетінің сипатына байланысты әдетте 3–5 километрде бір — орнатылады. Олар іліну тіректеріне қарағанда ауыр болады, көп болат қолданады және күшті негізге қажет етеді.
1.3 Аяқталу тіректері
Сызық станцияға немесе қосқыш алаңына кіретін жерде аяқталу тірегі сызық пен станция жабдығы арасындағы ауысу нүктесін қамтамасыз етеді. Бір жағы керілу тірегі сияқты өткізгіштерді нығайтады; ал екінші жағы станцияның шина жұмыстарының салыстырмалы түрде жеңіл жүктемесін ұстайды. Аяқталу тіректері маңызды интерфейстер болып табылады және олардың конструкциясы станцияның нақты геометриялық орналасуына сәйкес келуі тиіс.
1.4 Транспозиция тіректері
Ұзын желілерде үшфазалық жүйенің фазалары желінің электрлік сипаттамаларын теңестіру үшін периодты түрде орындарын ауыстыруы керек. Транспозициялық құрылыстар — өткізгіштер бір жағынан екінші жағына өтетін арнайы орналасқан құрылыстар. Бұл құрылыстардың ерекше конфигурациясы бар және маршрут бойынша белгіленген аралықтарда қолданылады.
1.5 Тармақталған құрылыстар
Егер желінің бір бағытын жалғастыру керек болса, ал екіншісі астыншаларға немесе басқа желіге тармақталуы керек болса, тармақталған құрылыс (немесе қосылу құрылысы) қосылу нүктесін қамтамасыз етеді. Оның конструкциясы іліну мен керілу қолдауының қызметтерін біріктіреді, сондықтан ол инженерлік жағынан ең күрделі құрылыс түрлерінің бірі болып табылады.
2. Құрылымы бойынша түрлендіру
Олардың қызметінен басқа, құрылыстар құрылу әдістері бойынша негізінен өзара айырылады.
2.1 Кристалдық болат құрылыстар
Классикалық торлы мұнара — бұрыштық болат қималардан жасалған, үшөлшемді тараятын торлы құрылым. Бұл ашық құрылым өте жақсы беріктік-салмақ қатынасын қамтамасыз етеді: үшбұрышты көрсеткіштер аз материалмен желдің әсеріне қарсы тұрады, ал ашық бет жел жүктемесін азайтады. Торлы мұнаралар әлемде жоғары кернеулерді таратуда басымдыққа ие, себебі оларды жасау экономикалық тиімді, жазық пакеттерде тасымалдау оңай және орында болтымен орнату қарапайым. Толық құрылым әдетте ыстық батырма гальванизациямен қорғалады, бұл болатқа ондаған жыл бойы қызмет ететін тұрақты цинк қабатын береді.
2.2 Монопольдік мұнаралар
Монополь — бұл көбінесе көпбұрышты қимасы бар жалғыз конусты болат бағанасы; ол аумағы шектеулі жерлерде қолданылатын ең тиімді бағана түрі. Монопольдер қалалық аймақтарда, әуежайлар маңында және тығыз желілер бойынша орналасады; олар торлы бағананың аумағының тек бір бөлігін ғана алады және көрінісінің әсері төмен. Олар биіктігінің әр метрі үшін ауырлау және әдетте қымбаттау, бірақ олардың компакттылығы торлы бағаналар шеше алмайтын аумақтық мәселелерді шешеді.
2.3 Көтеріліп тұрған бағаналар
Көтеріліп тұрған бағана — бұл жерге анкерленген көлбеу болат көтергіш сымдармен тік ұсталатын жіңішке орталық бағана. Көтергіш сымдар негізінен бүкіл бүйірлік жүктемені қабылдайды, сондықтан бағананың өзі өте жеңіл болуы мүмкін. Көтеріліп тұрған бағаналар анкерлеу нүктелері бар ашық, тегіс жерлерде тиімді, сонымен қатар кейбір орта кернеу мен ұзын аралықтық қолданыстарда пайдаланылады. Олардың негізгі шектеуі — көтергіш сымдардың анкерлері үшін керек болатын үлкен аумақ.
2.4 Темірбетонды және құрама альтернативалар
Кейбір аймақтар мен қолданыстарда алдын ала керілген темірбетон бағандары және соңғы уақытта талшықпен күшейтілген полимерлік (FRP) бағандар төмен кернеу сызықтарында пайда болады. Темірбетон ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз етеді және аз қызмет көрсету қажеттілігін талап етеді, бірақ ол ауыр болып келеді және қиын жерлерде тасымалдау қиын. FRP бағандары жеңіл салмақты және коррозияға төзімді, бірақ олар әлі де белгілі бір жобалар үшін шектеулі қолданыс табады, әсіресе жағалаулық немесе өте коррозиялы орталарда. Жоғары кернеудің негізгі желілері үшін торлы болат бағандар әлі де саладағы негізгі шешім болып табылады.
3. Тізбек конфигурациясы бойынша жіктелу
Бірдей баған бір, екі немесе одан да көп тізбекті қабылдай алады.
3.1 Жеке тізбекті бағандар
Жеке тізбекті баған бір үш фазалы өткізгіштер жиынын қабылдайды, олар әдетте бағанның бір немесе екі жағында вертикальды немесе үшбұрышты орналасады. Бұл ең қарапайым конфигурация болып табылады және берілген кернеу үшін ең тар өткел аумағын қамтамасыз етеді, сондай-ақ орналастыру бойынша ең көп икемділікті ұсынады.
3.2 Екі тізбекті бағандар
Екі контурлық башня екі үшфазалық контурды — алты өткізгішті — башняның екі жағында вертикаль тізбекте орналастырады. Бір башнядағы өткізгіштің санын екі есе арттыру екі жеке контурлық желілерге қарағанда башнялар санын және өткелдің енін шамамен екі есе азайтады, бірақ бұл башняның биіктігі мен салмағын арттырады. Екі контурлық башнялар қымбат жерлерде — автожолдар бойында және басқа да кеңістігі шектеулі коридорларда — стандартты таңдау болып табылады.
3.3 Көп контурлық және компакт башнялар
Кейбір жобалар үш немесе одан да көп контурды бір ғана құрылымға біріктіреді, әсіресе тығыз қалалық және өнеркәсіптік аймақтарда. Фазалар арасындағы қашықтықты азайтқан компакт башнялар да өткелдің шектеулі болуына жауап ретінде қолданылады, бірақ олар әрі қарай дамыған изоляторлар мен құрылғыларды талап етеді. Әрбір қосымша контур құрылымдық күрделілікті және апаттың салдарын арттырады, сондықтан көп контурлық башнялар қосымша ұқыптылықпен жобаланады.
4. Кернеу класы бойынша жіктелу
Kernektiң torға әсерінің ең тікелей көрсеткіші — кернеу, әрбір класстың өзіне тән торға арналған құрылыс өлшемдері бар.
4.1 Тарату және астындағы берілу (35–110 кВ)
Бұл кернеулерде құрылыстар торлы немесе жеке бағанды болуы мүмкін, биіктігі орташа, жүктемесі жеңіл. Төменгі деңгейде бетонды және ағаш бағандар әлі де қолданылады. Бұл желілер электр энергиясын берілу торынан аймақтық торларға жеткізеді.
4.2 Жоғары кернеу (220–330 кВ)
Ұлттық торлардың негізгі желілері ретінде қызмет ететін бұл желілер негізінен торлы болат бағандардан тұрады, маршрут бойында іліну және керілу бағандары ауысып отырады. Бағандардың биіктігі әдетте аралық пен таза биіктік талаптарына байланысты 30–60 метр аралығында болады.
4.3 Өте жоғары кернеу (500–750 кВ)
Жоғары кернеу сызықтары (EHV) ұзақ аралықта үлкен көлемдегі электр энергиясын тасымалдайды. Тіректер биіктейді және ауырлайды, ал фазалар арасындағы қашықтықты сақтау үшін көлденең қолдары кеңейеді. Негіздер мықтырақ болады, ал болат бөліктері қалыңдау болады. Кейбір EHV сызықтары коридор қуатын максималды пайдалану үшін екі бағытты конфигурацияларды қолданады.
4.4 Аса жоғары кернеу (750 кВ айнымалы ток және одан жоғары, ±800 кВ тұрақты ток және одан жоғары)
Аса жоғары кернеу (UHV) берілуі, соның ішінде ±800 кВ және одан жоғары кернеудегі жоғары кернеу тұрақты ток (HVDC) сызықтары, тіректердің инженерлік саласындағы ең алғы шетін құрайды. UHV сызықтары үшін тіректер биіктігі 100 метрден асуы мүмкін, фаза бойынша ең көп дегенде сегіз ішкі өткізгіштен тұратын топталған өткізгіштерді көтереді және өнеркәсіптің ең үлкен термиялық цинктейілген құрылымдарын қажет етеді. Бұл жобалар өндірушілерден дәлелденген өндірістік қуатты, қатаң сапа бақылауын және халықаралық стандарттарға толық сәйкестікті талап етеді.
5. Нақты қандай факторлар шешімді анықтайды: инженерлік және жасау циклына қатысты ескертулер
Тауэр түрін таңдау — он жылдар бойы қызмет ету туралы шешім.
5.1 Жүктемелер: жел, мұз және өткізгіштердің керілуі
Әрбір тауэр түрі оның шыдай алуы керек жүктемелермен анықталады: экстремалды жел, мұз тұнуы және өткізгіштердің керілуі. Жобалау стандарттары әрбір аймақ үшін қайтарылу мерзіміндегі жел жылдамдығы мен мұз қалыңдығын анықтайды, ал тауэр осы жағдайларда рұқсат етілген керілу мен иілу шектерінен аспауы керек — сондай-ақ, өткізгіштердің біреуі сынған кезде де, керілу тауэрі сынық өткізгіш болмағанда да желіні ұстап тұруы керек. Сондықтан «жеңіл» және «ауыр» тауэр түрлерін ауыстыруға болмайды: керілу тауэрі орнатылуы керек жерге іліну тауэрін орнату авариялық тізбектің құлауына әкеледі.
5.2 Жер бетінің табиғаты және негіз
Quram tүrі men қоректену негізі бірге жобаланады. Тасты немесе таулы аймақтарда тасымалдау мен орнату шығындары болаттың құнынан асып кетуі мүмкін, сондықтан қолмен тасымалдауға және жинауға болатын модульді торлы бөліктерді қолдану тиімдірек. Сазды топырақта құрамның салмағы мен табан ені бетон плиталары, тіректер немесе тасты анкерлер сияқты негіз шешімдеріне сәйкес келуі керек. Кез келген құрамды таңдау үшін бағыт бойынша зерттеу мен топырақ зерттеуі міндетті.
5.3 Коррозиядан қорғау: Қыздырып цинктейтін және елу жылдық көрініс
Темір құрылымдар үшін коррозия — тыныш дұшпан. Алыста орналасқан құрылымда бояу қабатының бұзылуы түзету жұмыстарын жүргізу үшін қымбатқа түсетін қол жетімділікті немесе құрылымды ерте ауыстыруды қажет етеді. Қыздырылған цинкпен қаптау әлемдегі стандарт болып қалды, себебі ол екі жолмен қорғайды: цинк қабаты темірді қорғайды, сонымен қатар ашық шеттер мен сызықтарды қорғау үшін өзін айдап жібереді. Дұрыс таңдалған және қолданылған қыздырылған цинкпен қаптау құрылымға ондаған жылдарға созылатын пайдалану мерзімін қамтамасыз етеді, сондықтан бұл желінің толық пайдалану мерзімінде ең тиімді қорғану стратегиясы болып табылады. Қабат қалыңдығы мен сапасына қатысты негізгі нормативтік құжаттар — ASTM A123 және ISO 1461.
5.4 Стандарттар — төменгі шекара, тапсырыс бойынша жасау — жоғарғы шекара
Халықаралық стандарттар — IEC, ASTM, ISO, EN — конструкция, материалдар, жасау және қаптау талаптарының минималды деңгейін анықтайды. Маңызды жобалар осы негізге сүйенеді және жобаға ғана тән дербес өзгерістерді енгізеді: арнайы бос кеңістік жағдайлары үшін стандартты емес торғай бағаны биіктігі, ерекше өткізгіштер тобы үшін өзгертілген аралық қолдағыштар, аса қатты қыстағы аймақтар үшін күшейтілген бөліктер немесе теңіз жағалауындағы объектілер үшін стандартты минималды қалыңдықтан жоғары көрсетілген ыстық шайып цинктеу. Стандартты сызбаны тек қайталау емес, сонымен қатар осындай өзгерістерді жобалау мен жасау қабілетіне ие болатын өндіруші — жобаның қажет ететін серігі.
5.5 Жалпы иелік құны
Ең арзан башқару тірегі әдетте ең тиімді болмайды. Толық салыстыруға 30–50 жылға созылатын өндіріс шығындары, көлікке беру, орнату, негіз, тексеру және қолданыста ұстау шығындары кіруі керек. Негіз құрылымының күрделілігін азайтатын сәл ауырлау тірегі немесе алғашқы қолданыста ұстау циклын ұзақтыратын қалың гальваникалық қабат өзінің құнын бірнеше есе қайтаруы мүмкін. Тіректерді тек бағасына ғана емес, сонымен қатар қолданыста ұстау жалпы құнына қарап бағалайтын сатып алу мамандары ұзақ мерзімді нәтижелерге тұрақты түрде жетеді.
Қорытынды
Өткізгіштік тіректері қашықтан ұқсас көрінеді, бірақ олар өте арнаулы құрылымдардың отбасысы болып табылады. Асылма тіректері желіні ұстайды; керілу, аяқталу, транспозициялау және тармақ тіректері оны бақылайды. Көпбұрышты болат торы әлемдегі электр желілерінің негізін құрайды, ал монопольдік және арқалы тіректер белгілі бір аумақтағы проблемаларды шешеді. Кернеу класы масштабты анықтайды, ал қызметі, жер бедері, жүктеме және коррозияға қарсы қорғау егжей-тегжейлерді анықтайды.
Әрбір жоба үшін дұрыс башня түрі — бұл құрылымдық беріктікті, аумақтық жағдайларды және өмірлік цикл бойынша шығындарды теңестіретін түр; ол стандарттарға сәйкес құрастырылған және нақты жағдайларға қолданысқа ие болу үшін тиімділендірілген. Осы тепе-теңдік келесі елу жыл ішінде электр энергиясын сенімді түрде беруді қамтамасыз етеді.