Если вы прямо сейчас на секунду выглянете в окно, есть очень большая вероятность, что вы заметите столб электропередачи, стоящий на заднем плане. Большинство людей проходят мимо них каждый божий день, не задумываясь о них, но эти структуры, по сути, являются безмолвными мышцами нашего современного мира. Они являются основной опорой наших воздушных линий электропередачи, и их работа намного сложнее, чем просто стоять на месте. Им приходится поддерживать тяжелые траверсы, удерживать изоляторы и прокладывать высоковольтные-провода высоко над нашими головами, где они будут в безопасности.
Когда инженеры приступают к работе с электросетью, у них есть очень конкретный контрольный список для выбранных ими полюсов. Прежде всего, конструкции требуется достаточная механическая прочность, чтобы устоять во время сильного шторма. В то же время стоимость должна иметь смысл, поскольку они производятся в огромных количествах, и в идеале опора должна иметь возможность простоять в непогоде десятилетиями, не требуя замены.
Если вы не работаете в этой отрасли, все они, вероятно, выглядят как обычные опоры, но на самом деле это специализированные инструменты, изготовленные из самых разных материалов, в зависимости от местных условий и уровней напряжения, которые они должны выдерживать. Обычно мы группируем их на три основные категории в зависимости от того, из чего они построены: дерево, железобетон и металл.
Деревянные столбы
Деревянные столбы
Дерево является исходным материалом, используемым для линий электропередачи, и оно существует с самого появления телеграфа. На заре электрификации леса обеспечивали почти бесконечный запас высоких, прямых деревьев, которые были от природы гибкими. Эта гибкость на самом деле является одной из их лучших особенностей, потому что деревянный шест может слегка покачиваться во время бури, а не ломаться, как хрупкая палка. Большинство этих столбов собирают из хвойных деревьев, таких как сосна или кедр, а затем обрабатывают сильными-химическими консервантами, такими как креозот, чтобы не дать насекомым и гниению разрушить сердцевину.
Тем не менее, в последнее время вы действительно не увидите много новых деревянных опор по нескольким очень практическим причинам. Во-первых, поставки высококачественной, идеально прямой древесины уже не те, что были раньше, что привело к тому, что цены достигли уровня, когда это не всегда имеет финансовый смысл. Существует также реальность того, что древесина является органическим материалом, поэтому она, по сути, находится в постоянной борьбе с окружающей средой. Даже если вы используете самые лучшие химические методы обработки, влага в почве в конечном итоге приводит к гниению у основания, а такие вредители, как термиты или дятлы, могут разрушить идеально прочный столб гораздо быстрее, чем вы думаете. Из-за этих проблем с обслуживанием древесина по большей части уходит в прошлое, ее можно найти в основном в старых кварталах или отдаленных сельских районах, где силовые нагрузки не столь требовательны. Они по-прежнему отлично подходят для быстрого и недорогого-ремонта, но редко становятся лучшим выбором для современной сети, рассчитанной на следующие сто лет.
Железобетонные Столбы
Если вы прогуляетесь по современному пригородному району или оживленной городской улице, столбы, которые вы увидите, почти наверняка сделаны из железобетона. Они стали абсолютным стандартом для современного распределения электроэнергии, поскольку предлагают фантастическую золотую середину. Они намного прочнее деревянных, но далеко не так дороги, как специализированные стальные башни.
То, как они построены, на самом деле довольно круто с инженерной точки зрения. Производители заливают высокопрочный бетон-в форму, которая уже содержит сложную клетку из стальной арматуры. Это дает вам готовый продукт, в котором используются лучшие свойства обоих материалов. Бетон отлично выдерживает большой вес оборудования, направленный вниз, а стальная арматура обеспечивает прочность на растяжение, предотвращая растрескивание опоры, когда ветер давит на провода. В отличие от дерева, бетон не гниет, не может загореться и его совершенно игнорируют голодные насекомые.
В типичной установке для этих полюсовпрямоугольная стальная поперечинакрепится болтами вверху, чтобы удерживать изоляторы на месте. Это конкретное оборудование должно быть невероятно прочным, поскольку оно выдерживает полное натяжение проводников. Поскольку эти столбы очень тяжелые, для их установки требуется много мускулов и тяжелой техники, но компромисс-стоит того. Когда бетонный столб оказывается в земле, он может легко прослужить пятьдесят или шестьдесят лет практически без обслуживания. Принцип «установил и забыл» делает их наиболее экономичным выбором для большинства наших местных электросетей.
VICTORY Прямоугольная стальная траверса
Металлические столбы
Затем у нас есть металлические опоры, которые обычно изготавливаются из оцинкованной стали. Это не ваши повседневные соседские столбы. Обычно их можно встретить вдоль шоссе или на открытых полях, выполняя роль-мощных опор электропередачи. Поскольку металл намного прочнее дерева или бетона, эти столбы можно построить намного выше и охватывать гораздо большие расстояния между каждой конструкцией.
Однако металлические столбы — это серьезная инвестиция. Сам материал дорогой, и вы не можете просто вырыть яму и бросить их туда. Для большинства металлических опор требуется массивный, -залитый по индивидуальному заказу бетонный фундамент, армированный тяжелыми анкерными болтами. Затем столб поднимается краном и прикручивается к этому основанию. Хотя это делает их невероятно стабильными, высокая стоимость стали и трудозатратность в установке-означают, что их обычно используют для линий высокого-напряжения 35 кВ и выше.
Всякий раз, когда вы имеете дело с огромными пролетами, где провода между опорами тянутся на сотни футов, вам действительно нужна прямоугольная стальная траверса, специально разработанная для того, чтобы выдерживать такие интенсивные механические нагрузки. Эти металлические компоненты созданы для того, чтобы выдержать самые худшие погодные условия, которые только можно себе представить, включая ураганный-ветер и сильное наледи, которое легко может сломать деревянный столб или привести к разрушению бетонного столба. Несмотря на то, что они требуют некоторого долгосрочного-внимания, чтобы предотвратить появление ржавчины на протяжении десятилетий, их чистая механическая прочность делает их единственным логичным выбором в качестве основы для передачи энергии на большие-расстояния.
Правильный выбор сетки
Итак, почему мы используем три разных типа вместо того, чтобы просто выбрать самый сильный? Все зависит от конкретных потребностей проекта. Если вы прокладываете линию низкого-напряжения через лес, где много древесины, а бюджет небольшой, то деревянный столб вполне подойдет. Но если вы строите новую городскую инфраструктуру, которая должна быть безопасной и надежной для следующих трех поколений, вы каждый раз выбираете железобетон. А для крупных линий, по которым электроэнергия перемещается по всей стране, вам понадобится необработанная стальная энергия.
Каждый из этих трех полюсов играет свою уникальную роль в огромной и сложной паутине, которая поддерживает наш свет. Как только вы поймете материалы и сложные инженерные решения, которые используются в них, легко увидеть, что это не просто «палки в земле», это на самом деле высокоразвитая часть современного мира. Они могут быть тихими и неподвижными, но без особых преимуществ, которые дает дерево, бетон и металл, все наше общество останется в неведении.