Μεταλλικοί πόλοι εναέριων γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας (PTL)

Το πεδίο εφαρμογής των μεταλλικών στηριγμάτων εναέριων γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας (PTL) καθορίζεται κυρίως από μια σειρά σημαντικών πλεονεκτημάτων που διακρίνουν ευνοϊκά στηρίγματα από μέταλλο από στηρίγματα από ξύλο και οπλισμένο σκυρόδεμα.

Τα πλεονεκτήματα των μεταλλικών στηρίξεων σε σύγκριση με τα ξύλινα είναι τα εξής:

• Μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.

• Η ικανότητα να αντέχει τη φωτιά και την καταστροφή από τις εκκενώσεις κεραυνών στο στήριγμα.

• Υποστήριξη για σημαντικά περισσότερα καλώδια και ουσιαστικά απεριόριστα ύψη στήριξης.

• Υψηλή λειτουργική αξιοπιστία και ευκολία συντήρησης.

• Οι καλύτερες συνθήκες για τη γείωση και την ανάρτηση προστατευτικών καλωδίων.

• Το καλύτερο αρχιτεκτονικό σχέδιο του πυλώνα.

• Μεγάλη συναρμολόγηση, που επιτρέπει την παραγωγή ολόκληρων κύριων στοιχείων στήριξης ή μεμονωμένων τμημάτων στα εργοστάσια, γεγονός που μειώνει σημαντικά τις εργασίες έντασης εργασίας στην πίστα. Επιπλέον, τα μεταλλικά στηρίγματα με τα ίδια φορτία και ύψος είναι περίπου ελαφρύτερα από τα ξύλινα και από οπλισμένο σκυρόδεμα.

Τα μειονεκτήματα των μεταλλικών στηρίξεων είναι:

• Η ανάγκη για περιοδική βαφή τους για την πρόληψη της σκουριάς.

• Κακή χρήση της χωρητικότητας του οχήματος κατά τη μεταφορά στηρίξεων.

• Η ανάγκη εκτέλεσης ειδικών εργασιών στην πίστα (εγκατάσταση, διάτρηση και μερικές φορές συγκόλληση μεταλλικών κατασκευών), η οποία απαιτεί εξειδικευμένο εργατικό δυναμικό διαφόρων ειδικοτήτων και περιπλέκει την εγκατάσταση.

• Αυξημένο αρχικό κόστος κατασκευής γραμμής.

Τα μεταλλικά στηρίγματα κατασκευάζονται:

• σε γραμμές όπου απαιτείται υψηλή λειτουργική αξιοπιστία, μεγάλη διάρκεια ζωής της υποστήριξης, καθώς και με γραμμές διπλής αλυσίδας.

• σε μεγάλες διασταυρώσεις μέσω διαφόρων τεχνικών κατασκευών ή μέσω ποταμών·

• σε αστικές και βιομηχανικές περιοχές και σε ορεινές περιοχές όπου δεν τοποθετούνται ξύλινα στηρίγματα λόγω των μεγάλων διαστάσεων κάτοψής τους.

Δομικά στοιχεία μεταλλικών στηρίξεων

Το μεταλλικό στήριγμα αποτελείται από τα ακόλουθα τέσσερα κύρια δομικά στοιχεία:

• θεμέλιο;

• υποστήριξη μιας κύριας στήλης ή άξονα.

• διασχίζω;

• σχοινιά ή κέρατα στήριξης.

Η βάση του ποδιού χρησιμεύει για να το αγκυρώνει στη λίβρα και παρέχει σταθερότητα στο πόδι. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι βάσεις των στηριγμάτων είναι κατασκευασμένες από μέταλλο.

Η κύρια κολόνα, ως στήριγμα για τη στερέωση στρωτήρων και σχοινιών σε ορισμένο ύψος από το έδαφος, αντιλαμβάνεται όλα τα εξωτερικά φορτία από καλώδια και καλώδια και τα μεταφέρει στη βάση.

Από σχεδίαση, η κύρια κολόνα ή ο άξονας στήριξης είναι ένα ελαφρύ δικτυωτό δικτυωτό χώρο με ορθογώνια ή τετράγωνη διατομή. Σχεδόν σε όλους τους τύπους στηρίξεων, οι διαστάσεις της διατομής της στήλης στήριξης μειώνονται από κάτω προς τα πάνω.

Το χωρικό ζευκτό, το οποίο χρησιμεύει ως ράφι στήριξης, αποτελείται από:

• τέσσερις κύριες ράβδους (ribs), που ονομάζονται χορδές, οι οποίες φέρουν το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου.

• συστήματα βοηθητικών ράβδων ή σχάρων που βρίσκονται στις τέσσερις πλευρές του στηρίγματος και συνδέουν τους ιμάντες.

• διάφορα συστήματα οριζόντιων βραχιόνων που βρίσκονται σε ξεχωριστές διατομές του στηρίγματος και ονομάζονται διαφράγματα.

Οι ενώσεις των ράβδων πλέγματος με τον ιμάντα ή μεταξύ τους ονομάζονται κόμβοι. Το κέντρο ενός κόμβου είναι το σημείο τομής των διαμήκων αξόνων των ράβδων που συγκλίνουν σε έναν δεδομένο κόμβο.

Μεταλλική ενδιάμεση στήριξη δύο αλυσίδων

Το τμήμα της χορδής που βρίσκεται ανάμεσα σε δύο παρακείμενους κόμβους ονομάζεται πάνελ και η απόσταση μεταξύ των κέντρων αυτών των κόμβων είναι το μήκος του πίνακα.

Τα πλέγματα και οι γρανίτες των υποστυλωμάτων διακρίνονται από τη θέση τους σε σχέση με τον άξονα της γραμμής.

Οι εγκάρσιες ή μπροστινές όψεις (δικτυώματα) είναι οι όψεις στήριξης που βρίσκονται κατά μήκος του άξονα της γραμμής και οι διαμήκεις ή πλευρικές όψεις είναι οι όψεις παράλληλες προς τον άξονα της γραμμής.

Συχνά τα πλέγματα στις δύο πλευρές μιας στήλης ή ακόμα και στις τέσσερις έχουν την ίδια διαμόρφωση (διάγραμμα).

Οι στρωτήρες στήριξης έχουν σχεδιαστεί για να στερεώνουν καλώδια στο στήριγμα χρησιμοποιώντας μονωτήρες με οπλισμό σε μια ορισμένη απόσταση μεταξύ τους και από τον άξονα στήριξης.

Στις περισσότερες κατασκευές στρωτήρων 35 και 110 kV οι στρωτήρες κατασκευάζονται από γωνίες με τη μορφή μικρών τριγωνικών κατασκευών προβόλου που συνδέονται στον άξονα στήριξης. Λιγότερο συχνά, οι τραβέρσες είναι κατασκευασμένες από κανάλια. Τα ζευκτά έχουν συχνά τη μορφή μακριών χωρικών ζευκτών με τετράγωνη ή ορθογώνια διατομή.

Τα ανθεκτικά σχοινιά ή οι κόρνες χρησιμοποιούνται για τη στερέωση προστατευτικών καλωδίων σε μια ορισμένη απόσταση πάνω από τους αγωγούς. Κατασκευάζονται με τη μορφή ελαφρών δομών που αποτελούν το πάνω μέρος του στηρίγματος.

Τα χωρικά ζευκτά, τα οποία αποτελούν τα κύρια μέρη των στηριγμάτων, διαφέρουν από τα συμβατικά μεταλλικά δοκάρια κατασκευής:

• η ελαφρότητα των αξόνων της κατασκευής, που αποτελούνται από ράβδους κατασκευασμένες σχεδόν αποκλειστικά από μεμονωμένες γωνίες, συχνά μικρά και μεσαία προφίλ.

• αυξήθηκε κατά 1,5 — 2 φορές την ευελιξία τόσο των μεμονωμένων ράβδων όσο και ολόκληρου του ζευκτού στο σύνολό του.

• σημαντικές εγκάρσιες διαστάσεις του ζευκτού και το μεγάλο ύψος του.

Λόγω των σημειωθέντων χαρακτηριστικών, οι μεταλλικές κατασκευές των στηρίξεων των εναέριων γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας έχουν χαμηλό ογκομετρικό βάρος, το οποίο δημιουργεί χαμηλό συντελεστή χρησιμοποίησης της ικανότητας μεταφοράς φορτίου των οχημάτων κατά τη μεταφορά. Επιπλέον, η παρουσία μικρών γωνιών στην κατασκευή, με αυξημένο συντελεστή ευελιξίας, δημιουργεί σημαντικές δυσκολίες στη διατήρησή τους από ζημιές κατά τη φόρτωση, την εκφόρτωση και τη μεταφορά.

Στη διαδικασία παραγωγής και εγκατάστασης μεταλλικών στηρίξεων, η μέθοδος σύνδεσης των ράβδων δεν έχει μικρότερη παραγωγική σημασία από τον τύπο κατασκευής. Οι ακόλουθες συνδέσεις ταινίας ισχύουν τόσο για τα συγκροτήματα εργοστασιακής όσο και για μεταλλική στήριξη:

• καθηλωτικό?

• συγκόλληση?

• βιδωτές συνδέσεις.

Στον τεχνικό σχεδιασμό επιλέγεται η μέθοδος σύνδεσης και κατά τον αναλυτικό σχεδιασμό των στηριγμάτων αναπτύσσονται τα αντίστοιχα σχέδια κόμβων. Αυτή η περίσταση θα πρέπει να ληφθεί υπόψη από τον κατασκευαστικό κλάδο και το ζήτημα της μεθόδου σύνδεσης που είναι καταλληλότερο για τις συνθήκες κατασκευής αυτής της γραμμής θα πρέπει να επιλυθεί εγκαίρως.

Παλαιότερα, οι αρμοί με πριτσίνια ήταν μια από τις κύριες μεθόδους σύνδεσης ράβδων στα στηρίγματα και τώρα, λόγω παραγωγικών λόγων, αντικαθίστανται πλήρως από συγκόλληση ή μπουλόνια, όχι μόνο κατά την εγκατάσταση, αλλά ακόμη και στο εργοστάσιο.

Η συγκόλληση είναι μια από τις κοινές μεθόδους σύνδεσης ράβδων στην κατασκευή μεταλλικών στηρίξεων. Το χαμηλό κόστος συγκόλλησης στο εργοστάσιο, η σημαντική απλοποίηση της διαδικασίας παραγωγής συγκολλημένων κατασκευών και μια ορισμένη μείωση του βάρους τους καθορίζουν την ευρεία χρήση αυτής της μεθόδου σύνδεσης, η οποία έχει σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι άλλων.

Στην παραγωγή μεταλλικών στηρίξεων, η σύνδεση των ράβδων πραγματοποιείται σχεδόν αποκλειστικά με ηλεκτροσυγκόλληση τόξου. Σημαντικές δυσκολίες με την προμήθεια της γραμμής μονάδων συγκόλλησης με στύλο, το κόστος υγρού καυσίμου και η συντήρηση της συσκευής από εξειδικευμένο προσωπικό, καθώς και η ανάγκη περιστροφής κατά τη συγκόλληση κατασκευών, περιορίζουν τη δυνατότητα χρήσης συγκόλλησης στην εγκατάσταση.

Οι βιδωτές συνδέσεις χρησιμοποιούνται στην τοποθέτηση στηριγμάτων σε γραμμές λόγω δυσκολιών στην παραγωγή πριτσινιών και ηλεκτρική συγκόλληση μαξιλαριών.

Η χρήση κοχλιωτών αρμών σε συγκροτήματα στήριξης οφείλεται σε ορισμένα από τα ακόλουθα πλεονεκτήματα σε σχέση με τα πριτσίνια και τη συγκόλληση:

• μεγάλη απλοποίηση της διαδικασίας εγκατάστασης στηριγμάτων, η οποία δεν απαιτεί ανακλινόμενες δομές, ειδικά εργαλεία, εξοπλισμό ή μηχανισμούς.

• την ικανότητα να πραγματοποιούνται βιδωτές συνδέσεις χωρίς τη χρήση ειδικευμένου εργατικού δυναμικού (πριτσίνια ή συγκολλητές).

• μειώνοντας σημαντικά τον χρόνο που δαπανάται για τη συναρμολόγηση των στηρίξεων.

Τα μειονεκτήματα των συνδέσεων μαύρων μπουλονιών περιλαμβάνουν:

• μια ορισμένη μείωση της αξιοπιστίας μιας βιδωμένης άρθρωσης έναντι της συγκολλημένης ή με πριτσίνια, λόγω της ανομοιόμορφης κατανομής των δυνάμεων μεταξύ των μπουλονιών.

• σημαντικό κόστος για το υλικό (μπουλόνια, παξιμάδια και ροδέλες), ο αριθμός και τα μεγέθη των οποίων είναι μεγαλύτερα από ό,τι για πριτσίνια ίσης αντοχής.