Как са подредени кулите за предаване на енергия?

Най-често си представяме опората на електропроводи под формата на решетъчна структура. Преди около 30 години това беше единственият вариант и дори днес те продължават да се изграждат. Комплект метални ъгли се довежда до строителната площадка и стъпка по стъпка опората се завинтва от тези типични елементи. Тогава пристига кран и поставя конструкцията в изправено положение. Такъв процес отнема много време, което се отразява на времето на полагане на линиите, а самите тези опори с тъпи решетъчни силуети са много краткотрайни. Причината е лошата защита от корозия. Технологичното несъвършенство на такава опора се допълва от проста бетонна основа. Ако се направи недобросъвестно, например, като се използва разтвор с недостатъчно качество, след известно време бетонът ще се напука, водата ще попадне в пукнатините. Няколко цикъла на замръзване и размразяване, а основата трябва да бъде преработена или сериозно поправена.

Слушалки вместо ъгли

Попитахме представителите на PJSC Rosseti за това каква алтернатива е подмяната на традиционните опори, изработени от черни метали. „В нашата компания, която е най-големият оператор на електрическа мрежа в Русия“, казва специалистът на тази организация, „отдавна се опитваме да намерим решение на проблемите, свързани с решетъчните опори, и в края на 90-те години започнахме да преминаваме към фасетни опори. Това са цилиндрични стелажи от огънат профил, всъщност тръби, в напречно сечение, които имат вид на многогранник. Освен това започнахме да прилагаме нови методи за защита от корозия, главно метода на горещо поцинковане. Това е електрохимичен метод за нанасяне на защитно покритие върху метал. В агресивна среда цинковият слой става по-тънък, но носещата част на опората остава невредима. "

Освен по-голяма издръжливост, новите опори се характеризират и с лесна инсталация. Не трябва да се завинтват повече ъгли: тръбните елементи на бъдещата опора просто се вмъкват един в друг, след това връзката е фиксирана. Можете да монтирате такъв дизайн осем до десет пъти по-бързо от сглобяването на пергола. Съответните трансформации са претърпели и основи. Вместо обичайния бетон започнаха да се използват така наречените купчини. Структурата потъва в земята, към нея е прикрепен противовес, а самата опора вече е поставена върху нея. Очакваният експлоатационен живот на такива опори е до 70 години, тоест приблизително два пъти по-дълъг от този на трилизираните.

Поддържайки електрически въздушни линии, обикновено си го представяме по този начин. Класическият решетъчен дизайн обаче постепенно отстъпва място на по-модерни опции - многостранни опори и опори, изработени от композитни материали.

Защо проводят жиците?

А проводниците? Те висят високо над земята и отдалеч приличат на дебели монолитни кабели. Всъщност проводниците с високо напрежение са свита тел. Конвенционалната и универсално използвана жица има стоманена сърцевина, която осигурява здравина на конструкцията и е заобиколена от алуминиева тел, така наречените външни проводници, през които се предава текущото натоварване. Смазката се полага между стомана и алуминий. Той е необходим, за да се намали триенето между стомана и алуминий, материали с различни коефициенти на топлинно разширение. Но тъй като алуминиевият проводник има кръгло напречно сечение, намотките не са плътно една до друга, повърхността на жицата има подчертан релеф. Този недостатък има две последици. Първо, влагата прониква в пролуката между завоите и извлича мазнината. Триенето се засилва и се създават условия за корозия. В резултат на това експлоатационният живот на такъв проводник е не повече от 12 години. За да удължите експлоатационния живот, понякога маншетите за ремонт се поставят върху жицата, което също може да доведе до проблеми (повече за това по-долу). В допълнение, този дизайн на жицата помага да се създаде в близост до въздушната линия ясно различимо шумолене. Това се дължи на факта, че променливото напрежение 50 Hz поражда променливо магнитно поле, което кара отделни проводници в жицата да вибрират, което води до сблъсъци помежду им и ние чуваме характерно бръмчене. В страните от ЕС такъв шум се счита за акустично замърсяване и те се борят. Сега такава борба започна при нас.

„Сега искаме да заменим старите проводници с проводници от нов дизайн, които разработваме“, казва представителят на ПАСК „Росети“. - Това също е стоманено-алуминиева тел, но телта там се използва не с кръгло напречно сечение, а по-скоро от трапец. Извиването се оказва плътно, а телената повърхност е гладка, без пукнатини. Влагата трудно може да влезе вътре, мазнината не се измива, сърцевината не ръждясва, а експлоатационният живот на такава жица е близо тридесет години. Проводници с подобен дизайн вече се използват в страни като Финландия и Австрия. В Русия има линии с нови проводници - в района на Калуга. Това е линията Орбит-Спутник с дължина 37 км. Освен това там проводниците имат не само гладка повърхност, но и друго ядро. Не е от стомана, а от фибростъкло. Такава жица е по-лека, но по-здрава от обикновената стомана-алуминий.

Въпреки това, най-новото постижение в областта на дизайна в тази област може да се счита за тел, създаден от американския концерн 3M. В тези проводници носещата способност се осигурява само от проводими слоеве. Няма ядро, но самите акушерки са подсилени с алуминиев оксид, като по този начин се постига висока якост. Този проводник има отлична товароносимост и със стандартни опори може да издържи на разстояния до 700 м дължина поради своята здравина и ниско тегло (стандартно 250-300 м). В допълнение, проводникът е много устойчив на топлинни натоварвания, което определя използването му в южните щати на САЩ и, например, в Италия. Жицата от 3M обаче има един съществен минус - цената е твърде висока.

Оригиналните „дизайнерски“ опори служат като безспорна декорация на пейзажа, но е малко вероятно те да бъдат широко използвани. Компаниите с електропреносната мрежа дават приоритет на надеждността на предаването на енергия, а не на скъпите „скулптури“.

Лед и струни

Надземните електропроводи имат своите естествени врагове. Един от тях са проводниците за обледеняване. Това бедствие е особено характерно за южните райони на Русия. При температура, близка до нула, капки дъжд падат върху жицата и замръзват върху нея. На върха на жицата се образува кристална капачка. Но това е само началото. Шапката под тежестта си постепенно обръща жицата, замествайки другата страна за замръзване на влагата. Рано или късно около телта ще се образува леден съединител и ако теглото на съединителя надвиши 200 кг на метър, жицата ще се счупи и някой ще остане без светлина. Росети има собствено ноу-хау в борбата с леда. Част от линията с ледени проводници е изключена от линията, но свързана с източник на постоянен ток. Когато използвате постоянен ток, омичното съпротивление на жицата може да бъде практически игнорирано и токовете могат да бъдат предадени, да речем, два пъти по-силни от изчислената стойност за променлив ток. Жицата се загрява и ледът се топи. Проводниците изхвърлят ненужното натоварване. Но ако има проводници за ремонт на проводниците, тогава възниква допълнително съпротивление и тогава жицата може да изгори.

Друг враг са високочестотните и нискочестотните трептения. Натегната жица на надземната линия е низ, който започва да вибрира с висока честота под въздействието на вятъра. Ако тази честота съвпада с естествената честота на жицата и се получи комбинация от амплитуди, проводникът може да се счупи. За да се справят с този проблем, по линиите са инсталирани специални устройства - вибрации, които приличат на кабел с две тежести. Този дизайн, който има собствена честота на трептене, разстройва амплитудите и заглушава вибрациите.

Такъв вреден ефект като "тенис танци" е свързан с вибрации с ниска честота. Когато се случи прекъсване по линията (например поради образуването на лед), се появяват вибрации на проводниците, които преминават вълната по-нататък, след няколко педя. В резултат на това пет до седем опори, изграждащи котвения диапазон (разстоянието между две опори с твърд прикачен проводник), могат да се огънат или дори да паднат. Известно средство за борба с „танцуването“ е инсталирането на междуфазни дистанционери между съседни проводници. Ако има дистанционери, проводниците взаимно ще навлажнят вибрациите си. Друг вариант е използването на линията на опори, изработени от композитни материали, по-специално от фибростъкло. За разлика от металните опори, композитът има свойството на еластична деформация и лесно може да „спечели обратно“ вибрациите на проводниците, като се огъва надолу и след това възстановява вертикалното положение. Подобна поддръжка може да предотврати падането на каскада на цял участък от линията.

На снимката разликата между традиционния високоволтов проводник и жицата от нов дизайн е ясно видима. Вместо кръгла тел се използва предварително деформирана жица, а композитната сърцевина зае мястото на стоманената сърцевина.

Уникални опори

Разбира се, има всякакви уникални случаи, свързани с полагане на надземни линии. Например, когато инсталирате опори в наводнена почва или в вечна замръзване, конвенционалните купчини за основи няма да работят. След това се използват винтови купчини, които се завинтват в земята като винт, за да се постигне най-здравата основа. Специален случай е преминаването на електропроводи на широки водни бариери. Те използват специални опори на височина, които тежат десет пъти повече от обикновено и имат височина 250-270 м. Тъй като размахът може да бъде повече от два километра, се използва специална жица с подсилена сърцевина, която допълнително се поддържа от товарен кабел. Това е, например, организирано за преминаване на електропроводи през Кама с разстояние 2250 m.

Отделна група опори са конструкции, проектирани не само за задържане на проводници, но и да носят определена естетическа стойност, например опорни скулптури. През 2006 г. Rosseti стартира проект за разработване на опори с оригинален дизайн. Имаше интересни творби, но техните автори, дизайнери, често не можеха да оценят възможността и техничността на инженерното изпълнение на тези конструкции. Като цяло трябва да се каже, че опорите, в които е вграден артистичният дизайн, като например фигурите за подкрепа в Сочи, обикновено се инсталират не по инициатива на мрежови компании, а по поръчка на някои трети търговски или правителствени организации. Например в САЩ е популярна поддръжка под формата на буквата M, стилизирана като лого на веригата за бързо хранене на McDonald.

Статията „Висока енергия“ е публикувана в списанието Popular Mechanics (№ 9, септември 2015 г.).

Препоръчано

iSniper: тест за руския „умен” зрение
2019
Днес Земята преминава афелий!
2019
Квантова лампа: Историята на едно от най-важните изобретения на XX век - лазер
2019