Якщо ви на секунду подивіться у своє вікно прямо зараз, є дуже хороший шанс, що ви помітите стовп електромережі, що стоїть на задньому плані. Більшість людей щодня проходять повз них, не замислюючись про них, але ці структури в основному є мовчазними м’язами нашого сучасного світу. Вони є основною опорою наших повітряних ліній розподілу електроенергії, і їх робота набагато складніша, ніж просто стояти на місці. Їм доводиться підтримувати важкі поперечини, тримати ізолятори та тримати високо{3}}дроти високої напруги над нашими головами, де вони безпечні.
Коли інженери приступають до роботи над електромережею, у них є дуже конкретний контрольний список для стовпів, які вони вибирають. Перш за все, конструкції потрібна достатня механічна міцність, щоб утриматися під час сильного шторму. У той же час, вартість має бути зрозумілою, оскільки вони виробляються у величезних кількостях, і в ідеалі стовп повинен бути в змозі сидіти в елементах протягом десятиліть без необхідності заміни.
Якщо ви не в індустрії, всі вони, ймовірно, виглядають як базові стовпи, але насправді це спеціалізовані інструменти, виготовлені з дуже різних матеріалів залежно від місцевого середовища та рівнів напруги, які вони повинні нести. Зазвичай ми групуємо їх у три основні категорії залежно від того, з чого вони побудовані, а саме: дерево, залізобетон і метал.
Дерев'яні стовпи
Дерев'яні стовпи
Дерево є оригінальним матеріалом, який використовувався для ліній електропередач, і воно існує з самого початку телеграфу. На початку електрифікації ліси забезпечували майже нескінченну кількість високих прямих дерев, які були природно гнучкими. Ця гнучкість насправді є однією з їхніх найкращих особливостей, оскільки дерев’яна жердина може злегка хитатися під час шторму, а не ламатися, як крихка палиця. Більшість цих стовпів збирають із хвойних дерев, як-от сосна чи кедр, а потім обробляють -сильними хімічними консервантами, як-от креозот, щоб зупинити жучки та гниль, які руйнують серцевину.
Тим не менш, останнім часом ви справді не бачите багато нових дерев’яних стовпів, які встановлюються з кількох дуже практичних причин. По-перше, пропозиція високо-якісної ідеально прямої деревини вже не така, якою була раніше, що призвело до підвищення ціни до рівня, коли це не завжди має фінансовий сенс. Існує також реальність того, що деревина є органічним матеріалом, тому вона, по суті, постійно бореться з навколишнім середовищем. Навіть якщо ви використовуєте найкращі доступні хімічні засоби, волога в ґрунті зрештою призводить до гниття в основі, а шкідники, такі як терміти чи дятли, можуть знищити ідеально міцний стовп набагато швидше, ніж ви думаєте. Через ці головні болі, пов’язані з обслуговуванням, деревина здебільшого відходить у минуле, і її можна знайти в основному в старих районах або віддалених сільських районах, де навантаження на електроенергію не такі вимогливі. Вони все ще добре працюють для швидкого та недорогого-виправлення, але вони рідко є першим вибором для сучасної мережі, яка розрахована на наступні сто років.
Залізобетонні стовпи
Якщо ви йдете сучасним приміським районом або жвавою міською вулицею, стовпи, які ви побачите, майже напевно зроблені із залізобетону. Вони стали абсолютним стандартом для сучасного розподілу електроенергії, оскільки пропонують фантастичну золоту середину. Вони набагато міцніші за дерев’яні, але далеко не такі дорогі, як спеціалізовані сталеві вежі.
Те, як вони побудовані, насправді досить круте з інженерної точки зору. Виробники заливають-бетон високої міцності у форму, яка вже містить складний каркас із сталевої арматури. Це дає вам готовий продукт, який використовує найкращі властивості обох матеріалів. Бетон чудово справляється з великою вагою обладнання, а сталева арматура забезпечує міцність на розрив, щоб стовп не тріснув, коли вітер штовхає дроти. На відміну від дерева, бетон не гниє, не може загорітися, голодні комахи його зовсім ігнорують.
У типовій установці для цих стовпів aпрямокутна сталева поперечинакріпиться болтами вгорі, щоб утримувати ізолятори на місці. Це специфічне обладнання має бути неймовірно міцним, оскільки воно витримує повне натягнення провідників. Оскільки ці стовпи надзвичайно важкі, для їх встановлення потрібно багато м’язів і важкої техніки, але компроміс-вартий того. Після того, як бетонний стовп занурений у землю, він легко прослужить п’ятдесят або шістдесят років майже без обслуговування. Така природа «встановив і забув» робить їх найекономічнішим вибором для більшості наших місцевих електромереж.
Прямокутна сталева поперечина VICTORY
Металеві стовпи
Тоді у нас є металеві стовпи, які зазвичай виготовляються з оцинкованої сталі. Це не ваші повсякденні сусідські стовпи. Зазвичай ви знайдете їх високо стоячими вздовж автомагістралей або прорізаючи відкриті поля, діючи як важкі- опори електропередач для електромережі. Оскільки метал набагато міцніший за дерево чи бетон, ці стовпи можна будувати набагато вищими та охоплювати набагато більші відстані між кожною конструкцією.
Проте металеві стовпи – серйозна інвестиція. Сам матеріал дорогий, і ви не можете просто викопати яму та вкинути їх туди. Для більшості металевих стовпів потрібен масивний,-звичайний бетонний фундамент, укріплений важкими анкерними болтами. Потім стовп піднімається краном і прикручується до цієї основи. Хоча це робить їх неймовірно стабільними, висока вартість сталі та-трудомістке встановлення означає, що вони зазвичай зарезервовані для високо-ліній напруги 35 кВ і вище.
Кожного разу, коли ви маєте справу з масивними прольотами, де дроти простягаються на сотні футів між опорами, вам справді потрібна прямокутна сталева поперечина, яка спеціально сконструйована для того, щоб витримати таке інтенсивне механічне навантаження. Ці металеві компоненти створені таким чином, щоб витримувати найгірші погодні умови, які тільки можна собі уявити, зокрема ураганний-вітер і сильний лід, який легко зламав би дерев’яний стовп або розвалив бетонний. Навіть незважаючи на те, що вони вимагають довготривалої-уваги, щоб утриматися від іржі протягом десятиліть, їх чиста механічна міцність робить їх єдиним логічним вибором для магістралі-передачі енергії на великі відстані.
Робимо правильний вибір для сітки
Отже, чому ми використовуємо три різні типи, а не просто вибираємо найсильніший? Все зводиться до конкретних потреб проекту. Якщо ви проводите -лінію низької напруги через ліс, де деревини багато, а бюджет невеликий, дерев’яний стовп цілком може підійти. Але якщо ви будуєте нову міську інфраструктуру, яка має бути безпечною та надійною для наступних трьох поколінь, ви щоразу використовуєте залізобетон. А для великих ліній, які транспортують електроенергію по всій країні, потрібна потужна сталь.
Кожен із цих трьох полюсів відіграє свою унікальну роль у масивній, складній павутині, яка підтримує наше світло. Як тільки ви зрозумієте матеріали та складну техніку, яка їх створює, легко зрозуміти, що це не просто «палки в землі», це насправді високорозвинена частина сучасного світу. Вони можуть бути тихими та нерухомими, але без особливої сили, яку приносять дерево, бетон і метал, все наше суспільство залишилося б у темряві.