Apabila kita duduk untuk mengkonseptualisasikan integriti struktur dan prestasi elektromekanikal bagi elektrik 330kV menara talian penghantaran, kita bukan sekadar melihat susunan rangka keluli tergalvani; sebaliknya, kami terlibat dengan penyelesaian seni bina yang berkepentingan tinggi untuk masalah kerosakan dielektrik atmosfera dan tarikan beban graviti dan alam sekitar yang tidak henti-henti. Ambang 330kV adalah titik perantaraan yang menarik dalam Voltan Tambahan Tinggi (Ehv) spektrum, sering berfungsi sebagai tulang belakang untuk sambungan serantau di mana 500kV mungkin berlebihan tetapi 220kV tidak mempunyai ketumpatan kuasa yang diperlukan untuk mengatasi $I^{2}R$ kerugian yang wujud dalam pemindahan kuasa pukal jarak jauh. Untuk benar-benar menganalisis produk ini, seseorang mesti terlebih dahulu mementingkan geometri kekisi dan bagaimana pemilihan keluli berkekuatan tinggi Q355B atau Q420 menentukan nisbah kelangsingan anggota kaki. Kita mulakan dengan melihat menara sebagai rasuk julur menegak, tertakluk kepada koktel daya yang kompleks termasuk berat statik ACSR (Keluli Konduktor Aluminium Diperkukuh) berkas, ayunan dinamik yang disebabkan oleh penumpahan vorteks Karman, dan daya tarik membujur besar-besaran yang berlaku semasa senario wayar putus.

Falsafah Struktur: Pengoptimuman Kekisi dan Pemuatan Angin

Reka bentuk menara 330kV bermula dengan pilihan asas “Pinggang” dan “sangkar” dimensi. Dalam konfigurasi kekisi sokongan diri biasa, lebar tapak menara diikat secara matematik dengan momen terbalik. Jika kita pergi terlalu sempit untuk menjimatkan kos jejak atau pengambilan tanah, kami meningkatkan tegasan mampatan dan tegangan pada stub asas, memerlukan tiang konkrit besar-besaran yang mungkin mengimbangi penjimatan keluli. Kita mesti mempertimbangkan Pekali Seret ($C_{d}$) daripada ahli sudut individu. Pada 330kV, ketinggian menara selalunya berkisar dari 30 kepada 50 meter, meletakkan lengan silang atas terus di laluan angin laminar berkelajuan lebih tinggi. Kami menggunakan Undang-undang Kuasa atau Undang-undang Logaritma untuk mengekstrapolasi kelajuan angin daripada ketinggian rujukan standard 10 meter kepada ketinggian sebenar lampiran konduktor. Keamatan gelora pada ketinggian ini mewujudkan kitaran keletihan yang dipandang remeh oleh kebanyakan pereka; setiap hembusan menyebabkan pesongan mikroskopik pada sendi kekisi, menjadikan pilihan bolt berkekuatan tinggi M16 hingga M24 dan spesifikasi tork seterusnya adalah soal kelangsungan struktur jangka panjang dan bukannya pemasangan mudah sahaja.

Bergerak lebih dalam ke dalam rumpai teknikal, kita perlu menangani “Kesan Bundle.” Pada 330kV, kita hampir selalu melihat konfigurasi konduktor berkas berkembar. Ini bukan sahaja mengenai kapasiti pembawa semasa; ia mengenai menguruskan kecerunan voltan permukaan. Jika kekuatan medan elektrik pada permukaan konduktor melebihi “voltan permulaan” daripada udara sekeliling, kita mendapat pelepasan korona—bunyi berdengung ciri yang mewakili kehilangan hasil dan gangguan elektromagnet. Lengan silang menara mesti direka bentuk dengan a “Tingkap” cukup besar untuk mengekalkan jurang udara minimum (pelepasan) walaupun apabila tali penebat berayun 45 darjah atau lebih disebabkan oleh angin lintang. Di sinilah kesan P-Delta dimainkan; kerana menara itu condong sedikit di bawah tekanan angin, berat menegak konduktor mencipta momen eksentrik tambahan yang perisian analisis struktur mesti berulang sehingga penumpuan. Kami pada asasnya mereka bentuk struktur yang mesti kekal anjal di bawah ribut tempoh pulangan 50 tahun sambil menjangkakan tidak anjal “Buckling” tingkah laku pendakap pepenjuru jika a “ledakan” atau “letupan mikro” acara melebihi had reka bentuk.

Kelegaan Elektrik dan Dinamik Penebat

Jantung elektrik menara 330kV ialah gambarajah kelegaan. Kita mesti mengambil kira tiga syarat yang berbeza: voltan frekuensi kuasa (operasi standard), lonjakan pensuisan (transien dalaman), dan dorongan kilat (transien luaran). Untuk sistem 330kV, yang “Jurang Minimum” biasanya berada di kawasan kejiranan 2.2 kepada 2.8 meter bergantung pada ketinggian. Walau bagaimanapun, kita juga perlu memikirkan tentang “Bergelombang” konduktor—frekuensi rendah itu, ayunan amplitud tinggi yang disebabkan oleh pembentukan ais tidak simetri pada wayar. Jika menara tidak direka bentuk dengan jarak menegak yang mencukupi antara fasa (yang “Fasa ke Fasa” pelepasan), tiupan angin boleh menyebabkan kilatan pertengahan rentang, tersandung seluruh barisan. Penebat itu sendiri, sama ada kaca yang dikeraskan atau getah silikon komposit, bertindak sebagai antara muka mekanikal antara wayar hidup dan keluli yang dibumikan. Konfigurasi rentetan V atau rentetan I yang dipilih untuk menara mempengaruhi “Sudut Ayunan.” Rentetan V memegang konduktor dengan lebih tegar, membenarkan hak laluan yang lebih sempit dan tingkap menara yang lebih kecil, tetapi ia menggandakan kos penebat dan meningkatkan beban menegak pada hujung lengan silang.

Sistem pembumian (pembumian) ialah wira yang tidak didendang bagi menara 330kV. Menara adalah penangkal kilat gergasi. Apabila kilat menyambar wayar perisai atas (OPGW atau helai keluli), arus mengalir ke bawah badan menara. Sekiranya “Rintangan Pijakan Menara” terlalu tinggi—katakan, lebih 10 kepada 15 Ohm—voltan di bahagian atas menara akan naik begitu tinggi sehingga ia “berkelip balik” kepada konduktor. Ini adalah a “Flashover Belakang.” Untuk mengelakkan ini, kami menggunakan tatasusunan pembumian jejari yang canggih atau elektrod pacuan dalam, memastikan galangan lonjakan menara kekal cukup rendah untuk mengalirkan arus kilo-ampere ke dalam bumi tanpa memusnahkan rentetan penebat. Kita juga perlu mempertimbangkan “Sudut Perisai.” Peletakan wayar bumi di puncak menara dikira menggunakan Model Elektro-Geometrik (EGM) untuk memastikan bahawa konduktor berada di dalam “bayang” daripada wayar perisai, melindungi mereka daripada sambaran petir secara langsung.

Sains Bahan dan Rintangan Alam Sekitar

Dari perspektif metalurgi, menara 330kV adalah kelas induk dalam rintangan kakisan atmosfera. Kerana menara ini dijangka berdiri untuk 50 tahun dalam persekitaran yang terdiri daripada dataran pantai lembap hingga padang pasir altitud tinggi yang gersang, proses galvanisasi hot-dip adalah kritikal. Kami bukan hanya mengecat keluli; kami mencipta ikatan metalurgi di mana lapisan aloi zink-besi memberikan perlindungan korban. Ketebalan salutan ini, selalunya diukur dalam mikron (biasanya 85μm hingga 100μm untuk voltan ini), ditentukan oleh kandungan silikon dalam keluli, yang mengawal “Kesan Sandelin.” Jika kandungan silikon berada di dalam “salah” julat, salutan zink menjadi rapuh dan kelabu, mengelupas dan meninggalkan keluli struktur terdedah kepada karat. Kita juga mesti mempertimbangkan “Patah Rapuh” keluli dalam suhu sub-sifar. Di kawasan sejuk, kami tentukan “Kesan Diuji” keluli (cth, Q355D atau E) untuk memastikan kekisi tidak pecah seperti kaca apabila terkena tiupan angin secara tiba-tiba pada malam -40°C.

Ketepatan pembuatan yang diperlukan untuk menara ini sangat besar. Setiap lubang untuk bolt ditebuk atau digerudi dengan ketepatan CNC kerana, dalam struktur kekisi dengan ribuan ahli, ralat 2mm dalam plat gusset di pangkalan akan membesar menjadi lean 200mm pada puncak. ini “Pra-pemuatan” atau “Ketidaksempurnaan Awal” boleh mengurangkan kekuatan lengkok kaki utama secara drastik. Apabila kita mensimulasikan “Muatkan Kes,” kita bukan sekadar melihat “Cuaca Biasa.” Kita buat simulasi “Ais Berat,” “Kawat Putus dalam Fasa A,” “Pemuatan Kilasan daripada Ais Tidak Sekata,” dan juga “Pemuatan Pembinaan” di mana berat seorang penjaga garisan dan peralatan penegang mewujudkan tegasan setempat yang menara tidak pernah dimaksudkan untuk mengendalikan dalam keadaan terakhirnya.