330kV'luk bir elektriğin yapısal bütünlüğünü ve elektromekanik performansını kavramsallaştırmak için oturduğumuzda iletim hattı kule, sadece galvanizli çelikten yapılmış bir iskelet düzenlemesine bakmıyoruz; yerine, atmosferik dielektrik bozulması ve yerçekimi ve çevresel yüklerin amansız çekişi sorununa yüksek riskli bir mimari çözümle uğraşıyoruz. 330kV eşiği, Ekstra Yüksek Gerilimde büyüleyici bir ara noktadır (EHV) spektrum, Genellikle 500kV'nin aşırı olabileceği ancak 220kV'nin bu zorlukların üstesinden gelmek için gerekli güç yoğunluğundan yoksun olduğu bölgesel ara bağlantılar için omurga görevi görür. $I^{2}R$ Uzun mesafeli toplu güç aktarımının doğasında olan kayıplar. Bu ürünü gerçekten analiz etmek için, öncelikle kafes geometrisi ve Q355B veya Q420 yüksek mukavemetli çelik seçiminin bacak elemanlarının narinlik oranlarını nasıl belirlediği üzerinde kafa yormak gerekir.. Kuleyi dikey bir konsol kirişi olarak görmeye başlıyoruz, ACSR'nin statik ağırlığı da dahil olmak üzere karmaşık bir kuvvet kokteyline maruz kalır (Alüminyum İletken Çelik Takviyeli) demetler, Karman girdap dökülmesinin neden olduğu dinamik salınımlar, ve tel kopması senaryosunda ortaya çıkan devasa uzunlamasına çekme kuvvetleri.

Yapısal felsefe: Kafes Optimizasyonu ve Rüzgar Yüklemesi

330kV'luk bir kulenin tasarımı, temel seçimle başlar. “Bel” ve “Kafes” boyutlar. Tipik bir kendini destekleyen kafes konfigürasyonunda, Kule tabanının genişliği matematiksel olarak devrilme momentine bağlıdır. Ayak izi veya arazi edinim maliyetlerinden tasarruf edemeyecek kadar daraltırsak, temel kütüklerindeki basınç ve çekme gerilmelerini arttırıyoruz, çelik tasarruflarını dengeleyebilecek devasa beton iskeleler gerektirmesi. Sürtünme Katsayısını dikkate almalıyız ($C_{d}$) Bireysel açı elemanlarının. 330kV'da, kule yüksekliği genellikle 30 için 50 metre, üst çapraz kolları doğrudan yüksek hızlı laminer rüzgarların yoluna yerleştirmek. Rüzgar hızlarını standart 10 metrelik referans yüksekliğinden iletken eklerinin gerçek yüksekliğine kadar tahmin etmek için Güç Yasasını veya Logaritmik Yasayı kullanırız.. Bu yüksekliklerdeki türbülans yoğunluğu çoğu tasarımcının hafife aldığı bir yorulma döngüsü yaratıyor; Her rüzgar kafes eklemlerinde mikroskobik bir sapmaya neden olur, M16'dan M24'e kadar yüksek mukavemetli cıvataların ve bunların ardından gelen tork spesifikasyonlarının seçimini, yalnızca basit montajdan ziyade uzun vadeli yapısal hayatta kalma meselesi haline getiriyoruz.

Teknik yabani otların derinliklerine inmek, konuyu ele almalıyız “Paket Etkisi.” 330kV'da, neredeyse her zaman çift demetli iletken konfigürasyonunu görüyoruz. Bu sadece akım taşıma kapasitesiyle ilgili değil; yüzey voltajı gradyanını yönetmekle ilgilidir. İletkenin yüzeyindeki elektrik alan kuvveti, “başlangıç ​​gerilimi” çevredeki havanın, gelir kaybını ve elektromanyetik paraziti temsil eden karakteristik uğultu sesi olan korona deşarjı alıyoruz. Kulenin çapraz kolu bir şekilde tasarlanmalıdır. “Pencere” minimum hava boşluğunu koruyacak kadar büyük (Boşluk) yalıtkan ip sallansa bile 45 yan rüzgarlar nedeniyle derece veya daha fazla. P-Delta etkisinin devreye girdiği yer burasıdır; Kule rüzgar basıncı altında hafifçe eğilirken, İletkenlerin dikey ağırlığı, yapısal analiz yazılımının yakınsamaya kadar yinelemesi gereken ek bir eksantrik moment yaratır.. Biz esas olarak 50 yıllık dönüş periyodundaki fırtınalara karşı elastik kalması gereken, aynı zamanda elastik olmayan fırtınaları da öngören bir yapı tasarlıyoruz. “bükülme” diyagonal desteğin davranışı ise “şiddetli patlama” veya “mikro patlama” olay tasarım sınırını aşıyor.

Elektriksel Açıklıklar ve Yalıtkan Dinamiği

330kV kulenin elektriksel kalbi açıklık diyagramıdır. Üç farklı koşulu hesaba katmalıyız: güç frekansı voltajı (standart çalışma), anahtarlama dalgalanması (dahili geçici olaylar), ve yıldırım darbesi (harici geçici olaylar). 330kV'luk bir sistem için, the “Minimum Boşluk” genellikle mahallededir 2.2 için 2.8 rakıma bağlı olarak metre. ancak, şunu da düşünmeliyiz “dörtnala koşuyor” iletkenlerin - bunlar düşük frekanslı, Tellerde asimetrik buz birikmesinin neden olduğu yüksek genlikli salınımlar. Kule fazlar arasında yeterli dikey aralık bırakılacak şekilde tasarlanmadıysa (the “Fazdan Faza” Boşluk), şiddetli bir rüzgar orta açıklıkta bir flashover'a neden olabilir, tüm hattın açılması. Yalıtkanların kendisi, ister sertleştirilmiş cam ister kompozit silikon kauçuk, Canlı tel ile topraklanmış çelik arasında mekanik arayüz görevi görür. Kule için seçilen V-string veya I-string konfigürasyonu, “Salınım Açısı.” Bir V-string iletkeni daha sıkı tutar, daha dar geçiş haklarına ve daha küçük kule pencerelerine izin verir, ancak yalıtkan maliyetini iki katına çıkarır ve çapraz kol uçlarındaki dikey yükü artırır.

Topraklama sistemi (topraklama) 330kV kulenin isimsiz kahramanı. Kule dev bir paratonerdir. Yıldırım havai kalkan teline çarptığında (OPGW veya çelik tel), akıntı kule gövdesinden aşağı doğru akıyor. Eğer “Kule Temel Direnci” çok yüksek - diyelim ki, üzerinde 10 için 15 Ohm—kulenin tepesindeki voltaj o kadar yükselecek ki “geri yanıp söner” kondüktöre. Bu bir “Geri Flashover.” Bunu önlemek için, sofistike bir radyal topraklama dizisi veya derinden tahrikli elektrotlar kullanıyoruz, Kulenin dalgalanma empedansının, yalıtkan tellere zarar vermeden kiloamperlik akımı toprağa yönlendirecek kadar düşük kalmasının sağlanması. Ayrıca şunları da dikkate almalıyız “Koruma Açısı.” Topraklama kablolarının kulenin en tepe noktasına yerleştirilmesi Elektro-Geometrik Model kullanılarak hesaplanır. (EGM) iletkenlerin bu sınırlar içinde kalmasını sağlamak için “gölge” kalkan tellerinin, onları doğrudan yıldırım çarpmasından korumak.

Malzeme Bilimi ve Çevresel Direnç

Metalurjik açıdan, 330kV kule, atmosferik korozyon direncinde bir ustalık sınıfıdır. Çünkü bu kulelerin ayakta durması bekleniyor 50 Nemli kıyı ovalarından kurak, yüksek rakımlı çöllere kadar değişen ortamlarda yıllarca, sıcak daldırma galvanizleme işlemi kritiktir. Sadece çeliği boyamıyoruz; çinko-demir alaşımı katmanlarının fedakar koruma sağladığı metalurjik bir bağ yaratıyoruz. Bu kaplamanın kalınlığı, genellikle mikron cinsinden ölçülür (bu voltajlar için tipik olarak 85μm ila 100μm), çelikteki silikon içeriği tarafından belirlenir, hangi kontrol eder “Sandelin Etkisi.” Silikon içeriği ise “yanlış” menzil, çinko kaplama kırılgan ve gri hale gelir, pul pul dökülme ve yapısal çeliği paslanmaya karşı savunmasız bırakma. Şunu da dikkate almalıyız “Gevrek Kırılma” sıfırın altındaki sıcaklıklarda çeliğin. Çelik kafes direklerin davranışı literatürde araştırılmıştır., biz belirtiyoruz “Darbe Testi Yapıldı” çelik (örneğin, Q355D veya E) -40°C'lik bir gecede ani bir rüzgârla kafesin cam gibi parçalanmamasını sağlamak.

Bu kuleler için gereken üretim hassasiyeti çok büyüktür. Cıvatalar için her delik CNC hassasiyetiyle delinir veya delinir, çünkü, binlerce üyesi olan bir kafes yapısında, Tabandaki köşebent plakasındaki 2 mm'lik bir hata, zirvede 200 mm'lik bir eğime dönüşecektir. Bu “Ön yükleme” veya “İlk Kusur” ana bacakların bükülme mukavemetini büyük ölçüde azaltabilir. Simüle ettiğimizde “Yük Durumları,” sadece bakmıyoruz “Normal Hava.” Simüle ediyoruz “Yoğun Buz,” “A Aşamasında Kırık Tel,” “Düzensiz Buzdan Kaynaklanan Burulma Yüklemesi,” ve hatta “İnşaat Yükleniyor” yan hakemin ağırlığı ve gerdirme ekipmanının, kulenin son durumunda asla başa çıkamayacağı lokal stresler yarattığı yer.