Dacă vă luați o secundă să vă uitați pe fereastră chiar acum, există șanse foarte mari să vedeți un stâlp de utilitate care stă acolo în fundal. Majoritatea oamenilor trec pe lângă ei în fiecare zi, fără să se gândească la ei, dar aceste structuri sunt practic mușchii tăcuți ai lumii noastre moderne. Ele sunt coloana vertebrală principală a liniilor noastre aeriene de distribuție a energiei electrice, iar munca lor este mult mai complexă decât să stea pe loc. Trebuie să susțină brațele grele în cruce, să susțină izolatoarele și să țină firele de înaltă-tensiune mult deasupra capetelor noastre, unde sunt în siguranță.
Când inginerii se apucă de lucru la o rețea electrică, ei au o listă de verificare foarte specifică pentru stâlpii pe care îi aleg. În primul rând, structura are nevoie de suficientă rezistență mecanică brută pentru a rămâne în picioare atunci când lovește o furtună masivă. În același timp, costul trebuie să aibă sens, deoarece acestea sunt produse în cantități uriașe și, în mod ideal, stâlpul ar trebui să poată sta în aer timp de decenii fără a avea nevoie de o înlocuire.
Dacă nu sunteți în industrie, probabil că toți arată ca niște stâlpi de bază, dar sunt de fapt unelte specializate realizate din materiale foarte diferite, în funcție de mediul local și de nivelurile de tensiune pe care trebuie să le suporte. De obicei, le grupăm în trei categorii principale în funcție de ce sunt construite, care sunt lemn, beton armat și metal.
Stalpi din lemn
Stalpi din lemn
Lemnul este materialul original folosit pentru liniile electrice și există încă de la începutul telegrafului. În primele zile ale electrificării, pădurile furnizau o aprovizionare aproape nesfârșită de copaci înalți, drepti, flexibili în mod natural. Această flexibilitate este de fapt una dintre cele mai bune caracteristici ale lor, deoarece un stâlp de lemn se poate balansa ușor în timpul unei furtuni, mai degrabă decât să se spargă ca un băț fragil. Cei mai mulți dintre acești stâlpi sunt recoltați din conifere, cum ar fi pinul sau cedru, și apoi tratați cu conservanți chimici grei-cum ar fi creozotul, pentru a împiedica insectele și putrezirea să distrugă miezul.
Acestea fiind spuse, chiar nu vezi mulți stâlpi noi din lemn instalați în ultima vreme din câteva motive foarte practice. În primul rând, furnizarea de cherestea-de înaltă calitate, perfect dreptă, nu mai este ceea ce era înainte, ceea ce a condus prețul până la un punct în care nu are întotdeauna sens financiar. Există, de asemenea, realitatea că lemnul este un material organic, deci este în esență într-o luptă constantă împotriva mediului. Chiar și atunci când utilizați cele mai bune tratamente chimice disponibile, umiditatea din sol duce în cele din urmă la putrezirea la bază, iar dăunătorii precum termitele sau ciocănitoarea pot distruge un stâlp perfect solid mult mai repede decât ați putea crede. Din cauza acestor dureri de cap de întreținere, lemnul devine în mare parte un lucru al trecutului, găsit în principal în cartierele mai vechi sau zonele rurale îndepărtate, unde sarcinile de energie nu sunt la fel de solicitante. Încă funcționează bine pentru o remediere rapidă, cu-cost redus, dar rareori sunt prima alegere pentru o rețea modernă concepută să reziste în următoarele sute de ani.
Stalpi din beton armat
Dacă te plimbi printr-un cartier modern suburban sau pe o stradă aglomerată a orașului, stâlpii pe care îi vezi sunt aproape sigur din beton armat. Acestea au devenit standardul absolut pentru distribuția modernă de energie, deoarece oferă o cale de mijloc fantastică. Sunt mult mai dure decât lemnul, dar nici pe departe la fel de scumpe ca turnurile de oțel specializate.
Modul în care acestea sunt construite este de fapt destul de grozav din punct de vedere ingineresc. Producătorii turnă beton de înaltă-rezistență într-o matriță care conține deja o cușcă complexă de armătură de oțel. Acest lucru vă oferă un produs finit care utilizează cele mai bune proprietăți ale ambelor materiale. Betonul este excelent la manipularea greutății grele în jos a echipamentului, în timp ce armătura din oțel oferă rezistența la tracțiune pentru a împiedica stâlpul să crape atunci când vântul împinge firele. Spre deosebire de lemn, betonul nu putrezește, nu poate lua foc și este complet ignorat de insectele flămânde.
Într-o configurație tipică pentru acești stâlpi, abraț transversal dreptunghiular din oțeleste înșurubat aproape de partea de sus pentru a menține izolatoarele în poziție. Acest hardware specific trebuie să fie incredibil de robust, deoarece suportă întreaga tensiune a conductorilor. Deoarece acești stâlpi sunt extrem de grei, necesită multă mușchi și utilaje grele pentru a fi instalați, dar schimbul-merită. Odată ce un stâlp de beton este în pământ, acesta poate dura cu ușurință cincizeci sau șaizeci de ani, fără întreținere aproape zero. Această natură „setează-l și uită-l” le face să fie cea mai economică alegere pentru majoritatea rețelelor noastre electrice locale.
Braț transversal dreptunghiular din oțel VICTORY
Stalpi metalici
Apoi avem stâlpii metalici, care sunt de obicei construiți din oțel galvanizat. Aceștia nu sunt stâlpii tăi de cartier de zi cu zi. De obicei, îi veți găsi stând înalți de-a lungul autostrăzilor sau străpungând câmpuri deschise, acționând ca turnuri de transmisie grele-pentru rețeaua electrică. Deoarece metalul este mult mai puternic decât lemnul sau betonul, acești stâlpi pot fi construiți mult mai înalți și se pot întinde pe distanțe mult mai mari între fiecare structură.
Totuși, stâlpii metalici sunt o investiție serioasă. Materialul în sine este scump și nu poți să sapi o groapă și să-i arunci în interior. Majoritatea stâlpilor metalici necesită o fundație masivă din beton turnat-personalizat, care este întărită cu șuruburi de ancorare grele. Stâlpul este apoi ridicat de o macara și fixat cu șuruburi pe această bază. Deși acest lucru le face incredibil de stabile, costul ridicat al oțelului și instalarea-intensiva a forței de muncă înseamnă că sunt de obicei rezervate pentru liniile de-înaltă tensiune de 35KV și mai mult.
Ori de câte ori aveți de-a face cu acele deschideri masive în care firele se întind pe sute de picioare între suporturi, aveți nevoie într-adevăr de un braț transversal dreptunghiular din oțel, care este proiectat special pentru a face față acestui tip de stres mecanic intens. Aceste componente metalice sunt construite pentru a supraviețui celor mai urâte condiții meteorologice pe care le puteți imagina, inclusiv vânturi cu forță de uragan-și acumularea puternică de gheață care ar rupe cu ușurință un stâlp de lemn sau ar provoca prăbușirea unuia de beton. Chiar dacă necesită o atenție-de lungă durată pentru a menține rugina la distanță de-a lungul deceniilor, rezistența lor mecanică absolută le face singura alegere logică pentru coloana vertebrală a transmisiei de energie la-la distanță lungă.
A face alegerea corectă pentru rețea
Deci, de ce folosim trei tipuri diferite în loc să-l alegem pe cel mai puternic? Totul se rezumă la nevoile specifice ale proiectului. Dacă treceți o linie de -joasă tensiune printr-o pădure în care lemnul este din belșug și bugetul este mic, un stâlp de lemn ar putea fi perfect. Dar dacă construiți o nouă infrastructură a orașului care trebuie să fie sigură și fiabilă pentru următoarele trei generații, mergeți cu beton armat de fiecare dată. Iar pentru liniile mari care transportă electricitate în toată țara, aveți nevoie de puterea brută a oțelului.
Fiecare dintre acești trei poli joacă rolul său unic în rețeaua masivă și complexă care ne menține luminile aprinse. Odată ce ați înțeles materialele și ingineria dură care le include, este ușor de observat că acestea nu sunt doar „bețișoare în pământ”, ele sunt de fapt o parte foarte evoluată a lumii moderne. S-ar putea să fie liniștite și staționare, dar fără punctele forte specifice pe care lemnul, betonul și metalul le aduc la masă, întreaga noastră societate ar fi lăsată în întuneric.