Persian
برج تلسکوپی یا شبکه ای ؟!
کدام یک بهترند؟
امروزه برج (دکل)های عظیم الجثه و سیم های مابین آنها، جزئی لاینفک از مناظر بیرون شهری و جاده ای هستند و آنقدر دیده ایم که دیگر به بودنشان در چشم اندازمان عادت کرده ایم. در بلندترین و بکرترین نقاط جنگل ها، دشت ها و بیابان ها قد برافراشته اند تا نیروی برق را که بدون آن چرخ صنعت و زندگی امروزین از کار می ایستد به کارخانه ها، مراکز تجاری و اداری و خانه ها برسانند. شاید بارها با خودمان اندیشیده ایم که به چه دلیل ارتفاع این برج ها تا این حد بلند است و یا اینکه چرا در داخل شهرها برجهایی بدین بزرگی به ندرت دیده میشوند؟ کاربرد آنها چیست و چه تفاوت هایی با هم دارند؟ در این مجال سعی خواهیم کرد تا به بخشی از این پرسش ها بپردازیم.
برق تولید شده در نیروگاه ها میبایست به مصرف کنندگان عمده (مراکز صنعتی،کارخانجات، سازمان ها و …) و کوچک( خانه های مسکونی، فروشگاه ها، مدارس و …) برسد. بخش مهمی از این امر توسط خطوط انتقال نیرو/برق انجام می‌شود. خطوط انتقال به طور کلی، از برج های انتقال برق و سیم کشی های مابین آنها تشکیلی می شود که نیروی برق را از نیروگاه ها تا شهرها و مصرف کنندگان منتقل میکنند.
برج
برج به سازه ای بلند گفته می شود که از آن برای نگه داشتن اجسام بر روی ارتفاع استفاده می شود. این اجسام می تواند چراغ های روشنایی و یا خطوط پر فشار برق و یا سیستم های دریافت و ارسال مخابراتی باشد. در خطوط انتقال برق، برج ها به عنوان نگاه دارنده سیم های حامل برق یا هادی ها عمل می کنند و می بایست توان تحمل و حمایت از سیم های حامل که بسیار سنگین هستند را داشته باشند. ارتفاع زیاد برج ها نیز به دلیل رعایت ارتفاع ایمن سیم های حامل برق از سطح زمین می باشد. فاصله هادی تا زمین مطابق استاندارد های هر کشور وبر اساس فرمول هایی تخصصی در حین طراحی خط انتقال مشخص می شود. در تعیین این فاصله دو نكته در نظر گرفته می‌شود: مقدار ولتاژ و شرایط زیر خط انتقال
عامل مقدار ولتاژ
در عامل مقدار ولتاژ، هرچه مقدار ولتاژ انتقالی بالاتر باشد ارتفاع برج و به تبع آن فاصله هادی (سیم) ها از زمین و فاصله برج ها از یکدیگر نیز بیشتر می شود.
خطوط انتقال بر اساس ولتاژی که منتقل می کنند نیز تقسیم بندی میشوند. انواع خطوط انتقال بر اساس ولتاژ شامل:
- خطوط ولتاژ پایین: برای ولتاژهای پایین‌تر از 1000 ولت
- خطوط ولتاژ متوسط (توزیع): برای ولتاژهای بین 1 تا 33 کیلوولت جهت توزیع نیرو در مناطق شهری یا روستایی
- خطوط ولتاژ بالا ( فوق توزیع): برای ولتاژهای بین 33 تا 132 کیلوولت
- خطوط ولتاژ خیلی بالا (انتقال): برای ولتاژهای بین 132 تا 800 کیلوولت در خطوط انتقال طولانی
در خصوص “شرایط زیر خط انتقال” مواردی نظیر عبور از روی ریل راه آهن، عبور از روی خیابان ها و اتوبان ها، عبور از مزارع، شبکه های مخابراتی یا شبکه های توزیع برق در نظر گرفته می شوندکه بر محاسبه ارتفاع برج و میزان فاصله هادی ها از زمین اثرگذارند.
انواع برج های انتقال برق
برج های بزرگ اغلب در خطوط انتقال ولتاژ متوسط تا خیلی بالا مورد استفاده می گیرند و در خطوط انتقال ولتاژ پایین از تیر برق ها که کوچکتر هستند و بیشتر در فواصل کوتاه و در معابر شهری قابل مشاهده اند، استفاده می‌شود. برج های بزرگی که در فواصل بین شهری می بینیم بیشتر از نوع برج های شبکه ای (lattice) هستند که همانطور که از اسمشان پیداست ظاهری مشبک مانند دارند و در مسیرخطوط انتقال با ولتاژهای بالا نصب می شوند. این برج های عظیم الجثه از تعدادی قطعات نبشی که به هنگام نصب در محل مورد نظر بوسیله پیچ و مهره به یکدیگر متصل میشوند، تشکیل شده اند. این نوع از برج ها را برج های خرپایی هم می نامند و وجه تسمیه آن به دلیل نحوه اتصال قطعات برج با روشی به نام “خرپایی” است.
در این روش اعضای باریک و معمولاً سبک طوری در کنار هم قرار می گیرند که سازه تشکیل شده توسط آنها استحکام بالا و وزن کمتری نسبت به دیگر روش های ساخت برج دارد و از طرفی هزینه ساخت برج به دلیل کاهش استفاده از فولاد کاهش می یابد.
با توجه به گسترش روزافزون مصرف کنندگان نیروی برق و لزوم عبور خطوط انتقال برق از داخل شهرها، عدم امکان نصب برج های شبکه ای در فضاهای کوچک و زمین هایی که از لحاظ قیمت ارزش بالایی برخوردارند، امروزه نسل دیگری از برج های انتقال با نام برج تلسکوپی (تک پایه) نیز مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه هنوز بیشترین تعداد برج ها از نوع شبکه ای است اما به مرور برج تلسکوپی نیز به یکی از اجزای ثابت مناظر طبیعی و چشم انداز انسان ها تبدیل خواهند شد.
برج تلسکوپی دارای یک ساختمان لوله ای شکل می باشد و از چند قطعه طولی تشکیل شده است. هر قطعه بصورت جداگانه ساخته شده و پس از حمل به محل مورد نظر روی هم سوار میشوند. قطعات در داخل یکدیگر قرار می گیرند و سطح خارجی قطعه پایینی با سطح داخلی قطعه بالایی با یکدیگر جفت می شوند. بدلیل ورود قطعات در یکدیگر و شباهت این سیستم به تلسکوپ، این نوع برج ها را برج تلسکوپی نامیده اند. قطر بدنه برج از بالا به پایین تغییر می کند و در قسمت های پایینی قطورتر است. پوشش بدنه برج نیز گالوانیزه است و ارتفاع این برج ها از 12 تا 30 متر بسته به کاربری آنها متغیر است. بدنه‌ی اصلی برج، به صورت هرمِ ناقص است و با توجه به ارتفاع ۶، ۸، ۱۲، ۱۴ و ۱۶ وجهی ساخته می‌شود.
مزایای برج تلسکوپی در مقایسه با برج های شبکه ای
- سطح مقطع کم در فونداسیون و کاهش هزینه تملیک اراضی
- پذیرش نیروهای مکانیکی بیشتر
- عمر بالاتر، ظاهر زیباتر
- پهنای کمتر، اشغال فضای کمتر
- راحتی دمونتاژ و نصب مجدد در زمان جابجایی خطوط
- نصب ساده و سریع
معایب برج تلسکوپی در مقایسه با برج های شبکه ای
- قیمت تولید نسبی بالاتر
- خورندگی بیشتر در محیطهای خورنده
- هزینه نصب بالاتر
- هزینه تعمیرات و نگهداری بالاتر
برج های شبکه ای و برج تلسکوپی همچنین بر اساس کاربردی که در خطوط انتقال دارند به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند.
برای مثال برخی انواع برج ها که در انتهای خطوط قرار میگیرند، برجهای انتهایی نامیده میشوند و با آن دسته از برج ها که در مسیرهایی مستقیم در امتداد هم قرار میگیرند و آنهایی که در مسیر هایی که خط تغییر مسیر داده، قرار دارند، در اجزایشان تفاوت هایی دارند. برای طراحی برج ها آیین نامه و استانداردهای خاصی در هر کشور تدوین شده است. در طی ساخت برج ها که شامل مراحل طراحی و محاسبه و نقشه کشی میباشد، مفاهیم سه رشته مهندسی برق، مکانیک و عمران به اندازه یکسان کاربرد دارند و مسایل مختلفی از جمله شرایط منطقه ای که برج در آن نصب می شود مدنظر قرار میگیرد؛ مانند میزان باد و بارش برف و باران در آن منطقه و احتمال حوادثی مانند زلزله. خوشبختانه در سالیان اخیر متخصصان ایرانی در تولید انواع برج های انتقال، مهارت و تجربه کافی را به دست آورده اند و به طور کامل نیاز صنعت برق کشور را دراین زمینه مرتفع و تأمین مینمایند.
شرکت پیمابرق که از سال 1375در زمینه احداث خطوط و پست های برق فعالیت می نماید نیز، مفتخر است که در بسیاری از پروژه های خود از محصولات تولیدکنندگان ایرانی استفاده کرده است.
کلام آخر آنکه، نوع برج مورد استفاده (تلسکوپی یا شبکه ای) مانند دیگر تجهیزات در مرحله طراحی خط انتقال برق معین می‌شود و مشاوران و پیمانکاران بسته به شرایط محل احداث، نظر کارفرما و بودجه بندی هر پروژه در مورد آن تصمیم گیری مینمایند.
بدون دیدگاه