SOLARTODO 35м 110кВ Передающая Тангенциальная Башня: Основной Элемент Региональных Энергетических Сетей

1. Введение: Инженерия для Стабильности Сетей

SOLARTODO 35м 110кВ Передающая Тангенциальная Башня является критически важным компонентом инфраструктуры, предназначенным для высоконадежных сетей передачи электроэнергии. Будучи наиболее распространенной конструкцией на любой линии передачи, представляющей 70-80% всех башен, тангенциальная (или подвесная) башня обеспечивает основную поддержку проводников в прямолинейных участках. Спроектированная для удовлетворения строгих требований региональных энергетических магистралей, эта стальная решетчатая башня с двойной цепью оптимизирована для класса напряжения 110 киловольт (кВ), поддерживая типичный пролет в 350 метров. Ее конструкция тщательно балансирует структурную целостность, электрическую производительность и экономическую эффективность, обеспечивая непрерывный поток энергии, который питает сообщества и промышленность. Соответствуя международным стандартам, таким как IEC 60826 для нагрузок и проектирования, эта башня является свидетельством надежной инженерии и долгосрочной эксплуатационной надежности. [1]

2. Структурный Дизайн и Целостность Материалов

Структурная рама 35-метровой башни представляет собой самонесущую стальную решетку, дизайн которой выбран за исключительную прочность на единицу веса и экономическую эффективность. Конструируемая в основном из высокопрочных конструкционных сталей, таких как Q420 и Q460, элементы башни спроектированы для выдерживания сложного сочетания статических и динамических нагрузок. Общий вес стальной конструкции составляет примерно 5,5 тонн. Чтобы обеспечить срок службы 50 лет, все стальные компоненты проходят процесс горячего цинкования, при котором наносится защитное цинковое покрытие толщиной не менее 85 микрометров (мкм). Это покрытие обеспечивает превосходную коррозионную стойкость к атмосферным воздействиям, значительно снижая требования к техническому обслуживанию на протяжении срока службы башни. Четырехногая основа обеспечивает стабильный фундамент, сужаясь вверх к вершине, которая поддерживает заземляющий провод, обеспечивая структурную стабильность даже в неблагоприятных погодных условиях, как указано в ASCE 10-15. [2]

3. Электрическая Система и Конфигурация Проводников

Спроектированная для двойной цепной конфигурации, башня может нести два независимых трехфазных электрических цепи, увеличивая пропускную способность и резервирование энергетического коридора. Каждая фаза поддерживается одним проводником ACSR 240 (алюминиевый проводник с армированием сталью), стандартным выбором для линий 110кВ благодаря оптимальному балансу проводимости и прочности на разрыв, как указано в IEEE 738. [3] Проводники подвешены на поперечинах с помощью сборок изоляторов I-string, которые позволяют проводнику колебаться в ответ на ветер, минимизируя механическое напряжение на структуре башни. Клиенты могут выбирать между традиционными фарфоровыми изоляторами, предлагающими проверенную надежность по цене около 80 долларов за единицу, или современными композитными полимерными изоляторами. Композитный вариант, цена которого составляет около 150 долларов за единицу, предоставляет такие преимущества, как меньший вес (уменьшая нагрузку на башню до 90% для компонента изолятора), более высокая устойчивость к вандализму и превосходные характеристики в загрязненных условиях. На вершине башни установлен Оптический Заземляющий Провод (OPGW), выполняющий двойную функцию: защиты проводников от ударов молний и предоставления высокоскоростного волоконно-оптического канала связи для мониторинга сети и передачи данных, что является критически важной функцией для современных умных сетей.

4. Производительность При Экологической Нагрузке

Тангенциальные башни в первую очередь предназначены для обработки вертикальных нагрузок от веса проводников и поперечных нагрузок от ветрового давления. SOLARTODO 35м 110кВ башня спроектирована для выдерживания ветровых скоростей класса B (примерно 140 км/ч или 39 м/с) и радиального обледенения до 15 мм, в соответствии с IEC 60826. [1] Хотя тангенциальные башни поддерживают линию в прямых участках, они не предназначены для выдерживания значительного продольного натяжения всей линии; эту роль выполняют анкерные или натяжные башни, расположенные на стратегических интервалах. Однако конструкция учитывает условия обрыва проводов, обеспечивая, что отказ одного проводника не приведет к каскадному обрушению всей линии. Подвесные изоляторы I-string играют ключевую роль в механической производительности, позволяя проводнику колебаться и поглощать ветровую энергию, тем самым предотвращая передачу чрезмерного напряжения на поперечины и основной корпус башни.

5. Фундамент и Система Заземления

Надежный фундамент и эффективное заземление имеют первостепенное значение для безопасности и стабильности любой передающей башни. Стандартный дизайн предполагает основание из армированного бетона с площадкой, объем бетона обычно составляет около 15-20 кубических метров, в зависимости от анализа почвы. Для участков с низкой несущей способностью почвы используются глубокие свайные фундаменты, забиваемые на глубину, гарантирующую стабильность. Система заземления является критически важной функцией безопасности, предназначенной для безопасного рассеивания ударов молний и электрических неисправностей в землю. Она состоит из сети закопанных проводников, соединенных с ногами башни. Целевое значение сопротивления фундамента башни составляет менее 10 Ом в стандартных условиях почвы, требование становится более строгим (менее 4 Ом) в регионах с высокой активностью молний, обеспечивая защиту башни и целостность энергетической системы.

Часто Задаваемые Вопросы (FAQ)

1. Какова основная функция тангенциальной башни по сравнению с другими типами башен?

Тангенциальная башня, также известная как подвесная башня, используется для поддержки проводников в прямых участках линии передачи. Она в первую очередь обрабатывает вертикальный вес и поперечные нагрузки от ветра. В отличие от угловых или конечных башен, она не предназначена для выдерживания полного продольного натяжения проводников. Тангенциальные башни составляют 70-80% конструкций на типичной линии, что делает их наиболее распространенным и экономически эффективным типом.

2. Почему для этой 110кВ башни указан ACSR 240?

ACSR (алюминиевый проводник с армированием сталью) 240 является стандартным проводником для линий передачи 110кВ. "240" относится к номинальной площади поперечного сечения алюминия в квадратных миллиметрах. Этот проводник обеспечивает оптимальный баланс электрической проводимости благодаря множеству алюминиевых жил и высокой прочности на разрыв благодаря стальному сердечнику. Эта комбинация позволяет эффективно передавать энергию на проектных пролетах в 350 метров, выдерживая механические нагрузки, такие как ветровые и ледяные нагрузки.

3. Каковы преимущества использования композитных изоляторов по сравнению с традиционными фарфоровыми?

Композитные изоляторы предлагают несколько ключевых преимуществ. Они на 90% легче своих фарфоровых аналогов, что снижает общую нагрузку на структуру башни. Их полимерный корпус обладает высокой устойчивостью к вандализму, например, повреждениям от выстрелов. Кроме того, их гидрофобная поверхность обеспечивает превосходные характеристики в загрязненных или прибрежных зонах, предотвращая образование проводящих водяных пленок, снижая вероятность пробоев и улучшая надежность сети.

4. Как OPGW (Оптический Заземляющий Провод) улучшает функциональность сети?

OPGW выполняет две критически важные роли. Во-первых, как заземляющий провод, расположенный на самой высокой точке башни, он перехватывает удары молний, защищая проводники, несущие ток, ниже. Во-вторых, он содержит оптические волокна внутри кабеля. Эти волокна обеспечивают высокоскоростной, свободный от помех канал связи для утилиты для мониторинга и управления энергетической сетью в реальном времени, что является основополагающей технологией для современных приложений умных сетей и систем SCADA.

5. Каков типичный срок службы и какое обслуживание требуется?

SOLARTODO 35м 110кВ башня спроектирована на срок службы 50 лет. Эта долговечность достигается за счет использования высокопрочной стали и надежного процесса горячего цинкования, который защищает от коррозии. Периодическое обслуживание обычно включает визуальные осмотры конструкции, соединений и оборудования. Оно также включает проверку целостности изоляторов и обеспечение того, чтобы сопротивление системы заземления оставалось ниже установленного порога в 10 Ом.

Ссылки

[1] IEC 60826:2017. Критерии проектирования воздушных линий передачи. Международная электротехническая комиссия.
[2] ASCE 10-15. Проектирование решетчатых стальных конструкций передачи. Американское общество гражданских инженеров.
[3] IEEE 738-2012. Стандарт IEEE для расчета зависимости тока и температуры голых воздушных проводников. Институт инженеров электротехники и электроники.