Elektrik Direkləri üçün Yükdaşıma Tələbləri Nədir?

Elektrik Dirəklərinə Hansı Yükler Təsir Edir? Əsas Yük Növləri və Mühəndislik Təsiri

Elektrik dirəkləri konstruktiv dizaynı müəyyən edən mürəkkəb qüvvələrə dözürlər. Bu yüklerin dəqiq qiymətləndirilməsi nasazlıqları qarşısını alır və enerji paylayıcı şəbəkələrdə infrastrukturun xidmət müddətini uzadır.

Şaquli yükler: Naqillərin, transformatorların və digər avadanlıqların çəkisi

Elektrik dirəklərinə təzyiq əsasən onların daşıması lazım olan avadanlıqlardan yaranır. Mühəndislərin daimi yüklər adlandırdığı, elektrik kabelləri, transformatorlar, rabitə qutuları, eninə tirlər və kiçik keramik izolyatorlar kimi şeylər, heç vaxt yox olmayan yük yaradır. Çoğu dirək ümumiyyətlə 2.000 ilə 3.500 funt arasında avadanlıq daşıyır, lakin bu rəqəm şəhər alt stansiyalarının olduğu və infrastrukturun daha sıx olduğu yerlərdə çox yüksəlir. Dirəklər bu şaquli yükləri dayanmaq üçün kifayət qədər möhkəmlikdə olmadıqda, problem sürətlə yaranır. Biz yağışdan sonra torpağın doyması nəticəsində zəifləyən torpağa oturan və ya gərginlik altında əyilən dirəklərin hallarını gördük. Buna görə də, bütün bu çəkiləri diqqətlə hesablamaq yaxşı mühəndislik prakrikasına aiddir. Məqsəd yalnız riyaziyyat dəqiqliyi deyil, həm də materialların gündən-günə pozulmadan möhkəmliyini saxlaya bilməsidir.

Üfüqi yükler: Külək təzyiqi, keçiricilərin gərginliyinin pozulması və buzun yığılması

Direklər gərginlik altında əyilməsinə səbəb olan yan təzyiqlərlə ciddi problemlə üzləşirlər. Külək direyə çarptıqda, təzyiq ona təsir edən səth sahəsindən asılı olur. Eyni zamanda, keçiricilər aralıq boyu bucaqlarla gerdirildikdə, konstruksiyaların sabitsizliyinə səbəb ola biləcək əlavə dartı qüvvələri yaradırlar. Milli elektrik təhlükəsizlik qaydalarına görə, müxtəlif bölgələr külək və buz yükünü idarə etmək üçün xüsusi tələblərə malikdir. Məsələn, Zona 2-ni götürək, burada direklər yarım düym qalınlığında buz yığılmasına və saatda qırıx mil sürətində küləyə dözəcək şəkildə tikilməlidir. Vəziyyəti daha da pisləşdirən odur ki, keçiricilərə yapışan buz külək yükünün təsirini iki dəfə artırır. Bütün bu birləşmiş təzyiqlər sabitlik üçün daha dərin fundamentlərin zəruri olduğunu göstərir və bəzən mühəndislər zəif quraşdırmaları möhkəmləndirmək üçün dayaq telləri qoymalı olurlar.

Burulma və dinamik yüklər: Tərpənən avadanlıq, tullanan naqillər və seysmik hadisələr

Fırlanma qüvvələri və keçici təsirlərlə məşğul olduqda mühəndislər cihazların xarab olmasının bir çox mürəkkəb formaları ilə üzləşirlər. Məsələn elektrik xətlərinə baxaq - güclü küləkdə onlar tullanmağa başlayanda, onlara təsir edən gərginlik adi hesablamaların proqnozlaşdırdığından çox daha yüksək olur, bəzən üç dəfədən artıq! Yeraltı silkələnmələr isə narahat edici rezonans tezlikləri yaradır. Transformatorların irəli-geri hərəkəti də burulma qüvvələri tətbiq edərək öz problemlərini əlavə edir. Bütün bu hərəkət edən hissələr sonlu element modelləşdirməsi kimi metodlarla ciddi təhlil tələb edir. Seysmik yeniləməyə ehtiyacı olan tikililərdə yükdaşıyanlar adətən spiral formalı ankrları elastik, pozulmadan əyilə bilən materiallarla birlikdə quraşdırırlar ki, zərbə dalğalarını dağıntıya səbəb olmazdan əvvəl udublar.

NESC tərəfindən elektrik dirəyi yük tələbləri və təhlükəsizlik marjlarının müəyyənləşdirilməsi

National Electrical Safety Code (NESC) adətən elektrik direklərinin yerləşdiyi yerdən asılı olaraq necə qurulması barədə olduqca sərt təlimatlar irəli sürür. Bu ərazilər üç əsas növə bölünür: Ağır, Orta və Yüngül yüklənmə zonaları. Hər bir kateqoriya direklərin dözümlü olması tələb olunan hava şəraiti ilə bağlı öz qaydalarını ehtiva edir. Məsələn, Ağır zonalarda direklər saatda 80 mil sürətə qədər olan küləyə müqavimət göstərməli və yarım düym buz birikintisini dözə bilməlidir. Əksinə, Yüngül zonalar bu qədər ekstrem şəraitlə üzləşmir, ona görə də tələblər daha azdır. Bu sistem dağlıq bölgələrdəki fırtınalara ya da daha yumşaq hava şəraiti olan düzənliklərə baxmayaraq elektrik xətlərinin möhkəm dayanmasını təmin edir.

Elektrik direkləri üçün NESC yüklənmə zonaları və regional dizayn meyarları

Kritik zona spesifikasiyaları 50 illik fırtına təkrarlanma intervalına əsaslanan maksimum külək təzyiqi hesablamalarını; tarixi çöküntü məlumatlarından alınan radial buz qalınlığı standartlarını; açıq yüksəkliklər və ya sahil koridorları üçün relyef əmsallarını; həmçinin fondun sabitliyi üçün torpaq təsnifatı tələblərini özündə saxlayır.

Minimum təhlükəsizlik faktorları: Niyə 1.5× son yük tutumundan az olmaması şərtidir

NESC son yük tutumunun minimum təhlükəsizlik həddi kimi 150%-ni aşağıdakı üç əsas səbəbdən tələb edir:

1. Materialın keyfiyyətinin pisləşməsinə kompensasiya : Taxta direklər 40 il ərzində 20–40% möhkəmliyini itirir
2. Gözlənilməz dinamik yük : Buz fırtınaları zamanı silkələnən naqillər təsir edən qüvvəni 300% artırır
3. Tikinti dəyişiklikləri : Sahədə aparılan dəyişikliklər tez-tez layihə həllərindən kənara çıxır

Bu əmsal progresiv taxta liflərinin keyfiyyətinin pisləşməsinə, fonddakı eniş anormalıqlarına, gözlənilməz avadanlıq əlavələrinə və tarixi modellərdən daha şiddətli olan ekstremal hava şəraitinə baxmayaraq konstruksiyanın bütövlüyünün saxlanılmasını təmin edir.

Əsas Yük Mənbələri: Keçiricilər, Avadanlıqlar və Elektrik Dirəklərindəki Müasir Qoşulmalar

Keçirici gərginliyi və açılan sahə həndəsəsinin əsas əyilmə momenti sürücüləri kimi rolu

Elektrik xətlərindəki gərginlik elektrik dirəklərinə, xüsusilə də bu dirəklərin qıvrıldığı və ya kəskin şəkildə başa çatdığı yerlərdə ciddi təzyiq göstərir. Dirəklər arasındakı məsafə stress səviyyələri baxımından böyük fərq yaradır. Açılış sahəsi uzandıqca gərginlik yalnız xətti olaraq artmır — daha çox dalğalanma ilə artır. Riyazi olaraq momentlərin necə işlədiyini nəzərə alaraq, dirəklər arasındakı məsafəni sadəcə 25% artırmağın əyilmə stresini təxminən 56% artırmasına səbəb olduğunu müşahidə etmişik. Müxtəlif sahələrdə bərabərsizzərbə və ya xətlərin gözlənilmədən istiqamət dəyişdirməsi kimi hallarda vəziyyət daha da pisləşir. Buna görə sahə mühəndisləri bu cür qüvvələri hesablamaq üçün pozğunluğa düşməzdən əvvəl vektor hesablamalarından intensiv şəkildə istifadə edirlər. Uyğun analiz olmadan fırtına və güclü külək zamanı bütün enerji şəbəkələrini dayandıra biləcək dirək qırılmaları riski ilə üzləşirik.

Fiber optik kabel və simsiz avadanlıq: Kommunal dirəklərdə artan ikinci yük

Kommunal dirəklərə yeni avadanlıqlar əlavə etmək, zamanla çəkini artırır. Məsələn, fiber optik xətlər dirək boyu hər bir ayaq üçün 3-dən 7 funt qədər çəki əlavə edə bilər. Bundan başqa, 5G kiçik hüceyrə qutuları təkbaşına təxminən 75-dən 150 funt qədər çəkirlər. Ümumilikdə bu əlavə elementlər indi şəhər elektrik dirəklərimizin daşıdığı yükün təxminən 12-dən 18 faizinə qədər təşkil edir. Ancaq yalnız çəki ilə məhdudlaşmır. Hər bir birləşmə, avadanlıqları yerində saxlamaq üçün lazım olan möhür və dəstəklər səbəbiylə küləyə qarşı üz səthinin nə qədər genişləndiyini artırır. Bunun düzgün edilməsi böyük əhəmiyyət daşıyır. Dirəklər təxminən 85% tutumdan artıq yükləndikdə, mühəndislər gələcəkdə bahalı yeniləmələrlə və ya ümumi əvəz etmələrlə qarşı-qarşıya qalırlar.

Tutumun qiymətləndirilməsi: İstifadə faizi, gücləndirmə və kommunal dirəklərin əvəz olunmasına dair qərarlar

Elektrik direkləri üçün istifadə faizi, möhkəmləndirmə mümkünlüyü və əvəzetmə işarələri olmaq üzrə üç əsas metrik vasitəsilə davamlı şəkildə buraxılış qabiliyyətinin qiymətləndirilməsi tələb olunur. İstifadə faizi tətbiq olunan yükün direyin nəzərdə tutulan buraxılış qabiliyyətinə olan nisbətini göstərir — bu, NESC-nin mütləq tələb etdiyi 1,5× təhlükəsizlik faktorunu pozur. Sənaye təhlili 85% istifadə səviyyəsinə yaxınlaşan direklərin aşağıdakı üsullarla dərhal möhkəmləndirilməsini tələb etdiyini göstərir:

• Polad qılafın quraşdırılması (güclüyün 25–40% -ni bərpa edir)
• Tir sistemləri (əyilmə gərginliyini 30–50% azaldır)
• Epoqi konsolidasiyası (halların 92%-də ağac çürüyüşünü dayandırır)

İstifadə 90%-dən çox olarsa və ya tutumun zəifləməsi normal iş üçün lazım olan səviyyənin altına düşərsə, əvəzetmə prosesi mütləq həyata keçirilməlidir. Bu həddin təyin edilməsinin əsas məqsədi pis hava şəraitində baş verə biləcək kатастрофik nasazlıqları qarşısını almaqdır. Məsələn, elektrik dirəkləri yüklənmə normasına uyğun möhkəmləndirilmiş dirəklərə nisbətən artıq yükləndikdə təxminən 4 dəfə tez dağılırlar. Müasir aktiv idarəetmə sistemləri bu cür halları risk qiymətləndirmə alətləri vasitəsilə analiz edirlər ki, bununla da avariyalardan yaranan maliyyə itkiləri ilə əvvəlcədən təmir üçün sərf olunacaq xərclər arasında tarazlıq saxlanılır. Bu, elektrik şəbəkəsinin güclü qalmasına kömək edir və eyni zamanda əlavə yüksək xərclər olmadan işin davamlılığını təmin edir.

SSS

Elektrik dirəkləri ilə bağlı olaraq NESC-nin əsas məqsədi nədir?

Milli Elektrik Təhlükəsizliyi Qurallığı (NESC) əsas məqsədi müxtəlif yüklənmə zonalarında təhlükəsizlik və etibarlılığı təmin etmək və külək, buz birikməsi kimi regional hava şəraitini nəzərə alaraq elektrik dirəklərinin tikintisi və təmiri üçün təlimatlar verməkdir.

Elektrik dirəkləri üçün şaquli yük nə üçün vacibdir?

Keçidlərin, transformatorların və digər avadanlıqların çəkisi kimi şaquli yük elektrik dirəklərinin konstruktiv bütövlüyünü birbaşa təsir edir. Lazım gərək qiymətləndirmə aparılmazsa, bu yük sütunların qırılmasına və ya onların fondlarının batmasına səbəb ola bilər ki, bu da nasazlıqlara gətirib çıxarır.

Üfüqi və burulma yükü elektrik dirəklərinə necə təsir edir?

Küləyin təzyiqi və keçid gərginliyindən yaranan üfüqi yük, həmçinin dinamik hadisələrdən (məsələn, titrəyən keçidlər və seysmik fəaliyyət) yaranan burulma qüvvələri dirəklərin əyilməsinə və ya burulmasına səbəb ola bilər ki, bu da daha dərin fondlar və tel dartıqları kimi möhkəmləndirilmiş quraşdırmalar tələb edir.

Elektrik dirəkləri nə zaman dəyişdirilməlidir?

İstifadə dərəcəsi 90%-dən çox olarsa və ya keyfiyyətinin pisləşməsi nəticəsində iş qabiliyyəti işlək ehtiyacların altına düşərsə, elektrik şəbəkəsinin qəzası ilə əlaqəli ekstremal hava şəraitində baş verə biləcək fəlakətli nasazlıqları qarşısını almaq üçün dayaq elektrik dirəyi dəyişdirilməlidir.