Jos katsot hetken ikkunastasi ulos juuri nyt, on erittäin hyvä mahdollisuus, että huomaat siellä taustalla seisovan sähköpylvään. Useimmat ihmiset kävelevät niiden ohi joka ikinen päivä ajattelematta heitä, mutta nämä rakenteet ovat pohjimmiltaan nykymaailmamme hiljaisia lihaksia. Ne ovat sähkönjakelujohtojemme ensisijainen selkäranka, ja heidän työnsä on paljon monimutkaisempaa kuin vain paikallaan seisominen. Niiden on tuettava raskaita poikkivarsia, pidettävä eristeitä ja pidettävä korkeajännitejohdot- pitkälle päämme yläpuolella, missä ne ovat turvassa.
Kun insinöörit pääsevät työskentelemään sähköverkon parissa, heillä on hyvin tarkka tarkistuslista valitsemilleen pylväille. Ensinnäkin rakenne tarvitsee tarpeeksi raakaa mekaanista lujuutta pysyäkseen pystyssä massiivisen myrskyn iskeessä. Samanaikaisesti kustannuksissa on oltava järkeä, koska niitä valmistetaan valtavia määriä, ja ihannetapauksessa sauvan pitäisi pystyä istumaan elementeissä vuosikymmeniä ilman vaihtoa.
Jos et ole alalla, ne kaikki näyttävät luultavasti peruspilarilta, mutta ne ovat itse asiassa erikoistyökaluja, jotka on valmistettu hyvin erilaisista materiaaleista riippuen paikallisesta ympäristöstä ja jännitetasoista, joita ne tarvitsevat kuljettaa. Yleensä ryhmittelemme ne kolmeen pääluokkaan sen mukaan, mistä ne on rakennettu: puu, teräsbetoni ja metalli.
Puiset pylväät
Puiset pylväät
Puu on alkuperäinen voimalinjojen materiaali, ja se on ollut olemassa lennättimen alusta lähtien. Sähköistyksen alkuaikoina metsät tarjosivat lähes loputtomasti korkeita, suoria puita, jotka olivat luonnostaan joustavia. Tämä joustavuus on itse asiassa yksi niiden parhaista ominaisuuksista, koska puutanko voi heilua hieman myrskyn aikana sen sijaan, että se napsahtaa kuin hauras keppi. Suurin osa näistä pylväistä on korjattu havupuista, kuten männystä tai setristä, ja sitten niitä käsitellään vahvoilla-kemiallisilla säilöntäaineilla, kuten kreosootilla, jotta tuholaiset ja laho ei tuhoaisi ydintä.
Siitä huolimatta, et todellakaan näe viime aikoina montaa uutta puupylvää asennettuna muutamista erittäin käytännöllisistä syistä. Ensinnäkin korkealaatuisen,-täysin suoran puun tarjonta ei yksinkertaisesti ole entisellään, mikä on nostanut hinnan pisteeseen, jossa se ei aina ole taloudellisesti järkevää. On myös tosiasia, että puu on orgaaninen materiaali, joten se on olennaisesti jatkuvassa taistelussa ympäristöä vastaan. Vaikka käytät parhaita saatavilla olevia kemiallisia käsittelyjä, maaperän kosteus johtaa lopulta mädäntymiseen tyvessä, ja tuholaiset, kuten termiitit tai tikkat, voivat tuhota täydellisen kiinteän pylvään paljon nopeammin kuin uskotkaan. Noiden kunnossapitopäänsärkyjen takia puusta on enimmäkseen tulossa menneisyyttä, ja sitä löytyy lähinnä vanhemmista lähiöistä tai syrjäisistä maaseutualueista, joissa tehokuormitukset eivät ole yhtä vaativia. Ne toimivat edelleen hyvin nopeaan ja edulliseen-korjaukseen, mutta ne ovat harvoin ensimmäinen valinta nykyaikaiseen verkkoon, joka on suunniteltu kestämään seuraavat sata vuotta.
Teräsbetonipylväät
Jos kävelet modernin esikaupunkialueen tai vilkkaan kaupungin kadun läpi, näkemäsi pylväät ovat lähes varmasti teräsbetonisia. Näistä on tullut ehdoton standardi nykyaikaiselle sähkönjakelulle, koska ne tarjoavat fantastisen keskitien. Ne ovat paljon kovempia kuin puu, mutta eivät läheskään yhtä kalliita kuin erikoisterästornit.
Tapa, jolla nämä rakennetaan, on itse asiassa melko siistiä insinöörin näkökulmasta. Valmistajat kaatavat lujaa betonia-muottiin, joka sisältää jo monimutkaisen terästangon häkin. Näin saat valmiin tuotteen, joka käyttää molempien materiaalien parhaita ominaisuuksia. Betoni kestää erinomaisesti laitteiden raskasta alaspäin suuntautuvaa painoa, kun taas teräsvahvike antaa vetolujuuden, joka estää sauvan halkeilun tuulen painaessa johtoja vasten. Toisin kuin puu, betoni ei mätäne, se ei voi syttyä tuleen, ja nälkäiset hyönteiset jättävät sen kokonaan huomiotta.
Tyypillisessä asennuksessa näille napoille asuorakaiteen muotoinen teräksinen ristivarsion pultattu lähelle yläosaa pitämään eristeet paikoillaan. Tämän erityisen laitteiston on oltava uskomattoman tukeva, koska se kantaa johtimien täyden jännityksen. Koska nämä sauvat ovat erittäin raskaita, niiden asentaminen vaatii paljon lihaksia ja raskaita koneita, mutta vaihto-on sen arvoista. Kun betonipylväs on maassa, se voi helposti kestää viisikymmentä tai kuusikymmentä vuotta lähes ilman huoltoa. Tämä "aseta ja unohda" -luonne tekee niistä edullisimman valinnan suurimmalle osalle paikallisista sähköverkoistamme.
VICTORY Suorakulmainen teräsristikko
Metalliset pylväät
Sitten meillä on metallipylväät, jotka on yleensä valmistettu galvanoidusta teräksestä. Nämä eivät ole jokapäiväisiä naapurustoasi. Löydät nämä yleensä korkeiden valtateiden varrella tai leikkaamassa avoimia peltoja, ja ne toimivat sähköverkon raskaina{2}}siirtotorneina. Koska metalli on paljon vahvempaa kuin puu tai betoni, nämä pylväät voidaan rakentaa paljon korkeammiksi ja ne voivat ulottua paljon pidemmälle kunkin rakenteen välillä.
Metallipylväät ovat kuitenkin vakava investointi. Itse materiaali on kallista, etkä voi vain kaivaa reikää ja pudottaa niitä. Useimmat metallipylväät vaativat massiivisen, räätälöidyn-valatun betoniperustuksen, joka on vahvistettu raskailla ankkuripulteilla. Sen jälkeen pylväs nostetaan nosturilla ja pultataan tähän alustaan. Vaikka tämä tekee niistä uskomattoman vakaita, teräksen korkea hinta ja työvoimavaltainen{5}}asennus tarkoittaa, että ne on yleensä varattu korkea-jännitelinjoille, joiden jännite on vähintään 35 kV.
Aina kun olet tekemisissä noiden massiivisten jänteiden kanssa, joissa johdot venyvät satojen jalkojen pituudelta tukien välillä, tarvitset todella suorakaiteen muotoisen teräsristikon, joka on erityisesti suunniteltu kestämään tällaista kovaa mekaanista rasitusta. Nämä metalliosat on rakennettu kestämään ehdottoman huonot sääolosuhteet, joita voit kuvitella, mukaan lukien hurrikaani-voimat tuulet ja raskaan jään muodostuminen, joka helposti napsauttaa puupylvään tai aiheuttaa betonin murenemisen. Vaikka ne vaativatkin jonkin verran pitkäkestoista huomiota-pitääkseen ruosteen loitolla vuosikymmenien ajan, niiden pelkkä mekaaninen lujuus tekee niistä ainoan loogisen valinnan pitkän matkan-energiansiirron selkärangalle.
Oikean valinnan tekeminen verkkoon
Joten miksi käytämme kolmea eri tyyppiä sen sijaan, että valitsemme vain vahvimman? Kaikki riippuu hankkeen erityistarpeista. Jos käytät pienjännitejohtoa metsän läpi, jossa puuta on runsaasti ja budjetti on pieni, puupylväs voi olla aivan hyvä. Mutta jos rakennat uutta kaupunkiinfrastruktuuria, jonka on oltava turvallinen ja luotettava seuraavien kolmen sukupolven ajan, käytät teräsbetonia joka kerta. Ja suurille linjoille, jotka kuljettavat sähköä eri puolilla maata, tarvitset teräksen raakavoimaa.
Jokaisella näistä kolmesta napasta on oma ainutlaatuinen roolinsa massiivisessa, monimutkaisessa verkossa, joka pitää valomme päällä. Kun ymmärrät materiaalit ja niihin liittyvän kovan suunnittelun, on helppo nähdä, että nämä eivät ole vain "puikkoja maassa", vaan ne ovat itse asiassa erittäin kehittynyt osa modernia maailmaa. Ne saattavat olla hiljaisia ja paikallaan pysyviä, mutta ilman puun, betonin ja metallin pöytään tuomia vahvuuksia koko yhteiskuntamme jäisi hämärään.