برج انتقال قدرت فولادی زاویه مدار دوگانه

وقتی به ماهیت ساختاری یک برج انتقال قدرت فولادی زاویه مدار دوگانه فکر می کنیم, ما اساساً در حال تشریح یک ارگانیسم مکانیکی پیچیده هستیم که برای عبور از تضادهای وحشتناک انتقال برق مدرن طراحی شده است - نیاز به حمل دو برابر ظرفیت الکتریکی در ردپایی که توسط راهروهای حق تقدم به طور فزاینده کمیاب محدود می شود.. این صرفاً پشته ای از زوایای فولادی گالوانیزه نیست که به یکدیگر پیچ شده اند; این یک سیستم هارمونیک دقیق تنظیم شده است که باید به طور همزمان بارهای مرده عمودی عظیم شش هادی سنگین را مدیریت کند. (و سیم های محافظ مربوط به آنها) در حالی که در برابر برش جانبی بی امان باد و گشتاور طولی موذی کشش نامتعادل مقاومت می کند.. را “دو مدار” پیکربندی عمودی و چگالی بارگذاری را معرفی می‌کند که برج‌های تک مدار هرگز با آن روبرو نیستند.; شما با یک مرکز ثقل بالاتر و به طور قابل توجهی بزرگتر سر و کار دارید “منطقه بادبان” ارائه شده توسط مجموعه دوگانه رشته ها و کابل های عایق. این امر مستلزم یک مونولوگ درونی از جانب مهندس است که فراتر از منطق ساده خرپایی به قلمرو ثبات هندسی درجه بالا حرکت می کند.. ما باید نحوه فولاد زاویه را در نظر بگیریم, به ویژه بخشهای نابرابر یا همپای نورد گرم, تحت بارگذاری غیرعادی معمولی این ترتیبات بازوی متقاطع چند لایه رفتار می کند. وقتی باد به برج دو مدار برخورد می کند, اثر محافظ هادی های بادگیر بر روی هادی های بادگیر هرگز تضمینی نیست; در عوض, ریزش اغتشاش از مدار اول می تواند یک اثر ضربه زدن به مدار دوم ایجاد کند, القای یک ارتعاش چرخه ای که عمر خستگی هر صفحه و پیچ و مهره را آزمایش می کند.

برای درک واقعی عمق فنی این محصول, ابتدا باید به روح متالورژیکی سازه نگاه کرد, که با پایبندی دقیق به تعادل شیمیایی تعریف می شود. ما فقط به دنبال قدرت نیستیم; ما به دنبال یک ازدواج خاص از ظرفیت تسلیم و چقرمگی برودتی هستیم. در یک برج دو مدار, اعضای پا در پایه - the “سنگین‌برها”- اغلب به فولادهای کم آلیاژ با استحکام بالا مانند Q420 یا حتی Q460 نیاز دارند. محتوای کربن باید به اندازه کافی کم نگه داشته شود تا از جوش پذیری اطمینان حاصل شود و از تشکیل مارتنزیت شکننده در طول مراحل خنک سازی تولید جلوگیری شود., در عین حال به اندازه کافی بالاست که سختی پایه مورد نیاز برای محیط پرتنش یک کنسول 50 متری را فراهم کند. منگنز متحد اصلی ما در اینجا است, به عنوان یک تصفیه کننده دانه عمل می کند و چقرمگی ضربه را افزایش می دهد, که بسیار مهم است زیرا این برج‌ها اغلب در محیط‌هایی قرار می‌گیرند که نوسانات دما می‌تواند باعث انتقال از رفتار انعطاف‌پذیر به شکننده شود.. اگر فولاد در دمای 20- درجه سانتیگراد شکننده شود, یک وزش ناگهانی باد می تواند یک ریزترک را از سوراخ پیچ و مهره با سرعت صوت منتشر کند., منجر به یک ساختار فاجعه بار “باز کردن زیپ”

جدول 1: الزامات ترکیب شیمیایی برای فولاد برج با استحکام بالا

همانطور که افکار ما از مواد شیمیایی به گرما جریان می یابد, ما تشخیص می‌دهیم که عملیات حرارتی این بخش‌های زاویه‌ای است که قابلیت اطمینان آن‌ها را در شرایط فوق‌العاده تعیین می‌کند “موارد بارگذاری” (LC) توسط استانداردهای بین المللی مانند ASCE مشخص شده است 10-15 یا IEC 60826. فرآیند نورد به خودی خود یک جهت گیری دانه ای را معرفی می کند که باید آن را مدیریت کنیم. برای ضخیم ترین اعضای پا, عادی سازی یک گزینه نیست - یک ضرورت است. با گرم کردن فولاد تا محدوده آستنیتی آن و اجازه دادن به خنک شدن آن در هوای ساکن, درشت را حل می کنیم, دانه های ناهموار و آنها را با ریز جایگزین کنید, ماتریس پرلیت-فریت هم محور. این تضمین می کند که خواص مکانیکی همسانگرد است, به این معنی که فولاد در برابر الف مقاومت خواهد کرد “سیم شکسته” ضربه طولی به همان اندازه موثر است که در برابر طوفان عرضی مقاومت می کند. این نظم حرارتی نیز چیزی است که فولاد را برای “شوک حرارتی” گالوانیزه گرم. اگر تنش های پسماند حاصل از فرآیندهای صاف کردن و پانچ خنثی نشود, حمام روی 450 درجه سانتیگراد باعث تاب برداشتن اعضا می شود, بدتر, تحت “شکنندگی سن کرنش,” تبدیل یک جزء ساختاری با کارایی بالا به بدهی حتی قبل از اینکه کارخانه را ترک کند.

جدول 2: عملیات حرارتی اجباری & پروتکل های پردازش

تجلی فیزیکی این مهندسی در حدود کششی و فشاری برج است. در یک برج دو مدار, را “رو به پایین” نیروی هادی ها بسیار زیاد است, به ویژه در طول یک رویداد یخ زدگی که ضخامت یخ شعاعی ممکن است به 20 میلی متر یا 30 میلی متر برسد. این یک حالت ایجاد می کند “استرس ترکیبی” جایی که اعضای پا به طور همزمان با فشرده سازی محوری و یک لحظه خمشی جهانی مبارزه می کنند. قدرت تسلیم خط ما در شن و ماسه است; اگر استرس بیش از این باشد, برج دستخوش تغییر شکل پلاستیک دائمی می شود. با این حال, برای فولاد زاویه, حالت شکست حاکم تقریباً همیشه به جای تسلیم کمانش است. به همین دلیل است که ما به شدت روی نسبت باریکی تمرکز می کنیم ($L/r$). طراحی سیستم مهاربندی - اعضای ثانویه و ثالثی که طول بدون مهار پایه های اصلی را می شکند - یک تمرین ریاضی برای جلوگیری از کمانش اویلر است.. ما باید اطمینان حاصل کنیم که “ظرفیت کمانش” پای بادگیر فشرده همیشه بالاتر از حداکثر بار عاملی است, حسابداری برای “عجیب و غریب” از اتصالات پیچ شده که تمایل دارد لحظات محلی ناخواسته را به اعضا وارد کند.

جدول 3: الزامات مکانیکی و کششی (مقاطع سازه ای اولیه)

وقتی به تحلیل عملیاتی واقعی برج فولادی زاویه مدار دوگانه می‌رویم, وارد دنیای “حساسیت پویا” از آنجا که این برج‌ها از همتایان تک مدار خود بلندتر هستند تا فاصله ایمنی دو سطح هادی را حفظ کنند., آنها بیشتر مستعد ارتعاشات ناشی از گرداب هستند “P-Delta” اثر. اثر P-Delta یک غیر خطی مرتبه دوم است که در آن انحراف جانبی برج, ناشی از باد, یک لحظه اضافی از بارهای گرانشی عمودی رساناهای آویزان از آن بازوهای متقابل طولانی ایجاد می کند.. در یک تحلیل فنی پیچیده, ما از تحلیل المان محدود استفاده می کنیم (عیاشی) برای انجام یک “تجزیه و تحلیل غیر خطی P-Delta,” اطمینان از اینکه برج به نقطه ای از آن نمی رسد “ناپایداری هندسی” جایی که خم شدن برج بیشتر از آن چیزی که سفتی فولاد می تواند خنثی کند، لحظه ای ایجاد می کند. ما همچنین نگاه می کنیم “سیم شکسته” وضعیت, که برای یک برج مدار دوگانه یک سناریوی کابوس است; اگر مجموعه ای از هادی ها روی بازوی متقاطع بالا بچسبد, برج در معرض یک پیچش عظیم قرار گرفته است “پیچ و تاب” که می تواند مهاربندی مورب را کمان کند اگر “سفتی پیچشی” قفس مشبک کافی نیست.

لایه نهایی این تحلیل عبارت است از “برهمکنش خاک-ساختار” (SSI). یک برج مدار دوگانه خود نگهدار، بسیار زیاد است “بالا بردن” و “رانش به پایین” نیروهای روی پایه های آن. زیر اوج طوفان, شالوده بادگیر به معنای واقعی کلمه در تلاش است تا از زمین بیرون کشیده شود. ما طراحی می کنیم “دودکش” و “پد” از فونداسیون بتن مسلح به عنوان وزنه تعادل عمل می کند, اما مهندسی واقعی در انتقال نیرو از پایه فولادی به بتن است “خرد” یا پیچ و مهره های لنگر. را “تاخیر برشی” در این اتصالات باید به حداقل برسد. با استفاده از پیچ و مهره های با استحکام بالا و اطمینان از ضخیم بودن صفحات ضخیم برای جلوگیری از “برش بلوک” شکست, ما اطمینان حاصل می کنیم که برج در مقابل یک نیروی مقاومت ناپذیر یک شی غیرقابل حرکت باقی می ماند. این رویکرد کل نگر - از ساختار دانه ای زیر اتمی فولاد گرفته تا زمین شناسی کلان پایه - چیزی است که برج های انتقال نیرو فولادی زاویه مدار دوگانه ما را به استاندارد طلایی برای قابلیت اطمینان شبکه تبدیل می کند.. این محصول زاییده علم دقیق است, بر اساس واقعیت خشن جو شکل گرفته است, و ساخته شده تا اطمینان حاصل شود که انرژی بدون وقفه جریان دارد, بدون توجه به طوفان هایی که علیه آن خشمگین است.