Polo di trasmissione Torre di potenza Torre di potenza

- Sep 18, 2018 -

I sistemi di alimentazione elettrica trifase sono utilizzati per alta tensione (a 66 o a 69 kV e oltre) e ad altissima tensione (a 110 o a 115 kV e oltre, più spesso a 138 o 230 kV e oltre nei sistemi contemporanei) Linee di trasmissione AC Le torri devono essere progettate per trasportare tre (o multipli di tre) conduttori. Le torri sono solitamente tralicci o tralicci in acciaio (in alcuni casi sono utilizzate strutture in legno in Canada, Germania e Scandinavia ) e gli isolanti sono dischi in vetro o porcellana o isolanti compositi che utilizzano gomma siliconica o materiale in gomma EPDM assemblati in stringhe o barre lunghe il cui le lunghezze dipendono dalla tensione di rete e dalle condizioni ambientali.

In genere, uno o due fili di messa a terra , detti anche fili "di guardia", sono posizionati in alto per intercettare il fulmine e spostarlo innocuo verso terra.

Le torri ad alta ed altissima tensione sono generalmente progettate per trasportare due o più circuiti elettrici (con rare eccezioni, solo un circuito per 500-kV e oltre). [ citazione necessaria ] Se una linea è costruita utilizzando torri progettate per trasportare più circuiti, non è necessario installare tutti i circuiti al momento della costruzione. Infatti, per ragioni economiche, alcune linee di trasmissione sono progettate per tre (o quattro) circuiti, ma solo due (o tre) circuiti sono inizialmente installati.

Alcuni circuiti ad alta tensione sono spesso installati sulla stessa torre di linee da 110 kV. I circuiti paralleli di 380 kV, 220 kV e 110 kV sulle stesse torri sono comuni. A volte, specialmente con circuiti a 110 kV, un circuito parallelo trasporta linee di trazione per l' elettrificazione ferroviaria .

Torri di trasmissione DC ad alta tensione [ modifica ]

Torretta di distanza HVDC vicino al capolinea del Nelson River Bipole adiacente alla Dorsey Converter Station vicino a Rosser, Manitoba , Canada - Agosto 2005

Le linee di trasmissione di corrente continua ad alta tensione (HVDC) sono sistemi monopolari o bipolari . Con i sistemi bipolari, viene utilizzata una disposizione di conduttori con un conduttore su ciascun lato della torre. Su alcuni schemi, il conduttore di terra viene utilizzato come linea di elettrodi o ritorno di massa. In questo caso, doveva essere installato con isolatori dotati di scaricatori di sovratensione sui piloni al fine di prevenire la corrosione elettrochimica dei piloni. Per la trasmissione HVDC unipolare con ritorno a terra, è possibile utilizzare torri con un solo conduttore. In molti casi, tuttavia, le torri sono progettate per la successiva conversione in un sistema bipolare. In questi casi, per motivi meccanici, vengono installati spesso conduttori su entrambi i lati della torre. Fino a quando non è necessario il secondo polo, esso viene utilizzato come linea di elettrodi o unito in parallelo con il polo in uso. In quest'ultimo caso, la linea dalla stazione di conversione all'elettrodo di messa a terra (messa a terra) viene costruita come cavo sotterraneo, come linea aerea su un separato diritto di passaggio o utilizzando i conduttori di terra.

Le torri degli elettrodi sono utilizzate in alcuni schemi HVDC per trasportare la linea elettrica dalla stazione di conversione all'elettrodo di messa a terra. Sono simili alle strutture utilizzate per linee con tensioni di 10-30 kV, ma normalmente portano solo uno o due conduttori.

Torri della linea di trazione ferroviaria [ modifica ]

Torre di trazione con trasposizione di fase di una linea elettrica per corrente di trazione CA monofase (110 kV, 16,67 Hz) vicino a Bartholomä , Germania

Le torri utilizzate per le linee di trazione ferroviaria AC monofase sono simili nella costruzione a quelle torri utilizzate per linee trifase da 110 kV. Anche i tubi di acciaio o di cemento sono spesso usati per queste linee. Tuttavia, i sistemi di corrente di trazione ferroviaria sono sistemi AC bipolari, quindi le linee di trazione sono progettate per due conduttori (o multipli di due, di solito quattro, otto o dodici). Di norma, le torri delle linee di trazione ferroviaria trasportano due circuiti elettrici, quindi hanno quattro conduttori. Questi sono di solito disposti su un livello, per cui ogni circuito occupa metà del braccio trasversale. Per i quattro circuiti di trazione, la disposizione dei conduttori è a due livelli e per sei circuiti elettrici, la disposizione dei conduttori è su tre livelli.

Torri per diversi tipi di correnti [ modifica ]

Pilone in Svezia intorno al 1918.

Questa sezione necessita di ulteriori citazioni per la verifica . Aiutateci a migliorare questo articolo aggiungendo citazioni a fonti affidabili . Il materiale non utilizzato può essere contestato e rimosso. (Aprile 2011) ( Scopri come e quando rimuovere questo messaggio modello )

Sulla stessa torre possono essere installati circuiti CA di frequenza diversa e conteggio di fase, o circuiti CA e CC. Di solito tutti i circuiti di tali linee hanno tensioni di 50 kV e oltre. Tuttavia, ci sono alcune linee di questo tipo per tensioni più basse. Ad esempio, torri utilizzate da entrambi i circuiti di trazione della trazione ferroviaria e dalla rete AC trifase generale.

Due sezioni di linea molto brevi portano entrambi i circuiti di alimentazione CA e CC. Una serie di tali torri si trova vicino al terminal di HVDC Volgograd-Donbass sulla centrale idroelettrica del Volga. Le altre sono due torri a sud di Stenkullen, che trasportano un circuito di HVDC Konti-Skan e üne circuito della linea trifase AC Stenkullen-Holmbakullen.

Torri che trasportano circuiti AC e linee di elettrodi DC esistono in una sezione della linea elettrica tra l'Adalph Static Inverter Plant e Brookston i piloni portano la linea dell'elettrodo di HVDC Square Butte .

La linea di elettrodi di CU HVDC presso la stazione di conversione a Coal Creek Station utilizza su una breve sezione le torri di due linee AC come supporto.

La sezione sopraelevata della linea elettrodica di Pacific DC Intertie dalla Sylmar Converter Station all'elettrodo di messa a terra nell'Oceano Pacifico vicino a Will Rogers State Beach viene installata anche su piloni AC. Si estende dalla stazione di conversione Sylmar East fino alla sottostazione di Edison Malibu, nel sud della California, dove termina la sezione della linea aerea.

In Germania, Austria e Svizzera alcune torri di trasmissione trasportano sia i circuiti pubblici di rete CA che quelli di trazione ferroviaria per utilizzare meglio i diritti di passaggio.

Tower designs [ modifica ]

Forma [ modifica ]

Torretta di trasmissione "Delta" con traversino (una combinazione di "V" e "Y") in Nevada .

Diverse forme di torri di trasmissione sono tipiche per diversi paesi. La forma dipende anche dalla tensione e dal numero di circuiti.

One circuit [ modifica ]

I tralicci Delta sono il design più comune per le linee a circuito singolo, a causa della loro stabilità. Hanno un corpo a forma di V con un braccio orizzontale in alto, che forma un Delta invertito. Le più grandi torri Delta utilizzano solitamente due cavi di protezione.

I piloni del portale sono ampiamente utilizzati in Irlanda, Scandinavia e Canada. Stanno su due gambe con un braccio trasversale, che dà loro una forma ad H. Fino a 110 kV erano spesso realizzati in legno, ma le linee a voltaggio più alto utilizzano piloni in acciaio.

I più piccoli piloni a circuito singolo possono avere due piccoli bracci trasversali su un lato e uno sull'altro.

Due circuiti [ modifica ]

I piloni ad un livello hanno solo un braccio trasversale che trasporta 3 cavi su ciascun lato. A volte hanno un braccio trasversale aggiuntivo per i cavi di protezione. Sono frequentemente usati vicino agli aeroporti a causa delle loro dimensioni ridotte.

Tipica torre a 110 kV a forma di T dell'ex RDT .

I piloni del Danubio o Donaumasten hanno preso il nome da una linea costruita nel 1927 vicino al fiume Danubio . Sono il design più comune nei paesi dell'Europa centrale come la Germania o la Polonia. Hanno due braccia incrociate, il braccio superiore ne porta uno e il braccio inferiore porta due cavi su ciascun lato. A volte hanno un braccio trasversale aggiuntivo per i cavi di protezione.

Le torri a forma di tonnellata sono il design più comune, hanno 3 livelli orizzontali con un cavo molto vicino al pilone su ciascun lato. Nel Regno Unito il secondo livello è più ampio degli altri mentre negli Stati Uniti tutte le braccia incrociate hanno la stessa larghezza.

Un primo piano dei fili collegati al pilone, mostrando le varie parti annotate.

Four circuits [ modifica ]

Torri a forma di albero di Natale per 4 o anche 6 circuiti sono comuni in Germania e hanno 3 bracci trasversali in cui il braccio più alto ha ciascuno un cavo, il secondo ha due cavi e il terzo ha tre cavi su ciascun lato. I cavi sul terzo braccio di solito portano circuiti per bassa tensione.

Strutture di supporto [ modifica ]

Palo del Danubio per 110 kV in germania, costruito negli anni '30

Le torri possono essere autoportanti e in grado di resistere a tutte le forze a causa di carichi conduttori, conduttori sbilanciati, vento e ghiaccio in qualsiasi direzione. Tali torri hanno spesso basi quadrate e di solito quattro punti di contatto con il terreno.

Una torre semi-flessibile è progettata in modo che possa utilizzare cavi di messa a terra in testa per trasferire il carico meccanico alle strutture adiacenti, se un conduttore di fase si rompe e la struttura è soggetta a carichi squilibrati. Questo tipo è utile per tensioni extra-alte, dove i conduttori di fase sono raggruppati (due o più fili per fase). È improbabile che tutti si rompano subito, salvo un catastrofico incidente o una tempesta.

Un albero di tipo ha un ingombro molto ridotto e fa affidamento su fili tipo in tensione per supportare la struttura e qualsiasi carico di tensione sbilanciato dai conduttori. Una torre tirata può essere fatta a forma di V, risparmiando peso e costi. [2]

Materiali [ modifica ]

Tubular steel [ modifica ]

Torretta del tubo d'acciaio accanto alla più vecchia torretta della grata vicino a Wagga Wagga , Australia

I pali in acciaio tubolare vengono generalmente assemblati in fabbrica e successivamente posizionati sulla destra. A causa della sua durata e facilità di produzione e installazione, molte utility negli ultimi anni preferiscono l'uso di torri di acciaio monopolare o calcestruzzo su acciaio reticolato per nuove linee elettriche e sostituzioni di torri. [ citazione necessaria ]

In Germania i piloni dei tubi di acciaio sono anche stabiliti prevalentemente per linee di media tensione, inoltre, per linee di trasmissione ad alta tensione o due circuiti elettrici per tensioni di esercizio fino a 110 kV. Anche i tralicci di tubi di acciaio sono frequentemente utilizzati per linee a 380 kV in Francia e per linee a 500 kV negli Stati Uniti .

Lattice [ modifica ]

Vedi anche: Lattice tower

Una torre a traliccio è una costruzione di struttura in profilati di acciaio o alluminio. Le torri a traliccio sono utilizzate per linee elettriche di tutte le tensioni e sono il tipo più comune per le linee di trasmissione ad alta tensione. Le torri a traliccio sono generalmente realizzate in acciaio zincato. L'alluminio viene utilizzato per ridurre il peso, ad esempio nelle aree montuose dove le strutture sono collocate in elicottero. L'alluminio è anche usato in ambienti che potrebbero essere corrosivi per l'acciaio. Il costo extra del materiale delle torri in alluminio sarà compensato da un minor costo di installazione. La progettazione di torri a traliccio in alluminio è simile a quella per l'acciaio, ma deve tenere conto del modulo di Young inferiore in alluminio.

Una torre tralicciata viene solitamente assemblata nel luogo in cui deve essere eretta. Ciò rende possibili torri molto alte, fino a 100 m (328 piedi) (e in casi speciali anche più alti, come nell'Elba che attraversa 1 e nell'Elba che attraversa 2 ). L'assemblaggio di torri di acciaio a traliccio può essere fatto utilizzando una gru . Le torri di acciaio a traliccio sono generalmente realizzate con travi in acciaio a profilo angolare ( travi ad " L" oa " T" ). Per torri molto alte, vengono spesso utilizzate capriate .

Wood [ modifica ]

Barra trasversale in legno e metallo

Il legno è un materiale che è limitato nell'uso nella trasmissione ad alta tensione. A causa dell'altezza limitata degli alberi disponibili, l'altezza massima dei piloni di legno è limitata a circa 30 m (98 piedi). Il legno è usato raramente per strutture reticolari. Invece, sono usati per costruire strutture multipolari, come le strutture H-frame e K-frame. Anche le tensioni che trasportano sono limitate, come in altre regioni, dove le strutture in legno trasportano solo tensioni fino a circa 30 kV.

In paesi come il Canada o gli Stati Uniti, le torri di legno trasportano tensioni fino a 345 kV; questi possono essere meno costosi delle strutture in acciaio e sfruttare le proprietà di isolamento del voltaggio del legno. [2] A partire dal 2012, negli Stati Uniti sono ancora in uso linee da 345 kV su torri di legno e alcune sono ancora in costruzione con questa tecnologia. [3] [4] Il legno può essere utilizzato anche per strutture temporanee durante la costruzione di una sostituzione permanente.

Calcestruzzo [ modifica ]

Un palo in cemento armato in Germania

I piloni in calcestruzzo sono usati in Germania normalmente solo per linee con tensioni di esercizio inferiori a 30 kV. In casi eccezionali, i piloni in calcestruzzo sono utilizzati anche per linee a 110 kV, così come per la rete pubblica o per la rete di corrente di trazione ferroviaria . In Svizzera, piloni in calcestruzzo con altezze fino a 59,5 metri (il pilone più alto del mondo di calcestruzzo prefabbricato a Littau ) sono utilizzati per linee aeree a 380 kV. I pali di cemento sono anche usati in Canada e negli Stati Uniti.

I piloni in cemento, che non sono prefabbricati, vengono utilizzati anche per costruzioni più alte di 60 metri. Un esempio è un pilone di 66 m (217 ft) di una linea elettrica a 380 kV vicino alla centrale elettrica Reuter West di Berlino. Questi piloni sembrano camini industriali. [ citazione necessaria ] In Cina alcuni piloni per le linee che attraversavano fiumi erano costruiti in cemento. Il più alto di questi piloni appartiene all'incrocio Yangtze Powerline a Nanjing con un'altezza di 257 m (843 piedi).

Disegni speciali [ modifica ]

Talvolta (in particolare su tralicci in acciaio per i livelli di tensione più elevati) vengono installati impianti di trasmissione e antenne montate sulla parte superiore o inferiore del filo di terra sopraelevato. Di solito queste installazioni sono per i servizi di telefonia mobile o la radio operativa della compagnia di alimentazione, ma occasionalmente anche per altri servizi radio, come la radio direzionale. Quindi le antenne trasmittenti per trasmettitori radio e televisori FM a bassa potenza erano già installate su piloni. Sulla torre Elbe Crossing 1 , c'è una struttura radar che appartiene all'ufficio di navigazione e acqua di Amburgo .

Per attraversare ampie vallate occorre mantenere una grande distanza tra i conduttori per evitare cortocircuiti causati da collisione dei conduttori durante le tempeste. Per ottenere ciò, a volte viene utilizzato un albero o una torre separati per ciascun conduttore. Per attraversare ampi fiumi e stretto con coste pianeggianti, devono essere costruite torri molto alte a causa della necessità di una grande altezza libera per la navigazione. Tali torri e i conduttori che trasportano devono essere equipaggiati con lampade e riflettori di sicurezza di volo.

Due incroci del fiume ben noti sono l' Elbe Crossing 1 e l' Elbe Crossing 2 . Quest'ultimo ha gli alberi più alti della linea aerea in Europa, con un'altezza di 227 m (745 piedi). In Spagna, la linea aerea che attraversa i piloni nella baia spagnola di Cadice ha una costruzione particolarmente interessante. Le torri di attraversamento principali sono alte 158 m (518 ft) con un braccio trasversale in cima a una struttura a traliccio. Le lunghezze di linea più lunghe sono l'attraversamento del Sognefjord norvegese (4,597 m tra i due alberi) e dell'Ameralik Span (5.376 m). In Germania, la linea aerea della traversata dell'EnBW AG dell'Eyachtal ha la campata più lunga del paese a 1.444 m (4.738 piedi).

Per far cadere le linee aeree in valli scoscese e profonde, occasionalmente vengono utilizzate torri inclinate. Questi sono utilizzati presso la diga di Hoover , situata negli Stati Uniti, per scendere le pareti rocciose del Black Canyon del Colorado . In Svizzera, un pilone NOK [ vago ] inclinato di circa 20 gradi rispetto alla verticale si trova vicino a Sargans , San Gallo . Alberi in pendenza elevata sono utilizzati su due tralicci da 380 kV in Svizzera, i primi 32 metri di cui uno è piegato di 18 gradi rispetto alla verticale.

I camini della centrale elettrica sono talvolta dotati di barre trasversali per il fissaggio dei conduttori delle linee in uscita. A causa di possibili problemi di corrosione dei gas di scarico, tali costruzioni sono molto rare.

Un nuovo tipo di pilone verrà utilizzato nei Paesi Bassi a partire dal 2010. I piloni sono stati progettati come una struttura minimalista dagli architetti olandesi Zwarts e Jansma. L'uso di leggi fisiche per il design ha reso possibile una riduzione del campo magnetico. Inoltre, l'impatto visivo sul paesaggio circostante è ridotto. [5]

Due tralicci a forma di clown appaiono in Ungheria, su entrambi i lati dell'autostrada M5 , vicino a Újhartyán . ( 47.2358442 ° N 19.3907302 ° E [6] )

Assemblea [ modifica ]

I cavi in cima a un pilone impegnati nell'aggiunta di un cavo dati in fibra ottica avvolti attorno al cavo di sostegno superiore. Il cavo (SkyWrap) viene avvolto da una macchina in movimento, che fa ruotare un tamburo attorno al cavo di supporto. Questo viaggia sotto il suo potere da una torre all'altra, dove viene smantellato e issato sul lato opposto. Nell'immagine, l'unità motoria è stata spostata ma il tamburo del cavo è ancora sul lato di arrivo.

Prima ancora di erigere le torri di trasmissione, le torri prototipo vengono testate presso le stazioni di collaudo delle torri . Ci sono una varietà di modi in cui possono essere assemblati ed eretti:

Pilone temporaneo di tipo accanto a una nuova torre

  • Possono essere montati orizzontalmente sul terreno e montati con un cavo push-pull. Questo metodo è usato raramente a causa della grande area di assemblaggio necessaria.

  • Possono essere assemblati verticalmente (nella loro posizione verticale finale). Le torri molto alte, come la traversata del fiume Yangtze , sono state assemblate in questo modo.

  • Una gru jin-pole può essere utilizzata per assemblare torri a traliccio. [7] Questo è anche usato per i pali delle utenze .

  • Gli elicotteri possono fungere da gru aeree per il loro assemblaggio in aree con accessibilità limitata. Le torri possono anche essere montate altrove e portate al loro posto sulla destra della via di trasmissione. [8]


notizie correlate

prodotti correlati

  • Struttura elettrica della torre
  • Signal Tower wireless
  • Struttura del segnale ferroviario
  • Torre del generatore di energia eolica
  • Torre di turbine eoliche offshore
  • Palo leggero tappato