27.1 : اعتبارات تصميم خطوط النقل

لقد أصبح الألومنيوم المادة المفضلة لخطوط النقل العلوية، متجاوزًا النحاس نظرًا لوفرة وجودته وفعاليته من حيث التكلفة. وأكثر أنواع الموصلات شيوعًا هو الموصل المصنوع من الألومنيوم المقوى بالفولاذ (ACSR)، والذي يجمع بين خيوط الألومنيوم حول قلب فولاذي. وتشمل الأنواع الأخرى الموصلات المصنوعة بالكامل من الألومنيوم (AAC)، والموصلات المصنوعة بالكامل من سبائك الألومنيوم (AAAC)، والموصلات المصنوعة من الألومنيوم المقوى بسبائك الألومنيوم (ACAR)، والموصلات المصنوعة من الفولاذ المغطاة بالألومنيوم. يمكن للتصاميم المتقدمة، مثل الموصلات المصنوعة من الألومنيوم مع دعامة فولاذية وموصلات الألومنيوم ZT من النوع ذي الفجوة، أن تعمل في درجات حرارة تتجاوز 150 درجة مئوية.

يتضمن التصميم الكهربائي لخطوط النقل عدة عوامل حاسمة. وتشمل هذه العوامل نوع وحجم الموصل وعدد الحزم لكل طور والسعة الحرارية للموصلات. ويعد التحكم في تدرج الجهد أمرًا ضروريًا لتقليل خسائر الطاقة. وتُستخدم أقراص العازل، التي توضع بين الموصلات والهياكل الداعمة، لضمان العزل الكافي. كما أن الخلوص المناسب وعزل الخطوط أمران حيويان للسلامة والكفاءة. ويتم وضع أسلاك الحماية بشكل استراتيجي، لاعتراض ضربات الصواعق لتقليل مقاومة أساس البرج وحماية خطوط النقل.

تستخدم خطوط النقل التي تعمل بجهد أعلى من 69 كيلو فولت (kV) عادةً عوازل من النوع المعلق، والتي تتكون من سلاسل من البورسلين أو الزجاج المقوى أو أقراص البوليمر. وتختلف الهياكل الداعمة بناءً على مستويات الجهد، حيث تُستخدم أبراج فولاذية شبكية ذاتية الدعم لخطوط الجهد العالي، وإطارات خشبية للتطبيقات ذات الجهد المنخفض. توفر الأسلاك الواقية، المصنوعة عادةً من الفولاذ عالي القوة أو الألوموويلد، الحماية من الصواعق ويتم تأريضها بشكل صحيح لضمان السلامة.

يضمن التصميم الميكانيكي قوة ومتانة الموصلات وأوتار العازل والهياكل الداعمة. كما تعد الاعتبارات البيئية بالغة الأهمية، بما في ذلك استخدام الأراضي والتأثير البصري. ويتمثل الهدف في تحقيق تصميم مثالي للخطوط يلبي جميع المعايير الفنية مع تقليل التكاليف، مع مراعاة نفقات التركيب والخسائر التشغيلية.