برج كهرباء

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
برج كهرباء

أبراج نقل الطاقة الكهربائية أو عمود الكهرباء كما يطلق عليها في المملكه المتحدة وبعض دول قارة أوروبا هو هيكل طويل يصنع غالبا من الحديد . يستخدم في خطوط الجهد العالي لنقل الطاقة الكهربائية .

ويستخدم مع أنظمة التيار المتردد والتيار المستمر . وله العديد من الأشكال والأحجام , فيتراوح طوله بين 15 إلى 55 متر ( 49 إلى 180 قدم ) [1]. ويعتبر برج الجهد العالي في جزيرة تشوشان (220 كيلو فولت) هو أطول برج كهربي حيث يبلغ طوله 370 متر ( 1214 قدم) .

يوجد أربع أنواع رئيسيه لأبراج الضغط العالي وهي [2]: أبراج التعليق , أبراج النقل , أبراج الربط , أبراج خروج . ولكن يعيب أبراج الضغط العالي أنها تعتبر مثال للتلوث البصري , ولذلك يتم اللجوء إلى إستخدام الكابلات الأرضيه .

التسمية[عدل]

عامل يعمل على برج كهرباء

يتعدد إسم الهيكل من دولة إلى دولة أخرى على حسب ثقافتها ولهجتها فيطلق على هذة الهياكل في الولايات المتحدة ومصر والعديد من الدول التي تتحدث بالإنجليزية والعربية إسم برج كهربائي أو برج ضغط عالي . بينما يسمي في المملكة المتحدة بأعمدة الكهرباء .

خطوط نقل جهد عالي للتيار المتردد[عدل]

برج ضغط عالى للتيار المتردد ثلاثي الأوجه بدائرة واحدة

يتم إستخدام التيار المتردد ثلاثي الأوجه مع الجهود العالية والتي تترواح من 66 كيلو فولت إلى 110 كيلو فولت , ومع الجهود العالية جدا والتي تتراوح من 110 كيلو فولت إلى 138 كيلو فولت وغالبا ما تتراوح بين 138 كيلو فولت إلى 230 كيلو فولت .
كلما زادت مسافة النقل زادت قيمة الجهد ويتكون البرج من موصلات (ويجب تصميم البرج ليتحمل ثلاث موصلات أو مضاعفات هذا الرقم كست موصلات ) , وعوازل تصنع عادة من الزجاج أو البورسلين وكذلك من أسلاك وترية طويلة من الألومنيوم ويتم صناعه الهيكل من الحديد وبأسلوب الجملون ويمكن أن يصنع الهيكل من الخشب كما في كندا , ألمانيا , إسكندنافيا . ويتم صناعة العوازل من البروسلين أو من الزجاج .

وفي العادة يتم توصيل سلكين في خطوط الضغط العالي للحماية من الصواعق .

خطوط نقل جهد عالي للتيار المستمر[عدل]

خطوط نقل جهد عالي مستمر لمسافات بعيدة بالطاقة الكهرمائية من نهر نلسون بكندا إلى هذه المنشأة والتي تقوم بتحويله إلى تيار مستمر للاستعمال في الشبكة المحلية

في مطلع القرن العشرين , حينما كان استغلال الكهرباء على نطاق واسع ، فضل بعض العلماء أن يكون نقل التيار بواسطة تيار متردد وآخرين فضلوا نقل الطاقة الكهربائية بتيار مستمر .فكان شجار واختلاف كبير في الآراء ، وسميت تلك المعركة الهندسية حرب التيارات ، وحسم التعارك آنداك لصالح نقل التيار المتردد ، الذي هو من سمات عصر الكهرباء الذي نعيشه حتى الآن .

والآن نعود إلى نفس المشكلة ويريد بعض التقنيون إعادة تطبيق طريقة نقل الكهرباء بواسطة التيار المستمر . فليس بعيدا أننا سنتعامل في المستقبل مع النوعين من نقل الطاقة في نفس الوقت ، نظرا لأن لكل منهما ميزاته ومساوئه بالنسبة للتطبيقات في الإلكترونيات التي تزايد استخدامها في أيامنا الحالية.

في خطوط نقل الجهد العالي للتيار المستمر يكون النظام إما آحادي القطب أو ثنائي القطب . وفي الأنظمة ثنائية القطب يتم إستخدام موصل واحد فقط على كل طرف من طرفي البرج . ويجب الحرص على وجود مانعات الصواعق لحماية الموصلات من التآكل الكهروكيميائي .

أبراج لأنواع مختلفة من التيارات[عدل]

برج شد 110 كيلو فولت 16.67 هرتز في ألمانيا

يتم إستخدام أبراج الجهد العالي لنقل أشكال عديدة من الطاقة سواء كانت لتيار مستمر أو لتيار متردد . وغالبا ما تكون جميع الدوائر على البرج تحمل جهد كهربي 50 كيلو فولت أو أكثر . ولكن يوجد أبراج تنقل جهد منخفض .

تصميم البرج[عدل]

الهيكل[عدل]

برج دلتا وهو خليط بين شكل Y وشكل V في نيفادا

يتم تصميم الأبراج على أن تكون ذاتيه الدعم بحيث تتحمل وزن الموصلات والرياح والجليد التي قد تهب من أي إتجاه , وتكون لهذة الأبراج قواعد مربعة الشكل وأربع نقاط إتصال مع الأرض .

ويتم تصميم البرج شبة المرن بحيث يمكن إستخدام أسلاك التأريض لنقل الحمولة الميكانيكية للأبراج المجاورة , إذا حدث عطل في إحدى الموصلات الأصلية وأصبحت الأحمال غير متزنة .

وبالنسبة لبرج دلتا فإن له قاعدة صغيرة متصله بالأرض ويتم تصميمه على شكل V لتقليل تكلفة البناء .

المواد[عدل]

الصلب[عدل]

برج مصنوع من الصلب بجانب برج ذو مظهر شبكي في واجا واجا بأستراليا

غالبا ما يتم صناعة الأبراج من الصلب بسبب متانتها وسهولة تشكيلها و تركيبها .

في ألمانيا , يتم إستخدام الأبراج المصنوعة من الصلب لنقل الجهود المتوسطة , وفي بعض الأحيان للجهود العالية والتي تصل قيمتها إلى أعلى من 110 كيلو فولت . بينما في فرنسا , تستخدم لنقل جهود تصل إلى 380 كيلو فولت .وفي الولايات المتحدة , تستخدم لنقل جهود تصل إلى 500 كيلو فولت .

الأبراج ذات المظهر الشبكي[عدل]

تصنع هياكل الأبراج ذات المظهر الشبكي من الصلب أو الألومنيوم . ويتم إستخداما كخط جهد عالي لكل الجهود سواء كانت عالية أو متوسطة أو صغيرة . ولكن يتم إستخدامها بكثرة مع الجهود العالية .

غالبا ما يتم صناعة الهيكل من الصلب المجلفن , بينما يتم إستخدام الألومنيوم في المناطق الجبلية لأن النقل يكون بإستخدام الطائرات الهليكوبتر ,أو مع البيئات التي تسبب تآكل الصلب ويتميز أيضا برخص تكلفة تركيبة . وتم تصميمه مثل الصلب مع مراعاه إختلاف معامل يونغ للمعدنين .

الخشب[عدل]

عارضة من الخشب والحديد

نادرا ما يتم إستخدام الخشب في صناعة أبراج الضغط العالي لصعوبة بناء هيكل طولة أكثر من 30 متر من الخشب فقط . ولكن يدخل في بناء اطارات على شكل H أو إطار على شكل K .

لا يتم إستخدام الخشب في بناء الأبراج التي تحمل جهد أكبر من 30 كيلو فولت . ولكن في بلاد مثل كندا والولايات المتحدة يتم بناء أبراج من الخشب تحمل جهد يصل إلى 345 كيلو فولت لقله التكلفة . وحتي مع دخول عام 2012 ما زالت هناك أبراج مصنوعة من الخشب تستخدم لنقل جهود تصل إلى 345 كيلو فولت [3][4][5]. ويمكن إستخدام هذة الأبراج بشكل مؤقت حتى يتم بناء الهياكل الحديدية .

الخرسانة[عدل]

برج جهد عالى مصنوع من الخرسانة في ألمانيا

يتم إستخدام الأبراج الخرسانية في أنظمة نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية . ويتراوح مدى هذة الأبراج من 25 كيلو فولت إلى 230 أو 345 كيلو فولت . ويوجد أطول برج ضغط عالي في سويسرا ويبلغ طوله 59.5 متر , ويستخدم لنقل 380 كيلو فولت . وتوجد هذة الأبراج بكثرة في كندا والولايات المتحدة .

الصور[عدل]

أنظر ايضا[عدل]

المصادر[عدل]

  1. ^ "Environmental, Health, and Safety Guidelines for Electric Power Transmission and Distribution" (PDF). International Finance Corporation. 2007-04-30. 
  2. ^ Donald Fink and Wayne Beaty (ed.) Standard Handbook for Electrical Engineers 11th Ed., Mc Graw Hill, 1978, ISBN 0-07-020974-X, pp. 14-102 and 14-103
  3. ^ http://www.spta.org/pdf/Reisdorff%20Lam%20%209-11.pdf
  4. ^ .Olive Development. "Winterport, Maine
  5. ^ "New High Voltage Pylons for the Netherlands"

وصلات خارجية[عدل]