أنواع أعمدة نقل الطاقة الكهربائية

تُستخدم أعمدة النقل الكهربائية لحمل وشد خطوط الطاقة الكهربائية وهناك عدة أنواع من الأعمدة المستخدمة في شبكة نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية تم شرحها في هذا المقال.

الأعمدة الخشبية

تعتبر الأعمدة الخشبية (Wooden Poles) أرخص أنواع الأعمدة وتصنع من أخشاب شجر الأرز والصنوبر وذلك لطولها واستقامتها وتتوافر الأعمدة الخشبية في أطوال تبدأ من 25 قدم حتى 130 قدم أو أكثر، وتتميز الأعمدة الخشبية بمرونتها حيث تنحني إذا تعرضت لأحمال ميكانيكية عالية ثم تعود إلى وضعها الطبعي بزوال الحمل وهذه الخاصية تجعلها ملائمة تمامًا لأغراض تثبيت الموصلات ولذا ينصح باستعمالها كلما أمكن ذلك، لأنه في حالة تعرض الموصلات لقوى شديدة كتلك الناتجة عن عاصفة مثلا فإن حركة العمود الخشبي تمتص هذه القوة وتخفف من تأثيرها على الموصلات.

وتتميز الأعمدة الخشبية بالآتي:

1. رخص ثمنها وخفة وزنها.
2. تتميز بالمرونة حيث تنحني إذا تعرضت لأحمال ميكانيكية عالية ثم تعود إلى وضعها الطبعي بزوال الحمل
3. عمر الأعمدة الخشبية يتراوح ما بين 40 – 50 سنة ما لم نهاجم بواسطة العفن أو نقار الخشب اللذان يمثلان أكبر عدوين للأعمدة الخشبية.
4. تتميز بمقاومتها لمرور التيار ويمكن تصنيفها في حالة الجهود المنخفضة كمادة عازلة،
5. تتميز كذلك بسهولة تركيبها وبحاجتها إلى أساسات بسيطة لتثبيتها.

وعندما لا يمكن توفير الأعمدة الخشبية بطريقة اقتصادية وعندما تكون المتانة العالية مطلوبة تستخدم الأعمدة الخرسانية والمعدنية وكذلك عندما يكون الشكل ذا أهمية كبرى حيث يمكن تصنيع الأعمدة الخرسانية والمعدنية بأشكال وألوان عديدة.

وتبعا لمتطلبات الحالات المختلفة يمكن استخدام الأعمدة الخشبية في صورة عمود مفرد أو في صورة تركيبات على شكل حرف H. وتتميز الأعمدة المفردة بأن حق المرور Right-of-way المطلوب لها أقل ما يمكن في حين أن ما يحد استعمال الأعمدة الخشبية المفردة هو أقصى جهد يمكن وضعه على عمود مفرد والمسافة بين الموصلات وكذلك وزن الموصلات.

وتبعا لمتطلبات الحالات المختلفة يمكن استخدام الأعمدة الخشبية في صورة عمود مفرد أو في صورة تركيبات على شكل حرف H، وتتميز الأعمدة المفردة بأن حق المرور Right-of-way المطلوب لها أقل ما يمكن في حين أن ما يحد استعمال الأعمدة الخشبية المفردة هو أقصى جهد يمكن وضعه على عمود مفرد والمسافة بين الموصلات وكذلك وزن الموصلات.

وتتميز تركيبات H بأنها متينة وقوية لدرجة تمكنها من تحمل وزن موصلات ذات مساحة مقطع كبيرة ولمسافات كبيرة بين كل برجين متتاليين ويمكن كذلك استخدامها لجهود مرتفعة وذلك للإمكانية المتاحة لديها من تثبيت الموصلات على مسافات أكبر، ويعيبها فقط أن متطلبات حق المرور لمثل هذه الأبراج أكبر.

الأعمدة الخرسانية

تصنع الأعمدة الخرسانية (Concrete Poles) وكذلك المعدنية بمقاطع دائرية أو مربعة أو مضلعة (عادة ستة أو ثمانية أضلاع) وتكون مجوفة وذلك لتقليل وزنها الذي مازال يمثل عيبًا كبيرًا وخصوصا عند تداولها أثناء النقل والتثبيت ويستغل التجويف داخل العمود في تمرير الكابلات التي تقوم بتوصيل الكهرباء من أو إلى أعلى العمود.

وتتميز الأعمدة الخرسانية بالآتي:

1. لا تتأثر الأعمدة الخرسانية بالتعفن ولا بالطيور ولا بالنار ولا تصدأ وكذلك لا تتأثر بالمواد الكيميائية
2. أقوى وأصلب من الخشب ولا تحتاج إلى صيانة
3. تؤثر رطوبة التربة والجو تأثيرا سلبيا على الأنواع الأخرى من الأعمدة إلا أنها تعمل لصالح الأعمدة الخرسانية حيث تزيد صلابتها ومتانتها
4. باعتبار عمر العمود فإن العمود الخرساني يعتبر الأقل تكلفة / السنة بالنسبة لباقي الأنواع من الأعمدة

بالإضافة إلى ثقل وزنها فإن الأعمدة الخرسانية أكبر تكلفة من الأعمدة الخشبية وهذا ما يحد من استخدامها وخصوصًا عند توافر الأعمدة الخشبية.

الأعمدة المعدنية

تصنع الأعمدة المعدنية (Metallic Poles) بأطوال مختلفة وسمك يعتمد على المتانة المطلوبة، وتصنع في أشكال الأعمدة الخرسانية – دائرية أو مربعة أو مضلعة – وتكون مدببة كذلك، وتكون عادة بلون المعدن المصنوعة منه ولكن يمكن طلاؤها بالألوان المطلوبة، ويمكن تثبيتها في الأرض مباشرة، أو في قواعد خرسانية ، أو بمسامير في ألواح معدنية مثبتة في قواعد خرسانية.

الأعمدة المعدنية ليس لها مرونة الأعمدة الخشبية ولا حتى عمرها الزمني حيث يتراوح عمر العمود المعدني من 25 حتى 30 سنة في حين يصل عمر العمود الخشبي من 50 -40 سنة في حالة معالجتها بطريقة تمنع حدوث التعفن ويعتمد عمر العمود المعدني على سمك طبقة الجلفنة. والأعمدة المعدنية أكبر تكلفة من الأعمدة الخشبية ولكن تصبح أكثر اقتصادية للأطوال من 90-130 قدم.

ويرجع السبب الرئيس لاستخدام الأعمدة المعدنية إلى منظرها حيث يعتقد الكثير من الناس أن الأعمدة المعدنية لها شكل أكثر جاذبية أو قبولا من الأعمدة الخشبية ، وأكثر استخدامها في إنارة الطرق السريعة والشوارع والملاعب الرياضية وفي المناطق التجارية والسكنية ويمكن استخدامها في خطوط النقل في صورة أعمدة منفردة أو تكوينات من عمودين أو أكثر

وتتميز الأعمدة المعدنية على الأعمدة الخشبية بسهولة النقل وخصوصا للأعمدة الطويلة حيث يمكن تصنيع العمود المعدني من عدة أجزاء يسهل نقلها ثم يتم تجميعها في موقع التركيب، وأيضا لأنه يمكن تصنيع الأعمدة المعدنية في مواقع عديدة فيسهل نقل الأعمدة من أقرب مواقع التصنيع إلى موقع التركيب بعكس الأعمدة الخشبية التي تعتمد أماكن إنتاجها على أماكن توافر الأشجار.

أعمدة الفيبر جلاس

تصنع أعمدة الفيبر جلاس (Reinforced Fiberglass Poles) من مادة البوليمر المقوي بالفيبر جلاس (FRP) التي تمتاز بمواصفات عديدة تجعلها مثالية في هذا المجال. من أهمها المقاومة العالية للتآكل والمتانة الميكانيكية العالية. بالإضافة إلى خفة وزنها وسهولة نقلها وتركيبها. وتصنع بألوان مختلفة. ويصل عمرها الافتراضي إلى 40 سنة إلا أنها مازالت مرتفعة الثمن.

الأبراج الحديدية

الأبراج الحديدية (Steel Towers) وتصنع من الصلب المجلفن. ويتم تجميعها بمسامير وصواميل. ومن مميزاتها. أنها أعلى أنواع الأبراج من حيث المتانة. وتستخدم لمسافات بعيدة. وعمرها الافتراضي كبير جداً. إلا أنها تتأثر بالعوامل الجوية (الصدأ) وتحتاج لصيانة دائمة. ويتم تصميمها بأشكال مختلفة طبقا لعدد الدوائر التي يحملها البرج وجهدها.

وتعتبر أبراج النقل الحديدية أكثر أنواع الأبراج استخداما حيث أنها:

1. Hلأعلى من حيث نسبة المتانة / الوزن
2. الأطول عمرا وذات تكلفة معقولة
3. يمكن نقل مكونات البرج بسهولة وتجميعها بسهولة أيضا في مكان التركيب

ورغم أنها تحتاج إلى أساسات خاصة ولكنها غير باهظة التكاليف ولا صعبة التركيب. وتعتمد أبعاد البرج – ارتفاعه والمسافات بين الأذرع المستعرضة واتساعها على مستوى الجهد.