پایه های هیبریدی فولاد – کامپوزیت

پایه های برق یکی از مهم ترین تجهیزات شبکه های فشار ضعیف و متوسط کشور می باشد که به طور معمول دارای ساختار بتنی است. با این حال به سبب سنگینی این تیرها، حمل و نقل و جابجایی آن در مناطق صعب العبور و جنگلها و مناطق کوهستانی بسیار دشوار و پر هزینه است. تیرهای هیبریدی با وزن حدود 15/0 وزن تیرهای بتنی گرد (سبک ترین پایه تولید شده برای شبکه های توزیع) و با همان استقامت و قدرت، همچنین قابلیت چند تکه شدن و مونتاژ در محل، به عنوان راه حل عملی برای این مشکل هستند. همچنین مشکلات نصب تیرهای عادی در مناطق سنگی نیز با استفاده از این تیرها قابل حل می باشد. در کنار این موارد، یکی از مهمترین مشکلات شبکه های توزیع، اتصال فاز به بدنه تیرها می باشد که در نتیجه عوامل خارجی چون پرندگان و حیوانات اتفاق می افتد که با توجه به ساختار کامپوزیتی بخش برق دار، عایق بسیار قوی در مقابل جریان برق بوده و لذا مشکل اتصال فازها به بدنه تیرها را برطرف میکند. نیاز به این پایه ها از دو بخش فولادی و کامپوزیتی ساخته شده است.

مزایای پایه های هیبریدی:

• سبکترین پایه تولید شده (حدود 15 درصد وزن پایه های بتنی گرد معادل)
• عایقی بخش برقدار خط و رفع مشکل پرنده زنی در شبکه توزیع
• چند تکه بودن و سهولت در حمل در محل های تنگ و مسیر های صعب العبور
• پوشش تمامی آرایش های فازی یک و دو مداره
• امکان نصب بر روی بستر های یکپارچه سنگی بدون نیاز به حفاری فونداسیون
• امکان نصب به صورت دفنی و پیچی
• امکان نصب بدون تجهیزات موتوری و برقی
• مقاومت به خوردگی به سبب گالوانیزه کامل پایه
• دمونتاژ و برکناری سریع پایه بدون نیاز به تجهیزات موتوری و برقی و بدون آسیب به ان
• امکان تولید در نیرو ها و ارتفاع های دلخواه
• زیبایی ظاهری و استفاده در مبلمان شهری
• هزینه های حمل و نصب بسیار پایین نسبت به پایه های بتنی (حدود 20 درصد پایه های معمول)
• عدم تاثیر حشرات و جوندگان بر روی ساختار پایه
• عدم تخریب در شرایط یخبندان بر خلاف پایه های بتنی
• قیمت پایین نسبت به پایه های دیگر(چدنی و تمام کامپوزیتی به عنوان اصلی ترین رقبای این پایه ها)
• حجم فونداسیون کمتر نسبت به پایه های دفنی (حدود 40 درصد حجم فونداسیون پایه های دفنی بتنی)

تست مکانیکی پایه 9 متری 400 کیلوگرم نیرو:

شکل شماره 2- تست مکانیکی پایه 9 متری 400  کیلوگرم نیرو مطابق دستورالعمل تست پایه های بتنی

به منظور بررسی عملکرد مکانیکی پایه های هیبریدی فولاد- کامپوزیت تحت نیرو های وارد شده، تست کشش پایه های مذکور برای یک پایه 9 متری با قدرت نامی 400 کیلوگرم نیرو و قدرت نهایی 800 کیلوگرم نیرو در مرکز تست شرکت سازه های نوین تبریز (تولید کننده پایه های بتنی H شکل) صورت گرفت که در شکل دو نشان داده شده است. برای این منظور یک سکوی تست ویژه برای نصب و نگهداشتن پایه جهت اعمال نیرو طراحی و ساخت گردید. مطابق روش تست معمول، نیروی اعمالی در 60 سانتی از راس پایه به صورت افقی اعمال گردید. تست پایه تا نیروی 750 کیلوگرم نیرو انجام شد و در این نیرو متاسفانه با خم شدن جک های نگه دارنده سکوی تست، امکان ادامه تست تا شکست کامل تیر انجام نگردید.

نتایج تست و جابجایی راس پایه با نتایج بدست آمده از شبیه سازی توسط نرم افزار های PLS-POLE و SOLIDWORKS نشان دهنده اختلاف 14 درصدی در جابجایی راس پایه می باشد که میتواند به علت لقلی در اتصالات پیچی باشد. مهمترین ویژگی پایه های هیبریدی با توجه به خواص کامپوزیت و ساختار مهندسی، کاهش تنش در بدنه فولادی میباشد که این موضوع سبب عدم انحنا تیر به مرور زمان خواهد شد.

شکل شماره 4 – تحلیل رفتار بخش کامپوزیتی پایه های هیبریدی تحت نیرو های خط با سیم هاینا 126

شکل شماره 5- تجهیز نصب دستی پایه های هیبریدی

نصب پایه های هیبریدی بدون استفاده از تجهیزات بالابری برقی و موتوری:

با توجه به موارد استفاده پایه های هیبریدی در مسیر های صعب العبور و کوهستانی، نیاز به روشی جهت نصب پایه های موجود بر روی فونداسیون بدون استفاده از تجهیزات موتوری و برقی بسیار مهم میباشد. به لطف وزن بسیار پایین این پایه ها و ساختار فلنجی و چند تکه این پایه ها با استفاده از تجهیر طراحی شده توسط این شرکت (GINE-POLE) امکان نصب آسان پایه ها را کاملا به صورت دستی فرآهم می آورد  که در شکل زیر نشان داده شده است. این تجهیز توانایی بالا بردن 150 کیلوگرم تا ارتفاع 8 متری را دارد و با نصب بر روی بخش اول پایه ارتفاع نهایی کاری آن 9.5 متر میباشد که برای نصب پایه 12 متری در یک مرحله و پایه 15 متری در دو مرحله کافی است. همچنین وزن این تجهیز برابر 48 کیلوگرم و طول آن 4.5 متر می باشد که قابل حمل و جابجایی توسط نفر در سخترین مسیرها نیز می باشد.