چرا میله های چوبی خراب می شوند؟

پوسیدگی غیر یکنواخت: فروپاشی خط زمین

تیرهای برق چوبی در طول طول خود در معرض بسیاری از شرایط مختلف قرار دارند، از شرایط آب و هوایی بسیار متفاوت در بالای زمین تا شرایط مرطوب خنک و پایدار در عمق زمین.

در قسمت خط زمین قطب است که شرایط بالا و زیر زمین برای ایجاد شرایط عالی برای پوسیدگی چوب فراهم می شود.

دشمنت را بشناس

خاک سطحی در 6 اینچ یا بیشتر از زمین در طی میلیون ها سال تکامل یافته و به یک سیستم دفع زباله بسیار کارآمد تبدیل شده است. هر ماده آلی مرده ای مانند چوب، برگ و غیره که روی زمین می افتد، توسط بسیاری از موجودات موجود در خاک تجزیه شده و تجزیه می شود. 

قارچ ها ساکنان بسیار موفق خاک هستند. آنها انواع مواد آلی را می شکنند و اجزای خاک را تجزیه می کنند. قارچ ها مواد آلی مرده را به زیست توده، دی اکسید کربن و اسیدهای آلی تبدیل می کنند. صدها هزار نوع قارچ مختلف وجود دارد که حدود 30,000 مورد از آنها برای حمله و تخریب چوب شناخته شده است. حمله قارچی عامل اصلی پوسیدگی و شکست در تیرهای برق چوبی است.

قارچ‌های تخریب‌کننده چوب زمانی رشد می‌کنند که محیط ایده‌آل باشد و خاک مرطوب و گرم و تامین اکسیژن کافی از نیازهای ضروری باشد. این شرایط معمولاً در 150 میلی‌متر (6 اینچ) بالای زمین رخ می‌دهد که در آن بارندگی، گرمای خورشید و هوا/اکسیژن خوب وجود دارد. 

در اعماق بیشتر، خاک بیشتر فشرده می شود و جریان هوا و اکسیژن را محدود می کند. در همان زمان، اثر گرمایش خورشید از بین می رود و منجر به کاهش دما و کاهش قابل توجه فعالیت قارچ می شود. 

موریانه ها - کوچک اما کشنده

در بسیاری از نقاط جهان، موریانه های زیرزمینی تهدید قابل توجهی برای تیرهای برق چوبی هستند. هنگام بررسی حمله موریانه ها به قطب ها باید به دو نکته توجه داشت. اولا، موریانه ها خوردن چوب های نگهدارنده را دوست ندارند. ثانیاً، به عنوان یک قاعده کلی، تحقیقات مستقل نشان می دهد که بسیاری از موریانه ها هضم چوبی را که در معرض پوسیدگی قارچی است آسان تر می کنند. نمودار زیر نتیجه آزمایش های بزرگ در استرالیا را نشان می دهد که در آن رابطه واضحی بین بروز پوسیدگی قطب و حمله موریانه با حمله موریانه پس از مدت کوتاهی پس از شروع پوسیدگی چوب وجود دارد. خط زمین یا بالای قطب، نقطه ورود معمول موریانه ها است. از این رو، واضح است که حفظ غلظت مواد نگهدارنده در چوب و جلوگیری از پوسیدگی در کاهش احتمال حمله موریانه، به ویژه در بخش خط زمین آسیب پذیر و به میزان کمتر در بالای قطب بسیار مهم است.

چوب خشک پوسیده نمی شود

بروز پوسیدگی چوب به طور مستقیم با رطوبت چوب ارتباط دارد. برای شروع پوسیدگی چوب، رطوبت 25٪ یا بالاتر مورد نیاز است. اگر میزان رطوبت بیشتر باشد، سرعت پوسیدگی به طور کلی تا جایی افزایش می‌یابد که بقیه مساوی باشند. هنگامی که پوسیدگی چوب شروع می شود، می تواند با رطوبت کمتر 20 درصد ادامه یابد، زیر این سطح پوسیدگی چوب رخ نمی دهد.

یک تیر چوبی مدفون در زمین مانند فتیله شمع عمل می کند، آب را از خاک با اختلاف فشار بخار جذب می کند و باعث می شود آب به سمت قطب حرکت کند که در اثر جریان هوا و گرمای خورشید از بین می رود. این حرکت رطوبت یک فرآیند آهسته اما مستمر است که بارندگی و گرمای خورشید عامل اصلی این فرآیند هستند.

در عمل، این به طور کلی به این معنی است که کل بخش خط زمین قطب و هسته داخلی بخش قطب تا حدود 50 سانتی متر یا 20 اینچ بالاتر از سطح زمین دارای رطوبت بالایی بیش از 25٪ خواهد بود.

ممکن است فکر کنید قسمت بالای زمین پوسیدگی ندارد زیرا با قارچ های موجود در خاک تماس ندارد. متأسفانه اینطور نیست. ترک های قطب با گذشت زمان تا هسته مرطوب قطب ایجاد می شود. اسپورهای قارچ میکروسکوپی موجود در هوا می توانند در شکاف ها دمیده شوند و با چوب مرطوب در مرکز قطب درست بالای سطح زمین تماس پیدا کنند. سپس هاگ ها می توانند جوانه بزنند و هسته داخلی قطب را از بین ببرند. این پوسیدگی هسته نامیده می شود. 

حفاظت جزئی - نگهدارنده چوب 

حفاظت نسبی با نگهدارنده چوب مایع اعمال شده بر روی قطب تحت چرخه خلاء/فشار روش سنتی به تاخیر انداختن شروع پوسیدگی چوب و شکست قطب بوده است. برای موثر بودن، فرآیند درمان نگهدارنده باید به دقت کنترل شود تا از غلظت صحیح نگهدارنده (%)، سطح نگهداری (kg/m³ یا PCF) و عمق نفوذ (mm یا اینچ) اطمینان حاصل شود. برای بهترین نتایج، قطب قبل از درمان با نگهدارنده تا رطوبت مطلوب خشک می شود. روش‌های خشک‌کردن مدرن و استفاده از دستگاه‌های تصفیه فشار خودکار، در صورت استفاده صحیح، از پوسیدگی محافظت می‌کند.

تیمار نگهدارنده چوب محافظت عالی در بالای سطح زمین و عمیق تر در زمین که شرایط پوسیدگی کمتر از ایده آل است، فراهم می کند. این در بخش خط زمین از نظر مکانیکی بحرانی قطب است که در آن پوسیدگی و شکست چوب یک موضوع است.

در این مرحله قرار گرفتن در معرض دمای بالاتر، اکسیژن و رطوبت می تواند اکسیداسیون نگهدارنده چوب را تسریع کند. در عین حال، تغییرات آب و هوایی باعث چرخه های منظم مرطوب و خشک شدن می شود که منجر به مهاجرت تدریجی نگهدارنده چوب از قطب به خاک می شود. تأثیر کلی آن از بین رفتن سمیت موجودات قارچی در طول زمان است.

مواد نگهدارنده چوب در 2 نوع وجود دارد:

•   نگهدارنده های آب گریز مانند کرئوزوت، مس موجود در روغن و پنتاکلروفنل
•   نگهدارنده چوب غیر دافع آب

محصولات دافع آب، بیوسیدها را همراه با خصوصیات دافع آب طبیعی در مورد کرئوزوت یا افزودن روغن‌هایی مانند روغن AWPA P9a ترکیب می‌کنند تا در ترکیب با بیوسیدها مانند پنتاکلروفنل یا مس، آب‌گریزی ایجاد کنند. روغن ها به چوب "ثابت" نمی شوند و به خودی خود طول عمر محدودی را ایجاد می کنند زیرا بیوسید نیستند. آنها با ایجاد یک مانع جزئی در برابر نفوذ رطوبت از زمین، عمر را افزایش می دهند. 

در مدت زمان طولانی‌تری، روغن/مواد نگهدارنده در نتیجه مهاجرت به خاک از بین می‌روند. این اثر در بخش خط زمین قطب برجسته‌تر است، جایی که چرخه‌های مرطوب و خشک کردن آب و هوایی همراه با شرایط ایده‌آل برای اکسیداسیون می‌توانند این کاهش اثربخشی را در طول زمان تشدید کنند. 

در مارس 2021، مجوز استفاده از کرئوزوت به عنوان ماده نگهدارنده چوب در اروپا مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به اینکه فرانسه اخیراً استفاده از کرئوزوت را ممنوع کرده است و آژانس شیمیایی اروپا (ECHA) اخیراً کرئوزوت را به عنوان یک ماده سرطان زا طبقه بندی کرده است، تنها 6 کشور اروپایی اکنون از کرئوزوت در حجم استفاده می کنند، استفاده از کرئوزوت به طور فزاینده ای بعید به نظر می رسد. 

نگهدارنده های چوب نمک مس غیر دافع آب از سال 2005 به طور گسترده در سراسر اروپا به عنوان یک جایگزین سازگار با محیط زیست برای کرئوزوت استفاده شده است.

این نگهدارنده‌های چوب دارای تاریخچه‌ای دقیق با گزارش‌هایی از خرابی‌های اولیه قطب هستند، اما استفاده از کوبیوسیدهای اضافی برای رسیدگی به موضوع قارچ‌های مقاوم به مس و استفاده از تثبیت‌کننده‌ها، همراه با بهبود استانداردهای درمان و سطوح نگهداری بالاتر، عمر قطب را برای نسخه‌های جدیدتر این نگهدارنده افزایش داده است. بسیاری از مشتریان خدماتی که با آنها صحبت می کنیم و از سال 2005 از این مواد نگهدارنده استفاده کرده اند به ما می گویند که آنها انتظار دارند با آخرین نسخه ها طول عمر 15 تا 20 سال داشته باشند، اگرچه ممکن است در واقعیت عمر طولانی تری داشته باشند.

برای همه تاسیسات، تمرکز بی‌وقفه بر کاهش هزینه، بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان شبکه وجود دارد. حتی با استفاده از کرئوزوت با عمر قطب 40 ساله برای اکثر تاسیسات، تعویض تیرک چوبی یکی از بزرگترین هزینه های عملیاتی آنهاست. در نیمکره شمالی معمولاً حدود 2500 یورو / دلار / پوند برای جایگزینی یک تیر توزیع برق هزینه می شود و این به زودی با هزینه معمولی حدود 25 میلیون یورو / دلار / پوند به ازای هر 10,000 تیر جایگزین در سال می شود.

تولیدکنندگان مواد نگهدارنده اخیراً برای رسیدگی به مسئله افزایش هزینه تعویض قطب در اروپا و مطابقت با عمر مفید کرئوزوت، محصولات جدیدی را عرضه کرده اند که از ترکیبی از نگهدارنده چوب بر پایه مس و روغن دافع آب استفاده می کنند. این ترکیب بدون شک باید عمر قطب طولانی تری نسبت به نگهدارنده مس مبتنی بر آب به تنهایی بدهد، اما مدت زمان طولانی تر در حال حاضر مشخص نیست. این ناشناخته است که نگرانی بسیاری از شرکت‌های برقی است که ما با آنها صحبت می‌کنیم، به‌ویژه آنهایی که در گذشته مشکلاتی را با شکست قطب تجربه کرده‌اند. عاملی در بازخورد نشان‌دهنده هزینه‌های بسیار بالاتر برای این درمان است و بسیاری از شرکت‌هایی که ما با آنها صحبت می‌کنیم اکنون گزینه‌های پیش روی خود را بررسی می‌کنند، از جمله استفاده از مواد قطب جایگزین مانند فولاد، کامپوزیت یا بتن همراه با سیستم‌های مانع جزئی و توتال.

نمونه ای از این تصمیم اخیر فرانس تلکام (Orange) برای استفاده از قطب های فولادی گالوانیزه به جای تیرهای چوبی تصفیه شده در فرانسه است، علیرغم افزایش انتشار گاز CO2 آنها در حدود 220,000 تن در سال. این برای محیط زیست بد است و ضربه بزرگی به تولیدکنندگان تیرهای چوبی، بخش جنگلداری و تولیدکنندگان مواد نگهدارنده با فروش از دست رفته حدود 220,000 تیر در سال است. 

* گزارش های کامل در صورت درخواست موجود است

هزینه شکست قطب چقدر است؟

هزینه های یک شرکت برق برای نصب و نگهداری تیرهای برق چوبی اغلب یکی از بالاترین هزینه های آنهاست. استفاده از هزینه یابی ترکیبی سالیانه که شامل هزینه نصب شده و هزینه های بازرسی و اصلاح است که در طول عمر مورد انتظار قطب ها پخش می شود، رقمی واضح و آسان برای هزینه قطب و مقایسه با جایگزین ها ارائه می دهد. 

بیایید یک شبکه توزیع LV آمریکای شمالی 1000 مایلی را به عنوان مثال در نظر بگیریم. تحقیقات ما بر اساس داده های صنعت نشان می دهد:

- با میانگین فاصله قطب 250 فوت معادل 21,120 تیر، مجموع هزینه های هر قطب و هزینه نصب در مجموع 63 میلیون دلار است. 

- بر اساس این فرض که 12٪ از این قطب ها هر ده سال با هزینه بازرسی 100 دلار بازرسی می شوند، هزینه نگهداری سالانه قطب با احتساب کار اصلاحی 633,000 دلار خواهد بود.

- بر اساس طول عمر 20 ساله برای نگهدارنده مس مبتنی بر آب (Creosote/CCA 40 سال)، کل هزینه نگهداری در طول عمر برای 21,120 قطب 25 میلیون دلار خواهد بود.  

- در مجموع، هزینه طول عمر 21,120 قطب، بر اساس داده های تحقیقات صنعت ما، 88 میلیون دلار است. 

داده‌های ما نشان می‌دهد که هزینه‌های تعمیر و نگهداری برای Utilities قابل توجه است. اگرچه این مثال مختص آمریکای شمالی است، اما تحقیقات ما نتایج مشابهی را در طیف وسیعی از مکان‌های جغرافیایی بیان کرده است.   

در ارتباط با هزینه های ظاهری، چندین هزینه پنهان بالقوه می تواند در نتیجه شکست قطب رخ دهد. بسته به تنظیم بازار، خرابی شبکه در نتیجه فروپاشی قطب ممکن است جریمه‌های مالی برای شرکت‌های برق داشته باشد. فروپاشی قطب نه تنها پتانسیل ایجاد خرابی شبکه را دارد، بلکه امکان به خطر انداختن ایمنی کارکنان و عموم را نیز به همراه دارد. احتمال این شکست ها و هزینه های ناشی از آن هر دو قابل کاهش هستند. اگر می خواهید بدانید که چقدر می توانید با آن پس انداز کنید polesaver ما را امتحان کنید ماشین حساب هزینه برای اطلاعات بیشتر 

این هزینه های ناخواسته، چه آشکار و چه پنهان، هدف قابل توجهی برای کاهش بالقوه هستند. همانطور که ما در دسترس بررسی می کنیم، منتظر مقاله بعدی ما باشید جایگزین هایی برای افزایش عمر قطباز جمله مواد قطب جایگزین و سیستم های مانع جزئی و کامل و اثرات آنها بر نگهداری، ایمنی و محیط زیست.