Drewniane słupy energetyczne są narażone na wiele różnych warunków na całej swojej długości – od bardzo zmiennych warunków pogodowych nad ziemią po chłodne, wilgotne i stabilne warunki głęboko pod ziemią.
To właśnie na wysokości linii gruntu słupa spotykają się warunki nadziemne i podziemne, co stwarza idealne warunki do zachodzenia rozkładu drewna.
Warstwa wierzchniej warstwy gleby na górnych 6″ lub więcej stopniach gruntu ewoluowała przez miliony lat, stając się wysoce wydajnym systemem usuwania odpadów. Każda martwa materia organiczna, taka jak drewno, liście itp., która spada na ziemię, rozkłada się i jest rozkładana przez wiele organizmów w glebie.
Grzyby są bardzo udanymi mieszkańcami gleby; rozkładają wszelkiego rodzaju materię organiczną, rozkładając składniki gleby. Grzyby przekształcają martwą materię organiczną w biomasę, dwutlenek węgla i kwasy organiczne. Istnieją setki tysięcy różnych rodzajów grzybów, z których około 30,000 XNUMX jest znanych z atakowania i niszczenia drewna. Atak grzybów jest główną przyczyną rozkładu i uszkodzenia drewnianych słupów energetycznych.
Grzyby niszczące drewno rozwijają się, gdy środowisko jest idealne, a wilgotna, ciepła gleba i dobre zaopatrzenie w tlen są niezbędnymi wymaganiami. Warunki te występują zazwyczaj w górnych 150 mm (6 cali) gruntu, gdzie występują opady deszczu, ciepło słoneczne i dobre zaopatrzenie w powietrze/tlen.
Na większych głębokościach gleba ma tendencję do większego zagęszczania, co ogranicza przepływ powietrza i tlenu. Jednocześnie efekt ogrzewania przez słońce zanika, co prowadzi do niższych temperatur i znacznie zmniejszonej aktywności grzybów.
W wielu częściach świata podziemne termity stanowią poważne zagrożenie dla drewnianych słupów energetycznych. Istnieją dwie rzeczy, o których należy pamiętać, patrząc na ataki termitów na słupy. Po pierwsze, termity nie lubią jeść drewna poddanego konserwacji. Po drugie, jako ogólną zasadę, niezależne badania pokazują, że wiele termitów łatwiej trawi drewno, które jest podatne na rozkład grzybiczy. Poniższy wykres przedstawia wynik testów na dużą skalę w Australii, gdzie istnieje wyraźny związek między występowaniem rozkładu słupów a atakiem termitów, przy czym atak termitów następuje wkrótce po rozpoczęciu rozkładu drewna. Linia gruntowa lub szczyt słupa to typowy punkt wejścia termitów. Z tego jasno wynika, że utrzymanie stężenia środków konserwujących w drewnie i zapobieganie rozkładowi ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia prawdopodobieństwa ataku termitów, szczególnie w wrażliwej części linii gruntowej, a w mniejszym stopniu na szczycie słupa.
Częstotliwość występowania próchnicy drewna jest bezpośrednio związana z zawartością wilgoci w drewnie. Aby rozpocząć próchnicę drewna, wymagana jest zawartość wilgoci wynosząca 25% lub więcej. Jeśli zawartość wilgoci jest wyższa, szybkość próchnicy zazwyczaj wzrasta do pewnego punktu, przy założeniu, że wszystkie inne czynniki pozostają takie same. Gdy próchnica drewna się rozpocznie, może ona trwać przy niższej zawartości wilgoci wynoszącej 20%, poniżej tego poziomu próchnica drewna nie występuje.
Drewniany słup zakopany w ziemi zachowuje się jak knot świecy, pochłania wodę z gleby, a różnica w ciśnieniu pary wodnej powoduje, że woda przemieszcza się w górę słupa, gdzie jest tracona do powietrza przez przepływ powietrza i ciepło słoneczne. Ten ruch wilgoci jest powolnym, ale ciągłym procesem, w którym głównymi czynnikami napędowymi są opady deszczu i ciepło słoneczne.
W praktyce oznacza to, że cała powierzchnia słupa przylegająca do podłoża oraz wewnętrzny rdzeń słupa do wysokości około 50 cm lub 20 cali nad ziemią będą miały wysoką zawartość wilgoci, większą niż 25%.
Możesz myśleć, że część nad ziemią nie ulegnie rozkładowi, ponieważ nie ma kontaktu z grzybami w glebie. Niestety, tak nie jest; pęknięcia w słupie tworzą się z czasem aż do wilgotnego rdzenia słupa. Unoszące się w powietrzu mikroskopijne zarodniki grzybów mogą zostać wdmuchnięte do pęknięć i wejść w kontakt z wilgotnym drewnem w środku słupa tuż nad poziomem gruntu. Zarodniki mogą następnie wykiełkować i zniszczyć wewnętrzny rdzeń słupa; to zjawisko nazywa się zgnilizną rdzenia.
Częściowa ochrona za pomocą płynnego środka konserwującego drewno nakładanego na słup w cyklu próżnia/ciśnienie jest tradycyjną metodą opóźniania początku rozkładu drewna i uszkodzenia słupa. Aby był skuteczny, proces konserwacji musi być starannie kontrolowany, aby zapewnić prawidłowe stężenie środka konserwującego (%), poziom retencji (kg/m³ lub PCF) i głębokość penetracji (mm lub cale). Aby uzyskać najlepsze rezultaty, słup jest suszony do optymalnej zawartości wilgoci przed zabiegiem konserwującym. Nowoczesne metody suszenia i stosowanie zautomatyzowanych instalacji do obróbki ciśnieniowej zapewniają stałą, wysokiej jakości ochronę przed rozkładem przy prawidłowym użyciu.
Zabieg konserwacji drewna zapewnia doskonałą ochronę nad ziemią i głębiej w ziemi, gdzie warunki do rozkładu są dalekie od idealnych. Jest to mechanicznie krytyczny odcinek linii gruntu słupa, gdzie rozkład i uszkodzenie drewna są problemem.
W tym momencie narażenie na wyższe temperatury, tlen i wilgoć może przyspieszyć utlenianie środka konserwującego drewno. Jednocześnie zmiany pogody powodują regularne cykle zwilżania i suszenia, co prowadzi do stopniowej migracji środka konserwującego drewno z bieguna do gleby. Całkowitym skutkiem jest utrata toksyczności dla organizmów grzybowych w czasie.
Produkty hydrofobowe łączą biocydy z naturalnymi właściwościami hydrofobowymi w przypadku kreozotu lub dodanie olejów, takich jak olej AWPA P9a, aby stworzyć hydrofobowość, gdy są stosowane w połączeniu z biocydami, takimi jak pentachlorofenol lub miedź. Oleje nie są „utrwalone” w drewnie i same w sobie zapewniają ograniczone przedłużenie żywotności, ponieważ nie są biocydami. Przedłużają żywotność, tworząc częściową barierę przed wnikaniem wilgoci z ziemi*.
W dłuższym okresie czasu olej/środki konserwujące są tracone w wyniku migracji do gleby. Efekt ten jest najbardziej widoczny w odcinku linii gruntowej słupa, gdzie klimatyczne cykle nawilżania i suszenia w połączeniu z idealnymi warunkami utleniania mogą nasilać tę utratę skuteczności w czasie.
W marcu 2021 r. w Europie odbędzie się przegląd licencji na dalsze stosowanie kreozotu jako środka konserwującego drewno. Francja niedawno zakazała stosowania kreozotu, a Europejska Agencja Chemikaliów (ECHA) niedawno sklasyfikowała kreozot jako substancję rakotwórczą. Obecnie tylko 6 krajów europejskich używa kreozotu w dużych ilościach, więc coraz mniej prawdopodobne jest, że licencja na stosowanie kreozotu zostanie odnowiona.
Nieodpychające wody środki konserwujące drewno na bazie soli miedzianej są szeroko stosowane w całej Europie od 2005 r. jako bardziej przyjazna dla środowiska alternatywa dla kreozotu
Te środki konserwujące drewno mają burzliwą historię, z doniesieniami o wczesnych awariach słupów, ale użycie dodatkowych współbiocydów w celu rozwiązania problemu grzybów tolerujących miedź i użycie środków utrwalających, wraz z ulepszonymi standardami obróbki i wyższymi poziomami retencji, wydłużyło żywotność słupów w przypadku nowszych wersji tego środka konserwującego. Wielu klientów zakładów użyteczności publicznej, z którymi rozmawiamy, a którzy stosowali te środki konserwujące od 2005 r., mówi nam, że spodziewają się 15-20-letniej żywotności słupów w przypadku najnowszych wersji, chociaż w rzeczywistości można osiągnąć dłuższą żywotność.
Wszystkie zakłady użyteczności publicznej nieustannie koncentrują się na redukcji kosztów, poprawie bezpieczeństwa i niezawodności sieci. Nawet przy zastosowaniu kreozotu z 40-letnią żywotnością słupa dla większości zakładów użyteczności publicznej wymiana słupa drewnianego stanowi jeden z największych kosztów operacyjnych. Na półkuli północnej wymiana słupa rozdzielczego kosztuje zazwyczaj około 2500 €/$/£, co szybko daje typowy koszt około 25 milionów €/$/£ na 10,000 XNUMX słupów wymienianych rocznie.
Aby spróbować rozwiązać problem rosnących kosztów wymiany słupów w Europie i dopasować żywotność do kreozotu, producenci środków konserwujących niedawno wprowadzili na rynek nowe produkty, które wykorzystują połączenie miedzianych środków konserwujących drewno i hydrofobowego oleju. Ta kombinacja powinna niewątpliwie wydłużyć żywotność słupów niż sam miedziany środek konserwujący na bazie wody, ale o ile dłużej, nie wiadomo. To właśnie ta niewiadoma jest powodem do obaw dla wielu zakładów użyteczności publicznej, z którymi rozmawiamy, zwłaszcza tych, które w przeszłości doświadczyły problemów z awariami słupów. Weź pod uwagę opinie wskazujące na znacznie wyższe koszty tego zabiegu, a wiele zakładów użyteczności publicznej, z którymi rozmawiamy, analizuje obecnie dostępne dla nich opcje, w tym wykorzystanie alternatywnych materiałów na słupy, takich jak stal, kompozyt lub beton, wraz z częściowymi i całkowitymi systemami barierowymi.
Przykładem tego jest niedawna decyzja France Telecom (Orange) o stosowaniu ocynkowanych słupów stalowych zamiast impregnowanych słupów drewnianych we Francji, pomimo że zwiększyło to emisję CO2 o około 220,000 220,000 ton rocznie. Jest to niekorzystne dla środowiska i poważny cios dla producentów słupów drewnianych, sektora leśnego i producentów środków konserwujących, ze stratą sprzedaży wynoszącą około XNUMX XNUMX słupów rocznie.
* Pełne raporty dostępne na żądanie
Koszty instalacji i konserwacji drewnianych słupów energetycznych dla przedsiębiorstwa użyteczności publicznej są często jednymi z najwyższych wydatków. Użycie rocznego łącznego kosztorysu, który obejmuje koszt instalacji oraz koszty inspekcji i naprawy rozłożone na oczekiwany okres użytkowania słupów, daje jasną i łatwą w użyciu liczbę kosztów słupów i porównanie z alternatywami.
Weźmy za przykład 1000-milową sieć dystrybucyjną niskiego napięcia w Ameryce Północnej; nasze badania oparte na danych branżowych pokazują:
– przy średnim odstępie między słupami wynoszącym 250 stóp, co odpowiada 21,120 63 słupom, łączny koszt każdego słupa i koszt instalacji wynosi XNUMX miliony dolarów.
– Przy założeniu, że 12% tych słupów jest kontrolowanych co dziesięć lat, a koszt kontroli wynosi 100 dolarów, roczny koszt konserwacji słupów wyniósłby 633,000 XNUMX dolarów, wliczając w to prace naprawcze.
– Przyjmując, że okres trwałości środka konserwującego miedź na bazie wody wynosi 20 lat (kreozot/CCA 40 lat), całkowity koszt konserwacji 21,120 25 słupów wyniósłby XNUMX milionów dolarów.
– Łączny koszt eksploatacji 21,120 88 słupów, według danych z naszych badań branżowych, wynosi XNUMX milionów dolarów.
Nasze dane pokazują, że koszty utrzymania dla Utilities są znaczne. Chociaż ten przykład dotyczy Ameryki Północnej, nasze badania wykazały podobne wyniki w różnych lokalizacjach geograficznych.
W połączeniu z widocznymi kosztami, kilka potencjalnych ukrytych kosztów może wystąpić w wyniku awarii słupa. W zależności od regulacji rynkowych, awaria sieci spowodowana zawaleniem się słupa może skutkować karami finansowymi dla przedsiębiorstw użyteczności publicznej. Zawalenie się słupa nie tylko może spowodować awarię sieci, ale także stwarza możliwość zagrożenia bezpieczeństwa pracowników i społeczeństwa. Prawdopodobieństwo wystąpienia tych awarii i wynikające z nich koszty można zmniejszyć; jeśli chcesz wiedzieć, ile możesz zaoszczędzić dzięki polesaver Wypróbuj nasz kalkulator kosztów, aby uzyskać więcej informacji.
Te niechciane koszty, zarówno jawne, jak i ukryte, są znaczącym celem potencjalnej redukcji. Szukaj naszego kolejnego artykułu, w którym badamy dostępne alternatywy dla przedłużenia żywotności słupów, w tym alternatywne materiały słupów oraz częściowe i całkowite systemy barier i ich wpływ na konserwację, bezpieczeństwo i środowisko.
Ta strona jest chroniona przez reCAPTCHA i Google Polityka Prywatności oraz Regulamin zastosować.
