Деревянные опоры линий электропередач подвергаются воздействию множества различных условий по всей своей длине: от самых разных погодных условий над землей до прохладных, влажных и стабильных условий глубоко под землей.
Именно в наземной части столба встречаются надземные и подземные условия, создавая идеальные условия для гниения древесины.
Верхний слой почвы в верхних 6" или около того слоя земли развивался в течение миллионов лет, чтобы стать высокоэффективной системой утилизации отходов. Любое мертвое органическое вещество, такое как древесина, листья и т. д., которое падает на землю, распадается и разлагается множеством организмов в почве.
Грибы — очень успешные обитатели почвы; они разлагают все виды органического вещества, разлагая компоненты почвы. Грибы преобразуют мертвое органическое вещество в биомассу, углекислый газ и органические кислоты. Существуют сотни тысяч различных видов грибов, из которых около 30,000 XNUMX, как известно, поражают и разрушают древесину. Грибковое поражение является основной причиной гниения и выхода из строя деревянных опор линий электропередач.
Грибы, разрушающие древесину, процветают, когда окружающая среда идеальна, а влажная, теплая почва и хороший запас кислорода являются основными требованиями. Такие условия, как правило, возникают в верхних 150 мм (6″) земли, где присутствуют осадки, тепло от солнца и хороший запас воздуха/кислорода.
На большей глубине почва имеет тенденцию быть более уплотненной, что ограничивает поток воздуха и кислорода. В то же время нагревающий эффект солнца снижается, что приводит к снижению температуры и значительному снижению активности грибков.
Во многих частях мира подземные термиты представляют значительную угрозу для деревянных опор линий электропередач. При рассмотрении атаки термитов на опоры следует учитывать две вещи. Во-первых, термиты не любят есть обработанную консервантом древесину. Во-вторых, как правило, независимые исследования показывают, что многим термитам легче переваривать древесину, подверженную грибковому гниению. На графике ниже показаны результаты масштабных испытаний в Австралии, где наблюдается четкая связь между частотой гниения опор и атакой термитов, причем атака термитов следует вскоре после начала гниения древесины. Линия земли или верх столба являются обычным местом входа для термитов. Из этого ясно, что поддержание концентрации консерванта в древесине и предотвращение гниения имеют решающее значение для снижения вероятности атаки термитов, особенно на уязвимом участке линии земли и в меньшей степени на вершине столба.
Частота гниения древесины напрямую связана с содержанием влаги в древесине. Для начала гниения древесины требуется содержание влаги 25% или выше. Если содержание влаги выше, то скорость гниения обычно увеличивается до определенного уровня при прочих равных условиях. Если гниение древесины началось, то оно может продолжаться при более низком содержании влаги 20%, ниже этого уровня гниение древесины не происходит.
Деревянный столб, зарытый в землю, ведет себя как фитиль свечи, он впитывает воду из почвы, при этом разница в давлении пара заставляет воду подниматься вверх по столбу, где она теряется в воздухе из-за воздушного потока и тепла от солнца. Это движение влаги — медленный, но непрерывный процесс, при этом основными движущими силами в этом процессе являются осадки и тепло от солнца.
На практике это обычно означает, что вся наземная часть столба и внутренняя сердцевина столба на высоте около 50 см или 20 дюймов над землей будут иметь высокое содержание влаги — более 25%.
Вы можете подумать, что надземная часть не сгниет, поскольку она не контактирует с грибками в почве. К сожалению, это не так; со временем в столбе образуются трещины, проникающие во влажную сердцевину столба. Микроскопические споры грибков, переносимые по воздуху, могут быть занесены в трещины и войти в контакт с влажной древесиной в центре столба, чуть выше уровня земли. Затем споры могут прорасти и разрушить внутреннюю сердцевину столба; это называется гниением сердцевины.
Частичная защита с помощью жидкого консерванта для древесины, нанесенного на столб в цикле вакуума/давления, была традиционным методом задержки начала гниения древесины и выхода столба из строя. Для эффективности процесс обработки консервантом должен тщательно контролироваться для обеспечения правильной концентрации консерванта (%), уровня удержания (кг/м³ или PCF) и глубины проникновения (мм или дюймы). Для достижения наилучших результатов столб высушивается до оптимального содержания влаги перед обработкой консервантом. Современные методы сушки и использование автоматизированных установок обработки под давлением обеспечивают постоянную высококачественную защиту от гниения при правильном использовании.
Обработка древесины консервантом обеспечивает превосходную защиту над землей и глубже в земле, где условия для гниения далеки от идеальных. Именно в механически критической части линии заземления столба гниение и разрушение древесины являются проблемой.
На этом этапе воздействие более высоких температур, кислорода и влаги может ускорить окисление консерванта древесины. В то же время изменения погоды вызывают регулярные циклы увлажнения и высыхания, что приводит к постепенной миграции консерванта древесины из полюса в почву. Общее воздействие заключается в потере токсичности для грибковых организмов с течением времени.
Водоотталкивающие продукты сочетают биоциды с природными водоотталкивающими свойствами в случае креозота или добавления масел, таких как масло AWPA P9a, для создания водоотталкивающих свойств при использовании в сочетании с биоцидами, такими как пентахлорфенол или медь. Масла не «фиксируются» на древесине и сами по себе обеспечивают ограниченное продление срока службы, поскольку они не являются биоцидами. Они продлевают срок службы, создавая частичный барьер для проникновения влаги из земли*.
В течение более длительного периода времени масло/консерванты теряются в результате миграции в почву. Этот эффект наиболее выражен в наземной части полюса, где климатические циклы увлажнения и высыхания в сочетании с идеальными условиями для окисления могут со временем усугубить эту потерю эффективности.
В марте 2021 года состоится европейский пересмотр лицензии на дальнейшее использование креозота в качестве средства защиты древесины. Поскольку Франция недавно запретила использование креозота, а Европейское химическое агентство (ECHA) недавно классифицировало креозот как канцероген, в настоящее время только 6 европейских стран используют креозот в больших объемах, становится все менее вероятным, что лицензия на использование креозота будет продлена.
Неводоотталкивающие водорастворимые консерванты для древесины на основе солей меди широко используются по всей Европе как более экологически приемлемая альтернатива креозоту с 2005 года.
Эти консерванты для древесины имеют неоднозначную историю с сообщениями о ранних отказах столбов, но использование дополнительных кобиоцидов для решения проблемы грибков, устойчивых к меди, и использование фиксаторов, наряду с улучшенными стандартами обработки и более высокими уровнями удержания, увеличили срок службы столбов для новых версий этого консерванта. Многие из клиентов коммунальных служб, с которыми мы общались и которые использовали эти консерванты с 2005 года, говорят нам, что они ожидают 15-20-летний срок службы столбов с последними версиями, хотя в реальности можно достичь и более длительного срока службы.
Для всех коммунальных служб существует неустанное внимание к сокращению расходов, повышению безопасности и надежности сети. Даже при обработке креозотом 40-летнего срока службы столба для большинства коммунальных служб замена деревянных столбов является одной из самых больших эксплуатационных затрат. В Северном полушарии замена распределительного столба обычно стоит около €/$/£ 2500, и это вскоре складывается в типичную стоимость около €/$/£25 миллионов на 10,000 XNUMX замененных столбов в год.
Чтобы попытаться решить проблему растущей стоимости замены столбов в Европе и соответствовать сроку службы, предоставляемому креозотом, производители консервантов недавно выпустили новые продукты, которые используют комбинацию консервантов для древесины на основе меди и водоотталкивающего масла. Эта комбинация, несомненно, должна обеспечить более длительный срок службы столба, чем консервант на основе меди, но насколько дольше, в настоящее время неизвестно. Именно эта неизвестность беспокоит многие коммунальные службы, с которыми мы общаемся, особенно те, кто сталкивался с проблемами выхода столбов из строя в прошлом. Фактор обратной связи, указывающий на значительно более высокие затраты на эту обработку, и многие коммунальные службы, с которыми мы общаемся, теперь рассматривают доступные им варианты, включая использование альтернативных материалов столбов, таких как сталь, композит или бетон, вместе с системами частичного и полного барьера.
Примером этого является недавнее решение France Telecom (Orange) использовать оцинкованные стальные столбы вместо обработанных деревянных столбов во Франции, несмотря на то, что это увеличивает их выбросы CO2 примерно на 220,000 220,000 тонн в год. Это плохо для окружающей среды и является серьезным ударом для производителей деревянных столбов, лесного сектора и производителей консервантов с потерей продаж около XNUMX XNUMX столбов в год.
* Полные отчеты доступны по запросу
Расходы коммунального предприятия на установку и обслуживание деревянных опор ЛЭП часто являются одной из самых высоких статей расходов. Использование годовой комбинированной калькуляции затрат, включающей стоимость установки, а также расходы на осмотр и восстановление, распределенные на ожидаемый срок службы опор, дает четкую и простую в использовании цифру стоимости опоры и сравнение с альтернативами.
Давайте в качестве примера возьмем североамериканскую распределительную сеть низкого напряжения протяженностью 1000 миль. Наши исследования, основанные на отраслевых данных, показывают:
– при среднем расстоянии между столбами 250 футов, что соответствует 21,120 63 столбам, совокупная стоимость каждого столба и стоимость установки составляет XNUMX миллиона долларов.
– Исходя из предположения, что 12% этих столбов проверяются каждые десять лет, а стоимость проверки составляет 100 долларов США, годовая стоимость обслуживания столбов составит 633,000 XNUMX долларов США, включая работы по восстановлению.
– Исходя из 20-летнего срока службы консерванта на водной основе для меди (креозот/CCA 40 лет), общая стоимость обслуживания 21,120 25 опор в течение всего срока службы составит XNUMX миллионов долларов.
– В общей сложности, по данным наших отраслевых исследований, стоимость жизненного цикла 21,120 88 опор составляет XNUMX миллионов долларов.
Наши данные показывают, что расходы на техническое обслуживание для Utilities существенны. Хотя этот пример относится к Северной Америке, наше исследование показало схожие результаты в различных географических точках.
В сочетании с очевидными расходами, несколько потенциальных скрытых расходов могут возникнуть в результате отказа опоры. В зависимости от регулирования рынка, отказ сети в результате обрушения опоры может повлечь за собой финансовые штрафы для коммунальных служб. Обрушение опоры не только может привести к отказу сети, но и представляет возможность поставить под угрозу безопасность сотрудников и общественности. Вероятность этих отказов и связанные с ними расходы можно снизить; если вы хотите узнать, сколько вы можете сэкономить с помощью polesaver попробуй наш калькулятор стоимости для получения более подробной информации.
Эти нежелательные расходы, как явные, так и скрытые, являются важной целью для потенциального сокращения. Следите за нашей следующей статьей, в которой мы рассмотрим доступные альтернативы для продления срока службы столба, включая альтернативные материалы столбов, а также системы частичных и полных заграждений и их влияние на техническое обслуживание, безопасность и окружающую среду.
Этот сайт защищен reCAPTCHA и Google Персональные данные и Условия Предоставления Услуг подать заявление.
