Pals metàl·lics de línies elèctriques aèries (PTL)

El camp d'aplicació dels suports metàl·lics de línies elèctriques aèries (PTL) està determinat principalment per una sèrie d'avantatges significatius que distingeixen favorablement suports de metall a partir de suports de fusta i formigó armat.

Els avantatges dels suports metàl·lics en comparació amb els de fusta són els següents:

• Vida útil més llarga;

• La capacitat de suportar el foc i la destrucció de les descàrregues de llamps al suport;

• Suport per a molts més cables i altures de suport pràcticament il·limitades;

• Alta fiabilitat operativa i facilitat de manteniment;

• Les millors condicions per posar a terra i penjar cables de protecció;

• El millor disseny arquitectònic de la pilona;

• Gran muntatge, que permet la producció d'elements de suport principals sencers o seccions individuals a les fàbriques, la qual cosa redueix significativament el treball intensiu de mà d'obra a la via. A més, els suports metàl·lics amb les mateixes càrregues i alçada són aproximadament més lleugers que els de fusta i de formigó armat.

Els desavantatges dels suports metàl·lics són:

• La necessitat de la seva pintura periòdica per evitar l'oxidació;

• Mal ús de la capacitat del vehicle en transportar accessoris;

• La necessitat de realitzar treballs especials a la via (instal·lació, perforació i, de vegades, soldadura d'estructures metàl·liques), que requereix una mà d'obra qualificada de diverses especialitats i complica la instal·lació;

• Augment dels costos inicials de construcció de la línia.

Els suports metàl·lics es fan:

• en línies on es requereix una alta fiabilitat operativa, llarga vida operativa del suport, així com amb línies de doble cadena;

• en grans encreuaments per diverses estructures d'enginyeria o per rius;

• en zones urbanes i industrials i en zones muntanyoses on no es col·loquen suports de fusta per les seves grans dimensions en planta.

Elements estructurals de suports metàl·lics

El suport metàl·lic consta dels quatre elements estructurals principals següents:

• fundació;

• suport d'una columna o eix principal;

• travessa;

• cordes o banyes de suport.

La base del peu serveix per ancorar-lo a la lliura i proporciona estabilitat al peu. En alguns casos, les bases dels suports són de metall.

La columna principal, com a suport per subjectar travesses i cordes a una certa alçada del terra, percep totes les càrregues externes dels filferros i cables i les trasllada a la base.

Per disseny, la columna principal o l'eix de suport és una armadura espacial de gelosia lleugera amb una secció transversal rectangular o quadrada. En gairebé tots els tipus de suports, les dimensions de la secció transversal de la columna de suport disminueixen de baix a dalt.

L'armadura espacial, que serveix com a bastidor de suport, consta de:

• quatre barres principals (costelles), anomenades cordes, que porten la major part de la càrrega;

• sistemes de barres o reixetes auxiliars situats als quatre costats del suport i que connecten les corretges;

• diversos sistemes de mènsules horitzontals situats en seccions transversals separades del suport i anomenats diafragmes.

Les unions de les barres de gelosia amb el cinturó o entre si s'anomenen nodes. El centre d'un node és el punt d'intersecció dels eixos longitudinals de les barres que convergeixen en un node donat.

Suport metàl·lic de dues cadenes intermedis

La part de la corda situada entre dos nodes adjacents s'anomena panell, i la distància entre els centres d'aquests nodes és la longitud del panell.

Les gelosies i els granits de les columnes es distingeixen per la seva posició respecte a l'eix de la línia.

Les cares transversals o frontals (gelosies) són les cares de suport situades a través de l'eix de la línia, i les cares longitudinals o laterals són les cares paral·leles a l'eix de la línia.

Sovint les quadrícules de dos costats d'una columna o fins i tot de les quatre tenen la mateixa configuració (diagrama).

Les travesses de suport estan dissenyades per subjectar cables al suport mitjançant aïllants amb reforç a una certa distància entre ells i des de l'eix de suport.

En la majoria de les construccions de travesses de 35 i 110 kV, les travesses estan fetes de cantonades en forma de petites estructures en voladís triangulars adossades a l'eix de suport. Menys sovint, les travesses estan fetes de canals. Les encavallades solen tenir forma d'encavallades espacials llargues amb una secció transversal quadrada o rectangular.

Cordes resistents o banyes s'utilitzen per subjectar cables de protecció a una certa distància per sobre dels conductors. Es fan en forma d'estructures lleugeres que formen la part superior del suport.

Les encavallades espacials, que formen les parts principals dels suports, es diferencien de les encavallades metàl·liques de construcció convencionals:

• la lleugeresa dels eixos de l'estructura, que consisteix en varetes fetes gairebé exclusivament d'angles individuals, sovint perfils petits i mitjans;

• augmentat en 1,5 - 2 vegades la flexibilitat de les varetes individuals i de l'armadura sencera en conjunt;

• importants dimensions transversals de l'armadura i la seva gran alçada.

A causa de les característiques assenyalades, les estructures metàl·liques dels suports de les línies elèctriques aèries tenen un pes volumètric baix, cosa que crea un baix coeficient d'utilització de la capacitat de càrrega dels vehicles durant el transport. A més, la presència de petites cantonades a l'estructura, amb un factor de flexibilitat augmentat, crea importants dificultats per preservar-les dels danys durant la càrrega, descàrrega i transport.

En el procés de producció i instal·lació de suports metàl·lics, el mètode de connexió de les barres no té menys importància en la producció que el tipus de construcció. Les connexions de banda següents s'apliquen tant a conjunts de suport de fàbrica com de metall:

• reblat;

• soldadura;

• connexions cargolades.

El mètode de connexió es selecciona en el disseny tècnic i durant el disseny detallat dels suports es desenvolupen els dissenys de nodes corresponents. La indústria de la construcció hauria de tenir en compte aquesta circumstància i la qüestió del mètode de connexió més adequat per a les condicions de construcció d'aquesta línia s'hauria de resoldre de manera oportuna.

Anteriorment, les juntes reblonades eren un dels principals mètodes de bielles en els suports, i ara, per motius de producció, es substitueixen completament per soldadura o cargols, no només durant la instal·lació, sinó fins i tot a la fàbrica.

La soldadura és un dels mètodes habituals de bielles en la construcció de suports metàl·lics. El baix cost de la soldadura a la fàbrica, una simplificació significativa del procés de producció d'estructures soldades i una certa reducció del seu pes determinen l'ampli ús d'aquest mètode d'unió, que té avantatges importants sobre els altres.

En la producció de suports metàl·lics, la connexió de les barres es realitza gairebé exclusivament mitjançant soldadura per arc elèctric. Dificultats importants amb el subministrament de la línia d'unitats de soldadura de piquets, el cost del combustible líquid i el manteniment del dispositiu per part de personal qualificat, així com la necessitat de girar quan es solden estructures, limiten la possibilitat d'utilitzar la soldadura a la instal·lació.

Les connexions cargolades s'utilitzen en la instal·lació de suports en línies a causa de les dificultats en la producció de reblons i soldadura elèctrica de pastilles.

L'ús de juntes cargolades en conjunts de suport es deu a una sèrie dels avantatges següents sobre el reblat i la soldadura:

• gran simplificació del procés d'instal·lació de suports, que no requereix estructures basculants, eines, equips o mecanismes especials;

• la capacitat de fer connexions cargolades sense l'ús de mà d'obra especialitzada (reblocs o soldadors);

• reduint significativament el temps dedicat al muntatge dels suports.

Els desavantatges de les connexions de cargol negre inclouen:

• una certa reducció de la fiabilitat d'una unió cargolada en comparació amb la soldada o reblada, a causa de la distribució desigual de les forces entre els cargols;

• costos significatius de ferreteria (perns, femelles i volanderes), el nombre i les mides dels quals són més grans que els reblons d'igual resistència.