ในเขตเมืองและชานเมืองของสหรัฐอเมริกา ต้นทุนการซื้อที่ดินยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ต้นทุนที่ดินได้พุ่งสูงขึ้นจาก20,000 เหรียญสหรัฐฯ ต่อเอเคอร์** ถึง **มากกว่า 100,000 เหรียญสหรัฐฯ ต่อเอเคอร์. สำหรับหอคอยขัดแตะแบบดั้งเดิม สิ่งนี้ถือเป็นความท้าทายอย่างยิ่ง: พวกมันสี่รากฐานที่แยกจากกันจำเป็นต้องสเปรดฐานขนาดใหญ่(ระยะห่างแนวนอนระหว่างขาหอคอย) ซึ่งมักทำไม่ได้ในพื้นที่ที่มีอาคารหนาแน่น.
สำหรับสายไฟฟ้าสองวงจรทั่วไปขนาด 230 kV ฐานรากหอคอยขัดแตะเดี่ยวจะครอบครองพื้นที่ประมาณ245 ตารางเมตร ม. ในสภาพแวดล้อมในเมือง สิ่งนี้หมายถึงการได้มาซึ่งที่ดิน การรื้อถอนอาคาร หรือการข้ามผืนดินของเอกชน เนื่องจากระบบสาธารณูปโภคทั่วสหรัฐอเมริกาดำเนินการเปลี่ยนสายการผลิตที่เก่าและอัปเกรดความจุของโครงข่าย“วิธีติดตั้งสายความจุสูงภายในทางเดินที่มีอยู่”ได้กลายเป็นความท้าทายหลักทางวิศวกรรม
เสาโมโนโพลเหล็กหลายด้านเสนอวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้ทางเทคนิคสำหรับความท้าทายนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับเสาขัดแตะแล้ว เสาโมโนโพลมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในข้อกำหนดพื้นที่ติดตั้งและสิทธิทาง (RoW):
| มิติการเปรียบเทียบ | ทาวเวอร์ขัดแตะ | Monopole เหล็กหลายด้าน |
|---|---|---|
| รอยเท้ามูลนิธิต่อโครงสร้าง | ประมาณ245 ตร.ม | ประมาณ33 ตร.ม |
| รอยเท้าญาติ | พื้นฐาน (16x) | 1/16 |
| ความกว้างด้านขวาของทาง | กว้างขึ้น ต้องใช้การหักล้างที่กว้างขวาง | แคบลงอย่างเห็นได้ชัด |
| พื้นที่เคลียร์ป่าไม้ (เทียบกับ Lattice) | พื้นฐาน | ลด 40%–60% |
| ประเภทมูลนิธิ | รองพื้นสี่独立 รองพื้นขนาดใหญ่ | รองพื้นแบบจุดเดียว เส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก |
| สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง | พื้นที่เปิดโล่งในชนบท | ในเมือง, ชานเมือง, ทางเดินแคบ |
Monopoles ต้องการเท่านั้นหนึ่งในสิบหกรอยเท้าของหอคอยขัดแตะ. ในโครงการสายในเมือง ความแตกต่างนี้จะแปลโดยตรงต้นทุนการซื้อที่ดินที่ต่ำกว่าและความขัดแย้งในชุมชนน้อยลง.
1. การกำหนดค่าแบบตัดขวาง
โดยทั่วไปแล้วจะมีลักษณะเป็นโมโนโพลเหล็กหลายด้านหน้าตัดเหลี่ยมโดยทั่วไปมี 12 ด้าน 16 ด้าน หรือ 18 ด้าน. เมื่อเปรียบเทียบกับส่วนวงกลม ส่วนที่เป็นเหลี่ยมจะให้ประสิทธิภาพเชิงโครงสร้างที่สูงกว่าสำหรับพื้นที่ที่มีลมพัดเท่ากัน และอำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวและการติดตั้งแบบ cross-arm
2. มาตรฐานการออกแบบโครงสร้าง
เสาโมโนโพลเหล็กหลายด้านต้องได้รับการออกแบบให้สอดคล้องกับASCE/SEI 48-19 การออกแบบโครงสร้างเสาส่งเหล็ก. มาตรฐานนี้กำหนดพื้นฐานที่เหมือนกันสำหรับการออกแบบ รายละเอียด การผลิต การทดสอบ การประกอบ และการสร้างโครงสร้างเหล็กท่อขึ้นรูปเย็น.
3. ความจุหลายวงจร
Monopole สามารถพกพาได้วงจรคู่หรือหลายวงจรบนขั้วเดียว. ในทางเดินในเมือง ความสามารถนี้หมายถึงเพิ่มความจุของสายเป็นสองเท่าโดยไม่ต้องซื้อพื้นที่ทางเดินใหม่.
4. สุนทรียภาพและการยอมรับของชุมชน
เสาโมโนโพลเหล็กหลายด้านมีรูปลักษณ์ที่สะอาดตาและคล่องตัวซึ่งเข้ากันได้ดีกับสภาพแวดล้อมในเมือง. ในโครงการที่ต้องเผชิญกับการต่อต้านจากชุมชนอย่างรุนแรงผลกระทบต่อการมองเห็นของโมโนโพลลดลงอย่างมากยิ่งกว่าหอคอยขัดแตะ. โครงการ Staunton-Valley ของ Dominion Energy ในรัฐเวอร์จิเนีย ได้เปลี่ยนโครงสร้างโครงเหล็กขัดแตะสำหรับผุกร่อนแบบวงจรคู่เป็นโมโนโพลที่ทำจากเหล็กผุกร่อนสีน้ำตาลด้วยเหตุผลด้านสุนทรียภาพและการยอมรับของชุมชน.
5. ประสิทธิภาพการก่อสร้าง
Monopoles ต้องการส่วนประกอบน้อยกว่าเสาขัดแตะมาก หอคอยขัดแตะประกอบด้วยชิ้นส่วนเหล็กฉากยึดติดหลายร้อยชิ้น ในขณะที่โมโนโพลโดยทั่วไปประกอบด้วยเพียงเท่านั้นส่วนสวมแบบสวม 2–4 ส่วน. ความแตกต่างนี้แปลเป็นระยะเวลาในการติดตั้งถึงสถานที่สั้นลงอย่างมากและรบกวนการจราจรในเขตพื้นที่ทำงานในเมืองน้อยลง
ต่อไปนี้เป็นโครงการที่เป็นตัวแทนของสหรัฐอเมริกาซึ่งมีเสาโมโนโพลมาแทนที่เสาขัดแตะหรือเสาไม้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา:
| โครงการ/ยูทิลิตี้ | ที่ตั้ง | มาตราส่วน | พารามิเตอร์ที่สำคัญ |
|---|---|---|---|
| โดมิเนียน เอ็นเนอร์จี สทอนตัน-วัลเลย์ | เวอร์จิเนีย | 21.5 ไมล์ 230 กิโลโวลต์ | ตาข่ายเหล็กผุกร่อนสองวงจร →โมโนโพลที่ทำจากเหล็กผุกร่อนสีน้ำตาล; แถว 120 ฟุต ความสูงของเสา 73.3 ฟุต → 80.1 ฟุต |
| เออีพี ลอว์ตัน อีสต์ไซด์(ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้) | โอคลาโฮมา | 138 kV, 318 โครงสร้าง | โครงไม้รูปตัว H →เสาเหล็กเดี่ยว; ความสูงของเสา 70 ฟุต → 85 ฟุต |
| เซ็นทรัลเมนพาวเวอร์ (CMP)(ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้) | เมน | 22 ไมล์ | เสาไม้อายุหลายศตวรรษ →เสาเหล็ก; ให้บริการลูกค้ามากกว่า 7,000 ราย |
| พารามิเตอร์ | ความต้องการ |
|---|---|
| มาตรฐานการออกแบบ | ASCE/SEI 48-19 |
| ภาพตัดขวาง | ท่อเรียวเหลี่ยม (12/16/18 ด้าน) |
| เกรดวัสดุ | ASTM Gr50 (345 MPa) หรือ Gr65 (448 MPa) |
| ความหนาของผนังขั้นต่ำ (สมาชิกหลัก) | ≥ 3/16 นิ้ว (4.76 มม.) — RUS Bulletin 1724E-224 |
| มาตรฐานการชุบสังกะสี | ASTM A123 เกรด 100 (100μm) ที่แนะนำสำหรับสภาพแวดล้อมชายฝั่ง |
| รอยพระพุทธบาทมูลนิธิ | ประมาณ33 ตร.ม(เทียบกับ 245 ตร.ม. สำหรับขัดแตะ) |
| คลาสแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้ | 69 กิโลโวลต์ – 230 กิโลโวลต์ |
ในการก่อสร้างสายส่งในเมืองและชานเมืองของสหรัฐอเมริกา ต้นทุนที่ดินที่เพิ่มขึ้นและทรัพยากรทางเดินที่ขาดแคลนกลายเป็นข้อจำกัดที่มีผลผูกพัน เสาโมโนโพลเหล็กหลายด้าน—พร้อม1/16 รอยเท้า,ข้อกำหนดด้านขวาของทางที่แคบลง,ความจุหลายวงจร, และผลกระทบต่อภาพที่เหนือกว่า-กำลังเกิดขึ้นมาเพื่อทดแทนทางเลือกของหอคอยขัดแตะ ตั้งแต่การสร้าง 230 kV ระยะ 21.5 ไมล์ของ Dominion Energy ในเวอร์จิเนีย ไปจนถึงโครงการทดแทนขนาดใหญ่ 138 kV ของ AEP ในโอคลาโฮมา ระบบสาธารณูปโภคของสหรัฐฯ กำลังใช้โมโนโพลเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับสภาพทางเดินแคบ.
สำหรับซัพพลายเออร์ที่วางแผนจะเข้าร่วมประมูลโครงการส่งผ่านในเมืองของสหรัฐอเมริกา โดยเน้น“การออกแบบโมโนโพลที่สอดคล้องกับ ASCE/SEI 48-19”,“1/16 รอยเท้าเทียบกับหอคอยขัดแตะ”, และ“ความจุหลายวงจรบนขั้วเดียว”ในข้อเสนอทางเทคนิคเป็นกุญแจสำคัญในการจัดการกับปัญหาข้อ จำกัด ของทางเดินของตลาดสหรัฐอเมริกาอย่างแม่นยำ
ในเขตเมืองและชานเมืองของสหรัฐอเมริกา ต้นทุนการซื้อที่ดินยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ต้นทุนที่ดินได้พุ่งสูงขึ้นจาก20,000 เหรียญสหรัฐฯ ต่อเอเคอร์** ถึง **มากกว่า 100,000 เหรียญสหรัฐฯ ต่อเอเคอร์. สำหรับหอคอยขัดแตะแบบดั้งเดิม สิ่งนี้ถือเป็นความท้าทายอย่างยิ่ง: พวกมันสี่รากฐานที่แยกจากกันจำเป็นต้องสเปรดฐานขนาดใหญ่(ระยะห่างแนวนอนระหว่างขาหอคอย) ซึ่งมักทำไม่ได้ในพื้นที่ที่มีอาคารหนาแน่น.
สำหรับสายไฟฟ้าสองวงจรทั่วไปขนาด 230 kV ฐานรากหอคอยขัดแตะเดี่ยวจะครอบครองพื้นที่ประมาณ245 ตารางเมตร ม. ในสภาพแวดล้อมในเมือง สิ่งนี้หมายถึงการได้มาซึ่งที่ดิน การรื้อถอนอาคาร หรือการข้ามผืนดินของเอกชน เนื่องจากระบบสาธารณูปโภคทั่วสหรัฐอเมริกาดำเนินการเปลี่ยนสายการผลิตที่เก่าและอัปเกรดความจุของโครงข่าย“วิธีติดตั้งสายความจุสูงภายในทางเดินที่มีอยู่”ได้กลายเป็นความท้าทายหลักทางวิศวกรรม
เสาโมโนโพลเหล็กหลายด้านเสนอวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้ทางเทคนิคสำหรับความท้าทายนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับเสาขัดแตะแล้ว เสาโมโนโพลมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในข้อกำหนดพื้นที่ติดตั้งและสิทธิทาง (RoW):
| มิติการเปรียบเทียบ | ทาวเวอร์ขัดแตะ | Monopole เหล็กหลายด้าน |
|---|---|---|
| รอยเท้ามูลนิธิต่อโครงสร้าง | ประมาณ245 ตร.ม | ประมาณ33 ตร.ม |
| รอยเท้าญาติ | พื้นฐาน (16x) | 1/16 |
| ความกว้างด้านขวาของทาง | กว้างขึ้น ต้องใช้การหักล้างที่กว้างขวาง | แคบลงอย่างเห็นได้ชัด |
| พื้นที่เคลียร์ป่าไม้ (เทียบกับ Lattice) | พื้นฐาน | ลด 40%–60% |
| ประเภทมูลนิธิ | รองพื้นสี่独立 รองพื้นขนาดใหญ่ | รองพื้นแบบจุดเดียว เส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก |
| สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง | พื้นที่เปิดโล่งในชนบท | ในเมือง, ชานเมือง, ทางเดินแคบ |
Monopoles ต้องการเท่านั้นหนึ่งในสิบหกรอยเท้าของหอคอยขัดแตะ. ในโครงการสายในเมือง ความแตกต่างนี้จะแปลโดยตรงต้นทุนการซื้อที่ดินที่ต่ำกว่าและความขัดแย้งในชุมชนน้อยลง.
1. การกำหนดค่าแบบตัดขวาง
โดยทั่วไปแล้วจะมีลักษณะเป็นโมโนโพลเหล็กหลายด้านหน้าตัดเหลี่ยมโดยทั่วไปมี 12 ด้าน 16 ด้าน หรือ 18 ด้าน. เมื่อเปรียบเทียบกับส่วนวงกลม ส่วนที่เป็นเหลี่ยมจะให้ประสิทธิภาพเชิงโครงสร้างที่สูงกว่าสำหรับพื้นที่ที่มีลมพัดเท่ากัน และอำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวและการติดตั้งแบบ cross-arm
2. มาตรฐานการออกแบบโครงสร้าง
เสาโมโนโพลเหล็กหลายด้านต้องได้รับการออกแบบให้สอดคล้องกับASCE/SEI 48-19 การออกแบบโครงสร้างเสาส่งเหล็ก. มาตรฐานนี้กำหนดพื้นฐานที่เหมือนกันสำหรับการออกแบบ รายละเอียด การผลิต การทดสอบ การประกอบ และการสร้างโครงสร้างเหล็กท่อขึ้นรูปเย็น.
3. ความจุหลายวงจร
Monopole สามารถพกพาได้วงจรคู่หรือหลายวงจรบนขั้วเดียว. ในทางเดินในเมือง ความสามารถนี้หมายถึงเพิ่มความจุของสายเป็นสองเท่าโดยไม่ต้องซื้อพื้นที่ทางเดินใหม่.
4. สุนทรียภาพและการยอมรับของชุมชน
เสาโมโนโพลเหล็กหลายด้านมีรูปลักษณ์ที่สะอาดตาและคล่องตัวซึ่งเข้ากันได้ดีกับสภาพแวดล้อมในเมือง. ในโครงการที่ต้องเผชิญกับการต่อต้านจากชุมชนอย่างรุนแรงผลกระทบต่อการมองเห็นของโมโนโพลลดลงอย่างมากยิ่งกว่าหอคอยขัดแตะ. โครงการ Staunton-Valley ของ Dominion Energy ในรัฐเวอร์จิเนีย ได้เปลี่ยนโครงสร้างโครงเหล็กขัดแตะสำหรับผุกร่อนแบบวงจรคู่เป็นโมโนโพลที่ทำจากเหล็กผุกร่อนสีน้ำตาลด้วยเหตุผลด้านสุนทรียภาพและการยอมรับของชุมชน.
5. ประสิทธิภาพการก่อสร้าง
Monopoles ต้องการส่วนประกอบน้อยกว่าเสาขัดแตะมาก หอคอยขัดแตะประกอบด้วยชิ้นส่วนเหล็กฉากยึดติดหลายร้อยชิ้น ในขณะที่โมโนโพลโดยทั่วไปประกอบด้วยเพียงเท่านั้นส่วนสวมแบบสวม 2–4 ส่วน. ความแตกต่างนี้แปลเป็นระยะเวลาในการติดตั้งถึงสถานที่สั้นลงอย่างมากและรบกวนการจราจรในเขตพื้นที่ทำงานในเมืองน้อยลง
ต่อไปนี้เป็นโครงการที่เป็นตัวแทนของสหรัฐอเมริกาซึ่งมีเสาโมโนโพลมาแทนที่เสาขัดแตะหรือเสาไม้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา:
| โครงการ/ยูทิลิตี้ | ที่ตั้ง | มาตราส่วน | พารามิเตอร์ที่สำคัญ |
|---|---|---|---|
| โดมิเนียน เอ็นเนอร์จี สทอนตัน-วัลเลย์ | เวอร์จิเนีย | 21.5 ไมล์ 230 กิโลโวลต์ | ตาข่ายเหล็กผุกร่อนสองวงจร →โมโนโพลที่ทำจากเหล็กผุกร่อนสีน้ำตาล; แถว 120 ฟุต ความสูงของเสา 73.3 ฟุต → 80.1 ฟุต |
| เออีพี ลอว์ตัน อีสต์ไซด์(ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้) | โอคลาโฮมา | 138 kV, 318 โครงสร้าง | โครงไม้รูปตัว H →เสาเหล็กเดี่ยว; ความสูงของเสา 70 ฟุต → 85 ฟุต |
| เซ็นทรัลเมนพาวเวอร์ (CMP)(ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้) | เมน | 22 ไมล์ | เสาไม้อายุหลายศตวรรษ →เสาเหล็ก; ให้บริการลูกค้ามากกว่า 7,000 ราย |
| พารามิเตอร์ | ความต้องการ |
|---|---|
| มาตรฐานการออกแบบ | ASCE/SEI 48-19 |
| ภาพตัดขวาง | ท่อเรียวเหลี่ยม (12/16/18 ด้าน) |
| เกรดวัสดุ | ASTM Gr50 (345 MPa) หรือ Gr65 (448 MPa) |
| ความหนาของผนังขั้นต่ำ (สมาชิกหลัก) | ≥ 3/16 นิ้ว (4.76 มม.) — RUS Bulletin 1724E-224 |
| มาตรฐานการชุบสังกะสี | ASTM A123 เกรด 100 (100μm) ที่แนะนำสำหรับสภาพแวดล้อมชายฝั่ง |
| รอยพระพุทธบาทมูลนิธิ | ประมาณ33 ตร.ม(เทียบกับ 245 ตร.ม. สำหรับขัดแตะ) |
| คลาสแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้ | 69 กิโลโวลต์ – 230 กิโลโวลต์ |
ในการก่อสร้างสายส่งในเมืองและชานเมืองของสหรัฐอเมริกา ต้นทุนที่ดินที่เพิ่มขึ้นและทรัพยากรทางเดินที่ขาดแคลนกลายเป็นข้อจำกัดที่มีผลผูกพัน เสาโมโนโพลเหล็กหลายด้าน—พร้อม1/16 รอยเท้า,ข้อกำหนดด้านขวาของทางที่แคบลง,ความจุหลายวงจร, และผลกระทบต่อภาพที่เหนือกว่า-กำลังเกิดขึ้นมาเพื่อทดแทนทางเลือกของหอคอยขัดแตะ ตั้งแต่การสร้าง 230 kV ระยะ 21.5 ไมล์ของ Dominion Energy ในเวอร์จิเนีย ไปจนถึงโครงการทดแทนขนาดใหญ่ 138 kV ของ AEP ในโอคลาโฮมา ระบบสาธารณูปโภคของสหรัฐฯ กำลังใช้โมโนโพลเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับสภาพทางเดินแคบ.
สำหรับซัพพลายเออร์ที่วางแผนจะเข้าร่วมประมูลโครงการส่งผ่านในเมืองของสหรัฐอเมริกา โดยเน้น“การออกแบบโมโนโพลที่สอดคล้องกับ ASCE/SEI 48-19”,“1/16 รอยเท้าเทียบกับหอคอยขัดแตะ”, และ“ความจุหลายวงจรบนขั้วเดียว”ในข้อเสนอทางเทคนิคเป็นกุญแจสำคัญในการจัดการกับปัญหาข้อ จำกัด ของทางเดินของตลาดสหรัฐอเมริกาอย่างแม่นยำ
