Електрическите компании, ориентирани към климата, се стремят да подобрят най-слабото си звено: дървения стълб


Превозно средство се вижда сред съборени електропроводи и стълбове след голяма буря на Merivale Road в Отава на 21 май 2022 г.Джъстин Танг/Канадската преса

Когато електропроводите срещнат свирепи бури, натрупване на лед или падащи дървета, нещо трябва да даде. Често това е скромният дървен стълб, който щраква като кибритена клечка.

Миналия май, линия от интензивни бури, известни като derecho cut откос през Онтарио. Hydro One съобщи за 1900 счупени стълба – корпоративен рекорд. Ottawa Hydro загуби повече от 400, заедно с няколко километра електропроводи. Hydro-Québec смени 1125 стълба, заедно с 400 трансформатора и 40 км електрически кабел.

В края на септември Nova Scotia Power съобщи това Устойчивите ветрове на урагана Фиона повредиха повече от 2000 стълба, което доведе до най-големите усилия за реагиране при буря в историята на предприятието.

Повечето канадци се радват на удивително надеждна електроенергийна услуга. Но според проучване на North American Electric Reliability Corp. (NERC), международен регулаторен орган, който наблюдава основната енергийна система на континента, времето е водещата причина за големи прекъсвания на електропреноса.

Електропроводи и електрически стълбове паднаха върху автомобили на Merivale Road по време на голяма буря в Отава на 21 май 2022 г.Джъстин Танг/Канадската преса

Работник минава покрай електропроводи, съборени от посттропическата буря Fiona в Дартмут, NS на 25 септември 2022 г.Дарън Калабрезе/Канадската преса

Ураганни ветрове и торнада разрушават далекопроводи. Бурни вълни наводняват ниско разположени преносни станции. Екстремната топлина затрупва трансформаторите в подстанциите и може да предизвика горски пожари, превръщайки стълбовете във факли. Натрупването на сняг и лед може да събори дори най-издръжливите дървета, отнасяйки със себе си линии и стълбове.

Изменението на климата се очаква да увеличи честотата и интензивността на екстремното време в много райони. В доклад, публикуван през лятото, NERC заяви, че въздействието на екстремните метеорологични условия върху надеждността на основната енергийна система на континента вече нараства.

Много големи комунални услуги прогнозират, че изменението на климата ще нанесе нарастващо влияние върху тяхната инфраструктура. Техните приготовления вдигат злато в бизнеса със стълбове за комунални услуги – и последствията може да се появят скоро върху сметката ви за комунални услуги.

Защо домът ви не е построен да издържи на екстремни метеорологични условия

Следващият път, когато излезете на разходка, наблюдавайте електропроводите около вас. Особено в старите квартали, те вероятно са нанизани от дървени стълбове. Обработени с промишлени консерванти като креозот, хромиран меден арсенат или пентахлорофенол, стълбовете са едва разпознаваеми от величествената дугласка ела, кедър или бор, от които произлизат.

Някои се поддържат от опънати въжета. Често ще видите напречни ръце близо до върха, поддържащи линиите.

Историята за това как стълбовете стават повсеместни започва през 1844 г. Тогава Самюел Морс (известен с морзовата азбука) построява 65км телеграфна линия между Вашингтон и Балтимор – първото документирано използване на дървен материал полюси. Г-н Морс първоначално възнамеряваше да постави линията под земята, но първите сегменти от жицата се оказаха дефектни; един от неговите партньори предложи най-бързият и най-евтиният начин за завършване на проекта е да се наниже тел отгоре върху дървени стълбове.

Служителите на комуналните услуги ремонтират линии по Hawthorne Road в Отава на 24 май 2022 г., след като голяма буря причини значителни щети на електроразпределителната мрежа на града.Джъстин Танг/Канадската преса

По времето, когато са изградени най-ранните електрически мрежи през 1880 г., подходът на стълбове и надземни проводници се е утвърдил.

И така си остава. Въпреки че стоманените и бетонните стълбове са станали често срещани в някои части на Северна Америка, дървените стълбове запазват своята популярност. Но когато настъпи екстремно време, те понякога се оказват най-слабото звено на системата.

„Всъщност е толкова просто: когато имате голяма буря, основната причина, поради която имате прекъсвания на разпределителните стълбове, е, че дърветата в близост до пътя падат, удрят жиците и донасят полюсите надолу“, каза Андрю Филипс, вицепрезидент на инфраструктурата за пренос и разпределение в Изследователския институт за електроенергия (EPRI), независима организация с нестопанска цел за изследване и развитие със седалище в Пало Алто, Калифорния.

Водещият производител на дървени стълбове в Северна Америка, базираната в Монреал Stella-Jones Inc., доставя всички основни електрически съоръжения на континента. Компанията произвежда повече от един милион колове всяка година в съоръжения в Британска Колумбия, Алберта, Манитоба, Онтарио, Квебек и Нова Скотия, както и в Съединените щати.

Продажбите на стълбове за комунални услуги на компанията са се увеличили повече от два пъти от 2013 г. насам. Главният изпълнителен директор на Stella-Jones Ерик Вашон казва, че това отчасти се дължи на факта, че много от стълбовете в Северна Америка са били инсталирани през десетилетията около Втората световна война. Дървените стълбове издържат около 70 години, така че е време да ги смените.

„Тъй като нашите клиенти променят своята инфраструктура, те насочват мислите си към укрепване на мрежата“, каза г-н Vachon. „Нашите клиенти търсят по-високи и по-дебели стълбове“, добави той, за да поемат по-тежки проводници и трансформатори и по-неблагоприятно време.

Но има бръчка. Според неотдавнашен доклад на Северноамериканския съвет за дървени колове само около 5 до 10 процента от дърветата в типична гора са подходящи за колове. Съветът предупреди, че ако комуналните услуги продължат да предпочитат големите стълбове, комбайните ще трябва да изчакат поне още десетилетие, докато дърветата пораснат достатъчно. Това ще увеличи цените и ще забави поръчките. Вместо това, той насърчава комуналните услуги да купуват по-малки стълбове и да скъсяват разстоянията между тях.

Малкият конкурент на Stella-Jones, базираната в Калгари RS Technologies Inc., надушва възможност. Ароматът напомня на прясно счупен дървен стълб.

Изпълнителният директор Джордж Кърби каза, че стълбовете, използвани първоначално за изграждане на електрически мрежи, идват предимно от стари гори. Днешните стълбове се берат по-рано, което ги прави по-слаби и по-краткотрайни от техните предшественици.

RS Technologies започна да произвежда композитни стълбове от фибростъкло и смола преди около две десетилетия; има завод в Тилбъри, Онтарио, друг в САЩ и планира да отвори трети. Компанията казва, че те са „най-устойчивият прът на разположение“, непроницаем за гниене и кълвачи.

Той също така твърди, че стълбовете са самозагасващи се, така че по-голямата част от тях няма да трябва да бъдат сменени дори след горски пожар, който пресече път с предимство. Компанията твърди, че те ще издържат от 80 до 100 години.

Композитните стълбове бяха „с порядък по-скъпи“ от дървените преди три години, каза г-н Кърби, но разликата в цените е намаляла значително. Композитните стълбове са по-леки и могат да се сглобяват на място от сегменти, разположени заедно, така че повече могат да бъдат транспортирани с един и същи камион.

Работници оценяват съборените електрически стълбове, причинени от посттропическата буря Fiona в Дартмут, NS на 25 септември 2022 г.Дарън Калабрезе/Канадската преса

Производството на дървени стълбове не е впечатлено. Проучване на Pole Council от 2019 г. разпръсква „неправилното убеждение, че стълбовете, които не са от дърво, са по някакъв начин по-добри от дървените стълбове“. Последните, както се твърди, могат да се похвалят с „много по-голям капацитет за претоварване“ и се представят по-добре при екстремни метеорологични условия.

В отговор на нарастващата заплаха от горски пожари Stella-Jones представи огнеупорна обвивка за дървени стълбове. Продуктът изглежда като параван на вътрешна врата, когато е монтиран, каза г-н Vachon, но се разширява до защитна обвивка с дебелина няколко инча, когато е изложен на пламък.

Миналата година обвивката представляваше 10 процента от продажбите на стълбове на компанията. Комунални услуги на западното крайбрежие на САЩ са основните купувачи, добави г-н Vachon, но канадски комунални услуги като BC Hydro и Hydro-Québec са проявили интерес.

Някои северноамерикански комунални услуги използват бетонни или стоманени стълбове. Hydro One все още използва предимно дърво, но напоследък използва композитни материали в блатисти райони, където кълвачите са активни и в отдалечени райони, където по-ниското тегло прави композитните стълбове много по-лесни за инсталиране.

„Те са много по-скъпи от дървен стълб“, каза Дейвид Лебетър, новоназначен главен изпълнителен директор на Hydro One, „така че ги поставихме в специални приложения.“ (В предишната си работа като главен оперативен директор г-н Лебетер отговаряше за преноса и разпределението.)

Nova Scotia Power рядко използва композитни материали. Той купува предимно дървени стълбове, обработени с хромиран меден арсенат от Стела-Джоунс, каза Мат Друвър, служител на компанията старши директор по пренос и разпределение. Той също така увеличи разходите за управление на растителността до 25 милиона долара годишно.

Екипите на водноелектрическите центрове работят за възстановяване на захранването в Кларънс-Рокланд, Онтарио, където беше въведено извънредно положение на 26 май 2022 г., седмица след силни гръмотевични бури, обхванали Онтарио и Квебек.Шон Килпатрик/Канадската преса

В лабораторията Lenox на EPRI в Масачузетс институтът проучва как да даде нов живот на почтения дървен стълб. Съоръжението е по същество една гигантска камера за мъчения за електрически компоненти. Той включва зони, предназначени за тестване на подземни експлозии, камери, които симулират ускорено стареене на изолатори и други компоненти, както и зона за изпитване на счупване на стълбове. Това е мястото, където EPRI пуска стълбове срещу пълномащабни макети на електропроводи, с множество видеокамери, заснемащи произтичащия хаос.

Голямата идея на EPRI е използването на жертвени компоненти – например закрепване на напречни рамена с помощта на по-крехки болтове – така че стълбовете да бъдат щадени, когато дърветата падат напречно на линиите.

Логиката е ясна: г-н Филипс каза, че смяната на счупен стълб отнема между 24 и 36 часа; напречната ръка отнема само четири до шест часа. Но това е добър баланс. Напречното рамо все още трябва да поддържа натоварване от натрупване на лед, например.

Комуналните услуги също могат да строят по-високи. Г-н Lebeter каза, че Hydro One инсталира по-високи стълбове, които преместват линиите по-далеч над растителността. Помощната програма също така използва по-широки напречни рамена, което увеличава разстоянието между проводниците и намалява вероятността клон да падне през множество линии.

Друг често срещан метод за втвърдяване на решетките е заравянето на преносни и разпределителни линии. Известно като „подземно“, то може да подобри надеждността в райони, предразположени към бури. Заровените проводници са защитени не само от силни ветрове, но и от топлина и натрупване на лед.

Основният недостатък би бил познат на Самюъл Морс: различни оценки показват, че под земята е 10 до 20 пъти по-скъпо от прокарването на кабела над главата. Ottawa Hydro наскоро изчисли, че ще струва 10 милиарда долара, за да погребе всичките си линии и ще отнеме 90 години.

Изследванията показват, че въпреки че втвърдяващите решетки ще бъдат скъпи, те все още са по-евтини от ремонта на щетите от бурята, които могат да бъдат избегнати.Глобусът и пощата

Изследванията показват, че въпреки че втвърдяващите решетки ще бъдат скъпи, те все още са по-евтини от ремонта на щетите от бурята, които могат да бъдат избегнати. Но в силно регулирания електроенергиен сектор разходите имат голямо значение.

В последното си заявление за лихвени проценти Nova Scotia Power цитира изменението на климата и големите бури, тъй като търси значително увеличение на лихвите за следващите няколко години. Той също така иска да се заеме със сметките на клиентите, нещо, което нарича „ездач на буря“, предназначен да финансира възстановяване след тежки бури като Fiona.

Това доведе до вдигане на политически прах: правителството на провинция Нова Скотия се намеси в процеса на определяне на лихвите през ноември, като определи максимално допустимо увеличение за подобряване на надеждността от 1,8 процента за две години.

Инвестиционният план на Hydro One предвижда подмяна или подновяване на 65 000 дървени стълба и 1500 км далекопроводи и всеки 10 трансформатора. Г-н Lebeter каза, че Hydro One има за цел да поддържа увеличенията на разходите до нивото на инфлация, което е постигнато до момента.

„Ако направим това разумно“, каза той, „можем да го направим с ограничено увеличение на разходите.“