با استفاده از مقاله آقاي مهندس كريم روشن ميلاني
شبكه هاي توزيع در اكثر كشورهاي در حال توسعه و جهان سوم با استفاده از هادي هاي لخت اجرا مي شوند. اين در حالي است كه مصرف كنندگان انرژي الكتريكي در كشورهاي پيشرفته بويژه در طي چند دهه اخير شاهد روند رو به رشد استفاده از انواع خطوط هوائي عايق شده در شبكه هاي توزيع هوايي مي باشند.
رايج ترين انواع خطوط هوايي عايق شده در شبكه هاي توزيع هوايي عبارتند از :
1-هادي روكش دار Covered Conductor ( CC )
2-هادي با روكش ضخيم Covered Conductor Thick ( CCT )
3-كابل باندل هوايي ( كابل خودنگهدار Self-suppporting Cable ) در دو نوع با پوشش فلزي و با پوشش غيرفلزي
( يا به اختصارABC ) Metallic/Non-Metallic Screened Aerial Bundlled Cable ( M/NMSABC )
4-كابل هوايي فاصله دار Aerial Spacer Cable ( ASC )
از بين موارد فوق CC و CCT بسيار مشابه مي باشند. هر دوي آنها داراي هادي هاي مجزا هستند كه با عايق پلي اتيلن كراس لينك Cross Linked Polyethlene ( XLPE ) پوشيده شده اند. تفاوت اساسي CCT با CC اين است كه در نوع CCT ضخامت عايق ، متناسب با سطح ولتاژ و سايز هادي تغيير مي كند و همچنين داراي روكش خارجي از جنس پلي اتيلن سنگين ( HDPE ) High Density Polyethylene مي باشد. نوع CC صرفاً در مقابل برخوردهاي اتفاقي و كوتاه مدت دوفاز به هم يا فاز به زمين استقامت الكتريكي نشان مي دهد در حاليكه CCT مي تواند در مقابل تماس هاي طولاني مدت دوفاز به هم يا يك فاز به زمين استقامت عايقي مناسب داشته باشد.
كابل باندل هوايي از سه فاز مجزاي عايق شده و يك هادي لخت از جنس آلومينيوم آلياژي ( وگاهي يك هادي اضافي زمين ) تشكيل مي شود. بر روي فازهاي عايق شده با XLPE ، يك پوشش هادي جهت شكل دهي ميدان الكتريكي كشيده شده است. و نهايتاً با يك نوار عايق و يك لايه HDPE ساختار اساسي كابل هوايي شكل مي گيرد. در كابل هاي فوق ، يك لايه نيمه هادي رشته هادي هاي تابيده شده و عايق را در بر مي گيرد. رشته هاي تابيده شده مياني از جنس فولاد يا آلومينيوم آلياژي بوده و جهت افزايش مقاومت مكانيكي كابل هوايي مي باشد. كابل هاي NMSABC ( با پوشش غير فلزي ) از نظر ساختار مشابه كابل هاي MSABC ( با پوشش فلزي ) مي باشند اما فاقد پوشش هادي شكل دهنده ميدان هستند.
در خطوط با كابل هوايي فاصله دار از كابل هاي هوايي كه عموماً دو پوشش عايقي و روكشي دارند استفاده مي شود. لايه داخلي از پلي اتيلن كراس لينك ( XLPE ) و لايه خارجي از پلي اتيلن مشكي يا خاكستري مقاوم در مقابل ترك خوردگي با چگالي زياد و مقاوم در برابر سائيدگي تشكيل مي شود. در ضمن لايه نازكي از نيمه هادي ، هادي هاي تابيده شده و عايق را در بر گرفته است. علاوه بر لايه هاي مذكور ، در ولتاژهاي بالاتر از 15 كيلوولت از يك لايه محافظ ديگر جهت جلوگيري از ترك خوردگي لايه آخر نيز ممكن است استفاده شده باشد. كابل هاي مذكور توسط نگهدارنده هاي مخصوص كه عموماً از جنس پلي اتيلن مي باشند دور از هم نگهداشته مي شوند.
به منظور مقايسه انواع كابل ها و هادي هاي روكش دار فوق بايد توجه داشت كه كابل هاي هوايي فاصله دار نيازمند استفاده از يراق آلات ، آموزش هاي جديد كادر فني و صرف هزينه هاي بيشتر هستند. اين موارد موجب مي گردد استفاده از اين خطوط در اولويتهاي مقادير جريان نامي و جريان عيب آنها كمتر از NMSABC مي باشد. كابل هاي NMSABC نيز گرانتر از انواع CC و CCT بوده و در ضمن انجام عمليات خط گرم در مورد آنها بسيار دشوارتر مي باشد. بدين ترتيب از بين انواع چهارگانه خطوط هوايي عايق دار توزيع ، صرفاً دو نوع CC و CCT مورد توجه بيشتر قرار گرفته است. البته خطوط CCT گرانتر از نوع CC مي باشد و به جزء در مناطق پر دذرخت يا طوفان خيز ، استفاده از خطوط CC به جهت اقتصادي بودن توصيه مي شود. به همين جهت اكثر خطوط هوايي عايق دار در كشورهاي پيشرفته از نوع هادي هاي روكش دار CC مي باشند.
هادي روكش دار Covered Conductors
جنس هادي در انواع مختلف هادي هاي روكش دار شبكه هاي توزيع از نوع آلومينيوم ، آلومينيوم آلياژي و يا آلومينيوم با مغز فولاد ( ACSR ) مي باشد ( در شبكه هاي فشار ضعيف از هادي هاي مسي نيز استفاده شده است ). با وجود اينكه آلومينيوم به دليل وزن سبك به عنوان يك هادي مناسب به طور وسيعي در هادي هاي روكش دار مورد استفاده قرار مي گيرد ولي عواملي همچون افزايش استقامت مكانيكي و ممانعت از پارگي و خوردگي منجر به استفاده از آلومينيوم آلياژي در اين خصوص شده است. شكل دهي رشته هادي ها نيز يكي از مواردي است كه منجر به كاهش تأثيرات نامطلوب عوامل فيزيكي محيط بر روي هادي ها و نهايتاً خطوط مي گردد. استفاده از رشنه هادي هاي شكل يافته به صورت فشرده و توليد هادي هاي كمپكت روكش دار از ديگر مواردي است كه ضمن بهبود شرايط مكانيكي هادي هاي فوق ، موجب سهولت توزيع حرارت در آنها شده و كاهش مقاومت الكتريكي را نيز به همراه دارد.
هاد هاي روكش دار داراي يك روكش عايقي با ضخامت معيني ( به طور متوسط 3 ميلي متر ) براي تمام رده هاي شبكه فشار متوسط تا 19/33 كيلوولت مي باشند. پس از ساخت هادي و كمپكت نمودن آن ابتدا يك لايه نسبتاً نازك از جنس نيمه هادي بر روي هادي كشيده شده و سپس با ضخامت معيني از مواد عايقي XPLE ( پلي اتيلن كراسلينك ) پوشيده مي شود. اين هادي ها در ولتاژ كاري 20 كيلوولت نسبت به برخوردهاي موردي بين فازها و فاز به زمين نقش عايقي را داشته و از ايجاد اتصالي ها ممانعت به عمل مي آورند. عايق اين نوع هادي ها غالباً به رنگ مشكي بوده و در مقابل اشعه ماوراء بنفش خورشيدي ( UV ) از مقاومت لازم برخوردار است. لايه نيمه هادي پوششي بر روي سطوح هادي ها در ولتاژهاي 20 كيلوولت و بالاتر نقش شكل دهي ميدان را دارد. لازم به ذكر است اخيراً هادي هاي روكش دار در بعضي از شركت هاي داخلي در حال طي مراحل توليد مي باشد.
ويژگي هاي الكتريكي خطوط هوايي روكش دار
وجود پوشش عايقي در هادي هاي روكش دار موجب ايجاد ويژگي هاي الكتريكي خاص براي اين نوع از هادي ها مي گردد. مهمترين اين موارد عبارتند از :
1-حفاظت در مقابل صاعقه
2-تخليه هاي جزئي
3-تغيير مقادير اندوكتانس و كاپاسيتانس خط
4-جريان شارژ
رايج ترين انواع خطوط هوايي عايق شده در شبكه هاي توزيع هوايي عبارتند از :
1-هادي روكش دار Covered Conductor ( CC )
2-هادي با روكش ضخيم Covered Conductor Thick ( CCT )
3-كابل باندل هوايي ( كابل خودنگهدار Self-suppporting Cable ) در دو نوع با پوشش فلزي و با پوشش غيرفلزي
( يا به اختصارABC ) Metallic/Non-Metallic Screened Aerial Bundlled Cable ( M/NMSABC )
4-كابل هوايي فاصله دار Aerial Spacer Cable ( ASC )
از بين موارد فوق CC و CCT بسيار مشابه مي باشند. هر دوي آنها داراي هادي هاي مجزا هستند كه با عايق پلي اتيلن كراس لينك Cross Linked Polyethlene ( XLPE ) پوشيده شده اند. تفاوت اساسي CCT با CC اين است كه در نوع CCT ضخامت عايق ، متناسب با سطح ولتاژ و سايز هادي تغيير مي كند و همچنين داراي روكش خارجي از جنس پلي اتيلن سنگين ( HDPE ) High Density Polyethylene مي باشد. نوع CC صرفاً در مقابل برخوردهاي اتفاقي و كوتاه مدت دوفاز به هم يا فاز به زمين استقامت الكتريكي نشان مي دهد در حاليكه CCT مي تواند در مقابل تماس هاي طولاني مدت دوفاز به هم يا يك فاز به زمين استقامت عايقي مناسب داشته باشد.
كابل باندل هوايي از سه فاز مجزاي عايق شده و يك هادي لخت از جنس آلومينيوم آلياژي ( وگاهي يك هادي اضافي زمين ) تشكيل مي شود. بر روي فازهاي عايق شده با XLPE ، يك پوشش هادي جهت شكل دهي ميدان الكتريكي كشيده شده است. و نهايتاً با يك نوار عايق و يك لايه HDPE ساختار اساسي كابل هوايي شكل مي گيرد. در كابل هاي فوق ، يك لايه نيمه هادي رشته هادي هاي تابيده شده و عايق را در بر مي گيرد. رشته هاي تابيده شده مياني از جنس فولاد يا آلومينيوم آلياژي بوده و جهت افزايش مقاومت مكانيكي كابل هوايي مي باشد. كابل هاي NMSABC ( با پوشش غير فلزي ) از نظر ساختار مشابه كابل هاي MSABC ( با پوشش فلزي ) مي باشند اما فاقد پوشش هادي شكل دهنده ميدان هستند.
در خطوط با كابل هوايي فاصله دار از كابل هاي هوايي كه عموماً دو پوشش عايقي و روكشي دارند استفاده مي شود. لايه داخلي از پلي اتيلن كراس لينك ( XLPE ) و لايه خارجي از پلي اتيلن مشكي يا خاكستري مقاوم در مقابل ترك خوردگي با چگالي زياد و مقاوم در برابر سائيدگي تشكيل مي شود. در ضمن لايه نازكي از نيمه هادي ، هادي هاي تابيده شده و عايق را در بر گرفته است. علاوه بر لايه هاي مذكور ، در ولتاژهاي بالاتر از 15 كيلوولت از يك لايه محافظ ديگر جهت جلوگيري از ترك خوردگي لايه آخر نيز ممكن است استفاده شده باشد. كابل هاي مذكور توسط نگهدارنده هاي مخصوص كه عموماً از جنس پلي اتيلن مي باشند دور از هم نگهداشته مي شوند.
به منظور مقايسه انواع كابل ها و هادي هاي روكش دار فوق بايد توجه داشت كه كابل هاي هوايي فاصله دار نيازمند استفاده از يراق آلات ، آموزش هاي جديد كادر فني و صرف هزينه هاي بيشتر هستند. اين موارد موجب مي گردد استفاده از اين خطوط در اولويتهاي مقادير جريان نامي و جريان عيب آنها كمتر از NMSABC مي باشد. كابل هاي NMSABC نيز گرانتر از انواع CC و CCT بوده و در ضمن انجام عمليات خط گرم در مورد آنها بسيار دشوارتر مي باشد. بدين ترتيب از بين انواع چهارگانه خطوط هوايي عايق دار توزيع ، صرفاً دو نوع CC و CCT مورد توجه بيشتر قرار گرفته است. البته خطوط CCT گرانتر از نوع CC مي باشد و به جزء در مناطق پر دذرخت يا طوفان خيز ، استفاده از خطوط CC به جهت اقتصادي بودن توصيه مي شود. به همين جهت اكثر خطوط هوايي عايق دار در كشورهاي پيشرفته از نوع هادي هاي روكش دار CC مي باشند.
هادي روكش دار Covered Conductorsجنس هادي در انواع مختلف هادي هاي روكش دار شبكه هاي توزيع از نوع آلومينيوم ، آلومينيوم آلياژي و يا آلومينيوم با مغز فولاد ( ACSR ) مي باشد ( در شبكه هاي فشار ضعيف از هادي هاي مسي نيز استفاده شده است ). با وجود اينكه آلومينيوم به دليل وزن سبك به عنوان يك هادي مناسب به طور وسيعي در هادي هاي روكش دار مورد استفاده قرار مي گيرد ولي عواملي همچون افزايش استقامت مكانيكي و ممانعت از پارگي و خوردگي منجر به استفاده از آلومينيوم آلياژي در اين خصوص شده است. شكل دهي رشته هادي ها نيز يكي از مواردي است كه منجر به كاهش تأثيرات نامطلوب عوامل فيزيكي محيط بر روي هادي ها و نهايتاً خطوط مي گردد. استفاده از رشنه هادي هاي شكل يافته به صورت فشرده و توليد هادي هاي كمپكت روكش دار از ديگر مواردي است كه ضمن بهبود شرايط مكانيكي هادي هاي فوق ، موجب سهولت توزيع حرارت در آنها شده و كاهش مقاومت الكتريكي را نيز به همراه دارد.
هاد هاي روكش دار داراي يك روكش عايقي با ضخامت معيني ( به طور متوسط 3 ميلي متر ) براي تمام رده هاي شبكه فشار متوسط تا 19/33 كيلوولت مي باشند. پس از ساخت هادي و كمپكت نمودن آن ابتدا يك لايه نسبتاً نازك از جنس نيمه هادي بر روي هادي كشيده شده و سپس با ضخامت معيني از مواد عايقي XPLE ( پلي اتيلن كراسلينك ) پوشيده مي شود. اين هادي ها در ولتاژ كاري 20 كيلوولت نسبت به برخوردهاي موردي بين فازها و فاز به زمين نقش عايقي را داشته و از ايجاد اتصالي ها ممانعت به عمل مي آورند. عايق اين نوع هادي ها غالباً به رنگ مشكي بوده و در مقابل اشعه ماوراء بنفش خورشيدي ( UV ) از مقاومت لازم برخوردار است. لايه نيمه هادي پوششي بر روي سطوح هادي ها در ولتاژهاي 20 كيلوولت و بالاتر نقش شكل دهي ميدان را دارد. لازم به ذكر است اخيراً هادي هاي روكش دار در بعضي از شركت هاي داخلي در حال طي مراحل توليد مي باشد.
ويژگي هاي الكتريكي خطوط هوايي روكش داروجود پوشش عايقي در هادي هاي روكش دار موجب ايجاد ويژگي هاي الكتريكي خاص براي اين نوع از هادي ها مي گردد. مهمترين اين موارد عبارتند از :
1-حفاظت در مقابل صاعقه
2-تخليه هاي جزئي
3-تغيير مقادير اندوكتانس و كاپاسيتانس خط
4-جريان شارژ
No comments:
Post a Comment