PDA

توجه ! این یک نسخه آرشیو شده میباشد و در این حالت شما عکسی را مشاهده نمیکنید برای مشاهده کامل متن و عکسها بر روی لینک مقابل کلیک کنید : هادی ها



حسین محمدیان
2016/07/14, 15:26
انواع مختلف هادی های الکتریکی

هادی ها مهمترین اجزای یک شبکه ی انتقال انرژی محسوب شده و مسیر جریان از طریق آنها برقرار می شود . بنابراین تمام مقدمات در طراحی یک خط انتقال هوایی ، فقط به منظور برق رسانی مناسب و مطمئن از طریق این هادی ها صورت می گیرد . به عنوان مثال نقش پایه های خط انتقال نگهداری فاصله هادی از زمین ، نقش کنسول ها رعایت فاصله مناسب هادی ها از یکدیگر و نقش مقره به عنوان ایزوله کننده و نگهدارنده هادی های تحت ولتاژ از بدنه می باشد ، که در این بین هادی ها نقش اساسی را بر عهده دارند .

2 – 1 – جنس سیم های هوایی

جنس هادی های خطوط انتقال انرژی در شبکه های هوایی توزیع ، باید به گونه ای باشد که علاوه بر رسانایی الکتریکی مورد نیاز ، استقامت مکانیکی مناسب را داشته و در مقابل رطوبت و گازهای شیمیایی موجود در هوا مقاوم بوده ، به آسانی دچار خوردگی یا فرسایش نگردد .

2 – 2 – آلومینیوم

در سال های اولیه ، هادی های خطوط هوایی توزیع ، از جنس مس انتخاب می شد ولی بعدها ، برای این کار آلومینیوم نیز مورد استفاده قرار گرفت .

هادی های آلومینیومی نسبت به مس از درجه رسانایی و استقامت کششی پایین تری برخوردارند ، بنابراین برای انتقال جریان مساوی باید سطح مقطع هادی آلومینیوم از هادی مسی ، بزرگتر انتخاب شود ولی وزن مخصوص آلومینیوم در حدود یک سوم مس می باشد . بنا براین برای قابلیت هدایت برابر ، وزن هادی آلومینیوم فقط نصف وزن مس خواهد بود که البته در این حالت قطر هادی آلومینیومی مقداری بزرگتر از قطر هادی مسی خواهد بود .

از کاربردهای سیم های آلومینیومی ، می توان اتصالات و پلهای اتصال بین کلمپ انتهایی و خط هوایی فشار قوی ، رابطه های ثابت و نیز باس بارهای مقطع استوانه ای ثابت را نام برد .

علاوه بر جنبه کاربرد اقتصادی سیم های آلومینیومی از این هادی ها به علت وزن سبکتر آن به صورت سیم های روپوش دار مانند شبکه کابلهای خود نگهدار هوایی نیز استفاده می شود که توسط روپوش عایق آن قابلیت استفاده در شبکه توزیع فشار ضعیف و فشار متوسط به علت کاهش حریم مورد نیاز و مسیر های پر درخت بیشتر استفاده می شود . این هادی ها بصورت 3 و 7 و 19 و 37 رشته ای ساخته می شوند . نکته قابل توجه در کاربرد سیم های آلومینیومی همراه و یا اتصال آن با هادی های مسی است که استفاده از بست های مخصوص روپوش دار به منظور جلوگیری از اثرات خوردگی بین این دو فلز حایز اهمیت است .

هرگاه درجه خلوص هادی آلومینیومی حدود 98 درصد بوده و بقیه آلیاژ را به عنوان مثال منیزیم و سیلیکان تشکیل دهد هادی بنام (( آلملک )) و یا (( آلدری )) ( الیاژ آلومینیوم ) گفته می شود که دارای استقامت مکانیکی بیشتر و در حدود ( Kg /mm ) 33 می گردد . این هادی به طور معمول در شبکه های فشار متوسط توزیع و تا سطح ولتاژهای حدود 60 کیلو ولت قابل استفاده است که در آن مناطق فشار باد و یا قطر یخ کم می باشد . هادی های آلیاژ آلومینیوم ( AL – Alloy ) نسبت به هادی های تمام آلومینیوم دارای قابلیت هدایت تا 15 درصد کمتر هستند ، یعنی مقاومت الکتریکی آنها به علت اضافه شدن آلیاژها بیشتر شده است . امروزه علاوه بر روش گفته شده برای زیاد کردن استقامت مکانیکی هادی های آلومینیومی استفاده از رشته های فولادی گالوانیزه شده یا آلیاژ های فلزی که در مغز هادی ها قرار گرفته و آنها را تقویت می کند کاربرد زیادی یافته است . به این هادی ها هادی آلومینیومی تقویت شده با مغز فولادی A . C . S . R و یا A . C . A . R گفته می شود . این سیم ها با استقامت مکانیکی قابل قبول که دارند در کلیه شبکه های فشار متوسط فشار قوی و فشار فوق قوی استفاده می شوند .

2 – 3 – فولاد

فولاد در میان سایر مواد دارای بیشترین استقامت مکانیکی و کمترین قابلیت هدایت الکتریکی برای ساخت سیم هاست . به همین دلیل سیم های فولادی در مواد محدودی از جمله مواردی که استحکام مکانیکی در درجه اول اهمیت قرار دارد و یا باید قدرت های کم انتقال یافته و به طور کلی فقط در یک فاصله کوتاه در شبکه فشار متوسط به کار رود مورد استفاده قرار می گیرد . به عنوان مثال عبور از روی رودخانه ها یا بستر عریض و فواصل عبوری از روی آبراهه ها و کانال ها نمونه هایی از این موارد است .

هادی های فولادی برای سیم های محافظ یا زمین ، خطوط هوایی ، سیم سیستمهای مهار و در بسیاری دیگر به عنوان مغزی و یا رشته میانی سیم های هوایی استفاده می شود . در این صورت فولاد را به طور معمول با عمل گالولنیزه کردن یا با پوشش دادن به صورت دیگر در مقابل خوردگی حفاظت می نمایند . امروزه هادی های فولادی با روکش مسی یا روکش آلومینیومی به عنوان سیم محافظ هوایی در خطوط انتقال کاربرد وسیع تری دارند .

2 – 4 – سیم آلومینیومی با مغزی فولادی ( ACSR )

هرگاه به منظور ازدیاد مقاومت مکانیکی هادی آلومینیومی درون هادی را با رشته های فولادی تقویت کنند سیمی با قابلیت الکتریکی و مک

Seyed Hassan, [09.07.16 16:41]
انیکی مناسبی به دست می آید که بر سایر هادی هه برتری داشته و بطور گسترده ای در خطوط هوایی فشار متوسط توزیع مورد استفاده قرار می گیرد . این هادی ها به طور اختصار سیم آلومینیوم فولاد نیز گفته میشود .

مقاومت مخصوص الکتریکی این سیم ها تابع درجه خلوص و شرایط فیزیکی آن می باشد .در کشور ما تعدادی از هادی های آلومینیوم فولاد از میان انواع مختلف آن انتخاب و توسط وزارت نیرو اعلام می گردد ، تا به منظور تنوع زدایی و افزایش تولید داخل در سطح کشور مورد استفاده قرار گیرد .

2 – 4 – 1 – نامگذاری سیم های آلومینیوم فولاد :

در استاندارد های کشور های مختلف برای نامگذاری هادی های مورد استفاده روش های متفاوتی وجود دارد . استاندارد سیم های آلومینیوم فولاد سیستم توزیع ایران نیز از استاندارد انگلیسی ( BS – 215 ) اقتباس شده است .

در استاندارد انگلیسی و آمریکایی نیز برای نامگذاری هادی های خطوط انتقال نیرو از اسامی حیوانات استفاده شده است .

2 – 4 – 2 – مشخصات سیم های هوایی آلومینیوم فولاد

این سیم ها را می توان با مشخصات زیر شناسایی کرد :

2 – 4 – 2 – 1 – تعداد مفتول ( یا رشته ) های تشکیل دهنده یک هادی

معمول ترین نوع هادی های رشته ای شامل مفتول های هم اندازه است که بصورت هم محور حول رشته میانی پیچیده شده اند . هر لایه شش رشته ( مفتول ) بیش از لایه ی قبلی دارد و دو لایه ی متوالی در جهت عکس یکدیگر پیچیده شده اند تا استحکام مکانیکی آن افزایش یابد .

هادی های آلومینیوم فولاد مورد استفاده در شبکه های فشار متوسط توزیع از نظر تعداد مفتول های آلومینیوم و فولاد به سه دسته مطابق با جدول زیر تقسیم می شوند .

مفتول آلومینیوم

مفتول فولادی

6 رشته

7 ( یا 6 ) رشته

1 رشته

7 رشته

30 ( یا 27 ) رشته

7 رشته

و طرز قرار گرفتن این مفتول ها مطابق شکل ( 2 – 2 ) خواهد بود .


2 – 4 – 2 – 2 – قطر هادی چند رشته ای

لایه ی شش رشته ای یک هادی را که کلیه رشته سیم های تشکیل دهنده آن دارای مقطع یکسانی هستند به عنوان لایه اول شناخته و قطر معادل آن را به صورت زیر تعریف می کنند :

قطر یک رشته سیم × [ 1 + ( تعداد لایه ها ) × 2 ] = قطر معادل = O.D.

2 – 4 – 2 – 3 – سطح مقطع کل ( حقیقی )

مجموع سطح مقطع رشته سیم ها را بدون هیچ نوع تصحیحی سطح مقطع کل گویند که بر حسب واحد mm بیان می گردد . این سطح مقطع از روش اندازه گیری جمع سطح مقطع کلیه ی مفتول ها محاسبه شده توسط کارخانه ی سازنده و برای هر رنج مشخص تولید می شود .

محدوده تغییرات مجاز سطح مقطع کل هادی تولید شده با سطح مقطع نامی 2 % ± خواهد بود .

2 – 4 – 2 – 4 – سطح مقطع هادی مسی معادل

سطح مقطعی از یک سیم مسی که مقاومت الکتریکی هادی مورد نظر ما را با طول یکسان دارا باشد سطح مقطع معادل الکتریکی می گویند . به طور مثال برای محاسبه سطح مقطع هادی مسی معادل از یک سیم آلومینیومی از رابطه زیر می توان استفاده کرد .

61 × سطح مقطع الکتریکی آلومینیوم = سطح مقطع هادی مسی معادل


2 – 4 – 2 – 5 – بیشترین استقامت کششی سیم ( حد نیروی گسیختگی)

عبارتست از نیروی کششی قابل تحمل در امتداد سیم یعنی در صورتی که نیروی وارده بیش از این حد باشد ، سیم پاره خواهد شد . نیروی گسیختگی را بر حسب واحد کیلو گرم نیرو ( Kgf ) یا نیوتن (N ) بیان می کنند .

2 – 4- 2 – 6 – مدول الاستیسیته

نسبت تغییر تنش به تغییر طول نسبی سیم را مدول الاستیسیته می گویند و واحد آن Kg / mm است . اگر سیمی از مواد مختلف تشکیل شده و A سطح مقطع سیم اول ( مثلاً فولاد ) و A سطح مقطع سیم دوم ( مثلا آلومینیوم ) باشد آنگاه مدول الاستیسیته هادی ( E ) بر حسب مدول های مواد تشکیل دهنده ( E , E ) از رابطه زیر محاسبه می شود

e=m+1/me2+e2

m = A1 / A2

2– 4 – 2 -7 – ضریب انبساط حرارتی ( یا طولی ) ( a )

mE1 + E2

a =

mE1a1 + E2a2

برای هادی های تشکیل شده از مواد مختلف a از رابطه زیر به دست می آید .

a1 و a2 به ترتیب انبساط حرارتی جنس اول و دوم هستند . ضریب انبساط حرارتی برای رشته ای آلومینیومی 10 × 23 و برای مفتول های فولادی 10 × 5/11 به ازای هر درجه سانتی گراد است .

2 – 4 – 2 – 8 – درجه حرارت مجاز هادی یا عادی

درجه حرارت مجاز کار هادی یا عادی برای هادی های به کار رفته در ایران حد اکثر 75 درجه سانتی گراد است . افزایش درجه حرارت سیم از این مقدار ، باعث نرم شدن و کاهش استقامت سیم خواهد شد . حرارت ایجاد شده در یک هادی خط هوایی ، به دو عامل جذب حرارت آفتاب و تلفات حرارتی RI بستگی دارد .

2 – 4 – 2 – 9 – جریان نامی هادی ( ظرفیت جریان دهی )

بیشترین جریانی است که باعث ایجاد حداکثر درجه حرارت مجاز هادی می شود . منحنی های تغییرات جریان مجاز هادی آلومینیوم فولاد برای فشار هوای 95 % اتمسفر و سرعت باد 60 سانتی متر بر ثانیه در شکل ( 3 – 2 ) و ( 4 – 2 ) آمده است .

2 – 5 – مس

مس دارای قابلیت هدایت الکتریکی بالا و استقامت کششی قابل توجهی است که در برابر تغییرات جوی و مواد خورنده مقاومت خوبی دارد . خواص الکتریکی و مکانیکی خوب و مقرون به صرفه بودن مس در ایران آن را تقریباً به صورت تنها فلز مورد استفاده در شبکه های خطوط فشار ضعیف توزیع در آورده است .

مس با کشیدگی سخت از کشیدگی مکرر سیم و رساندن آن به اندازه مطلوب بدون گرم و سرد کردن ( آنیل نشده ) به وجود می آید . همانگونه که از اسم آن پیداست ، علت دشواری در کار کردن با (( سیم مسی سخت )) استحکام آن می باشد ، بنابراین به غیر از اسپن های طولانی در خطوط توزیع مس با کشیدگی (( سخت متوسط )) نیز استفاده می شود یعنی پس از کشش مورد نظر با انجام فرآیند های گرم و سرد کردن تحت شرایط خاص سیم مناسب و مورد نیاز به دست می آید . مس با کشیدگی سخت متوسط در خطوط هوایی با اسپن های کوتاه مانند شبکه های فشار ضعیف کاربرد فراوان دارد . لازم به توضیح است مس با کشیدگی (( نرم )) نیز وجود دارد که به دلیل قابلیت انعطاف بالای مس در مورد کابلها سیم های روپوش دار و سیم کشی های داخلی از آن استفاده می شود . در مورد سیم های مسی باقابلیت کشیدگی سخت متوسط و کشیدگی سخت به دلیل دستیابی به قابلیت انعطاف بیشتر هادی ها را به صورت رشته ای می سازد یعنی یک هادی با قطر معین از چندین مفتول مسی با قطر کوچک تر ساخته می شود . هادی های مسی معمولی از رشته مفتولهایی به قطر 7/1 تا 3 میلی متر ساخته می شوند.

منبع:بانک اطلاعات سیم و کابل ایرانیان

برای اطلاع بیشتر در مورد بررسی نوسانات هادی ها و هادی روكش دار بر رود لینک های زیر کلیک نمایید.
ساختار و مبانی دسته بندی انواع کابل های قدرت (You can see links before reply)بررسی نوسانات هادی ها (آئولین، گالوپینگ، سوئینگ) (You can see links before reply)

هادی روكش دار Covered Conductor (You can see links before reply)