برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

کنسول ها

برای نگهداری سیم های هوایی روی پایه ها، همچنین برای دور نگه داشتن سیم های هر فاز از فازهای دیگر و نیز برای رعایت فواصل استاندارد مقره ها از کنسول یا همان کراس آرم استفاده می شود. اصولاً سه نوع کراس آرم از نظر جنس در شبکه های توزیع برق وجود دارد:

 الف) کراس آرم چوبی: :این کراس آرم از خیلی وقت پیش برای خطوط تلفن، تلگراف و توزیع برق استفاده می شده است. امروزه با کاهش کاربرد پایه های چوبی استفاده از این نوع کراس آرم ها نیز محدود گشته است.

ب) کراس آرم فلزی: کراس آرم فلزی از بازو های مستقیم ناودانی آهن ساخته می شود. این نوع کراس آرم در مقایسه با کراس آرم های چوبی به مراتب از مقاومت بیشتری برخوردار می باشد. طول کراس آرم های فلزی برای اولین بار بر اساس استاندارد 212-20 وزارت نیرو برابر با 44/2 متر تعیین گردید، به همین دلیل تاریخی این کنسول ها در شبکه های توزیع به نام کراس آرم 44/2 نیز معروف می باشند. امروزه طول کراس آرم های فلزی مضربی از 6 است. یعنی 2/1، 5/1، 2 و 3 متری.

ج) کراس آرم کمپوزیت : از جدیدترین کراس آرم هایی هستند که دارای شرایط و ویزگی های خاصی می باشند. در ساخت این نوع کراس آرم ها ترکیبی از لایه های نازک و ضخیم چوب با چسب فنلیک اشباع شده و در شرایط گرم و فشار زیاد تولید می شوند که دارای دوام و استحکام بیشتری از چوب معمولی است. این کراس آرم ها بیشتر در مناطق آب و هوایی مثل اطراف دریای خزر و خلیج فارس به دلیل رطوبت زیاد استفاده می شوند.


آرایش های مختلف پایه های هوایی

منظور از آرایش پایه، چگونگی نگهداری سیم های هوایی نسبت به یکدیگر است. چگونگی نگهداری هادی نسبت به هم به سه گروه تقسیم می شود :

الف) آرایش هادی ها به صورت مثلثی

ب) آرایش هادی ها به صورت افقی

ج) آرایش هادی ها به صورت عمودی

 در ادامه انواع و اشکال مختلف کنسول ها را که یکی از شکل های گفته شده را به هادی می دهند، ذکر می کنیم.

کنسول گنبدی (تاجی): این کنسول که به شکل گنبدی است، در بالای تیر نصب می شود. این کنسول به سیم ها آرایش مثلثی و متقارن می دهد. این کنسول به صورت مجازی باعث افزایش طول تیر می شود و برای کاربرد همزمان خطوط فشار ضعیف و متوسط در زیر هم مناسب است. (شکل 6)

کنسول تاجی گونه از کنسول گنبدی است که دارای مقره سوزنی است و به هادی ها آرایش افقی می دهد.


 

کنسول جناقی: این کراس آرم که شبیه استخوان جناق است، هادی های سه فاز را با فاصله مساوی از یکدیگر به صورت مثلث متساوی الاضلاع نگه می دارد. از این کنسول ها برای خطوط طولانی جهت تأثیر یکنواخت اندوکتانس فاز ها بر یکدیگر و تقارن ولتاژ فاز ها مورد استفاده قرار می گیرد. و به علت راحتی نصب و انشعاب گیری در شبکه های توزیع کاربرد زیادی دارد. شکل 8 صفحه بعد نمونه ای از آرایش پایه میانی با کنسول جناقی است.



کنسول V شکل: به دلیل بالا بودن استحکام و تحمل این کنسول برای هادی های با سطح مقطع و در جاهایی که باند حریم درجه یک خط کم است، بالا مورد استفاده قرار می گیرد. این کنسول هم در پایه های میانی کاربرد دارد و هم در پایه های کششی. شکل 5 نمونه ای از کاربرد این کنسول در پایه های کششی است.



کراس آرم یکطرفه (ساید آرم): این کنسول ها بیشتر برای رفع موانع به کار می روند و در جاهایی که فضای کافی جهت نصب کراس آرم معمولی - بدلیل نزدیک شدن فازها به ساختمان یا مانع دیگر-  نیست نظیر کوچه های کم عرض و یا جاهایی که در یک طرف درختکاری شده است و یا در کوچه ها و جاهایی که پایه نزدیک ساختمان است از این کراس آرم استفاده می کنند. در این آرایش کلیه هادیها به صورت قایم یا افقی در یک طرف تیر قرار می گیرند. در این حالت رعایت حریم درجه یک خط در طرف دیگر به راحتی امکان پذیر است. این کنسول هادی ها را به دو صورت زیر نسبت به هم قرار می دهد:

الف) آرایش عمودی هادی ها با کنسول قائم یا پرچمی

ب) آرایش افقی هادی ها با کنسول  L شکل.


کراس آرم دوبله (جانبی دو طرفه): در جاهایی که نیروی کشش وارده روی کراس آرم بیشتر از حد معمول است و یا اسکلت استوارتری مورد نیاز باشد از کراس آرم دوبله استفاده می شود. به این ترتیب که هر طرف پایه یک کراس آرم بسته می شود. این کشش اضافی بیشتر در انتهای خطوط در زوایا و سرپیچ ها ایجاد می گردد و کراس آرم دوبله باعث می گردد که نیروهای وارده بین هر دو کراس آرم و نیز دو مقره سوزنی و پایه های مقره های مربوط  و هر دو سیم اصلی تقسیم گردد. و به این ترتیب نیروهای مکانیکی وارده را تحمل می نماید. شکل 4 نمونه ای از کاربرد این نوع کنسول است. 



پایه های توزیع

پایه های (تیرها) خطوط توزیع هوایی

پایه ها وسایلی هستند که سیم های هوایی را دور از دسترس نگاه می دارند. پایه ها سه نوع هستند:

پایه های چوبی: یکی از ویژکی های پایه های چوبی سهولت در حمل و نقل آنها به دلیل سبکی شان است. این پایه ها بیشتر در مسیر های کوهستانی و ناهموار و نیز در معابر تنگ و کم عرض (کوچه ها و محله های تنگ) استفاده می شود. ولی این پایه ها با گذشت زمان و به دلیل رطوبت هوا می پوسند و بایستی تعویض گردند. بطور متوسط این پایه ها قادرند نیروی کششی معادل 300 کیلوگرم(ناشی از وزن سیم ها) را تحمل نمایند.

پایه های بتونی: این پایه ها که بیشترین مصرف را در شبکه های توزیع هوایی دارند دارای استحکام زیادی هستند و برای کشش های مختلفی ساخته می شوند. این پایه ها در کشش های 200-400-600-800-1000-1200 کیلوگرم و در ارتفاع های 7-8-9-10-12-14 متری موجودند. مثلا وقتی گفته می شود پایه 800-10 یعنی پایه ای که ارتفاعش 10 متر است و می تواند نیروی کششی معادل 800 کیلو گرم  را تحمل کند. برخلاف پایه های چوبی برای نصب این پایه ها نیاز به جرثقیل است.

پایه های فلزی: این پایه ها قابلیت انعطاف پذیری بیشتری از سایر پایه ها دارند. ارتفاع این پایه ها به هر میزانی که نیاز باشد قابل دسترسی است. این پایه ها بیشتر در هنگام عبور خطوط هوایی از حریم راه آهن استفاده می شوند.

 

نیروهای وارد بر پایه ها:

به طور کلی نیرویی که پایه ها تحمل می کنند به محل و وضعیت آنها بستگی دارد. برای تعیین نوع و اندازه پایه ها 

در  طراحی یک خط توزیع هوایی آگاهی از برآیند نیروهای وارد بر پایه از اهمیت بالایی برخوردار است.

 در یک شبکه توزیع هوایی، پایه ها در یکی از دو وضعیت زیر قرار دارند:

·        یا درمسیر مستقیم خط توزیع به صورت میانی نصب شده اند که در اینصورت به آنها پایه میانی یا عبوری گفته می شود.



·        یا در ابتدا و انتها یا در زاویه قرار دارند که به آن پایه کششی می گویند.



پایه های میانی باید قادر به تحمل وزن خود، وزن ناشی از سیم ها، وزن کنسول ها، وزن مقره ها و وزن سایر لوازمی باشند که بر روی آنها نصب شده اند. پایه های کششی علاوه بر  تحمل نیروهای بالا باید نیروی کششی سیم ها را نیز تحمل نمایند. به عبارت دیگر نیروهای وارد بر هر پایه دو نوع هستند:  نیروهای افقی و نیرو های عمودی.

در هر پایه برآیند نیروهای عمودی با نیروی عکس العمل زمین صفر می شود. در پایه های میانی برآیند نیروهای افقی دو طرف پایه (نیروی کششی سیم ها) تقریبا صفر است. ولی در پایه های کششی این نیرو مولفه افقی دارد. در نتیجه این پایه ها باید قادر به تحمل نیروهای افقی باشند. خلاصه اینکه پایه های کششی بایستی قوی تر از پایه های میانی انتخاب شوند. شکل1 یک پایه انتهایی 20 کیلو ولتی با کراس آرم دوبل را نشان می دهد. شکل2 یک پایه میانی 20 کیلو ولتی را نشان می دهد.


گاهی مواردی پیش می آید که یک پایه کششی (انتهایی یا زاویه ای) نمی تواند قدرت کششی سیم ها را تحمل کند - مثلا در اسپین های بزرگ (هنگام عبور خط از روی دره ها یا رودخانه ها یا اتوبان ها)- در اینصورت از دو پایه به صورت دوقلو (به هم چسبیده) استفاده می کنند. یا ممکن است از دو پایه به صورت H  و یا حتی از سه پایه استفاده شود. در شکل 3 زیر چنین حالتی نشان داده شده است.   فاصله بین دو پایه متوالی را اسپان یا اسپن می گویند.در یک خط توزیع هوایی هر چه این فاصله زیادتر باشد تعداد پایه ها و متعلقات آن کمتر شده و هزینه شبکه کاهش می یابد ولی این فاصله نباید آنقدر زیاد شود که شکم سیم از حد مجاز تجاوز کند. اسپان رایج در ایران مطابق استاندارد وزارت نیرو برای شبکه فشار ضعیف بین 30 تا 100 متر و برای شبکه فشار متوسط بین 70 تا 150 متر می باشد.

ایزولاتورها

 

مقره ها

یکی از اجزاء مهم شبکه های توزیع، مقره ها می باشد که بر حسب ولتاژ مورد استفاده و آرایش خط توزیع شکل خاصی به خود می گیرند. وظایف مقره ها در شبکه ها را می توان به صورت زیر بیان نمود :

·        تحمل وزن هادی های خطوط انتقال و توزیع برای نگهداری سیم های هوایی روی پایه ها و دکل ها در بدترین شرایط (یعنی موقعی که ضخامت یخ و برف تشکیل شده روی سیم ها در حداکثر مقدار باشد) را داشته باشد و اصولاً باید بتوانند بیشترین نیروهای مکانیکی وارد شده بر ان ها را تحمل کنند.

·        عایق بندی هادی ها و زمین و بین هادی ها با یکدیگر به عهده مقره است. یعنی مقره ها باید از استقامت الکتریکی کافی برخوردار باشند تا بتوانند بین فازهای شبکه و کنسول ها که متصل به زمین هستند ایزولاسیون کافی برای تحمل ولتاژ فازها را داشته باشند. استقامت الکتریکی آن ها باید در حدی باشد که در بدترین شرایط (یعنی در حضور رطوبت، باران، آلودگی و بروز صاعقه با ولتاژ بالا) دچار شکست الکتریکی نشوند.

بنابراین مقره ها باید دارای خصوصیات زیر باشند :

·        استقامت الکتریکی بالا.

·        استقامت مکانیکی بالا.

·        عاری از ناخالصی و حفره های داخلی.

·        استقامت در برابر تغییرات درجه حرارت و عدم تغییر شکل در اثر تغییر دما (با توجه به ضریب انبساط حرارتی که بایستی کم باشد).

·        ضریب اطمینان بالا.

·        ضریب تلفات عایقی کم.

·        در برابر نفوذ آب و آلودگی ها مقاوم باشد.

جنس مقره های به کار رفته در شبکه های توزیع معمولا چینی و یا شیشه است.

در شبکه های توزیع نیرو سه نوع مقره به کار می رود:

مقره سوزنی (میخی):  این مقره ها که به صورت یکپارچه ساخته می شوند و معمولاً به شکل ناقوس کلیسا هستند و هادی خط روی شیار بالایی مقره قرار می گیرد و توسط یک سیم به مقره محکم می شود تا از روی مقره خارج نشود یا در موقع وزش باد از روی مقره نیافتد. با این عمل اصطلاحا اصلی کردن می گویند. از داخل هر یک از این مقره ها میله ای به نام پایه مقره عبور می کند و آنها را روی کنسول محکم می سازد. این نوع مقره ها معمولا در پایه های میانی بکار می روند. در شکل زیر یک نوع مقره سوزنی نشان داده شده است. این مقره برای ولتاژ 20 کیلو ولت است که ولتاژ جرقه سطح خشک آن 110 کیلو ولت و ولتاژ جرقه سطح مرطوب آن 70 کیلو ولت می باشد. ولتاژ جرقه یعنی ولتاژی که در ان قوس الکتریکی بین بالا و پایین مقره به وجود می آید و مقره خاصیت عایقی خود را از دست می دهد.       

  


چترهای روی مقره هم به خاطر ایجاد مسیر طولانی و همچنین ایجاد نقاط خشک در هنگام بارندگی و هم لغزان بودن سطح مقره برای باقی نماندن باران بر روی سطح مقره ایجاد می شود. شکل 2 یک پایه میانی بتونی با کنسول و مقره سوزنی و پایه مقره را نشان می دهد.


مقره آویزی(بشقابی): هر مقره بشقابی از یک دیسک بشقابی شکل از جنس چینی یا شیشه تشکیل شده است. این مقره ها طوری هستند که می توان دامنه آنها را کم و زیاد کرد. یعنی می توان دو یا چند مقره را پشت سر هم متصل نمود و مجموع آنها را به کنسول بست. هر چه ولتاژ شبکه بیشتر باشد تعداد دامنه ها زیادتر خواهد بود. مثلا مقره شکل زیر که ولتاژ نامی آن 11 کیلو ولت است برای شبکه 20 کیلو ولتی بایستی دو تا از آن را به هم متصل کرد.      



مقره های بشقابی در خطوط توزیع معمولا برای پایه های کششی به کار می روند. در مقره های سوزنی سیم های هوایی بدون هیچ واسطه ای روی شیار آنها قرار می گیرند. اما در مقره های بشقابی به واسطه ای نیاز است تا سیم ها را روی مقره نگه دارد.این واسطه گیره یا کلمپ نام دارد. در پایه های کششی به آن گیره انتهایی یا طبانچه ای می گویند. در شکل 4 یک پایه کششی با کنسول پرچمی دوبل به صورت قایم نشان داده شده است که در آن سیم ها با استفاده از گیره انتهایی به مقره ها متصل شده اند. ممکن است این مقره ها برای پایه های میانی نیز استفاده شوند. در این حالت گیره ای که سیم ها را نگه می دارد با گیره حالت قبل متفاوت بوده و به آن گیره آویزی می گویند. در شکل 5 یک پایه میانی با کنسول V شکل به همراه مقره های آویزی و گیره های مربوط نشان داده شده است. در این حالت چون مقره ها به کنسول خط آویزان است و می تواند به صورت آزادانه حرکت نماید، حداقل فشار مکانیکی بر مقره ها وارد می شود. در واقع نسبت به حالت قبل مقره ها در معرض تنش های مکانیکی کمتری هستند.



مقره چرخی: این نوع مقره مختص شبکه توزیع فشار ضعیف است. در شکل زیر یک نوع مقره چرخی نشان داده شده است. ولتاژ جرقه سطح خشک این مقره 20 کیلو ولت و ولتاژ جرقه سطح مرطوب آن 8 کیلو ولت است.همانطور که دیده می شود این مقره در وسط دارای سوراخی است که در تمام طول مقره وجود دارد. از این سوراخ میله ای عبور می کند و مقره را از دو طرف یعنی از بالا و پایین به اتریه می بندند و اتریه توسط پیچ و مهره هایی به پایه محکم می شود. در شکل 6 یک پایه بتونی فشار ضعیف با مقره چرخی نشان داده شده است. پنج سیم هوایی که به پنج مقره چرخی محکم می شوند از بالا به پایین به ترتیب عبارتند از: سیم نول، سیم فاز شب (روشنایی معابر)، سیم فاز  R، سیم فاز S و سیم فاز T . 



http://iraj70.blogfa.com/post-4.aspx


صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :