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

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

با تقاضای رو به افزایش برای انرژی الكتریكی، ولتاژهای انتقال نیز رو به افزایشند. انتقال توان زیاد به مسافت های دور، كه به علت مبادله قدرت بین كشورها می باشد، نیاز به كابل های فشارقوی موثری دارد تا در مناطق شهری یا برای عبور زیر زمینی یا دریایی استفاده شود. امروزه ولتاژ عملیاتی كابل های فشارقوی الكتریكی تولیدی تا 500 kV افزایش یافته است.
كابل های الكتریكی polymer-insulated یا PE ضرورتا حاوی هادی فلزی با مقاومت پایین كه توسط پلیمر عایق سازی شده است هستند. این عایق هادی ها را از یكدیكر و اطرافشان جدا می كند. یك غلاف(sheath or jacket) كه بدوا بسته به خواص مكانیكی قالب ریزی شده از كابل مقابل محیط محافظت می كند. محتویات عمده ی دیگر میتوانند شامل لایه های نیمه هادی، screen فلزی، سیم فلزی تقویت كننده، و لایه ی بلوكه كننده ی آب. اگرچه یك تحول محتمل از مواد با خاصیت ابررسانایی ساختار سیستم انتقال نیرو را دگرگون خواهد كرد متخصصان استعمال گسترده ی آن را تا 20-10 سال آینده عملی نمی دانند. در حال حاضر تكنولوژی كابل های فشارقوی توسط گذار از پوشش كاغذی معمول گذشته،كاغذ آغشته به روغن تحت فشار كه مشكلاتی از قبیل اتلاف عایقی بالا، مخارج عملكرد بالا و آلودگی و ... دارد ،به دای الكتریك اكسترود شده ی مصنوعی (extruded synthetic dielectric) مشخص می شود.



water treeing یكی از مهمترین عیوب در عملكرد كابل های MV و HV است و از این رو طراحی،ساختمان و مواد مورد استفاده به گونه ای كه از نفوذ آب،به ویژه در كابل های زیر زمینی و زیر آبی، جلوگیری كنند مهم می باشد.[1-9]
اگرچه ساختمان های بسیار متفاوتی از كابل های فشارقوی در بازار موجود هستند اما تمامی آنها دارای قسمت های ضروری زیر هستند:
* هادی ها
* شیلد های نیمه هادی
* عایق ها


* هادی ها:
هادی ها سیم های مسی با آلومینیمی هستند كه می توانند مفتولی (solid) یا افشان (stranded) باشند. هادی های افشان برای بالا بردن انعطاف پذیری كابل استفاده می شوند. به علاوه می توانند maximum electrical stress را تا 20% افزیش دهند. در این هادی ها، آب میتواند در جهت طولی در خلل و فرج ها و فضاهای میان رشته ها به راحتی نفوذ (شارش) كند. جلوگیری از نفوذ طولی آب توسط پر كردن خل و فرج ها با تركیبی از پلاستیك یا سوار كردن مواد جذب كننده ی آب (نمگیر = hygroscopic) درون رشته های هادی بدست می آید. راه دیگر! استفاده از هادی های مفتولی (solid) است كه خلل و فرجی ندارند. برای مس، هادی های مفتولی بالای شماره 1AWG عملی نیستند. در آلومینیم drawn حالت معمول كاملا سخت بودن است. وقتی آلومینیم به جای draw شدن extrude می شود، حالتی نرم پیدا می كند. استانداردهای آمریكایی هادی مفتولی آلومینیمی را نمی شناسند اما این هادی ها در اروپا استاندارد هستند. كابل های فشارقوی می توانند دارای یك یا چند هادی درون كر (core) باشند. در هادی های چند كره (چند هسته ای)، فاصله ی مناسب میان هادی ها باید از فرمول های مرتبط در تنش های الكتریكی محاسبه گردد. شكل دادن به هادی ها فرآیندهایی چون drawing، فشرده كردن، گداخته كردن (annealing)، پوشانیدن (قلع كاریtinning و روكش كاری كردنplating)، باندل كردن (bunching) و افشان كردن را در بر می گیرد. [10]،[11].
شیلد های نیمه هادی:
تحقیق روی شیلد های نیمه هادی در توسعه ی كابل های فشارقوی نقشی اساسی را بازی كرده است. در كابل های فشارقوی، مواد نیمه هادی به منظور جلوگیری از تخلیه ی جزئی در فصل مشترك بین عایق و هادی و بین عایق و لایه ی خارجی شیلد كننده مورد استفاده قرار گرفته اند و به علاوه تنش های الكتریكی را در لایه ی عایقی تعدیل می كند. آنها میدان الكتریكی یكنواختی حول عایق با كاهش دادن گرادیان پتانسیل روی سطح هادی های افشان و درون شیلد فلزی، فراهم می كنند و از تخلیه های جزئی (كرونا) در سطح هادی های افشان و عایق با نگهداشتن تماسی نزدیك بین سطوح داخلی و خارجی عایق جلوگیری می كنند. همچنین آن ها حفاظتی در مقابل آسیب های بوجود آمده از گرم شدن هادی در اتصال كوتاه ها ایجاد می كنند.
مشخص شده است كه تحمل دای الكتریكی عایق به مقاومت حجمی (volume resistivity) ماده ی نیمه هادی وابسته است. فاكتورهای دیگر نیز – چون پلاریته، نوع و مقدار كراسلینك كردن ماده ی نیمه هادی – تنها اثری جزئی روی تحمل دای الكتریكی دارند. ناخالصی ها می توانند باعث بیشتر شدن پدیده ی درخت آبی شوند.
در كابل های قدرت، كوپلیمر های(copolymers) اتیلنی پر شده با Carbon Black هادی (CB)، مانند اتیلن ونیل استات و اتیلن اتیل استات، به طور متداول به عنوان لایه ی نیمه هادی استفاده می شوند. فاكتورهایی چون مقدار CB، كیفیت مخلوط كردن و دما (توسعه ی شبكه ی CB را متاثر می كند) تاثیر روی ویژگی های نیمه هادی های پر شده با CB می گذارد. افزایش بارگذاری CB و دمای فرآیند مقاومت حجمی (volume resistivity) را كاهش می دهد كه معمولا بین 10 و 100 اهم cmاست و نباید از 4^10 اهم cm تجاوز كند [12]-[15].


* عایق سازی:
الف) XLPE
پلی اتیلن (PE) ترموپلاستی (نرمش پذیر دراثر حرارت) پلیمری نیمه بلورین semicrystalline است كه دارای ویژگی های الكتریكی خوب می باشد (ضریب دای الكتریك پایین، تلفات دای الكتریكی پایین، استحكام عایقی بالا) به همراه خصوصیات دلخواهی چون تافنسtoughness مكانیكی و انعطاف پذیری،مقاوم در برابر مواد شیمیایی، فرآیند پذیر، و ارزان قیمت بودن. این خصوصیات آن را انتخابی دلخواه برای عایق سازی كابل های قدرت می كند و این در حالی است كه عیب عمده ی آن كه دمای ذوب پایین آن است تاثیری در تصمیم ما نمی گذارد.این عیب دمای عملیاتی را به C °75 محدود می كند. برای بهبود این خصوصیت، PE كراسلینك می شود (XLPE). كراس لینك كردن دمای ماكزیمم عملیاتی را تا C °90 و دمای اضطراری را تا C °130 و ماكزیمم دمای اتصال كوتاه را (گذرا) تا C °250 بالا می برد. گراس لینك كردن همچنین استحكام ضربه ای، پایداری اندازه، استحكام كششی، خصوصیات حرارتی و مقاومت شیمیایی را بالا می برد و خصوصیات الكتریكی، پیری و مقاومت در برابر حل شدن پلی اتیلن را بهتر می كند.

منبع : www.electricalcity.blogfa.com

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 :