X
تبلیغات
برق - خطوط انتقال و توزیع
برق

قدرت

فصل اول

مقدمه

امروزه صنعت برق یکی از حیاتی ترین صنایع یک کشور به حساب می آید . در این میان شبکه های توزیع انرژی الکتریکی ، محل تلاقی مشترکین صنعت برق می باشد . چون بیشترین سرمایه گذاری در زمینه برق به خطوط انتقال و توزیع مرتبط می شود .  پس باید یادگیری صحیح ، به کار بردن استانداردها ، نوآوری و انتقال دانش فنی برای کار آموزان برق شدیداً احساس می شود .

خطوط انتقال و توزیع از چندین قسمت و قطعات تشکیل می شود :

هادی ها :

      مهمترین اجزای یک شبکه انتقال انرژی محسوب شده و مسیر جریان از طریق آنها برقرارمی گردد . جنس هادی های مورد استفاده می تواند ازمس ، آلومینیوم و یا آلومینیوم  فولاد باشد که هر کدام در موارد مصرف خود استفاده می شوند .

پایه ها :

 خطوط توزیع  هوایی ، به طور کلی در همه جا روی پایه ها نصب  می شونداین پایه ها بیشتر از نوع بتنی چوبی و یا فلزی بوده و مورد استفاده قرار می گیرد . پایه ها باید دو نیرو  نیروی ( عمودی ناشی از وزن سیم و لایه یخ دور سیم و ... ) و افقی ( ناشی از شمش سیم ، فشار و باد و ... ) را بتواند تحمل کنند .

مقره ها:

    مقره ها وسایلی هستند که وظیفه ایزوله کردن هادی ازبدنه کنسول و پایه ها را برعهده دارند .

مقره ها در انواع مختلف از نظر شکل ، اندازه و جنس می باشند که هر کدام بنابر موقعیت خود مورد استفاده قرار می گیرد . مقره ها کلاً باید دارای دو خواص مقاومت الکتریکی بالا و استقامت مکانیکی بالا باشند .

یراق آلات خطوط :

 منظور از یراق آلات قطعات فلزی مختلفی است که برای نصب مقره ها ، کنسول ها و هادی ها به پایه ها مورد استفاده قرار می گیرد . جنس بیشتر این اتصالات از فولاد گالوانیزه یا آلیاژ آلومینیوم و بعضی نیز از چدن نرم می باشد که کلیه این قطعات  آهنی  را برای جلوگیری از زنگ زدگی باید صورت گرم گالوانیزه شوند .

کنسولها و کراس آرمها :

 این قطعات برای نصب مقره ها روی آنها و متصل به پایه ها مورد استفاده قرار می گیرد و در شکل مختلفی ساخته می شوند . در خطوط انتقال و توزیع حریم بین هادی و محیط اطراف از اهمیت بالایی برخوردار است . که این حریم توسط کلیه طراحان ، مهندسین و ناظرین بنابر ولتاژ برق هادی ها و استاندارد های وزارت نیرو تصویب نامه مربوط رعایت می شود . در این پروژه سعی شده است تا کلیات و برخی از جزئیات خطوط شبکه هوایی به طور اختصار توضیح داده شود .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل دوم

هادی ها

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 مکانیکی 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 .

6-

6-

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

2

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 .

 

 

فصل سوم

پایه ها

خطوط توزیع هوایی به طور کلی در همه جا روی پایه ها نصب می شوند . این پایه ها بیشتر از نوع بتنی ، چوبی . یا فلزی بوده و مورد استفاده قرار می گیرند .

نیروهایی که بر پیکره ی یک پایه اعمال می شوند عبارتند از : نیروهای عمودی ناشی از وزن سیم یا لایه یخ دور سیم ، یراق آلات ، مقره ، کنسول و خود پایه و نیروی افقی که نزدیک به سر پایه به آن اعمال می شود و بیشتر ناشی از کشش سیم ، فشار باد و نیروهای ناشی از وزن هادی ها در نتیجه ی غیر یکنواخت بودن فاصله پایه ها از یکدیگر و زاویه ی انحراف خط است .

3 – 1 – طبقه بندی پایه ها

برای سادگی در تجزیه و تحلیل نیروهای وارد بر پایه ها و بار گذاری آنها ، پایه ها را به شکل زیر طبقه بندی کرده اند :

الف ) پایه های تو خطی :

                                                                                  ( عبوری ) که همان پایه های میانی در یک خط مستقیم هستند .

ب ) پایه های کششی که بیشتر در نقاط زاویه

                                                                                                                               و انحراف خط نصب می شوند .

ج) پایه های انتهایی خط  ( کششی یک طرفه ) .

                                                                                                                    محاسبه میزان نیروی شکست تیر و نیز رعایت

کمترین قدرت تحمل پایه مورد نظر ، تعیین کننده (( کلاس )) یا همان قدرت کششی پایه ها خواهد بود . در خطوط توزیع طول پایه ها استاندارد بوده و در محدوده مشخص شده ای قرار می گیرد ولی استحکام آنها بستگی به ماده تشکیل دهنده و همچنین ابعاد سطح مقطع آنها دارد . این ویژگی ها در پایه های چوبی و بتنی استاندارد شده و کلاس یا شماره رده برای تیر های چوبی و نیز قدرت اسما و یا مقاومت نرمال برای تیرهای بتنی نام گرفته است . کلاس پایه چوبی عددی است که مشخص  کننده نیروی شکست تیر بر اساس کمترین محیط سینه و کمترین قطر سر تیر چوبی است . در مورد تیرهای بتنی تعیین قدرت به مقدار مقاومت پایه ی بتنی در برابر نیروهای زیر بستگی دارد .

نیروی مقاومت نرمال ، مقدار باری است که تیر به طور همیشگی بتواند آن را تحمل کند بدون آنکه در آن ترکی مشاهده شود . به مقدار این بار قدرت اسمی تیر گفته می شود .

نیروی مقاومت ارتجاعی ، مقدار باری است که تیر در اثر وارد شدن آن حالت ارتجاعی خود را از دست داده ، تغییر شکل همیشگی پیدا می کند .

نیروی مقاومت نهایی ، مقدار باری است که در اثر وارد شدن آن پایه شکسته    می شود . در پایه های بتنی نسبت مقاومت نهایی بر مقاومت نرمال بر اساس تعریف (( ضریب بار )) تیر بتنی نیز بیان می شود .

3 – 1 – 1  - علامت گذاری روی پایه ها

مشخصات تعریف شده باید به روشنی و روی تیر در حین ساخت و یا پس از آن حک شود . به گونه ای که فاصله ی آخرین خط مشخصات از انتهای تیر 3 متر باشد .

پایه های بتنی

سطر اول :

                                                  علامت اختصاری یا نام شرکت برق مالک

سطر دوم :

                                                  طول تیر(بر حسب متر )/ مقاومت نرمال ( بر حسب کیلو گرم نیرو )

سطر سوم : 

                                                        نام کارخانه سازنده پایه

سطر چهارم :

                                                        تاریخ ساخت ( روز – ماه – سال )

پایه های چوبی

-        علامت شرکت برق مالک

-        طول پایه ( بر حسب متر ) / کلاس پایه یا قطر پایه در 5/1 متری

-        انتها بر حسب میلی متر

-        کد نوع چوب / کشور تولید کننده

-        دو رقم آخر سال تولید / نحوه اشباع

3 – 2 – پایه های چوبی

پایه های چوبی در ابتدا به طور وسیع در سیستم توزیع برق و خطوط انتقال تا ولتاژ 63 کیلو ولت و خطوط تلفن استفاده می شد . اما امروزه بیشتر در مناطقی که امکان تردد وسایل نقلیه برای بر پا کردن تیر های سنگین بتنی ممکن نیست ، مورد استفاده قرار می گیرند . مشخصات تیر های چوبی در صنایع برق ایران بر اساس استاندارد تیر های چوبی خطوط توزیع هوایی تدوین و به کار برده           می شوند . این استاندارد شامل مشخصات کامل و ابعاد تیر های چوبی است که باید عملیات اشباع روی آنها ( مطابق استاندارد) انجام گیرد .

پایه های چوبی دارای  چند مزیت اساسی می باشند :

الف ) پایه های چوبی عایق طبیعی خوبی هستند .

ب ) در مناطقی که چوب به طور فراوان وجود دارد ، تیر ها ارزان تر تمام می شوند .

از معایب پایه های چوبی آسیب پذیری آن ها در برابر عوامل جوی از جمله آتشگیر بودن آنان در اثر رعد و برق یا آتشگیری سر تیرهای چوبی در مناطق شرجی سواحل جنوبی کشور به علت ایجاد تخلیه جزئی فاز وسطی با مقره سوزنی و حتی پوسیدگی می باشد و در نگهداری پایه های چوبی روش خاصی برای جلوگیری از تغییر شکل آنها لازم است .

دو نوع پوسیدگی وجود دارد :

الف ) پوسیدگی پیشرفته :

                        مرحله کامل شده پوسیدگی کف و چوب به سهولت قابل تشخیص است زیرا چوب آن پوک ، نرم و نخ نخ شده است در این حالت تیر چوبی سوراخ و شکننده است و نباید روی آن عملیاتی انجام گیرد بلکه لازم است که خیلی سریع نسبت به تعویض آن اقدام شود .

ب ) پوسیدگی ابتدایی :

             عبارت است از مرحله مقدماتی پوسیدگی ؛ در واقع پوسیدگی تا حدی نیست که چوب را نرم کرده باشد  . به طور معمول پوسیدگی تیرها در قسمت های مماس با زمین اتفاق می افتد .

3 – 2 – 1-  کلاس پایه های چوبی

کلاس پایه چوبی عددی است مشخص کننده که بر اساس کمترین محیط سر تیر ( و یا حراقل قطر سر تیر ) و نیز کمترین محیط سینه تیر تعیین می شود . منظور از محیط سینه تیر چوبی ، قسمتی از تیر است که در ارتفاع 183 سانتی متری از ته تیر قرار گرفته باشد. کلاس تیر های چوبی بیان کننده مقدار نیروی شکست تیر و تغییرات مجاز قطر تیر های چوبی نیز خواهد بود .

پایه های چوبی قابل استفاده در شبکه های برق به هفت کلاس تقسیم می شود . قوی ترین پایه ای که بیشترین مقدار محیط را دارد در کلاس 1 و 2  قرار دارد و به آن تیر چوبی سنگین می گویند . با افزایش کلاس از مقاومت پایه کاسته می شود و محیط سینه و در نتیجه قطر سینه تیر کم می شود . پایه های چوبی نوع (( نیمه سنگین )) ( معمولی ) برای شبکه های فشار متوسط با کلاس 3 و 4 به کار می رود و تیر های چوبیباکلاس 5 و 6 و 7 در گروه تیر های چوبی (( سبک )) بوده ، بیشتر در شبکه های فشار ضعیف مورد استفاده قرار می گیرند .

به طور معمول طول پایه های چوبی به کار گرفته شده در شبکه های توزیع می تواند بین 8 تا 18 متر باشد . در این محدوده طولهای 9 متری برای فشار ضعیف ، طول 12 متری برای شبکه فشار متوسط و 15 متری برای عبور از محل هایی که به ارتفاع سیم احتیاج باشد به کار می رود .

اطلاعات زیر باید در فاصله 3 متری از ته تیر چوبی نوشته شده باشد :

1 – طول تیر بر حسب متر

2 – کلاس پایه ( قطر پایه ) در فاصله 5/1 متری از انتهای آن بر حسب میلی متر .

3 – دو رقم آخر ، تاریخ اشباع شدن تیر ( سال ساخت )

4 – کد نوع چوب .

5 – نام یا علامت تولید کننده تیر .

3 – 2 – 2 – ساخت پایه های چوبی

انتخاب نوع چوب برای ساخت پایه های چوبی بستگی به محل و موقعیت جغرافیایی و نوع درختان موجود در منطقه دارد .

پایه های چوبی باید اشباع شده باشند تاعلاوه بر افزایش عمر مفید از نفوذ حشرات و قارچ ها محافظت شوند . پایه هایی که اشباع آنها با (( کرئوزوت )) ( ماده ای که از پالایش قطران زغال سنگ و یا قطران چوب بدست منی آید . ) باشد . دارای خاصیت ضد عفونی کننده چوب نیز خواهند بود .

مرسوم ترین و رایج ترین روش اشباع پایه های چوبی روش ظروف سربسته است . در این روش پایه ها در مخزن های غیر قابل نفوذ و ایزوله قرار داده شده عملیات خلاء انجام می گیرد سپس مایع اشباع تحت فشار وارد مخزن شده ، چوب را اشباع می کند .

بزرگترین مشکلی که در پایه های چوبی به وجود می آید (( پوسیدگی )) آنها در محل تماس با سطح زمین مربوطه است . این پوسیدگی در اثر وجود قارچها و موریانه هایی است که چوب را مورد تهدید قرار می دهند .

3 – 3 – پایه های فلزی

برای احداث خطوط هوایی در مسیرهایی که حمل پایه های سنگین مشکل بوده و ضرورت چند تکه کردن پایه ها مورد نیاز باشد و یا به منظور عبور خطوط از موانع و مکانهایی که به قدرت و مقاومت بیشتری نیاز است انواع تیرهای فلزی ( فولادی ) طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد . در ضمن به دلیل زیبایی و یکنواختی آنها گونه هایی از این پایه ها در شبکه روشنایی معابر به کار می رود . پایه های فلزی به صورت های زیر ساخته می شوند .

الف ) پایه های فلزی پرتیک ( A شکل ) یا تیر آهن کشیده ،

ب ) پایه های فلزی مشبک ( دکل ) یا اسکلتی

ج ) پایه های نوع لوله ای ( تلسکوپی )

پوشش گالوانیزه روی پایه فلزی یک روش مناسب به حساب می آید .

3 – 3 – 1 – چگونگی ساخت دکل فلزی مشبک – یا اسکلتی

تاورهای فلزی به طور معمول از آهن نبشی یا پروفیل های آلومینیومی ساخته می شوند و در مواقع ضروری بری استقامت مکانیکی زیاد از فولاد آلیاژی به عنوان پایه خطوط استفاده می شود .

با این حال این سازه های اسکلت فلزی برای عبور از اسپن های بزرگ مورد استفاده می باشند . اجزای اصلی پایه فلزی که می توانند روی فونداسیون قرار گیرند عبارتند از :

1 – بدنه اصلی

2 – باد بندها

3 – صفحه شابلون

در ساخت پایه های فلزی برای مونتاژ راحت در انتهای پایه و محل اتصال به فونداسیون و نیز در محل مونتاژ قطعات دکل یک صفحه شابلون نصب می شود . نقش باد بندها به عنوان جدا کننده و شاخه ها به عنوان نگهدارنده ی آنها عمل می کنند .

به طور معمول برای سهولت عملیات نصب بیشترین قسمت جوشکاری در کارخانه انجام می شود و فقط برای مونتاژ از پیچ و مهره استفاده می شود . این سازه های فلزی در دو نوع تو خطی ( میانی ) و پایه کششی ( زاویه ) بر اساس میزان قدرت در خواست شده طراحی و ساخته می شوند . با این حال کلیه ی این پایه ها دارای سه قسمت مشترک بدنه ، بازوها ( کراس آرمها ) ، نگهدارنده سیم زمین هستند .

1 – بدنه اصلی

2 – کراس آرمها

3 – نگهدارنده سیم خنثی    4 – مهارها      شکل ( 2 – 3 ) : ساختمان تاور فلزی نوع تو خطی

 

3 – 3 – 2 –چگونگی ساخت پایه های فلزی لوله ای ( تلسکوپی )

پایه های لوله ای از قطعات لوله فلزی ساخته شده اند به شکلی که قطر قطعات پایین بیشتر بوده و بتدریج تا بالا کم می شود . قسمت انتهایی این تیرها می تواند به صورت مستقیم و یا انحنا دار باشد . در صورت استفاده پایه فلزی مستقیم در شبکه برق کراس آرم فلزی به صورت ( T ) شکل در بالایآن جوش داده می شود

یه طور معمول پایه های فلزی لوله ای برای استفاده در شبکه روشنایی مغابر و گاهی خطوط مخابراتی به کار می رود . در بیشتر پادگانهای کشور که دارای شبکه های توزیع برق ساخته شده توسط مستشاران خارجی می باشد ، استفاده از پایه های فلزی لوله ای برای شبکه توزیع برق به کار گرفته شده است .

پایه های فلزی لوله ای اغلب به سه روش ساخته می شود :

الف ) پایه فلزی لوله ای نوع تداخلی     ب ) پایه فلزی لوله ای نوع بوشن – تبدیل

ج ) پایه فلزی هشت گوشه ای ( وجهی )

به طور معمول پایه های فلزی لوله ای با ارتفاع بیش از 10 متر ، به صورت تداخلی ساخته می شوند . در این روش لوله با قطر کوچکتر در لوله با قطر بزرگتر که به خوبی گرم و منبسط شده به عنوان پایه با اندازه مشخص داخل  می گردد و حد اقل دو بار جوشکاری می گردد . در ساخت این پایه ها باید از لوله های فولادی با کمتر از 6 درصد گوگرد یا فسفر کمک گرفت . مقاومت کششی فولاد پایه ها بین 35 تا 41 تن در هر اینچ مربع است که بر اساس قطر لوله های انتخاب شده و ارتفاع پایه مورد نظر طراحی می گردد.

پایه ی تلسکوپی هشت وجهی از ورق های آهنی پس از عملیات پرسکاری و به صورت یک تکه به وسیله دستگاههای مخصوص در کارخانه ساخته می شود .

3 – 4 – پایه های بتنی

پایه های سیمانی در حال حاضر به طور وسیعی در شبکه های توزیع به کار برده می شوند . پایه های بتنی یا فلزی بیشتر در مکانهایی مورد استفاده قرار می گیرند که استحکام زیاد و شکل ظاهری از اهمیت بالایی برخوردار باشد . در کشورهای جهان پایه های سیمانی در رنگ ها و شکل های متفاوتی ساخته  می شوند .

پایه های بتنی را بصورت توخالی یا لانه زنبوری می سازند تاوزن آنها که عیب این پایه هاست کم شود زیرا سنگینی آنها به خصوص در محل های نامناسب  یا سطوح شیبدار کوهپایه ها ، کار نصب را با مشکل مواجه می کند به طوری که این عامل عدم رغبت به کاربرد پایه ها با قدرت سنگین را موجب می شود .

برای تقویت پایه های بتنی مسلح از میلگردهای فولادی آجدار به طور سرتاسری در تمام طول استفاده می شود .

این میلگردهای طولی باید یکپارچه ، آجدار و حداقل از نوع A-H با  مقاومت جاری شدن 3000 کیلوگرم بر سانتی متر مربع و مقاومت نهایی 5000 کیلو گرم بر سانتی متر مربع باشد . برای جلوگیری از جابجا شدن این میل گردها در حین بتن ریزی از سیم های فولادی دیگری به صورت عمود بر آرماتورهای طولی استفاده می شود که آنها را لصطلاح خاموت می گویند .

 

3 – 4 – 1 – انواع پایه های بتنی مسلح

تیر های سیمانی به دو دسته زیر تقسیم می شوند :

الف ) تیر های بتنی مسلح یا توپر با مقطع H

ب ) تیر های بتنی پیش تنیده یا مقطع گرد ( توخالی )

الف ) پایه های بتنی مسلح

پایه های سیمانی مسلح به تیری گفته می شود که میلگردها و سیم های فولادی قبل از ریختن بتن بصورت اسکلت فولادی در قالب قرار گرفته و پس از اینکه بتن ریخته شد مقاومت آن را افزایش دهد . پایه های نوع توپر با مقطع چند ضلعی که از میل گردهای بلند و بتن ساخته می شوند ، که بطور معمول بصورت H شکل ( I شکل ) و یا مقطع چهار گوش باشند به اصطلاح بتن مسلح می گویند زیرا دو ماده  آرماتور و بتن در ایجاد  نیروی مقاوم پایه بطور مشترک عمل می نمایند .

جدول 1 – 3 اطلاعات تیر های بتنی مسلح ساخت ایران به پیشنهاد استاندارد وزارت نیرو را نشان می دهد .

دراین استاندارد منظور از قدرت اسمی تیر های بتنی مقدار بار قابل تحمل تیر در ظرایط کار همیشگی است و قدرت نامی یا قدرت نرمال نیز گفته می شود . مقاومت در مرحله ارتجاعی تیر به مقدار 5/1 برابر قدرت اسمی تیر است که در صورت وارد شدن به تیر و پس از برداشتن نباید در آن تغییر شکل همیشگی ایجاد شود . در پایه بتنی سالمی که برابر  مشخصات فنی تهیه شده باشد نیرویی که تحمل خواهد کرد برای تیر های با قدرت 400 کیلو گرم نیرو و کمتر باید بالا تر از سه برابر و برای تیرهایی با قدرت بیش از 400 کیلو. گرم نیرو باید بالاتر از 5/2 برابر نیروی مجاز باشد .

جدول ( 1 – 3 ) اطلاعات تیر های بتنی مسلح

طول متر ( متر )

قدرت اسمی( کیلو گرم نیرو )

مقاومت در مرحله ارتجاعی( کیلو گرم نیرو )

مقاومت نهایی( کیلو گرم نیرو )

9

200

300

600

9

400

600

1200

9

600

900

1500

9

800

1200

2000

12

200

300

600

12

400

600

1200

12

600

900

1500

12

800

1200

2000

12

1200

1800

3000

15

400

600

1200

15

600

900

1500

15

800

1200

2000

15

1200

1800

3000

 

تیر های بتنی بر اساس نسبت نیروی مجاز عرضی به قدرت اسمی از نظر کلاس و پایه به سه دسته زیر تقسیم می شوند :

1 – پایه ی بتنی مسلح چهار گوش – کلاس آ : نیروی مجاز عرضی معادل 3/0 تا 4/0 قدرت اسمی .

2 -  پایه ی بتنی مسلح چهار گوش – کلاس ب : نیروی مجاز عرضی معادل 4/0 تا 6/0 قدرت اسمی

3 -  پایه ی بتنی مسلح چهار گوش – کلاس پ : نیروی مجاز عرضی معادل قدرت اسمی که در استاندارد ( وزارت نیرو ) ایران فقط تیر های بتنی کلاس آ قابل تولید و استفاده می باشند .

 

3– 4 – 2 – خصوصیات پایه های بتنی مسلح

پایه های بتنی مسلح در هر ارتفاع استاندارد شده ای که ساخته شوند ، باید بر اساس نیروی کششی نرمال و در یکی از انواع 200 ، 400 ، 600 ، 1200 کیلوگرم نیرو باشد .

شکل پایه ها بصورتی است که با داشتن قالب پایه 15 متری به آسانی می توان با حذف قسمتی از انتهای قالب به ترتیب برای ساخت پایه های 14 ، 13 ، 12 ، 11 ، 10 و 9 متری اقدام نمود . قدرت کششی که هر یک از این پایه ها می توانند تحمل کنند همان نیروی کششی پایه 15 متری خواهد بود .

3 – 4 – 3 – سوراخ های تیر بتنی

برای دسترسی به تجهیزات نصب شده در سر تیر های بتنی و امکان بالا رفتن راحت سیمبانان بدون استفاده از بالابر یا نردبان روی تیرها محل هایی به عنوان پلکان به چشم می خورد . این پله ها چه بصورت دائمی روی پایه ها وجود داشته باشند و چه بصورت موقتی ایجاد شوند امکان بالا رفتن به این گونه تیر ها را فراهم خواهند نمود .

اهمیت یکنواخت سازی و رعایت فاصله تعریف شده این سوراخ ها توسط همه سازندگان به جهت متناسب سازی ساخت کنسول پین ها ، سکوهاس ترانس و سرکابلها بر اساس رعایت این فواصل الزامی گردیده است .

موارد مورد نیاز برای ایجاد سوراخ :

-        سوراخ برای بستن پایه ( میله ) مقره سر تیر یا اتصال سیم خنثی

-        سوراخ برای بستن کراس ارم و کنسولهای شبکه فشار متوسط

-        سوراخ برای بستن ساید آرم و کنسول های یکطرفه

-        سوراخ برای بستن کراس آرم و کنسول دوم ( دو مداره )

-        سوراخ برای بستن کلیدها و کات اوتها و سکسیونرهای هوایی و بازوهای برقگیر و کات اوت فیوزها .

-        سوراخ برای بستن سکوی نگهدارنده ترانسفورماتور یا سکوی سرکابلها

-        سوراخ برای بستن تسمه های حایل ( بریس )

-        سوراخ برای بستن بازوی چراغهای روشنایی ( یه صورت چهار طرفه )

-        سوراخ مخصوص اتصال سیستم مهار ( میله مهار )

-        سوراخ بستن راکهای فشار ضعیف و کراس آرمهای افقی و عمودی و براکت شبکه فشار ضعیف .

-        سوراخ مخصوص بستن اتریه و مقره های شبکه فشار ضعیف .

-        سوراخ مخصوص بستن کابلهای فشار ضعیف .

-        سوراخ مخصوص بستن حایل های نگهدارنده ی کابل های فشار ضعیف .

3 – 5 فونداسيون

معمول ترین فونداسیون برای تیر های چوبی و بتنی مسلح دفن مستقیم آهن ها در خاک است . آن مقدار از طول تیر که در خاک قرار می گیرد برحسب مقاومت جانبی خاک به دست می آید و تابعی است از خاک محل و مصالحی که گودال فونداسیون را پر می کند . نکته قابل توجه در مورد  کیفیت مصالح پرکننده (( درجه تراکم )) آن است که به یقین در استقامت فونداسیون تاثیر خواهد گذاشت . بنا براین مهمترین قسمت دفن مستقیم پایه های بتنی مربوط به نحوه سنگ چینی و کوبیدن آنها توسط دیلم و یا اهرم مخصوص است .

برای پر کردن گودال اطراف تیر می توان از خاک محل ، خاک درشت دانه ، سنگهای شکسته شده ، قلوه سنگ و حتی  بتن استفاده کرد .

3 – 5 – 1 – گود برداری برای نصب پایه ها ::

برای کندن یک چاله ی تیر به اندازه مناسب که بتواند همه ی نیروها و لنگرهای وارده را تحمل کرده پایه را همچنان در خاک استوار نگهدارد باید موارد زیر در نظر گرفته شود .

 

3 – 5 – 1 – 1 – ابعاد گودال

قطر چاله ای که کنده می شود متناسب با اندازه قطر پایه مورد نظر که باید در چاله قرار گیرد .

به طور معمول ابعاد  جانبی گودال را باید به اندازه ته تیر به علاوه 20 سانتی متر از هر طرف در نظر گرفت . به عنوان یک قانون تجربی می توان عمق فونداسیون را برابر 10 درصد طول تیر به علاوه 60 سانتی متر در نظر گرفت .

3 – 5 – 1 – 2 – جنس زمین

به طور کلی طبق استاندارد وزارت نیرو نوع خاک به 4 دسته تقسیم می شود .

الف ) زمین های معمولی

این زمین ها شامل گل خشک و سفت شده ، شنزار خشک و سفت شده و همچنین شن و ماسه به هم فشرده و سفت می باشد .

ب ) زمین های سست

این نوع زمین شامل شن نرمی است که نشست بکند . خاک رس ، گل نرم ، کود و لجن ، رس نرم یا مرطوب ، ماسه نرم ، سنگ ریزه و ریگ سست بدون خاکریزه و یا ترکیبی از انواع اینها می تواند از این نوع باشد . این زمینها سست بوده و به راحتی با بیل و کلنگ دستی کنده می شوند .

ج ) زمین های سفت یا سخت ( خوب )

این نوع زمین شامل خاک رس و شن درشت خشک و به هم فشرده است . شن این زمین ها سفت بوده و نشست نمی کند . سنگ ریزه و خاک ریگدار سفت ، صخره سست ، رسوب سخت ، خاک شسته ، رس آبی یا زرد رنگ ، رسوب های سخت یا ترکیبی از خاکهای نامبرده با اندازه های متفاوت در این زمین ها دیده می شود .

د ) زمین های سنگلاخ

در این زمین ها برای کندن چاله به دینامیت یا کمپرسور احتیاج می باشد زیرا زمین های سنگلاخی از تخته سنگ های سخت و یکپارچه تشکیل شده است .

 

 

 

3 – 5 – 1 – 3 – وزن و نیروی کششی پایه ها

دورچینی فونداسیون پایه ها از مقدار وزن تجهیزات پایه و همچنین میزان نیروی کششی تیر تاثیر می پذیرد .

هرچه قدرت پایه بتنی افزایش یافته و میزان لنگر خمشی تیر در معرض کشش بیشتر باشد حجم فونداسیون بزرگتر خواهد شد .

توجه : در تیر های پیش تنیده ( که دارای مقطع تو خالی هستند ) هنگامی که از مهار استفاده می شود یا فشار عمودی زیاد می باشد به علت افزایش نیروی محوری در طول تیر باید به چگونگی انتقال این نیرو ( به زمین در کف تیر ) توجه ویژه ای نمود و برای مقابله با تنش های لهیدگی در آن ناحیه در زیر تیر از صفحه های بزرگتری کمک گرفت . این موضوع در مواقعی که جنس خاک زمین از نوع سست است رعایت خواهد شد .

3 – 5 – 2 -  فونداسیون خاص

در بعضی مواقع بر اساس  شرایط محل  نصب پایه ها ، باید فونداسیون های خاصی طراحی و مورد استفاده قرار داد . نمونه های زیر برای مثال بیان می شوند .

الف ) نصب پایه در بستر مسیل رودخانه های فصلی با احتمال طغیان آب رودخانه .

ب ) نصب پایه در محل هایی که احتمال آبگرفتگی باشد .

ج ) نصب پایه در مناطق و زمین های باتلاقی .

د ) افزایش مجازی طول تیر توسط سکوی بتنی بدلیل واقع شدن محل گود در ارتفاع پایین و یا در روفوژ جاده ها با احتمال پر شدن بعدی سطح زمین .

ه ) فونداسیون برای نصب پایه ها در زمین های سست .


فصل چهارم

4 – 1 – مقره ها

مقره علاوه بر عایق نمودن هادی نسبت به پایه ارتباط مکانیکی هادی و پایه را نیز تشکیل می دهد .

مقره ها 4 ویژگی و وظیفه عمده دارند :

الف ) وظیفه اصلی مقره ها ایزوله کردن هادی از بدنه کنسول و پایه می باشد .

                                                      این مقره ها باید بتوانند بدون داشتن جریان نشتی مشخصات الکتریکی لازم برای تحمل بیشترین ولتاژ عادی و سایر ولتاژهای اضافی تحت شرایط مختلف را داشته باشند . این ویژگی ها به عنوان خواص الکتریکی مقره ها عبارتند از :

1 – مقاومت الکتریکی حجمی و سطحی بالا

2 – مقاومت در برابر سوراخ شدن توسط شوک حرارتی در اثر عبور جریان الکتریکی فشار قوی

3 – مقاومت زیاد در مسیر

4 – عدم تشکیل خود القایی

ب ) وظیفه دیگر مقره ها تحمل نیروهای مکانیکی حاصل از وزن هادی ها و نیروهای اعمالی ناشی دیگر .

 از باد و یخ باشد که در هر شرایطی فاصله هادی از بدنه و بازوی پایه نباید از مقادیر مجاز کمتر باشد . این ویژگی ها به عنوان خواص مکانیکی مقره نامیده می شود و به شرح زیر هستند :

1 – خاصیت الاستیسیته به نسبت خوب

2 – در برابر نیروی فشاری مقاومت بالایی از خود نشان می دهد .

3 – چون مقره های چینی در برابر ضربه مقاومت کمی دارند باید سعی شود تا لبه و گوشه های تیز نداشته باشند .

4 – مقاومت لازم را در برابر شوک های حرارتی حاصل از تغییرات اختلاف پتانسیل الکتریکی ، صاعقه و ... به طور ناگهانی داشته باشند .

 

 

ج ) مقره ها باید در برابر تغییرات جوی و درجه حرارت مقاوم بوده خواص خود را در اثر گذشت زمان و کهنه شدن تا حد قابل قبول حفظ کند .

 این ویژگی ها که به عنوان خواص فیزیکی نامیده شده عبارتند از :

1 – مقاومت در برابر عوامل جوی و تابش آفتاب

2 – زنگ نزدن و اکسید نشدن

3 – دارا بودن ضریب انبساط کم

4 – حفظ خواص در برابر سرما و گرما

5 – عدم میل ترکیبی با بیشتر مواد موجود در محیط اطراف

د ) هر مقره باید خواص ساختمانی را رعایت نموده و قابل اعمال روی آن باشد .

4 – 2 – جنس مقره ها

جنس مواد مورد مصرف در ساختمان مقره ها به شرایط استفاده و کاربرد آن بستگی دارد که به دو دسته مواد سرامیکی و غیر سرامیکی تقسیم می شوند . ماده اصلی در ساختمان عایق های سرامیکی که کاربرد انبوه آنها به صورت مقره های هوایی به کار رفته چینی یا شیشه سخت می باشد .

4 – 2 – 1 – مقره چینی

مواد مورد نیاز برای ساخت عایق چینی مخلوط پودر شده کائولین ، کوارتز و فلداسپات می باشد .

خواص مقره چینی ها : 1 – خواص الکتریکی 2 – مکانیکی 3 – حرارتی

4 – 2 – 2 – مقره شیشه ای تقویت شده

مقره های شیشه ای در شکل ها و اندازه های گوناگون ساخته می شوند و از نظر الکتریکی و مکانیکی مطلوب بوده و بشیار مقرون به صرفه است .

1 – موارد مورد نیاز برای ساختن مقره های شیشه ای

2 – مخلوط اکسیدهای مختلف از جمله اکسید سیلیس نزدیک به 73 درصد ، اکسیدهای سدیم و پتاسیم حدود 14 درصد و سایر اکسیدها حدود 13 درصد را حرارت داده در کوره ذوب می نمایند .

مزایای مقره های شیشه ای نسبت به مقره های چینی عبارتند از :

الف ) قدرت دی الکتریک ( عایق ) شیشه بیشتر از چینی است .

ب ) قدرت مکانیکی تا سه برابر بیشتر می باشد .

ج ) مقره شیشه ای سبکتر بوده در برابر ضربه ی مکانیکی و بل پریدگی مقاوم تر است .

د ) مقاومت مقره های شیشه ای در برابر فرسودگی و کهنه شدن نسبت به چینی سه برابر است .

هـ ) ضریب انبساط حرارتی شیشه به ضریب انبساط حرارتی اجزای فلزی و سیمان مخصوص اتصال می باشد ، به این ترتیب فشارهای داخلی ناشی از تغییرات درجه حرارت به مراتب کمتر است .

و ) مقره های شیشه ای در برابر امواج ضربه ای ناشی از پدیده های گذرا مقاومتر بوده منهدم نمی گردد .

ز ) مقره های شیشه ای به علت شفاف بودن در برابر تشعشع مستقیم خورشید مقاومتر بوده ، ترک های مویی و هر گونه خلل و فرج در آنها به راحتی قابل تشخیص می باشد .

تنها عیب مقره های شیشه ای این است که رطوبت و گرد و غبار و آلودگی به راحتی روی سطح شیشه نشسته باعث ایجاد جریان خزنده سطحی می گردد که این عیب نیز در مناطق مرطوب و مه آلود و با طرح خاص مقره و یا روش های دیگر قابل رفع است .

4 – 2 – 3 – مقره های جدید ( غیر سرامیکی )

از ابتدای پیدایش مقره ها و استفاده از آن به عنوان عایق در شبکه های توزیع و انتقال گفتگوهایی برای جایگزینی موادی به جای چینی یا شیشه مطرح شد .

از اوایل سال 1970 اولین تولیدات مقره های از جنس پلاستیک ( رزین ) وارد بازار شد . این مقره ها از جنس EIPDM یعنی ترکیبات شیمیایی و نفتی هستند که        می توان به صورت یکپارچه روی میله مرکزی آن فایبرگلاس پوشش داده و در سر و ته آن اتصالات فلزی قرار داد . طول و تعداد پرده های این مقره بر حسب سطح ولتاژ و منطقه مورد نظر قابل تغییر می باشد.

مزیت این مقره ها دفع خوب آب می باشد .

پس از چند سال علیرغم گذراندن آزمایشات لازم بهره برداری از آنها دچار مشکل شد . بعضی از پرندگان و حیوانات نیز  آن را می خوردند .

انها استفاده از مقره های پلاستیکی با تغییر در ساختار و ترکیبات شیمیایی نوع سیلیکن رابر ( Sillicon  Rubber  ) ( مانند مواد پاک کن ) را توصیه و پس از آزمایش ، تولید و در شبکه ها مورد استفاده قرار گرفت .

از محاسن این مقره ها عدم شکستگی مکانیکی در برابر سنگ و ضربه مکانیکی است که از آمار زیاد مقره های شکسته و تعویض شدنی در شبکه های توزیع می کاهد .  این مقره ها حتی در اثر ایجاد جرقه ناشی از تخلیه سطحی هیچگونه اثری از خود به جای نمی گذارد . بنابراین پس از شستشو دوباره قابل استفاده خواهند بود .

4 – 3 – شکل مقره ها

شکست الکتریکی به روی مقره ها به دو صورت انجام می گیرد :

1 – در بعضی موارد ، در داخل مقره جرقه ای زده می شود در این حالت مقره سوراخ شده و خاصیت ایزولاسیون خود را از دست می دهد . ( اخگر درونی )

2 – تخلیه نوع دوم روی سطح عایق انجام می گیرد . به این صورت که جرقه هایی در سطح عایق زده می شود و در نتیجه ارتباط الکتریکی در طرفین عایق بر قرار می شود . ( اخگر برونی )

طراحی های جدید مقره ها در شبکه های توزیع به نحوی است که علاوه بر ملاحظات ارتقای قابلیت های الکتریکی مسایلی همچون :

-        ایمنی بیشتر

-        حذف کنسول و کراس آرمها

-        رعایت فاصله سیمها

-        استقامت مکانیکی بیشتر و

-        رفع مشکلات حریم خطوط انتقال

را مد نظر دارد . پارامتر هاي مهم شكل و اندازه باید بر مشخصه های الکتریکی مقره ها و مطابق با  دو آزمایش نوعی استاندارد به شرح ذیل پاسخ دهند :

الف ) آزمایش ولتاژ ایستادگی در برابر موج ضربه ای در حرارت خشک :  در این آزمایش موج ولتاژ ضربه ای استاندارد با دامنه ماگزیمم مشخض شده ای به مقره اعمال می گردد . ابعاد هر مقره با توجه به مسیر نشت سطحی در برابر استقامت ولتاژ ضربه ای تعیین می شود .

فاصله نشت سطحی   ( طول خزشی )    مسافتی است که در مقره در شکل ( 1 – 4 ) به   صورت خط چین نمایش داده شده است . به عبارت دیگرطول منحنی فصل مشترک عایق و هوا را فاصله نشتی  مقره می گویند .

طول  خزشی مقره کوتاه ترین مسیریست که جرقه برای رسیدن از ابتدا تا انتهای مقره طی می کند . هر چه این مسیر طولانی تر باشد ، امکان ایجاد جرقه کمتر است .مسافت جرقه در هوای خشک یکی دیگر از فاکتورهایی است که کارخانه های سازنده برای معرفی قابلیت مقره تولیدی خود ارایه می نمایند و آن ، نشان دهنده کوتاهترین فاصله هادی تا میله مقره است . مطابق شکل ( 2 – 4 ) فاصله  a + b + c مسافت جرقه در هوای خشک می باشد . مقدار ولتاژ الکتریکی با فرکانس نامی خط موجب پیدایش جرقه بین هادی و پایه مقره می گردد که به آن ولتاژ جرقه در هوای خشک گویند .

ب ) آزمایش ولتاژ ایستادگی در فرکانس نامی خط ( صنعتی ) در حالت تر : هر گاه سطح مقره مرطوب بوده یا گرد و غبار روی آن نشسته باشد چون سطح مقره هادی شده است پاسخ آن به ولتاز اعمالی به صورت شکل ( 2 – 4 ) بوده که آن را مسافت جرقه در هوای مرطوب می گویند . مسیر a + b + c  به صورت خط چین نمایش داده شده است .

مقدار ولتاژی را که در آن جرقه الکتریکی بین هادی و پایه مقره بر قرار می گردد ولتاژ مقره در هوای مرطوب می گویند .

4 – 4 – انواع مقره ها در شبکه های توزیع

برای رعایت نکات مختلف مکانیکی ، الکتریکی و سایر موارد ، سازندگان مختلف مقره سعی  می کنند که مناسب ترین ، مرغوب ترین و در عین حال اقتصادی ترین نوع مقره را برای استفاده در شبکه های توزیع طراحی و برای کاربردهای مختلف تولید نمایند .

عوامل موثر بر انتخاب نوع مقره به عوامل مختلفی از جمله شکل و ابعاد آن بستگی دارد که این عوامل غیر تکنیکی عبارتند از :

1 – محل نصب مقره که می تواند پست برق ، سرپایه ، کنسول و ادوات مخصوص برقی باشد ،

2 – نوع سیم یا قطعه فلزی که به مقره اضافه می شود .

3 – نوع اتصال یا نصب مقره در محل استقرار که ممکن است به صورت آویزی ، اتکایی ، لانگ دار و .... باشد .

4 – ولتاژ جریان : هر چه ولتاژ جریان تخلیه قوی تری باشد مسافتی که جلوی جهش جریان برق را می گیرد باید بیشتر باشد ، بنابر این طول مقره باید بیش از مسافتی باشد که ممکن است جریان جهش نماید .

4 – 5 – مقره های سوزنی ( میخی ) (  Pin Type Insulators )

مقره های سوزنی جز قدیمی ترین سرح های مقره می باشد که طی سال ها کاربرد ، در طراحی آن از نقطه نظر الکتریکی و مکانیکی و تحولات و پیشرفتهایی صورت پذیرفته است . ار این مقره ها در پایه های میانی یا تو خطی خطوط هوایی استفاده می شود . مقره های سوزنی مورد استفاده تا حدود 11 کیلو ولت به طور معمول از یک قسمت یا قطعه و در سطح ولتاژهای بالا تر از دو یا سه قطعه تشکیل شده اند که توسط سیمان مخصوص به یکدیگر چسبیده می شوند . تکیه گاه یا ارتباط دهنده این مقره ها به کراس آرمها میله هایی فلزی می باشند که در واقع پایه مقره های سوزنی به حساب می آیند و باید دارای مشخصات ویژه باشد .

در شکل های ( 3 – 4 ) سه نوع مقره سوزنی متداول شبکه توزیع ایران آمده است .

در بالای مقره های سوزنی شیاری تعبیه شده که هادی در آن جای گرفته و محکم می شود .

استفاده از مقره های سوزنی در پایه های انتهایی و پایه های با زاویه انحراف زیاد توصیه نمی شود زیرا نیروی کششی زیادی به مقره و پایه آن وارد می نمایند .

مقره های سوزنی نوع رادیو فریت :

روی سر این مقره ها سطح مشخص شده ای از قشر سیاه گرافیت پوشانیده می شود که این لایه میدان الکتریکی را به طور یکنواختی در سطح ، توزیع نموده از تمرکز آن در نزدیکی  محل فواصل هوایی بین هادی و سیم محکم کننده و نیز سطح چینی مقره جلوگیری می  کند . در ضمن لایه از تشدید اغتشاشات رادیویی ممانعت به عمل می آورد . به این گونه مقره های سوزنی به اصطلاح رادیو فریت می گویند .

در صورت استفاده از لایه  رادیو  فریت کلیه

فواصل هوایی ، اتصال  کوتاه   شده    همه ی

تخلیه های جزیی الکتریکی در اطراف الکترود

سر مقره وتولید پارازیت های مزاحم فرکانس های  رادیویی از بین می رود .

4 – 5 – 1 – پایه های مقره سوزنی

پایه مقره برای نگه داشتن مقره هایی که هادی ها به آن محکم شده بکار می روند و به صورت میله های مقره سوزنی می باشند . این پایه ها بیشتر از میله و یا پروفیل آهنی U شکل گالوانیزه ساخته می شوند تا قدرت و استحکام زیادی داشته باشند . البته در یک سر این پایه ها شیار های پیچ مانندی برای اتصال به مقره وجود دارد .

طرف دیگر پایه ها به کنسول ها بسته می شوند و در بعضی موارد میله های با طول بیشتر می توانند به طور مستقیم به خود تیر بتنی نیز بسته شوند . استفاده از پایه باعث می شود که مقره به صورت قائم روی کراس آرم محکم شود . پایه مقره به طور معمول یکپارچه و از فولاد گالوانیزه ساخته و به سه گونه مختلف وجود دارند :

- پایه با بدنه یک راست و مستقیم ( میله مانند ) STRAIGHT  BODY

- پایه با بدنه مخروطی ( به طرف سر پایه ) TAPERED – BODY

- پایه  مخصوص سر تیر با بدنه پروفیل آهنی U شکل POLE   TOP

استقامت مکانیکی پایه مقره به میزان باری بستگی دارد که می تواند میله با اندازه 10 درجه نسبت به محل وارد شده ی نیرو در راستای نیرو منحرف نماید .

کمترین ارتفاع تعریف شده برای پایه مقره باید مناسب با مقره مخصوص به خودآن محاسبه و تعیین گردد تا قادر به انتخاب در حد برابر یا بیشتر از میزان فضای ارتفاع مقره در جدول استاندارد باشد . انواع ارتفاع پایه های مقره از محل اتصال به کراس آرم تا کلاهک بالایی آن مطابق استاندارد ANSI در 4 طول 18 ، 20 ، 28 ، 32 سانتی متری ساخته می شوند .

به طور کلی در شبکه های توزیع ایران پایه مقره به سه دسته تقسیم می شوند :

1 – پایه مقره کوتاه یا طرفین

2 – پایه مقره متوسط یا کنسول چوبی

3 – پایه مقره بلند یا سر تیر

4 – 6 مقره های بشقابی ( Suspension or Strain Type Insulator )

این نوع مقره ها در خطوط انتقال فشار قوی فوق توزیع و ولتاژ متوسط به کار می روند . در خطوط ولتاژ متوسط و در مواردی که باید به هر دلیلی نیروی استقامت مکانیکی مقره بالا تر از حد طبیعی و متعارف باشد این نوع مقره ها مورد استفاده قرار می گیرند . این مقره ها از کراس آرم آویزان می شوند و به همین دلیل به آنها مقره های عایق معلق نیز می گویند .

از مزایای این نوع مقره ها این است که اگر مقره دچار شکست الکتریکی شود اجرای چینی ، هادی را رها نمی کنند و سیم هادی به زمین نمی افتد . به همین دلیل توصیه می شود که در اسپن های مورد استفاده در جاده ها و نقاط حساس از این نوع مقره ها استفاده شود . در شکل ( 5 – 4 ) ساختمان بشقابی مشخص شده است . در مناطق با آلودگی بالا مثل مناطق مه آلود و رطوبتی استفاده از مقره های مهی توصیه می شود .

این نوع مقره ها از شیشه یا چینی ساخته می شوند و بیشتر به صورت زنجیره مقره مورد استفاده قرار می گیرند . تعداد دیسک های موجود در زنجیره مقره به سطح ولتاژ خط محل استفاده و اضافه ولتاژ بستگی دارد . در کاربردهای معمولی و مناطق بدون آلودگی یا کنار دریا با غلظت نمک کم ، تعداد بشقاب مورد نیاز در هر زنجیره مقره بشقابی به شرح زیر توصیه شده است :

شبکه 11 کیلو ولت : 2 عدد                                             شبکه 20 کیلو ولت : 2 عدد                                                          شبکه 33 کیلو ولت : 3 عدد                                                            شبکه 63 کیلو ولت : 6 عدد

 

 

چگونگی اتصال هر مقره بشقابی به بشقاب دیگر توسط دو قطعه فلزی بالا و پایین انجام می گیرد که این اتصال به دو گونه است :

1 – نوع نر و مادگی ( Ball & Socket Type )

2 – نوع شیار و زبانه ( Tongue & Clevis Type )

چگونگی قفل شدن در کلاهک مادگی مقره ها به دو صورت و مطابق شکل  ( 6 – 4 ) می باشد به طوری که دو نوع اشپیل برای قفل شدن در آن به کار می رود .

مقره های بشقابی به رنگ قهوه ای یا خاکستری روشن می باشند که بر اساس رنگ استاندارد برای کلیه کلاس ها لعاب شیشه ای به کار می روند .

4 – 7 – مقره های ثابت یا استوانه ای یکپارچه ( Solid – core Insulators )

امروزه این مقره ها علاوه بر پست های فشار قوی به علت محاسن فراوان و سهولت کاربرد ، در خطوط انتقال نیرو و توزیع نیز استفاده می شوند و به صورت یک استوانه  عایق یکپارچه و با مغز سخت تو پر و یا تو خالی ساخته می شوند . این مقره ها مشکل استحلاک سیمان و انبساط آنها را که از مشکلات خرابی مقره های بشقابی و سوزنی و چند پره بودند ، نخواهند داشت . به طور کلی مقره های ثابت یا استوانه یکپارچه در فرایند تکاملی خود به صورت عایق میله ای بلند ، به 4 گونه زیر ساخته و دسته بندی می شوند :

1 – مقره اتکایی پست های فشار قوی    Solid – core Station  post Insulator

2 – مقره ثابت پایه های خطوط انتقال ( میانی یا تو خطی )    Solid – core line  post  Insulator

3 – مقره یکپارچه میله ای بلند برای خطوط انتقال ( قطار برقی )  Solid – core Long  Rod  Insulator

4 – 7 – 1 – مقره های ثابت پایه های خطوط انتقال و توزیع

این مقره ها بصورت عمودی ، افقی یا زاویه دار نصب شده و به کراس آرم و بریس در خطوط نیازی نیست . این مقره ها را به شکل استوانه ای چینی توپر یا خالی می سازند .

امروزه با تکامل تکنولوژی افزایش قابل ملاحظه ای در استقامت مکانیکی این مقره ها ایجاد شده و قابل استفاده در خطوط فشار قوی حتی در ولتاژهای 120 و 400 کیلو ولت می باشند .

برای اتصال مقره های ثابت استوانه ای به پایه های خطوط توزیع ، علاوه بر نوع میخ پیچ ( گلمیخ ) انتهایی نوع دیگری به نام راس تیری وجود دارد که برای اتصال در بالای پایه ها به کار می رود .

در این مقره ها برای ایجاد انواع آرایش ها در زوایای مختلف قطعه ای به عنوان پایه ی ایجاد کننده زاویه نیز وجود دارد .

زاویه ایجاد شده توسط این قطعه 30 درجه است .

مقره های ثابت از نظر محل نگهداری سیم در سه نوع ساخته می شوند :

1 – گرهی و اصلی کردن – بستن سیستم ( Tie – Top Type ) : به صورت افقی و عمودی به کار می رود که در واقع مانند مقره های سوزنی بوده و ارتفاع استوانه ای آن افزایش می یابد .

2 – کلمپی ایستاده با کاربرد فقط به صورت عمودی ( Clamp – Top Type  )  :  این مقره ثابت استوانه ای مانند مقره های اتکایی پست ها بصورت قائم به کار رفته و اغلب در سر پایه های خطوط انتقال و یا برای نگهداری هادی های خطوط انتقال روی کراس آرم افقی به کار می رود .

3 – نوع کلمپی با کار برد فقط به صورت افقی ((Clamp – Top Type

این مقره های ثابت علاوه بر مقره نقش کراس آرمها را برای ایجاد فاصله بین هادی ها به عهده می گیرند و امکان ایجاد انواع آرایش هادی ها را بدون کراس آرم در خطوط توزیع فراهم آورند .

4 – 7 – 2 – مقره استوانه میله کششی

از خانواده مقره های یکپارچه استوانه ای نوع دیگری از مقره ها برای پایه های کششی و انتهایی ساخته شده و برای خطوط توزیع فشار متوسط مورد استفاده قرار می گیرد .

استفاده از این مقره علاوه بر صرفه اقتصادی از نظر یراق آلات اتصالات و مقره ها به عنوان یک عایق یکپارچه و فشرده کاربرد راحت تر و بهتری خواهد داشت .به خلاصه می توان محاسن مقره های یکپارچه استوانه ایی از نوع میله کششی را به این شرح بیان نمود :

الف ) در مقابل سوراخ شدگی ناشی از جرقه داخلی ( Puncture ) مقاوم هستند .

ب ) در برابر خوردگی و فرسایش عملکرد خوبی دارند .

ج ) برای مناطق با درجه آلودگی زیاد بسیار مناسبند .

د ) در برابر جرقه های تخلیه الکتریکی استقامت دارند .

مقره های میله کششی به علت دارا بودن لبه های عمیق در بدنه استوانه ای شکل در مناطق آلوده خواص بهتری خواهند داشت . بنابراین هر دو مشخصه ولتاژ استقامت در حالت آلودگی و مسیر جریان تخلیه در این مقره ها نسبت به مقره های بشقابی بهتر پاسخ  می دهند ، به طوری که یک مقره میله کششی 22 کیلو ولتی معادل 3 مقره بشقابی عمل می کند .

 

4 – 7 – 3 – مقره یکپارچه میله ای بلند ( لانگ راد )

مقره لانگ راد یا مقره استوانه ای میله ای بلند مانند مقره های میله کششی بوده و برای خطوط فشار متوسط مناطق بحرانی با صاعقه زیاد مرطوب و شرجی بالا با بارندگی زیاد در مناطق جنوبی و شمالی کشور و یا مناطق جنگلی و مناطق آلوده بسیار مناسب  و اقتصادی می باشد .

شکل ( 8 – 4 ) نمای یک خط 20 کیلو ولت دو مداره با استفاده از مقره های میله ای بلند ( رانگ راد ) را نشان می دهد . نگه دارنده مقره لانگ راد بیشتر به عنوان بازو و نگه دارنده سیم شبکه هوایی و یا در شبکه کنتاکت هوایی خطوط قطار های برقی به کار می رود . این مقره هم نقش امتداد و هم نقش جداسازی قسمتهای برقدار از دیگر تجهیزات را بر عهده می گیرد .

شرکت مقره سلزی ایران ، دو نمونه میله ای بلند ( لانگ راد ) تولید می کند.

طول این مقره ها 44 سانتی متر برای 15 هزار پوند و 90 سانتی متر برای 25 هزار پوند می باشد .

 


فصل پنجم

5 – 1 – یراق آلات خطوط هوایی شبکه های توزیع

یراق آلات مورد نیاز برای مونتاژ مقره ها و نیز بر پایی سازه های خطوط هوایی شبکه های توزیع دارای تنوع و گونه های فراوانی است .

5 – 2 –  رابط چشمی ( Ball – Eye )

رابط چشمی با گیرنده رکاب از فولاد ساخته شده . قطعه توپی شکل آن در قسمت کلاهک مقره ها قرار گرفته و به کمک یک اشپیل قفل می شود . قابل توجه است که دو نوع رابط چشمی دیگر وجود دارد که یک نوع چشمی دایره ای به ارتفاع A = 67 mm و نوع دیگر چشمی دایره ای ساق بلند به طول قطعه       A = 50 . 8 mm است .

5 – 3 – رکاب گیرنده ( Bolt Type ) Shackle , Chain

رکاب گیرنده ( شیکل ) یا زنجیر به سه حالت حلقه زنجیره ای انتهایی ، U شکل انتهایی مستقیم به عنوان گیرنده و به صورت پیچیده به کار می روند . همگی آنها از فولاد ساخته شده و به صورت گالوانیزه گرم بوده دارای میله فولادی و اشپیل برنجی می باشند .

  • اسامی دیگر این رابط U شکل – زنجیر – رکاب گیرنده مستقیم ، زنجیر یو شکل می باشد .

5 – 4 رکاب انتهایی ( Shackle , Anchor  )

رکاب انتهایی که در اصطلاح شیکل یا شَکِل گفته می شود یکی دیگر از قطعات با کاربرد متنوع در شبکه های توزیع می باشد که از فولاد ساخته شده و دارای میله و اشپیل برنجی است .

این قطعه به عنوان حلقه انتهایی زنجیر مقره بشقابی در سمت کنسول به کار می رود . بنابراین بیشتر به طور اختصار زنجیر نامیده می شود و در شبکه به علت راحتی باز و بسته شدن سیستم قفل کننده کاربرد فراوانی دارد .

  • اسامی دیگر آن ، زنجير – شيكيل گالوانيزه – ركاب شكل يا شكيل است .

5 – 5 – رکاب پیچیده ( Shackle , Twisted )

در رکاب پیچیده بین میله رکاب و انتهای قسمت U شکل ، یک پیچش تدریجی به اندازه 90 درجه وجود دارد .

هنگامی که زنجیره مقره بشقابی به یراق آلات دیگر از جمله صفحه پلیت باندل کلمپ نگه دارنده سیم و یا رابط گیره آویزی اتصال یابد این قطعه باید 90 درجه چرخش داشته باشد .

5 – 6 – رکاب گوشتکوبی ( Ball – Clevis )

هنگامی که کاهش طول زنجیر مقره و همچنین جلوگیری از ارتعاش و انحراف آنها مد نظر باشد این قطعه بسیار مفید خواهد بود . همچنین این قطعه بجای دو قطعه رکاب انتهایی و رابط چشمی به کار می رود . از دیگر تولیدات این قطعه با طول بلند تر بازوهای رکاب به اندازه های     B = 49 و B = 64 میلی متر است که در موارد خاص برای اتصال به کنسول به کار می روند . در ضمن این قطعه در صورت کاربرد برای امکان مانور به صورت خط گرم         ( Hot Line ) و با طول بلندتر میله گوشتکوب به اندازه های 29 تا 25 A=  سانتی متر قابل سفارش است .

  • نام هاي ديگر اين رابط كلويس و باي كلويس است .

5 – 7 – قلاب گوشتکوبی ( Ball 0 Hook )

قلاب گوشتکوبی از فولاد ساخته شده این قطعه بیشتر در خطوط انتقال کاربرد دارد .

5 – 8 – گیره انتهایی (( Clamp , Dead End , ( Clevis Type )

گیره انتهایی نوع رکابی یا سیم گیر برای هادی های ACSR آلومینیومی به کار می رود . بدنه گیره از آلیاژ آلومینیوم و نگه دانده و آداپتور آن از فولاد ساخته شده است .

  • نام هاي ديگر اين رابط سيم گير ، كلمپ انتهايي ، گيره طپانچه اي شكل مي باشد .

5 – 9 – گیره انتهایی مستقیم سیم آلومینیوم و آلومینیوم – فولاد

گیره انتهایی مستقیم برای سیم های آلومینیومی مورد استفاده قرار می گیرند . بدنه آن از آلومینیوم با قدرت زیاد بوده و دارای دو پیچ U شکل فولادی می باشد . این نوع قطعه در شبکه های توزیع ایران بسیار کم به کار گرفته می شود.

5 –  10 – گیره انتهایی مستقیم سیم مسی

5 – 11 – گیره آویزی

کلمپ یا گیره آویزی از دو جنس چدن نرم و آلیاژ آلومینیوم ساخته می شود که در دو نوع رکابی و بازویی استفاده می شوند . البته در شبکه توزیع ایران از نوع آلومینیومی رکابی به صورت انبوه استفاده شده است. کلمپ نوع چدن نرم ، برای کلیه سیم های با کشش محدود قابل استفاده می باشند ولی گیره آلومینیومی نوع رکابی برای هادی های ACSR و آلومینیومی کاربرد دارند کلیه گیره ها با دو کرپی و نگه دارنده کامل می شوند .

این کلمپ ها متناسب با قطر سیم نگه دارنده که بر اساس محدوده کمترین و بیشترین قطر آنها است انتخاب می شوند .

5 – 12 – گیره آویز زاویه ای

گیره آویز زاویه ای نوع رکابی مخصوص شبکه های توزیع می باشد .

در این نوع گیره سیم با یک نگه دارنده پیچ T شکل گرفته می شود و با توجه به زاویه موجود در محل پایه تحت کشش مناسبی قرار گرفته که از بریدگی سیم نیز جلوگیری می نماید .

5 – 13 – مادگی چشمی ( Socket – Eye   )

مادگی چشمی همان رابط گیره آویزی یا رابط معمولی گیره انتهایی مقره بشقابی است که از چدن مالبیل ساخته می شود .

این قطعه به علت کاربرد در انتهای زنجیره مقره

و اتصال به میله توپی شکل مقره ها   شرایط را

برای دیگر اتصالات از جمله کلمپ   آویز و یا

سیم گیر انتهایی و یا میله جلوبر  فراهم می نماید .

  • اسامی دیگر : رابط گيره آويزي – رابط معمولي گيره انتهايي – سوكت چشمي – كله گاوي  - چپقي.

5 – 14 – میله جلوبر مقره ( لینک کششی )

دو شاخه یا بازوی جلوبر مقره از تسمه فولادی گالوانیزه ساخته شده و دارای یک پین فولادی گالوانیزه و یا پیچ برنجی می باشد . طول آن بر اساس تقاضای طراحی قابل انتخاب بوده و در شبکه های توزیع در طول های 45 ، 25 و 16 سانتی متر استفاده شده اند . از این وسیله برای جلو آوردن فازها در پایه کششی و پایه زاویه 20 کیلو ولت استفاده می شود که بتوان سیم جمپر آن را بهتر مانور داده تا به کراس آرم و یراق آلات مقره نزدیک نشود بخصوص اگر تیر در زاویه باشد .

این قطعه بین رابط گیره معمولی انتهایی و گیره انتهایی به کار می رود و در طراحی شبکه نیز برای کار بصورت خط گرم ( Hot Line   ) قبل از زنجیره مقره و در بین کنسول و مقره ها کاربرد دارد .

  • نام ديگر رابط دو شاخه strop  clevis .  مي باشد .

 

5 – 15 – پیچ U شکل ( Bolt " U "  )

این پیچ دارای 4 مهره 6 گوش است . این قطعه برای ایجاد یک محل اتصال زنجیره مقره روی کنسول یا سازه های فلزی به کار می رود .

5 – 16  - مهره چشمی بیضی

این مهره دست کم تحمل قدرت 6000 کیلو گرم را خواهد داشت . این قطعه به عنوان مهره در دو انتهای پیچ های دو سررزوه پایه های کششی به کار    می روند تا ضمن انتقال دو نیروی سیم های تحت کشش به پیچ ها بر آیند آنها را متعادل و یا صفر نمایند . در این حالت پایداری کنسول کراس آرم و سازه های خطوط بهتر حفظ شده اتصال زنجیره مقره بشقابی لینک کششی نیز به راحتی انجام می پذیرد . اندازه قطر مهره حدیده شده متناسب با پیچ های بکار رفته در شبکه خواهد بود که به طور معمول 16 میلی متر است .

5 – 17 – صفحه گوشواره و صفحه اتصال مقره

صفحه گوشواره مقره یک صفحه مثلثی شکل به طول 330 و به ضخامت 16 میلی متر است که برای اتصال دو رشته مقره از نوع بال و سوکت به کار برده می شود .

بیشترین قدرت آن 15450 کیلو گرم خواهد بود . این قطعه با ابعاد کوچکتر در شبکه توزیع برای اتصال دو کلمپ آویزی به صورت خط باندل با یک زنجیره مقره بکار می رود . صفحه دوم مطابق با شکل ( 17 – 5 ) برای اتصال زنجیره مقره آویزی به کنسول ناودانی با رو پیچ بکار می رود .

5 – 18 – پیچ و مهره

5 – 18 – 1 – پیچ یک سر رزوه ( پیچ کراس آرم )

پیچ های ماشینی فولادی در کلیه سازه های فلزی و اتصالاتی مثل بستن کراس آرم و کنسول ها به تیر های بتنی و همچنین محکم کردن تسمه حائل به  پایه ها بکار و می رود . پیچ و مهره ها همگی بصورت گالوانیزه آبکاری  می شوند .

5 – 18 – 2 – پیچ و مهره 5 سانتی متری M14

پیچ و مهره های گالوانیزه 5 سانتی متری نمره M14 مخصوص اتصالات فلزی و سازه های خطوط هوایی از جمله محل اتصال تسمه حائل به کراس آرم می باشد . این پیچ تمام رزوه بوده و به صورت گالوانیزه گرم ساخته می شود . گام آنها P = 2 ( یا معادل GB BS   ) خواهد بود که بصورت رولینگ ساخته شده اند . سر پیچ ها مطابق با  S = 24mm بوده و هر یک از آنها دارای مهره و واشر فنری هستند .

5 – 18 – 3 – پیچ و مهره دو سر رزوه

پیچ دو سر دنده در پایه های کششی یا انتهایی برای افزایش استحکام سازه ها و همچنین اتصال کنسول کراس آرمها بکار می رود و از پیچ های دو سر رزوه 16 میلی متر به صورت سر تاسری با عبور از پایه بتنی و کنسول ها استفاده می شود . این پیچ ها به دلیل انتقال نیروها توسط اتصال مهره های چشمی به یکدیگر و ایجاد برآیند کمترین نیروی وارده به کنسول و کراس آرمها از اهمیت ویژه ای برخوردارند . این پیچ ها در طول های بلند و با چهار مهره و واشر مربوطه ساخته می شوند .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل ششم

6 – 1 – کنسول ، کراس آرم و آرایش پایه ها

برای نگهداری هادی ها و مقره ها روی تیر از کنسول استفاده می شود . کراس آرم نوعی کنسول به شکل بازوی متقاطع با پایه ( به شکل صلیب ) است که در شبکه های توزیع برق به طور انبوه استفاده شده است .

در معیار های الکتریکی رعایت دو فاصله به این شرح لازم می باشد :

الف ) فاصله هادی ها از پایه ( فاز به زمین )

ب ) فاصله فاز ها از یکدیگر ( فاز به فاز )

همچنین معیارهای مکانیکی شامل محدودیت نیروهایی است که باید توسط کراس آرم تحمل شود ، این نیروها به طور کلی به دو دسته زیر تقسیم      می شوند :

الف ) نیروهای افقی ( فشار باد و زاویه در خط )

ب ) نیروهای قائم ( وزن سیم ، یخ و برف )

6 – 2 – معرفی انواع آرایش پایه ها

الف ) آرایش مثلثی هادی ها

ب ) آرایش افقی هادی ها ( Flat  )

ج ) آرایش عمودی هادی ها

6 – 3 – کنسول گنبدی ( تاجی )

در صورت نصب کنسول در بالای تیر بتنی به شکل گنبد می تواند از کاربرد خاص آن در خطوط 20 کیلو ولت هوایی استفاده نمود .

کنسول گنبدی به علت داشتن شکل شیب دار می تواند در مناطق برف خیز مورد استفاده قرار بگیرد . این کنسول بهترین آرایش برای حل مشکل یخ زدگی مقره ها به علت سر خوردن برف و یخ می باشد .

 

6 – 4 – کنسول جناقی

کنسولی است که از جوش دادن دو المان فزی مورب درست می شود ، و اولین بار توسط کانادایی ها به کار گرفته شد و به علت داشتن طرح آرایش مثلثی هادی ها و راحتی نصب و انشعاب گیری در آن مقطع زمانی در شبکه های توزیع کاربرد فراوان پیدا کرد ، و به نام کنسول کانادایی یا جناقی معروف است .

ازمزایای کنسول جناقی کاربرد پیچ و مهره کم ، اتصال ساده و سریع آن روی پایه ها ، انتقال راحت و تعادل نیروهای وارده به تیر می باشد .

6 – 5 – کنسول های یکطرفه یا ساید آرم

در آرایش کنسول یکطرفه کلیه هادی ها بصورت قائم یا افقی در یک طرف تیر قرار گرفته رعایت حد مجاز حریم درجه یک خطوط در طرف دیگر پایه امکان پذیر می گردد .

هادی ها در طرح کنسولهای یک طرفه به دو صورت زیر استقرار می یابند :

الف ) آرایش عمودی هادی ها ( با کنسول پرچمی )

ب ) آرایش افقی هادی ها ( با ساید آرم L شکل )

6 – 6 – کراس آرمها یا کنسول مستقیم

این طرح اولین بار با ترکیب آرایش نگه داری سیم ها بصورت افقی در یک سطح و با استفاده از بازوهای 44/2 متری چوبی و مقره های سوزنی در شبکه های فشار متوسط مورد استفاده قرار گرفت . در طرح های جدید از یک قطعه بازوی مستقیم فلزی به صورت متقاطع با پایه برای نگه داری مقره و هادی ها استفاده می شود .

کراس آرمها از چوب یا فلز ( نبشی و یا ناودانی ) و به ندرت از بتن ( و تازگی ها از کمپوزیت ) ساخته می شود . کراس آرمها متداول ترین وسیله ی نگه دارنده هادی های روی پایه های شبکه های توزیع برق هستند .

آرایش کراس آرمها نشان می دهد که طولشان به تعداد هادی های نصب شده و فاصله مجاز بین آنها بستگی دارد .

6 – 7 – کراس آرم و کنسول های دوبل

هنگامی که احتمال افزایش فشار روی کراس آرم بیش از حد اکثر مقدار تحمل آن است از دو کنسول یا به اصطلاح کنسول دوبل استفاده می شود . به طور معمول از کنسول های دوبل در پایه های انتهایی کششی یا نقاطی که در آن بار گذاری به طور قابل ملاحظه ای نا متعادل است

یا انحراف زیاد در محور خط بکار رفته مورد استفاده قرار می گیرند تا از صدمات ناشی از حوادث از جمله پارگی کنسول و سیم و ایجاد عدم تعادل شدید بار روی دیگر کنسول ها و تکیه گاه ها جلوگیری شود .

6 – 8 – کراس ارم های بتنی

هنگام استفاده از تیر های بتنی با مقطع گرد به علت مشکلات در محکم کردن کراس آرمهای مستقیم روی سطح دایره ای پایه پیشنهاد تولید کراس آرمهای بتنی مسلح یا پیش تنیده توسط سازندگان اولیه این پایه ها ارایه شد . شکل ( 3 – 6 ) یک نمونه کراس آرم بتنی مسلح برای ولتاژ 20 کیلو ولت را نشان می دهد . این کراس آرم برای دو حالت مختلف مسیر مستقیم به صورت پایه تو خطی یا در پایه های کششی یا زوایا تولید می شوند .

 

6 – 9 – حایل کراس آرم

برای افزایش استقامت کراس آرمها از تسمه فولادی استفاده می شود که بین کنسول و سینه تیر قرار می گیرد . تسمه های حایل دوبل ضمن تحمل نیروی وارده در دو طرف کراس آرم آنها را به بدنه تیر منتقل می کنند و از کج شدنشان جلوگیری می نماید .

ب ) نبشی حایل :

برای بارهای بیشتر می توان حایل کنسول را از جنس نبشی آهنی با سطح مقطع مناسب انتخاب کرد . به طور معمول در کنسول های جانبی یا افقی یکطرفه حایل های آهنی را از نبشی می گیرند .

حایل ها بخش قابل ملاحظه ای از بار کنسول و کراس آرمها را به تیر منتقل می نمایند و به دلیل تاثیر آن در معادله استاتیکی و پایداری کراس آرمها در برابر ممان های وارده نباید نقش آنها را بی دلیل حذف حذف کرد و یا نادیده گرفت . در پایان باید به این نکته مهم اشاره کرد که هر چه طول بازو و تسمه حایل افزایش یابد ، ازاستقامت آن کاسته شده ضعیفتر می شود و همچنین هر چه زاویه بین پایه و تسمه حایل بیشتر باشد ، بار بیشتری توسط تسمه حایل از کنسول به پایه منتقل می شود .

 

 

 

6 – 10 – بازوی جلوبر ( براکت شبکه فشار ضعیف )

برای این که حریم افقی خطوط فشار ضعیف به هم نخورد و فاصله خط تا ساختمان ها و بالکن منازل حفظ شود از بازوی جلوبر استفاده می شود . همچنین در طرفین ترانسفورماتور برای ایجاد فضای کافی جهت اتصال کابل های فشار ضعیف خروجی از تابلو به شبکه و نیز حفظ فضای کافی نسبت به ترانسفورماتور و مانور بهتر از این سازه استفاده می شود.

6 – 11 – سکوی ترانسفورماتور هوایی

یکی دیگر از سازه های مهم شبکه های هوایی توزیع برای احداث پست های هوایی سکوی ترانسفورماتور روی پایه های بتنی است . ترانس های تک فاز توزیع برای نصب در هوای آزاد "Out door "  روی یک پایه با قدرت KVA 5 ، 10 ، 15 و ترانسفورماتور های سه فازی روغنی توزیع از قدرت های         25 الی 400 کیلو ولت آمپر روی جفت پایه قابل نصب می باشند .

ظرفیت ترانس ها و پایه های نگه دارنده برای احداث پست های توزیع هوایی و مشخصات سکوی آنها به شرح جدول ( 1 – 6 ) می باشد .

در کلیه این طرحها یک اصله تیر بتنی کمکی به عنوان پایه دوم سکو در زیر خط نصب می شود .

فاصله مرکز دو پایه بصورت سکوی سبک و سنگین به ترتیب 160 و 180 سانتی متر می باشد .

محل سکوی ترانسفورماتور روی پایه با توجه به فاصله مناسب ترانسفورماتور از خط برای نصب کات اوت فیوز ، برقگیر و نیز فاصله مناسب آن از زمین  ( معادل 80/4 متر ) و محاسبات مکانیکی ناشی از بارگذاری ترانسفورماتور روی پایه بدست می آید .

 

 

 

 

 

 

 

نوشته شده در جمعه چهارم بهمن 1387ساعت 4:19 توسط احسان زارع| |