دانلود مقاله سیم کشی هوایی

مقدمه : انرژی الکتریکی تولید شده در نیروگاه برقی ،توسط سیمهای هوایی و یا کابلهای زمینی و فشار قوی به محلهای مصرف هدایت می شود .

در این مورد سیم کشی هوایی ارزانتر و مناسبتر است .

ولتاژهای فشار قوی در پستهای ترانسفورماتور داخل شهر معمولاً به ولتاژ 230/ 400 ولت تبدیل شده و از آنجا توسط سیم های هوایی و یا کابلهای زمینی فشار ضعیف به مصرف کننده رسانده می شود .

در شهرهای برای رعایت مسائل حفاظتی و تا قدری مسئله زیبایی بهتر است که از سیستم گرانتر یعنی کابل کشی زیرزمینی جهت رساندن انرژی به مصرف کننده ها استفاده نمود .

ولی در روستاها و شهرهای کوچک می توان از سیستم ارزانتری (سیم کشی هوایی) استفاده کرد .

سیم کشی هوایی در داخل محلات معمولاً برای ولتاژ 250 ولت (بین فاز و زمین ) می باشد .

در این پروژه به شرح مواد و وسائل مورد مصرف و همچنین نکاتی که باید در سیم کشی هوایی رعایت شوند ، می پردازیم .

سیم های هوایی : جنس سیمهای هوایی معمولاً از مس بوده و در مواردی نیز از آلومنیوم استفاده می شود .

سیمهای آلومینیومی بایستی دارای 5/99 % درصد آلومینیوم خالص باشند .این در صد خلوص باعث جلوگیری از خورده شدن و از بین رفتن سیم می شود .

به غیر از این نوع ،سیم دیگر نیز از جنس آلومینیوم و یا آلیاژ مرغوب مصرف می شود .که به نام آلدری (aldrev) معروف است و از 7/99 % درصد آلومینیوم خالص و تقریباً 5% 0 سیلیسم و کمتر از 3% 0 آهن تشکیل شده است .

استحکام، خاصیت انبساط و دوام سیم آلدری به طور نسبی بالا می باشد .

این سیم در مقابل خوردگی درست مانند آلومینیوم خالص مرغوب ، مقاوم می باشد .

برای فواصل زیاد تا 45 متر از سیمهایی از جنس دیگر که قدرت تحمل آن 228 کیلو پوند می باشد ، استفاده می شود.

با استفاده از برنز ، مس ، فولاد ، آلومینیوم می توان سیمهای هوایی را با مقاطع کوچکتر از 6 میلیمیتر مربع ساخته و مورد استفاده قرار داد ، سیمهای مسی را می توان از یک رشته و یا چند رشته به هم تابیده شده جدول (1-4)ساخته ولی استفاده از سیمهای مسی یک رشته تا سطح مقطع 16 میلیمتر مربع مجاز بوده و برای سطح مقطع بیشتر از آن بایستی حتماً چند رشته ساخته شوند .

سیمهای آلومنیوم بایستی همیشه چند رشته باشند حداقل سطح مقطع - حداقل سطح مقطع برای سیمهای هوایی از جنس مسی 6 میلیمتر مربع می باشد .

استفاده از این مقطع در مواردی مجاز می باشد که فاصله تیرهای نگهدارنده از 45 متر بیشتر نشود .

برای فواصل بیشتر از 45 متر بایستی حداقل سطح سیم 10 میلیمتر مربع باشد .

بجای سیم مسی 6 میلیمتر مربع می توان از سیم آلومینیومی 16 میلیمتر مربع و بجای سیم مسی 10 میلیمتر مربع از سیم آلومینیومی 25 میلیمتر مربع استفاده نمود .

ولی قانوناً حداقل سطح مقطع سیمهای آلومینیمی مورد استفاده 25 میلیمتر مربع می باشد .

مشخصات کلی : وزن مخصوص 8/9kp/dm3 ضریب قابلیت هدایت 56m/ mm2 ضریب انبساطی حرارتی 17*10 /0c ضریب افزایش مقاومت در اثر حرارت 0/0039 /0c مقره ها سیمهای شبکه برق بوسیله وسائل عایقی که آنها را مقره می نامیم از لحاظ الکتریکی از یکدیگر و همچنین از پایه ها و تجهیزات نگهدارنده آنها (جا مقره ای یا اتریه) مجزا می شوند .

برای تعیین اینکه عایقی مقره قابل استفاده هست یا نه خواص مکانیکی و الکتریکی آنرا در نظر گرفت .

معمول ترین ماده عایق جهت مقره ها شیشه و چینی است .

این دو ماده معایب نیز دارند .

چینی قادر به تحمل فشارهای زیاد است اما اگر نیروی کششی بر آن اعمال نمائیم می شکند یعنی عایق مقره بکار می بریم باید توجه داشته باشیم که نیروهای وارده بر آن نیروی فشار باشد نه کششی .

این مطلب به طور کلی در مورد شیشه نیز صادق است با اینکه مقره های شیشه ای برای ولتاژ های پائین مناسب اند ، اما چنینی به علت در دسترس بودن آن ، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد .

چینی در مقایسه با شیشه دارای دو مزیت و برتری می باشد .

در مقابل تغییرات حرارتی بیشتر از شیشه مقاومت می نماید یعنی در مقابل درجه حرارت خیلی بالا یا خیلی پایین ، مقره چینی نمی شکند.

چینی به شکنندگی شیشه نیست و در حین نصب و انتقال بسادگی شکسته نمی شود .

بر اساس مطالبی که گفته شد انواع مقره هایی که در خطوط بکار می رود دارای مشخصات مخصوص می باشند از میان انواع مقره های چرخی ، سوزنی و بشقابی را نام برد که مقره های بشقابی بسته به نحوه قرار گرفتن آنها در شبکه ، مقره آویز و یا مقره کششی نیز نامیده می شوند .

اما در میان تمام آنها اخیراً در شبکه های فشار ضعیف 400 ولتی تنها از مقره های چرخی استفاده می شود ، به شرح این نوع مقره های چرخی استفاده می شود، به شرح این نوع مقره می پردازیم .

الف - مقره های چرخی یا قرقره ای : مقره های چرخی در حال حاضر در ایران مورد مصرف دارند که شامل چند نوع می باشند که اختلاف آنها در اندازه و قدرت عایقی آنهاست .

ما در اینجا تنها از دو نمونه آن نام می بریم که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد .

نمونه اول : این مقره از چینی قهوه ای براق ساخته می شود و چنانچه در شکل 4 دیده می شود طول آن 54 میلیمتر و قطر خارجی آن 1/57 % میلیمتر و دارای یک سوراخ به قطر5/17 % میلیمتر برای میله مقره می باشد .

شعاع شیار آن برای عبور سیم 1/11% میلیمتر خواهد بود و دارای خصوصیات الکتریکی زیر می باشد.

ولتاژ جرقه در هوای خشک 20 کیلو ولت و ولتاژ جرقه در هوای مرطوب 8 کیلو ولت .

حداکثر قدرت تحمل این مقره زیر بار مکانیکی فشاری 990 کیلو گرم است .

نمونه دوم : این مقره هم از چینی قهوه ای براق ساخته شده است .

طول آن 2/76 % میلیمتر و قطر خارجی آن 4/97 % میلیمتر دارای یک سوراخ به قطر 5/17 میلیمتر برای عبور میله مقره و شعاع شیار آن برای عبور سیم ، 5/17 میلیمتر خواهد بود و دارای خصوصیات الکتریکی زیرمی باشد .

ولتاژ جرقه در هوای خشک 25 کیلو ولت ولتاژ جرقه در هوای مرطوب 12 کیلو ولت و حداکثر قدرت تحمل این مقره زیر بار مکانیکی فشاری 1360 کیلوگرم می باشد .

ب: مقره های چرخی دو شیاره تمام مشخصات آنها نظیر مقره های یک شیار بوده و اختلاف آنها تنها در تعداد شیارشان می باشد .

در نوع شیاره می توان دو سیم را به طور متقاطع برروی آن قرار داد ، همچنین در انشعابات ، استفاده از این نوع مقره اصولی تر می باشد .

مقره های مهاری - در شبکه های فشار ضعیف برای نصب مهارهای لازم در خطوط ، از مقره مخصوص مهار برای جدا سازی یا عایق کردن سیم مهار از شبکه استفاده می شود در اینجا از انواع مقره های مهاری که در ایران رایج است معرفی می نمائیم .

این مقره مهاری بشکل مکعب مستطیل بوده و طول آن 108 میلیمتر و قطر خارجی شیارهای آن 73 میلیمتر و قطر سوراخ جهت عبور سیم مهار از آن 2/22 میلیمتر است .

این مقره از جنس چینی با قدرت کششی 5450 کیلو گرم ساخته شده و خصوصیات الکتریکی آن به قرار زیر می باشد .

شکل (5-4) ولتاژهای جرقه در هوای خشک 30 کیلو ولت ولتاژ جرقه در هوای مرطوب 15 کیلوولت پایه ها برای حمل سیمهای هوایی برق می توان از پایه های چوبی ، سیمانی و فولادی استفاده نمود .

معمولاً برای انتقال ولتاژ فشار ضعیف (220-380) از تیرهای چوبی و سیمانی استفاده می شود .

مگر در مورد سیمهای با سطح مقطع زیاد که علت سنگینی آن همچنین در تقاطع جاده و راه آهن بهتر است که از پایه های فولادی استفاده شود .

با اینکه مورد استفاده پایه های فولادی و بتونی زیاد است ولی پایه های چوبی دارای سه مزیت اساسی می باشد : پایه های چوبی عایق طبیعی هستند .

در مناطقی که چوب فروان باشد اصولاً ارزانتر تمام می شود .

به علت سبکی آنها حمل و نقل آنها آسانتر است .

انتخاب نوع چوب ،به عنوان پایه بستگی به محل ، موقعیت جغرافیایی و نوع درختان موجود در منطقه دارد .

انواع پایه های چوبی - سه نوع چوب که در کشورهای جهان متداول است و تا کنون در ایران هم مورد استفاده قرار می گرفت عبارتند از : بلوط یا شاه بلوط ، سرو آزاد و کاج .

سرو آزاد - از با دوام ترین پایه ها می باشند و با اینکه پر از گره های کوچک است لیکن سبک و محکم بوده و نسبتاً راست می باشد .

این نوع چوب به طور منظم و به ترتیب از پائین به بالا باریک می شود .

قبل از اینکه پایهای کاج متداول گردد در مواردی که خطوطی با ظاهر زیبا مورد نظر بود پایه های سرو مورد استفاده قرار می گرفتند .

شاه بلوط - چوبی است محکم و با دوام و دارای گره های کمتر از سرو بوده لیکن چوب شاه بلوط کج و معوج است .

متداول شدن چوبهای سرو و شاه بلوط در سالهای اخیر بخاطر کندی پوسیدن آنها مخصوصاً در سطح زمین است .

وجود دائمی رطوبت هوا مواد شیمیایی در زمین باعث می شود که قارچهایی به صورت کپک زدگی در داخل این تیرها بوجود آید .

این کپک زدگی داخل تیر را به مرور می خورد ، برای جلوگیری از فاسد شدن در قسمتهای پایین چوب علاوه بر تزریق مواد کروزوت از مایع قطران نیز استفاده می کنند .

کاج - درخت کاج معمولاً‌به رنگ زرد است و بتدریج از مقطع پایین به طرف بالا باریک می شود .

درخت کاج به خاطر ظاهر خوبی که دارد در گذشته برای شبکه ها مورد استفاده قرار می گرفت و اکنون رنگ آن تیره گشته و مقاومت آن در برابر ضربه هایی که در اثر صعود و فرود کارگران شبکه به وسیله رکبابهای مخصوص بوجود می آید بیشتر می گردد و همچنین پرندگانی نظیر دارکوب نمی تواند با نوک زدن به آنها موجبات فساد آنرا فراهم آورند .

(شکل 6-4) انواع پایه های چوبی را نشان می دهد .

عملیاتی که برای اشباع چوب انجام می شود به شرح زیرمی باشد .

الف - تیر ارا در داخل یک استوانه سربسته در معرض فشار هوا قرار داده سپس فشار را تا مدت 15 دقیقه 2تا 4 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع بالا می برند.

ب- روغن قطران را با حرارتی در حدود حداقل 90 درجه سانتیگراد و در صورت امکان در 100 درجه سانتیگراد با فشار تلمبه به استوانه داخل می کنند و فشار داخل استوانه را در هنگام پمپاژ قطران در موقع لزوم از 8 الی 12 کیلوگرم بر هر سانتی متر مربع افزایش می دهند .

(این عمل به خاطر نفوذ کامل روغن قطران درخلل و فرج چوب است ) فشار اضافی نهایی را تا زمانی که مقدار لازم خوب جذب نشده است حفظ می کنند .

(حداقل برای نیم ساعت).

چ- باید دانست مقدار روغنی که جذب چوب شود می بایست در حدود 90 کیلومتر در یک متر مکعب چوب باشد .

ضمناً این روغن می بایست لااقل تا قسمتی از قشر رویی چوب را پر کند تا در محیط مجاور از هرگونه فسادی مصون بماند .

طول پایه ها دو عامل مهم در انتخاب پایه ها مهم بوده نقش اساسی دارند .

اول - طول پایه ها دوم - استحکام به طول و قطر آنها قطر و استحکام مورد نیاز پایه ها به تعداد تجهیزات و وسائلی که روی آنها نصب می شود بستگی دارد .

هرچقدر وسائل نصب بیشتر باشد و سنگین تر، بدیهی است که قطر پایه های انتخاب شده بیشتر خواهد شد و همچنین با فاصله های آزاد (ارتفاع) سیمهای طول پایه ها تغییر می نماید .

پایه های استاندارد شده عبارتند از : پایه های 6/7 متری تا 4/27 متری که این پایه ها با اختلاف یک تا 5/1 متر پیش می روند .

البته طویل تر از 4/27 متری و کوتاه تر از 6/7 متری وجود دارد که در شبکه های استثنایی از آنها استفاده می شود .

استحکام پایه ها استحکام مورد لزوم پایه ها بستگی به وزن بازوهای افقی،محل نصب مقره ها (کراس آرم) و بازوهای نگاه دارنده کراس آرم (تسمه های آهنی گالوانیزه- مقره ها- اتریه ها- سیمها و سایر دستگاههای دیگر که برروی پایه ها نصب می شوند دارد).

علاوه بر آنها در یک سیستم و هوای دقیق و حساب شده بستگی به وزن یخ روی سیمها باد با توجه به شرایط آب و هوای منطقه