تبلیغات

تاریخ ابزار

وب سایت مهندسی برق - کابل های فشار قوی
 
وب سایت مهندسی برق
مقالاتی درباره گرایش های رشته برق شامل نرم افزار - کتاب - پایان نامه - تحقیق - مقاله و...
درباره وبلاگ


دوست گرامی بازدید کننده :
باسلام و تشکر از اینکه به وب سایت خودتون سرزدید.هدفم از ایجاد این پایگاه ارائه مطالب آموزشی، نرم افزار، جزوات مهم درسی و... برای دانشجویان مهندسین برق می باشد با توجه به اینكه از این سایت استقبال خوبی به عمل آمده تلاش می كنم مطالب را هر روز به روز رسانی كنم نظر خودتان را در مورد این سایت به پست الكترونیكی havasi2014@gmail.com میل بزنید با تشکر...

مدیر وبلاگ : رضا هواسی
مطالب اخیر
نویسندگان
نظرسنجی
نظر شما در مورد این سایت چیه ؟








برچسبها
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

اصول و مبانی

تولید ، انتقال و توزیع

کابل :

مقدمه :

کابل عبارت است از یک هادی که در تمامی طول خود عایق بندی شده باشد و در همان حال در مقابل هر گونه تاثیر مکانیکی و شیمیایی پایدار و اضافه بر آن تا حد کافی قابلیت خمش در آن محفوظ بماند کابل ها برای فشار الکتریکی از یک کیلو وات تا 400 کیلو وات جریان متناوب طراح و ساخته شده است . چنانچه در آینده انتقال انرژی در محدوده وسیعتری تحت فشار الکتریکی دایم انجام گیرد ، بدون شک ساختمان کابل هایی برای فشار الکتریکی تا 1200 کیلو وات مراحل پیشرفته تری را پشت سر خواهد گذارد . 

طرح و تهیه کابل ها تقریبا از سال های 1880 آغاز گردید و ابتدا کابل های مخابرات ساخته شد . عایق بندی چنین کابل هایی با عایق یوته و گوتا انجام می گرفت . با پیشرفت کابل سازی پوششی از لایه نازک سرب بر روی کابل کشیده شد و درزبندی آن تحت فشار انجام می گرفت .

هادی کابل ها :

از زمانی که کابل به طور عملی جهت انتقال و پخش انرژی برق مورد استفاده قرار گرفت . هادی آن از فلز مس ، به علت هدایت بسیار خوب آن ، ساخته شد . در سال های اخیر با توجه به مسایل اقتصادی ونیز بالا بودن وزن مخصوص مس ، برای هادی کابل ها از آلومینیوم استفاده شده است . برای دستیابی به خواص خوب الکتریکی مس یا آلومینیوم درجه خلوص آن ار تا حد ممکن بالا می برند . این درجه خلوص برای مس حداقل 99/90 درصد و برای آلومینیوم 99/5 درصد است .

تکنولوژی ساخت هادی :

برای ساخت هادی ، کارخانه های کابل سازی از مفتول های 8 میلی متر با آلومینیوم به قطر 9/5 میلی متر استفاده می کنند . این مفتول ها که طبق روش جدیدی به شکل کلاف های استوانه ای تو خالی پیچیده شده اند توسط ماشین آلات کشش با عبور از تعدادی حدیده به قطر مورد نظر رسانده می شود . مفتول مس پس از عمل کشیدن ، سخت و شکننده شده و از هدایت الکتریکی آن نیز اندکی کاسته می شود . برای برطرف کردن این دو عیب لازم است که مفتول پس از عمل کشیده شدن در کوره الکتریکی حرارت دیده و مجددا نرم شود . برای این منظور از کوره های نوع مقاومتی استفاده می شود که در خط ماشین کشش قرار گرفته و مفتول پس از کشیده شدن ، حین عبور از این دستگاه نرم شده و خواص اولیه خود را باز می یابد .

استقامت الکتریکی کابل :

اگر استقامت الکتریکی کابل تحت فشار متناوب را 100% فرض کنیم ، استقامت ضربه ای 125 درصد و استقامت در مقابل فشار الکتریکی دایم 190 درصد خواهد بود . این مقادیر با تغییر ضخامت نوار کاغذ ، تراکم آن و غلظت عایق مایع که کاغذ در آن غوطه داده می شود و همچنین ضخامت باند پیچ تغییر می کند . استقامت ضربه ای کابل از تعداد ضربه های الکتریکی پشت سر هم بر عایق تبعیت می کند . هر چه تعداد ضربه های الکتریکی بیش تر شود به همان نسبت استقامت الکتریکی عایق کابل کوچکتر می شود . کابل های تحت فشار به دو دسته تقسیم می شوند:

1- کابل تحت فشار روغن 2- کابل تحت فشار گاز

انواع کابل از لحاظ ساخنمان :

1-      کابل های فشار ضعیف و متوسط

2-      کابل های فشار قوی

3-      کابل های لاستیکی و پلاستیکی

1- کابل های فشار ضعیف و متوسط :

کابل های فشار ضعیف به کابل های کم روغن تقسیم بندی می شوند بیش از 90% از کابل های جریان زیاد دارای عایقی کاغذ آغشته به روغن هستند بدین معنی که سیم ها با نوارهای کاغذی باند پیچی می شوند وسپس به نوعی از روغن معدنی غلیظ آغشته می شوند چنین کابل هایی را کابل های کم روغن گویند . سیم کابل از جنس مس یا آلومینیوم می باشد می تواند شامل یک لایه یا چند لایه باشد .

قطر کاغذ عایق از 1/0 تا 0/15 میلیمتر است به صورت مارپیچ روی سیم ، پیچیده می شود قبل از اینکه کاغذ آغشته به روغن شود سیم عایق شده را در حرارت زیاد با دقت خشک می کنند و در همین حال سیم عایق شده از داخل منبع روغن با درجه حرارت 110 – 120 درجه سانتی گراد عبور داده می شود در نتیجه روغن که در این درجه حرارت بسیار سیال است در داخل کاغذ نفوذ کرده و تمام سوراخ های کاغذ را می پوشاند .

ساختار کابل های فشار ضعیف و متوسط :

برای جلوگیری از نفوذ رطوبت به داخل کابل ، سیم عایق شده را با یک غلاف می پوشانند که معمولا از جنس سرب است که دارای مقدار کمی مس یا برای محل های مقدار کمی آنتیموان و روی مخلوط دارد. این اضافات باعث می شوند که سرب سفت شود و پایداری و استقامت آن در مقابل خوردگی بیشتر شود . در بعضی موارد بجای سرب از آلومینیوم استفاده می شود ام آلومینیوم در درجه حرارت بالا ذوب می شود .

مقایسه کابل های با غلاف آلومینیوم با غلاف های سربی :

کابل های با غلاف آلومینیوم بخوبی کابل های سربی خم نمی شوند و انعطاف پذیر نیستند ولی در عوض کمتر از کابل های با پوشش سربی هستند .

غلاف کابل علاوه بر اینکه تحت تاثیر عوامل شیمیایی قرار می گیرد بعلت جریان هایی که از زمین عبور می کند تحت تاثیر عوامل الکترولیتی قرار می گیرد لذا باید کابل از لحاظ الکتریکی نیز عایق شود به همین جهت غلاف سربی توسط کاغذ قیر اندوه شده بانداژ می شود و روی آن با مواد شبیه قیر و گون می پوشانند .

کابل هایی که به طور آزاد در زیر زمین کشیده می شوند همگی تحت تاثیر نیروی مکانیکی سطحی قرار می گیرند که باعث فرورفتگی در کابل می شود در نتیجه استقامت الکتریکی کابل در این ناحیه کاهش می یابد لذا برای حل این مشکل باید زرهی از فولاد (دسته های فولادی) استفاده کرد و زره فولادی برای جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی با قشری از قیر و گون یا مواد مصنوعی (PVC) پوشانده می شوند این کابل به کابل های زرهی معروف هستند .

چگونگی تخلیه کابل های کم روغن :

اگر شدت حوزه ی کابل بیش از حد استاندارد باشد کابل در اثر یونیزاسیون و تخلیه ناقص الکتریکی جرقه می زند و می سوزد این یونیزاسیون و تخلیه الکتریکی در اثر اندک گازی که ممکن است در ضمن تخلیه هوا و خشک شدن کاغذ در کابل باقی مانده باشد و به خصوص در اثر حفره های خالی که در نتیجه تغییرات درجه حرارت کابل در داخل لایه کاغذ به وجود می آید تسریع گردد .

علت بوجود آمدن حفره های خالی در کابل های کم روغن :

وقتب کابل یا سیم در اثر عبور جریان گرم می شود چون ضریب انبساط روغن بیشتر از کاغذ است لذا روغن بطرف خارج زیر غلاف سربی فشرده می شود باعث می شود که غلاف سربی قدری باز شود وقتی کابل مجددا خنک می شود حجم روغن دوباره کم شده و چون دیگر سیال نیست نمی تواند مجددا به داخل لایه های کاغذ نفوذ کند و جای قبلی خود را پر کند از این جهت در سیم حفره های خالی به وجود می آید و باعث می شود در همین محل ها تخلیه ناقص الکتریکی صورت گیرد محیط را برای یونیزاسیون زود رس آماده کند این تخلیه ناقص الکترونی خود سبب تجزیه روغن شده و استقامت الکتریکی کابل را به شدت کاهش می دهد .

راه جلوگیری از ایجاد فضای خالی و حفره در کابل های کم روغن :

تنها راه جلوگیری از گرم شدن بیش از حد کابل است و راه دیگر این که جهت بررسی کابل های کم روغن باید با مقاطع مختلف باردهی مشخص گردد . که این کابل ها برای هر شرایط به سه دسته زیر تقسیم بندی می شوند :

1kv – 6kv ← درجه حرارت ← 65 درجه سانتی گراد می باشد .

10kv – 20kv ←درجه حرارت ← 55 درجه سانتی گراد می باشد .

30kv – 60kv ←درجه حرارت ← 45 درجه سانتی گراد می باشد .

2- کابل های فشار قوی:

کابل های فشار قوی به دو نوع تقسیم بندی می شوند .   

A) کابل های روغنی : الف - کابل روغنی با فشار کم ب - کابل روغنی با فشار زیاد

B) کابل های گازی از نوع SF6

الف - کابل روغنی با فشار کم :

در این نوع کابل به کاغذ روغن رقیق آغشته می شود در موقع گرم شدن کابل ، روغن اضافی از راه مجرای طولی کابل وارد ظرف انبساط می شود که در انتهای کابل قرار دارد این ظرف دارای بالشتک های هوایی است که با ورود روغن به داخل ظرف جمع شده و باعث بالا رفتن فشار روغن در داخل ظرف انبساط می شود بدین ترتیب روغن تا زمانی در داخل منبع انبساط باقی می ماند که فشار داخلی کابل و ظرف انبساط طبق قوانین فیزیکی برابر گردد پس از خنک شدن کابل روغن از ظرف انبساط که دارای فشار بیشتری است به داخل کابل جریان پیدا می کند این عمل رفت و آمد که دائما در اثر گرم و سرد شدن کابل ادامه دارد مانع از به وجود آمدن فضای خالی در داخل کابل می شود . استقامت الکتریکی کابل روغنی در حدود 2 یا 3 برابر استقامت کابل کم روغن است .

مقایسه کابل های روغنی با کابل های کم روغن :

1-     ضخامت عایق و ایزولاسیون کابل روغنی در یک ولتاژ یکسان در حدود نصف ضخامت عایق در کابل کم روغن است .

2-   به جهت اینکه کابل روغنی در مقابل تغییرات در جه حرارت از خود واکنش نشان نمی دهد ایجاد حفره نمی کند می توان درجه حرارت مجاز کابل روغنی را با کشیدن جریان بیشتر بالا برد .

3-     بخاطر کم شدن ضخامت کاغذ مقاومت حرارتی کابل روغنی کم می شود .

با توجه به اصول فوق می توان گفت میزان باردهی کابل روغنی در حدود 50% بیشتر از کابل های کم روغن مشابه خود است .

ظرفیت منبع انبساط کابل های روغنی به چه چیزی بستگی دارد ؟

1- طول کابل 2- سطح مقطع کانال روغن 3- درجه غلظت روغن 4- باردهی کابل

به طور کلی برای هر 2 کیلومتر کابل روغنی یک ظرف انبساط کافی است در نتیجه یک کابل 4 کیلومتری در ابتدا و انتهای خود شامل منبع انبساط خواهد بود .

ب - کابل های روغنی با فشار زیاد :

در کابل های روغنی با فشار زیاد هر یک از رشته سیم ها با کاغذ آغشته به روغن غلیظ ایزوله و باند پیچی می شوند و سپس برای جلوگیری از خروج روغن و ورود رطوبت هر یک از کلاف ها را با نوار مسی و نوار نایلونی محکم بانداژ می کنند . برای جلوگیری از زخمی شدن کابل در مواقع داخل شدن در لوله فولادی آن ها را با یک نوار فلزی غیر مغناطیسی می پیچند پس از مونتاژ کابل هوای داخل لوله فولادی را تخلیه کرده و با روغن رقیق با فشار [16 کیلو پسکال بر سانتی متر مربع] پر می کنند .

طرز عملکرد کابل روغنی با فشار زیاد :

موقعی که کابل در اثر بار گرفتن گرم می شود روغن داخل لوله منبسط شده و فشار روغن بالا می رود وقتی فشار روغن به حد معینی رسید دریچه سوپاپ فشار سنج باز می شود و روغن کابل تا موقعی که فشار داخل لوله مجددا به حد مجاز نرسیده باشد به داخل منبع انبساط جریان پیدا نمی کند وقتی کابل سرد می شود توسط یک پمپ مخصوص به طور خودکار روغن به داخل کابل پمپاژ می شود .

دستگاههای مختلف تنظیم فشار کابل :

1- فشارسنج 2- پمپ 3- سوپاپ و ... به طور دوبل در شبکه کابل نصب می گردند تا در صورت معیوب شدن یکی از وسایل یدک وظیفه آن را انجام دهد .

تغذیه دستگاههای کابل روغنی با فشار زیاد :

در حالت عادی به وسیله برق شبکه و در مواقع قطعی کلی برق ، به وسیله یک منبع برق اضطراری تامین می شوند .

کاربرد کابل روغنی با فشار زیاد :

کاربرد عمده این نوع کابل در مکان هایی است که کابل تحت کشش و فشار قرار می گیرند مثل داخل معادن و جاهایی که زمین دارای لغزش خفیف باشند .

B) کابل های گازی از نوع SF6 :

کابل های گازی به چهار نوع تقسیم بندی می شوند :

1-     کابل گازی با فشار داخلی و غلاف آلومینیومی

2-     کابل گازی با فشار داخلی و لوله فولادی

3-     کابل گازی با فشار خارجی و لوله فولادی

4-     کابل کپسولی با گاز SF6

1- کابل گازی با فشار داخلی و لوله فولادی :

به خصوص در جاهایی به کار برده می شود که تفاوت سطح زیاد باشد و نتوان از کابل روغنی استفاده کرد مثلا در مواقعی که به دلیل عبور کابل از رودخانه ، دریاچه و یا زمین باتلاقی محل مناسبی برای نصب منبع انبساط وجود نداشته باشد از کابل گازی استفاده می شود . کابل گازی با فشار داخلی به صورت تک رشته و سه رشته استفاده می شوند .

ساختار کابل گازی با فشار داخلی :

برای ساخت این نوع کابل ابتدا کاغذ این کابل با مواد روغنی غلیظ که هنوز سفت است آغشته می شود سپس در غلاف آلومینیومی جای می گیرد پس از مونتاژ و نصب کابل فضای خالی بین غلاف AL و رشته سیم ها ایزوله شده را با گاز ازت پر می کنند فشار گاز داخل غلاف آلومینیوم به حدی است که از ایجاد یونیزاسیون حتی در مواقع اتصال زمین شدن کابل نیز جلوگیری کنند حداکثر فشار داخل غلاف [16kp/cm2] می باشد .میزان استقامت الکتریکی گازی بسیار زیاد و باردهی آن نیز برابر باردهی کابل روغن سه سیمه است .

کنترل فشار گاز داخل کابل :

توسط یک فشار سنج کنتاکت دهنده کنترل می گردد و افت فشار غیر مجاز بلافاصله به مرکز کنترل اطلاع داده می شود و قبل از اینکه کابل خسارت ببیند از مدار خارج می گردد اگر افت فشار گاز در اثر نشت کردن یک نقطه از کابل کم شود می توان گاز از دست رفته را با پر کردن تدریجی گابل در زیر بار جبران کرد .

2- کابل گازی با فشار داخلی و لوله فولادی :

در این نوع کابل عایق کاغذی توسط مواد روغنی با غلظت زیادتر آغشته می شود لذا در موقع حمل و نقل و مونتاژ احتیاج به هیچ گونه حفاظت برای جلوگیری از نفوذ رطوبت و خارج شدن روغن ندارد (چون روغن غلیظ است) . آخرین لایه کاغذی سیم با کاغذ متالیزه و نوار مسی به عنوان محافظ و مخلوط کننده حوزه الکتریکی پیچیده می شود و بعد در داخل لوله فولادی قرار می گیرد پس از نصب و مونتاژ کابل داخل لوله فولادی را با گاز ازت پر می کنند .

3- کابل کپسولی با گاز SF6 :

کابل های کپسولی با گاز SF6 به خصوص در پست های کپسولی با گاز SF6 و در انتقال انرژی جریان زیاد و قدرت زیاد از ژنراتور تا ترانسفورماتور در نیروگاههای بزرگ استفاده می شود این کابل ها در مسافت های کوتاه به خاطر سادگی آن در ارتباط با سیم هوایی به صورت سه فاز ساخته می شوند و خود گاز SF6 خاصیت خاموش کنندگی دارد .

ساختار کابل های کپسولی با گاز SF6 :

کابل های SF6 به طول 12 متری ساخته می شوند . کپسول و سیم های هادی و عایق نگهدارنده در کارخانه نصب و پس از آزمایش های لازم برای بهره برداری حمل می شوند جوش دادن و اتصال قطعات در محل نصب صورت می گیرد .

سیم ها که تماما از لوله آلومینیوم ساخته می شوند توسط مقره هایی در وسط کپسول نگه داشته می شوند برای اینکه انبساط و انقباض لوله آلومینیوم آسیبی به پایه نرساند لوله آلومینیوم از داخل یک حلقه آلومینیوم در محل مقره عبور داده می شود .

C) کابل های لاستیکی و پلاستیکی :

کابل هایی هستند که در آن فقط از لاستیک و پلاستیک به عنوان ماده عایق کننده استفاده شده است امروزه کابل های لاستیکی توسط کابل های PVC (پلی وینیل کلراید) کنار گذاشته شده اند و فقط در مصارف خاصی مثلا (برق رسانی در کشتی) استفاده می شود .

قبل از اینکه کابل های PVC به بازار عرضه شوند از آن ها با غلاف سربی و بدون غلاف سربی که در ولتاژهای 6kv استفده می شد . کابل های پلاستیکی معمولا از عایق مصنوعی توسط کلره کردن اتیلن به نام (پلی وینیل کلراید) بدست می آید .

کاربرد کابل های PVC [پلی وینیل کلراید] :

از PVC خاص به دلیل اینکه ماده در درجه حرارت معمولی سخت و شکننده است و در مقابل حرارت پایدار نیست در صنعت کابل سازی استفاده نمی شود اما می توان با اضافه کردن یک ماده نرم کننده و مواد پر کننده و رنگ و مختصر حرارت دادن ماده ی شیره مانندی بدست می آید که می توان از آن به عنوان عایق کابل استفاده کرد کابل های PVC تا ولتاژهای 1000 ولت بدون غلاف فلزی استفاده می شود .

کابل های PVC دارای سه لایه می باشد که عبارتند از :

1- عایق سیم 2- ماده پرکننده 3- پوشش خارجی

مصرف عمده کابل PVC در مصارف داخلی نیروگاه ها ، پست ها ، تابلوهای برق ، روشنایی معابر ، و سیم های فرمان است .

کابل های PVC برای ولتاژ بیشتر از 1kv باید از غلاف فلزی باشد این غلاف ممکن است به صورت زره از تسمه های فولادی یا به صورت یک غلاف مسی باشد .

معایب کابل های با عایق PVC :

ضریب تلفات آن زیاد است و این موضوع باعث می شود در ولتاژهای فشار قوی تلفات حرارتی کابل به میزان قابل توجهی افزایش پیدا می کند .

طرز شناسایی عایق کابل های پلاستیکی :

کابل های پلاستیکی از سه نوع عایق مصنوعی تشکیل شده است که عبارتند از :

1- PVC [پلی وینیل کلراید] 2- PET [پلی اتیلن] 3- XLPE [کراس لینک پلی اتیلن]

مزایای کابل های PVC نسبت به کابل با غلاف سربی :

1- وزن کم ، سطح صاف و تمیز ، قابلیت انعطاف زیاد و قابل نصب به طور عمودی .

2- در تاسیسات داخلی احتیاج به سر کابل ندارد ، نمی سوزد ، کهنه نمی شود ، و ثبات شیمیایی کم نظیری دارد .

E-mail: havasi2014@gmail.com

http://powerzing.mihanblog.com





نوع مطلب :
برچسب ها : کابل های فشار قوی،
لینک های مرتبط :

       نظرات
یکشنبه 17 بهمن 1395
رضا هواسی
دوشنبه 30 مرداد 1396 ساعت 14 و 45 دقیقه و 11 ثانیه
Hi there, i read your blog occasionally and i own a similar one and i was just
curious if you get a lot of spam remarks? If so how do you stop
it, any plugin or anything you can advise? I get so much lately
it's driving me mad so any assistance is very much appreciated.
سه شنبه 17 مرداد 1396 ساعت 10 و 40 دقیقه و 09 ثانیه
Attractive element of content. I simply stumbled upon your
website and in accession capital to claim that I get in fact enjoyed account your blog
posts. Any way I'll be subscribing in your augment or even I fulfillment you access constantly rapidly.
یکشنبه 15 مرداد 1396 ساعت 13 و 41 دقیقه و 42 ثانیه
What a data of un-ambiguity and preserveness of valuable experience on the topic of unpredicted
feelings.
جمعه 6 آبان 1390 ساعت 19 و 07 دقیقه و 22 ثانیه
سلام . یه مطلب کامل در مورد کابل های گازی sf6میخواستم .اگه کسی داره بفرسته به ایمیلم . ممنون میشم
شنبه 24 اردیبهشت 1390 ساعت 11 و 03 دقیقه و 18 ثانیه
سلام، خسته نباشید
میشه لطف كنید در مورد کابل های گازی از نوع SF6 بیشتر و تخصصی تر توضیح دهید. یك مقاله كامل در این مورد نیاز دارم.
با تشكر
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر