سایت دانلود

یک سایت دیگر با وردپرس فارسی
برق

پروژه رشته برق در مورد ولتاژ DC – قسمت ششم

کابل هاي جريان قوي

1- کليات

در حدود 30 سال قبل براي فشارهاي الکتريکي تا 60 کيلو ولت از کابل سربي يا عايق کاغذي استفاده مي گرديد و براي فشارهاي الکتريکي بالاتر از کابل روغني يا کابل با فشار گاز و انواع ديگر استفاده مي شد اين کابل ها داراي غلاف سربي هستند تا از ورود رطوبت جلوگيري نمايند در سالهاي اخير سازندگان کابلها بجاي سرب ، اکثراً از آلومينيوم يا ازورق لوله شده فولاد استفاده مي کنند از بيست سال قبل بجاي غلاف فلزي از غلاف لاستيکي و يا پلاستيکي استفاده مي شوند که در سالهاي اخير عايق سيمهاي کابل نيز لاستيکي يا پلاستيکي انتخاب مي شوند سيمهاي کابل از مس الکتروليت يا آلومينيوم با گرد و يا قطاعي (سکتور) با سيمهاي يک يا چند رشته تابيده و يا سيمهاي لول هاي (توخالي) ساخته مي شوند در شکل (1-4) مقاطع گوناگون سيم داخل کابل ديده مي شود.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه   کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان   کنید

شكل 1-4- 1) سيم گرد يك رشته اي 2) سيم سكتور يك رشته اي3) سيم گرد چند رشته اي 4) سيم سكنور چند رشته اي 5 و 6 ) سيم توخالي ( لوله اي ) 7) سيم تخم مرغي چند رشته اي مخصوص كابل فشار قوي

کابل ها بر حسب ساختمان داخلي که دارند مي توانند يکي از انواع زير باشند:

1- کابل با عايق کاغذي و غلاف فلزي (کابل معمولي سربي – کابل H – کابل سه غلافه)

2- کابل روغني (يک سيمه – سه سيمه )

3- کابل با فشار گاز

4- کابل با عايق لاستيکي و يا پلاستيکي وغلاف فلزي

5- کابل با عايق لاستيکي و يا پلاستيکي با روپوش لاستيکي يا پلاستيکي

6- کابل هاي آبي و دريايي

2- ساختمان کابل ها

الف مواد هادي

همانطور که گفته شد مس از معروف ترين مواد هادي است و اين فلز بايد اقلاً 5/99 درصد خالص باشند که از انفعال شيميايي باز ماند و سيمهاي هادي آن با حالتي ساخته
مي شود که بطور خمش پذير قابل استفاده باشند همچنين آلومينيوم که از محاسن آن نسبت به مس قبلاً بررسي گرديد ودر حال حاضر مورد استفاده مي باشد.

شكل 2-4

ب- مواد عايق

متداول ترين عايق براي کابلها ، کاغذ اشباع شده مي باشد که از خمير و يا ذرات چوب و يا کنف مانيلا تهيه مي شود کنف مانيلا از برگ گياه مانيلا بدست مي آيد که اکثر در فيليپين مي رويد وجود رشته ها و تارها در هر کاغذي مقاومت الکتريکي در آن قسمتي را از ساير اجزا کمتر مي کند و هر چه قدر اين رشته ها کوتاه تر باشد بهتر است رشته هاي مانيلا از رشته هاي ذرات يا چوب يا کوتاه تر است و لذا کاغذ مانيلا براي استفاده عايق – در کابل ها مناسب تر است کاغذ بطور فشرده در اطراف سيم هادي بصورت طبقات هم محور پيچيده مي شوند اشباع کاغذ با روغن معدني بطور قابل توجهي مقاومت عايقي را بالا مي برد براي نمونه ولتاژ شکست براي کاغذ عايق 70 کيلوولت ماکزيمم بر سانتي متر بوده ولي پس از اشباع 600 کيلو ولت ماکزيمم بر سانتيمتر مي شود اغلب به روغن اشباع کننده مقداري صمغ اضافه مي شود تا غلظت آن افزايش يابد تا تراوش آن در درجه حرارت کار از لايه هاي بيروني کاغذ کمتر گردد قابليت نفوذ نسبي کاغذ اشباع شده در حدود 3 مي باشد و برحسب خواص الکتريکي و حرارتي مواد ترکيبي مانند پلي ونينيل کلرايد P.V.C و پلي تن در کاربردشان به عنوان عايق در کابل هاي توزيع انرژي منازل و تجارتي محاسني نسبت به کاغذ اشباع شده دارند.

براي پيشرفت صنعت اشباع سازي کاغذ و تکميل ساير عايق ها گام هاي مفيد و مؤثري برداشته شده است که قبلاً مورد بحث قرار گرفت در کابل هايي که براي سيستم توزيع برق صنعتي بکار مي روند موضوع کلاً فرق مي کند در اين مورد کابل هاي مسلح P.V.C بکار برده مي شوند که در واقع از کاغذهاي اشباع شده مجزا و کتان و لاک دار و لاستيک سخت ولگانيزه تشکيل مي يابد و دلايل آن چنين است :

1- کابل P.V.C ظاهري بسيار جالب توجه دارد و وزن آن سبکتر و جابجايي راحت تري دارد .

2- کابل P.V.C جاذب رطوبت (نم گير) نيست و بنابراين مانع دخول رطوبت در اتصالات آن مي شود واحتياجي به پوشاندن محل اتصالات آن وجود ندارد مگر در موارد خيلي حاد و زيان آور که ضرورت ايجاب مي کند .

3- کابل P.V.C دير اشتعال است و مقاومت آن در مقابل ضربات و صدمات مکانيکي نسبت به کابل کاغذي بيشتر است کابل P.V.C براي موارد خشن و سخت مثل معادن و صنايع استخراج خيلي مناسب است .

يکي از معايب کاربرد توموپلاستيک ها نظير P.V.C حداکثر درجه حرارت مجاز براي کارکرد آن است که از 70 درجه سانتيگراد تجاوز نمي کند در حاليکه براي کابل با کاغذ اشباع شده تا 80 درجه سانتيگراد نيز مجاز است اين موضوع در کارهاي صنعتي چندان قابل توجه نمي باشد زيرا بهر حال تعيين جريانهاي مصارف صنعتي با دقت فوق العاده اي انجام مي گيرد و کنترل شرايط اضافه باري نسبت به موارد عمومي دقيق تر است .

با افزودن مواد نرم کننده و پايدار مي توان کار کابل P.V.C را تا 85 درجه سانتيگراد بالا برد ولي مطلقاً خروج از حد مزبور اين خاصيت را از بين مي برد لاستيک bulty مي تواند بطور مداوم تحت 85 درجه سانتيگراد کار کند و حدود اضافه باري را نيز تحمل نمايد ولي قيمت آن خيلي گرانتر از P.V.C مي باشد اين کابل ويژه در موارد خاصي که مشکلات خاص حرارتي وجود داشته باشد بکار مي رود.

ج مواد حفاظتي و پوششي کابل ها

از آن جايي که عايق کاغذي نم گير و جاذب رطوبت است که يک روپوش سربي يا آلومينيوم بر روي آن پوشانده مي شود تا از تأثير صدمات رطوبت بر آن جلوگيري شود در موقعيتهايي که احتمال صدمات مکانيکي مي رود مسلح کردن کابل نيز مورد نياز است پوشش حفاظتي فلزي مستقيماً بر روي پوشش سربي قرار داده نمي شود چون بر آن خراش وارد مي سازد مخصوصاً که کابل خم مي شود بستري از پارچه کنفي يا نوار قيطاني بايد قبلاً بر روي پوشش سربي کشيده شود سلاح پوششي مي تواند شامل دو طبقه نوار فولادي باشد که لايه بالايي اتصالات لايه پاييني را بپوشاند براي حصول به قابليت خمش بيشتر کابلها ، بجاي نوار فولادي از سيم فولادي نخ پيچ استفاده مي شود براي کابلهاي کوچکتر يک لايه فولادي کافي است ليکن در کابلهاي بزرگتر سيمهاي فولادي با قطر کوچک دو طبقه خيلي نرم تر و قابل خمش تر از يک طبقه سيم با قطر بزرگتر مي باشد يک پوشش خارجي از کنف قير اندود نيز پيش بيني مي شود که از نفوذ رطوبت به لايه هاي داخلي جلوگيري کند در مواردي که پوشش مسلح فولادي ضروري نباشد از غلاف سربي محکم شده با نوار مسي يا برنز و يا برنجي استفاده مي شود.

پوشش خارجي P.V.C از لاستيک ولگانيزه و سپس نوار کنفي بر روي آن مسي باشد در شرايطي که قشر هادي ضرورت نداشته باشد پوشش P.V.C حفاظت مکانيکي در حد کافي به کابل نمي دهد پوشش هاي P.V.C همچنين به جاي لايه کنفي نيز براي لايه بيروني جهت حفاظت پوششي بر روي آلومينيوم يا سيم فولاد نخ پيچ شده مسلح نيز بکار مي رود.

3- کابل با عايق کاغذي و پوشش سربي

يک کابل 11 کيلوولتي معروف به فرانتي Feranti در شکل (3-4) مشاهده
مي شود.

شكل 3-4

اين کابل درسال 1890 تا 1933 بين لندن و دپفورد بکار مي رفته است و اولين عايق کاغذي اشباع شده به شمار مي رود که در آن سيمهاي عايق شده داخل لوله هاي آهني کشيده شده است کابل در طولهاي کوتاه 6 متري و با اتصالات مکانيکي توسط کارگر غير ماهر کار گذاشته مي شود.

در شکل (4-4) ي از کابل سه فاز مدرن 440 ولتي ، چهار سيمه توزيع انرژي ديده مي شود هر سيم سطح سه اينچ مربع دارد.

شكل 4-4

برشي از کابل 11 کيلوولتي تک هسته اي با عايق کاغذي و پوشش سربي در شکل (5-4) ديده مي شود.

سطح هسته کابل 4/0 اينچ مربع است مشکل عمده و جدي که در اين نوع کابل ظاهر مي شود غير قابل ارتجاع بودن پوشش سربي است وقتي کابل تحت بار قرار
مي گيرد. پوشش عايق و سربي انبساط مي يابند ولي وقتي کابل سرد مي شود پوشش سربي نمي تواند به حالت اوليه خود برگردد و در خلال سالهاي متمادي سرد و گرم شدن کابل در بين طبقات مختلف عايق کاغذي حفره ايجاد شد ولتاژ دوسر بيشتر از ولتاژ دو سر کاغذ با همان ضخامت مي باشد واين امر به سبب ضريب نفوذ نسبتي خلأ است که ضريب نفوذ نسبي کاغذ کمتر است قسمت حفره حاصله ما بين طبقات کاغذ شبيه
خازن هاي سري مي باشد از آن جايي که خلأ در مقايسه با کاغذ هم ضخامت خود ظرفيت بسيار کمي دارد ولتاژ دوسر خلأ بيشتر خواهد بود وقتي که ولتاژ دو سر خلأ به حد کافي برسد سبب يونيزه شدن گاز مسدود شده درون آن مي شود قسمت خلأ بزرگتر شده و با ايجاد حرارت در قوس خلأ در ساير قسمت هاي آن نيز خلأ هايي ايجاد
مي شود و مجموع اين جريان سبب فساد تدريجي عايق کابل و بالاخره شکست کلي آن مي گردد براي تأخير انداختن در توليد حفره ، راه هاي مختلفي وجود دارد مثلاً در کابل فوق با نوارهاي مسي مي توان از خاصيت غير ارتجاعي پوشش سربي کاست.

شكل 5-4

4- کابل هاي روغني

براي ولتاژهاي خيلي بالاتر ، مي توان کابل را از روغن عايق ويژه اي مثل شکل (6-4) پر کرد .

شكل 6-4

کابل نشان داده شده با 22 کيلوولت کار مي کند و سطح هسته هادي حلقوي 4/0 اينچ مربع است و فشار 5 تا 10 پوند بر اينچ مربع بر کابل وارد مي شود تا روغن در طول مسير جريان يابد هر گونه انبساط يا انقباض يا حرکت جابجايي روغن خيلي ساده انجام مي گيرد بدون آن که فشاري غير عادي بر ساير لايه ها وارد شود فشار روغن ايجاد خلأ را کمتر مي کند و احتمالاً اگر حفره اي توليد شود از روغن پر مي شود که ضريب نفوذ نسبي بزرگتريدارد و به همين خاطر عمر و دوام يک کابل روغني تقريباً دو برابر کابل معادلش با عايق کاغذي مي باشد همچنين اين حقيقت نيز وجود دارد که با بودن روغن عمل خنک کردن کابل انجام مي گيرد از معايب کابل روغني قيمت خيلي بالاي اوليه و همچنين اتصال دادن بسيار پيچيده و مشکل آن است .

5- کابل گازي

روش ديگري براي جلوگيري از شکست و فساد کابل ، قرار دادن آن در داخل لوله فولادي داراي گاز نيتروژن با فشار 200 پوند بر اينچ مربع مي باشد که در شکل (7-4) ديده مي شود.

شكل 7-4

در شکل يک کابل سه فاز سه رشته اس 66 کيلوولتي نشان داده شده است که سطح هر رشته آن 15/0 اينچ مربع است پوشش سربي فقط 4/3 ضخامت معمولي را دارد.

لذا اين غلاف جزئي فشار وارد مي کند که از ايجاد حفره در حالت سرد شدن جلوگيري مي کند و گاز موجود عامل سرد کننده مي باشد کابل پر از گاز ولتاژ کار کابل را باهمان سطح به حدود دو برابر مي رساند و ميزان تحمل آن در برابر جريان 5/1 برابر مي شود لوله فولادي نيز حفاظ مکانيکي ايده آلي براي کابل فراهم مي سازد روش ديگري براي کمپرس کردن گاز نيتروژن در اين کابل ها وجود دارد به اين ترتيب که گاز در فضاي بين پوشش سربي وعايق کاغذي قرار مي گيرد فشار گاز با تقسيم کردن متعدد فضاي مزبور را به حفره هاي مجزا و با فاصله مارپيچي از هم نگاهداري مي کند اگر به چنين کابلي ، اتصالي يا هر گونه خسارت وارد گردد گاز فقط در طول کوتاهي از بين مي رود و براي نگاهداري فشار گاز ، منبع خارجي ضرورت ندارد و يا همچنين لوله فولادي پوشش خارجي نيز لازم نمي باشد.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

لینک متن کامل با فرمت ورد

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *