عملکرد پایدار سیستمهای انتقال نیرو به شدت به هادیهای بدون روکش متکی است، قهرمانان گمنام توزیع برق. این سیمهای در معرض دید نقش مهمی در خطوط انتقال هوایی ایفا میکنند، اما چقدر این اجزای اساسی را درک میکنیم؟ این تجزیه و تحلیل جامع، ساختار، ویژگیهای عملکرد، کاربردها و دستورالعملهای انتخاب دقیق و پروتکلهای ایمنی هادیهای بدون روکش را بررسی میکند.
1. مروری بر هادیهای بدون روکش
1.1 تعریف و ویژگیها
هادیهای بدون روکش، همانطور که از نامشان پیداست، سیمهای الکتریکی بدون لایههای عایق هستند. این هادیها معمولاً از مس، آلومینیوم یا فولاد (به صورت جداگانه یا ترکیبی) ساخته میشوند و به طور گسترده در خطوط انتقال هوایی و سیستمهای اتصال به زمین استفاده میشوند. در مقایسه با سیمهای عایقدار، هادیهای بدون روکش اتلاف حرارت بهتری را ارائه میدهند و به آنها اجازه میدهند جریانهای بزرگتری را در همان سطح مقطع حمل کنند. با این حال، عدم وجود عایق، اقدامات ایمنی سختگیرانهای را در هنگام نصب و بهرهبرداری، از جمله حفظ فاصلههای ایمنی کافی، میطلبد.
1.2 ترکیب ساختاری
هادیهای بدون روکش از دو جزء اصلی تشکیل شدهاند:
-
بخش رسانا:
عمدتاً مسئول انتقال جریان، معمولاً از مس یا آلومینیوم ساخته میشود. برای افزایش انعطافپذیری، این بخش معمولاً شامل چندین رشته مسی یا آلومینیومی سخت کشیده شده است که در 1-3 لایه به هم تابیده شدهاند، با تعداد رشتههای رایج 7، 19 یا 37. این پیکربندی رشتهای، نصب را تسهیل میکند و در عین حال اثر پوستی را کاهش میدهد و رسانایی را بهبود میبخشد.
-
بخش تحمل بار:
استحکام مکانیکی را فراهم میکند، معمولاً از فولاد ساخته میشود. هسته فولادی ممکن است از پیکربندیهای تک رشتهای یا 7 رشتهای تشکیل شده باشد که استحکام کافی و مقاومت کششی را برای حفظ افتادگی مناسب در طول دهانههای طولانی تضمین میکند.
1.3 استانداردهای فنی
استانداردهای کلیدی حاکم بر هادیهای بدون روکش عبارتند از:
-
استانداردهای چینی:
GB/T 1179-2017 (هادیهای هوایی رشتهای با لایه متحدالمرکز)، GB/T 3956-2018 (هادیهای کابلهای عایقدار)
-
استانداردهای بینالمللی:
IEC 60228 (هادیهای کابلهای عایقدار)، ASTM B231/B232 (هادیهای آلومینیومی، تقویتشده با فولاد)
2. طبقهبندی هادیهای بدون روکش
هادیهای بدون روکش را میتوان بر اساس جنس، ساختار و سطح مقطع طبقهبندی کرد که هر کدام دارای ویژگیها و کاربردهای متمایزی هستند.
2.1 بر اساس جنس
-
مس بدون روکش:
رسانایی برتر را برای کاربردهای الکتریکی با عملکرد بالا ارائه میدهد
-
آلومینیوم بدون روکش:
وزن سبکتر و هزینه کمتری را برای انتقال از راه دور فراهم میکند
2.2 بر اساس ساختار
-
هادیهای رشتهای:
سیمهای سخت متعدد برای انعطافپذیری و استحکام تابیده شدهاند
-
ACSR (هادی آلومینیومی تقویتشده با فولاد):
استحکام هسته فولادی را با رسانایی آلومینیوم برای انتقال در دهانه طولانی ترکیب میکند
2.3 بر اساس سطح مقطع
-
کوچک (زیر 50 میلیمتر مربع):
کاربردهای ولتاژ پایین
-
متوسط (50-240 میلیمتر مربع):
مدارهای توزیع و تجهیزات صنعتی
-
بزرگ (بیش از 240 میلیمتر مربع):
خطوط انتقال اصلی و پستها
3. مقایسه عملکرد
|
پارامتر
|
آلومینیوم بدون روکش
|
مس بدون روکش
|
ACSR
|
فولاد گالوانیزه
|
|
رسانایی (%IACS)
|
61
|
100
|
>50
|
3-7
|
|
مقاومت کششی (MPa)
|
70-100
|
220-250
|
>1000
|
>1200
|
|
چگالی (g/cm³)
|
2.7
|
8.9
|
3.4
|
7.8
|
|
هزینه
|
کم
|
زیاد
|
متوسط
|
کم
|
|
کاربردها
|
آب و هوای معتدل، تنش مکانیکی کم
|
الزامات رسانایی بالا
|
انتقال از راه دور
|
حفاظت از صاعقه
|
3.1 توصیههای انتخاب
آلومینیوم بدون روکش:
انتخاب اقتصادی برای کاربردهای حساس به وزن با الزامات جریان متوسط.
مس بدون روکش:
بهترین گزینه برای گرههای بحرانی که به حداکثر رسانایی مانند پستها نیاز دارند.
ACSR:
ایدهآل برای انتقال در دهانه طولانی در سراسر زمینهای چالشبرانگیز و شرایط آب و هوایی سخت.
فولاد گالوانیزه:
عمدتاً برای سیمهای زمینی هوایی در سیستمهای ولتاژ بالا استفاده میشود.
4. کاربردهای معمولی
4.1 خطوط انتقال هوایی
هادیهای ACSR بر انتقال هوایی غالب هستند و برق را به طور کارآمد از منابع تولید به شبکههای توزیع تحویل میدهند.
4.2 سیستمهای اتصال به زمین
هادیهای مسی بدون روکش در کاربردهای اتصال به زمین عالی هستند و مسیرهای جریان خطای قابل اعتمادی را به زمین فراهم میکنند.
5. دستورالعملهای انتخاب
ملاحظات کلیدی برای انتخاب هادی بدون روکش:
-
ظرفیت جریان:
باید از حداکثر بار مورد انتظار با عوامل کاهش مناسب فراتر رود
-
شرایط محیطی:
الزامات مقاومت در برابر خوردگی بسته به مکان متفاوت است
-
استحکام مکانیکی:
طول دهانه و بار باد، استحکام کششی مورد نیاز را تعیین میکند
-
صلاحیتهای تامینکننده:
انطباق با استانداردهای بینالمللی و گواهینامهها را تأیید کنید
6. پروتکلهای ایمنی و نگهداری
با توجه به ماهیت بدون عایق آنها، هادیهای بدون روکش نیازمند اقدامات ایمنی سختگیرانه هستند:
-
اجرای روشهای ایمنی الکتریکی جامع از جمله قفل/برچسبگذاری
-
نیاز به PPE مناسب: دستکشهای عایق، کلاههای ایمنی و کفشهای غیر رسانا
-
انجام بازرسیهای منظم با تمرکز بر وضعیت هادی، اتصالات و نگهداری فاصله
7. تجزیه و تحلیل مقایسهای
|
ویژگی
|
هادیهای بدون روکش
|
هادیهای عایقدار
|
|
مزایا
|
ظرفیت جریان بالاتر، اتلاف حرارت بهتر، وزن سبکتر، هزینه کمتر
|
ایمنی بیشتر، مقاومت در برابر خوردگی، نصب آسانتر، زیبایی بهتر
|
|
معایب
|
حاشیه ایمنی کمتر، خطر خوردگی بیشتر، الزامات نصب سختگیرانه
|
کاهش ظرفیت جریان، وزن سنگینتر، هزینههای مواد بالاتر
|
8. ملاحظات عمر مفید
عمر مفید معمولی از 20-30 سال متغیر است که تحت تأثیر موارد زیر است:
-
انتخاب مواد (مس در مقاومت در برابر خوردگی از آلومینیوم بهتر عمل میکند)
-
قرار گرفتن در معرض محیط (مناطق ساحلی/صنعتی تخریب را تسریع میکنند)
-
شرایط عملیاتی (اجتناب از اضافه بار، طول عمر را افزایش میدهد)
-
کیفیت تولید و روشهای نگهداری
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
