I. یک مفهوم متداول

در انتخاب کابل و هادی، مجموعه ای از مفاهیم اغلب به طور متناوب استفاده می شوند: هادی برهنه، هادی پوشیده و هادی عایق.

بسیاری از کارکنان خرید و فنی در هنگام درخواست قیمت گذاری، "روندهای پوشه شده" و "روندهای عایق" را به عنوان یک چیز یکسان می دانند.این سه تا اساسا متفاوتند.

انتخاب اشتباه می تواند منجر به هزینه های غیرضروری یا ایجاد خطرات ایمنی شود.

اجازه دهید ابتدا این سه تعریف را روشن کنیم.

تعاریف استاندارد: تفاوت بین این سه تعریف چیست؟

راننده برهنهمواد رسانا بدون پوشش و یا عایق الکتریکی. این فقط یک سیم فلزی خالص است که در معرض هوا قرار دارد.

پوشش رسانا پوشانده شده با یک ماده دی الکتریک پوشانده شده است، اما این ماده دارای یک قدرت دی الکتریک نامی نیست. به عبارت دیگر، آن را "پوش" دارد." اما اين پوشش به عنوان عایق طراحی نشده و گواهينامه نگرفته.

رسانای عایق بندی شده با یک ماده دی الکتریک با قدرت دی الکتریک تعریف شده پوشیده شده است. این یک کلاس عایق کامل دارد و می تواند بدون شکستن ولتاژ های خاص را تحمل کند.

این تمایز تاثیر قابل توجهی بر مهندسی عملی دارد.

III. رسانای برهنه: ساده ترین شکل، اما "غیر ایمن" نیست
هادی های برهنه سنتی ترین و به طور گسترده ای مورد استفاده در خطوط انتقال هوایی هستند.

انواع رایج هادی های برهنه عبارتند از:

ACSR (سیم رشته ای آلومینیومی با هسته فولادی) ️ سیم رشته ای آلومینیومی در اطراف یک هسته فولادی گالوانیزه پیچیده شده است که هدایت پذیری بالا و قدرت مکانیکی بالا را ترکیب می کند.که باعث می شود که آن را پایه اصلی انتقال ولتاژ بالا در مسافت های طولانی باشد.هسته فولادی فشار مکانیکی را تحمل می کند، در حالی که سیم آلومینیومی جریان را تحمل می کند.

AAC (محور تمام آلومینیوم)

AAAC (محرک تمام آلومینیوم) ️ مقاومت کششی بالاتر و مقاومت بهتر در برابر خوردگی نسبت به AAC ، بدون ساختار پیچیده هسته فولادی.

هادی های مس با بالاترین هادی (تقریباً 58 MS/m) به دلیل وزن، هزینه بالا،و حساسیت به سرقت.

"عزل" هادی های برهنه هوا است. هوا با حفظ فاصله کافی از فاز به فاز و فاز به زمین به عنوان محیط عایق استفاده می شود. تا زمانی که فاصله فیزیکی کافی باشد،امنه.

IV. هادی های پوشیده شده: یک "پوستی" روی سطح، اما نه "عایق"

"سطح پوشش" یک هادی پوشانده یک لایه نازک از مواد دی الکتریک است. این ماده در استانداردها قدرت دی الکتریک نامینی ندارد.

این چه معنایی داره؟

به این معنی که شما نمی توانید آن را مانند یک کابل عایق واقعی در نظر بگیرید، فرض کنید که می تواند اشیاء دیگر را لمس کند یا بدون مشکل به زمین برسد.

هدف اصلی طراحی هادی های پوشانده "عزل" نیست، بلکه:

کاهش مدار کوتاه ناشی از تماس گیاهان با شاخه درخت که به یک رسانای پوشانده می رسد لزوماً باعث نقص فاز به فاز فوری نمی شود.

Reducing the risk of electric shock to wild animals—the covering layer provides some protection when animals such as squirrels and snakes simultaneously come into contact with both the covered conductor and the grounding electrode.

کاهش فرکانس نقص های خط در شرایط خاص، لایه پوشش می تواند از نقص های گذرا به نقص های دائمی جلوگیری کند.

نکته مهم اینه که پوشش ها مانع ایمنی نیستند.

همانطور که در یک گزارش فنی از EPRI (انستیتوی تحقیقات برق) اشاره شده است: "امنیت گاهی اوقات به عنوان یک دلیل برای استفاده از هادی های پوشیده ذکر می شود،اما این سیستم ها لزوما یک مزیت ایمنی را ارائه نمی دهند.در برخی موارد، پوشش در واقع یک معایب است".

V. خطرات پنهان هادی های پوشیده این چیزی است که ممکن است قبلاً متوجه نشده باشید: هادی های پوشیده می توانند نقص های ظالمانه و مخرب تری نسبت به هادی های برهنه ایجاد کنند.

اول، تشخیص نقص ها سخت تر است.

هنگامی که یک هدایت کننده بدون لوله از کار می افتد، معمولاً یک مدار کوتاه مستقیم است که یک قوس قابل مشاهده و عقب نشینی را ایجاد می کند. دستگاه های محافظت سریع عمل می کنند و خطا بلافاصله جدا می شود.

وضعیت با هادی های پوشانده متفاوت است. یک نقص کوچک مانند یک سوراخ یا ترک در پوشش می تواند منجر به نقص مقاومت بالا شود.جریان در این نوع نقص به اندازه کافی بزرگ نیست برای فعال کردن دستگاه های محافظ بیش از حد معمولیاین نقص ممکن است برای ساعت ها یا حتی روزها ادامه یابد و به آرامی بدتر شود و در نهایت به یک نقص جدی تر تبدیل شود.

دوم، آسیب توسط پوشش پنهان می شود.

آسیب سطحی به هادی های برهنه، خوردگی، فرسایش، نخ های شکسته را می توان از طریق بازرسی بصری تشخیص داد. پرسنل تعمیر و نگهداری می توانند مشکل را از زمین با استفاده از دوربینی ببینند.

آسیب به هادی پوشانده شده در زیر لایه پوشش قرار دارد. حتی بازرسی های حرفه ای اغلب نمی توانند خوردگی داخلی هادی را تشخیص دهند، رشته های شکسته یا دیگر تخریب.یک تجزیه و تحلیل نشان داد که بیش از 70٪ از نقص های میدان در خطوط هدایت کننده پوشانده شامل خرابی عایق بندی به دلیل قرار گرفتن در معرض اشعه UV است، خارش مکانیکی، یا تماس با حیوانات مشکلاتی که تشخیص و تعمیر آنها در لوله های بدون لوله بسیار آسان تر است.

سوم، خطر آتش سوزی بیشتر است.

این یک نتیجه گیری متناقض است: یک رسانای پوشیده سقوط که به زمین می رسد می تواند خطر آتش سوزی بیشتری نسبت به یک رسانای برهنه داشته باشد.

دلیلش این است که زمین زدن یک هادی برهنه معمولاً یک قوس قابل توجه و جرقه ها را تولید می کند، که در واقع مردم اطراف را " هشدار می دهد " تا از آن دور بمانند.لایه پوششی از یک هادی پوشیده قوس را سرکوب می کند، که باعث می شود کمتر قابل توجه باشد، اما جریان نقص هنوز هم وجود دارد، و گرمایش محلی مداوم می تواند گیاهان خشک اطراف را روشن کند.

آتش سوزی سال ۲۰۱۸ وولسی در کالیفرنیا یک مثال عالی است. تحقیقات مشخص کرد که سیم فولادی با یک هدایت کننده 16 کیلووتی در شرایط باد قوی در تماس است.لايه پوشش نتونست از قوس شدن جلوگيري کنه، که در نهایت باعث آتش سوزی شد که تقریبا 97000 هکتار را سوزانده و بیش از 1600 ساختمان را نابود کرد.

۶- چه زمانی باید از هادی های برهنه در مقابل هادی های پوشیده انتخاب کرد؟

این اطلاعات به این منظور نیست که شما را از استفاده از هادی های پوشانده باز دارد. هادی های پوشانده در سناریوهای خاص ارزش مشخصی دارند. کلید انتخاب راه حل درست است.

سناریوهایی که در آن هادی های برهنه ترجیح داده می شوند:

خطوط حمل و نقل هوایی ولتاژ بالا در مسافت های طولانی (69kV و بالاتر)

خط هایی که نگهداری و بازرسی آنها آسان است

پروژه های حساس به هزینه (روندهای بدون لوله ارزان تر هستند)

شرایطی که قطع برق مستقیم در صورت نقص قابل قبول است

سناریوهایی که در آن هادی های پوشانده باید در نظر گرفته شوند:

مناطق با پوشش گیاهی متراکم و شکست های مکرر شاخه های درختان
مناطق با فعالیت زیاد حیات وحش و نرخ بالا از نقص های شوک الکتریکی
خطوط برق بحرانی با الزامات بالا برای تحمل نقص های گذرا
خطوط در مناطق با خطر آتش سوزی (که نیاز به اقدامات حفاظتی اضافی دارند)

VII. سه یادآوری مهندسی اصلی

1. هادی های پوشیده ≠ هادی های عایق
فرض نکنید که هادی های پوشانده شده می توانند به طور مستقیم در معرض اشیاء دیگر قرار بگیرند یا مانند کابل های عایق شده در زیر زمین دفن شوند..برای محافظت از عایق واقعی، رسانای عایق سازگار با استاندارد (مانندXLPEکابل های عایق شده)

2هادی های پوشانده نباید الزامات ایمنی را کاهش دهند.

NESC به طور صریح نیاز دارد که هادی های پوشیده از نظر ایمنی به عنوان هادی های برهنه مورد استفاده قرار گیرند. فاصله فاز به فاز یا فاز به زمین را فقط به دلیل پوشش کاهش ندهید.

3در صورت استفاده از هادی های پوشیده، روش های تشخیص مناسب ضروری است.

نقص های پنهان در هادی های پوشیده یک خطر واقعی را ایجاد می کنند. خطوطی که از هادی های پوشیده استفاده می کنند باید با روش های تشخیص زودهنگام خطا مانند نظارت بر تخلیه جزئی مجهز شوند.تصویربرداری حرارتی مادون قرمزدر غیر این صورت، نقص ها می توانند به آرامی بدون توجه بدتر شوند و در نهایت منجر به حوادث بزرگتر شوند.

VIII. خلاصه
تفاوت اصلی بین هادی های برهنه و هادی های پوشیده در این است که آیا لایه پوشش دارای مقاومت دی الکتریک نام دارد.

هادی های برهنه به عایق هوا متکی هستند؛ حالت خطای آنها ساده و مستقیم است، که تشخیص و نگهداری آنها را آسان می کند.

هادی های پوشانده دارای یک لایه دی الکتریک نازک هستند که می تواند نقص های گذرا ناشی از عوامل خارجی را کاهش دهد، اما همچنین می تواند آسیب را پنهان کند، نقص ها را پنهان کند و دشواری تشخیص را افزایش دهد.

از سوی دیگر، هادی های عایق بندی شده دارای کلاس عایق کامل هستند و می توانند بدون خرابی به ولتاژ های خاص مقاومت کنند.

کلید تصمیمات انتخاب "چه چیزی بهتر است" نیست، بلکه "چه چیزی برای شرایط خاص درخواست شما مناسب تر است".

اگر مطمئن نیستید که آیا یک خط باید از هادی های برهنه یا هادی های پوشیده استفاده کند، ابتدا پارامترهای زیر را جمع آوری کنید: سطح ولتاژ، طول خط، محیط راهرو ( چگالی گیاهان،در دسترس بودن حیات وحش)این اطلاعات به شما در انتخاب درست کمک می کند.