و سيمه کمتر است
* هزينه انتقال انرژي کاهش مي يابد

2-5- عرض حريم
براي مصون نگه داشتن سلامت موجودات زنده و حفظ شرايط طبيعي محيط زيست، لازم است فاصله خطوط انتقال نيرو از تأسيسات اطراف از حد مشخصي کمتر نباشد که اين فاصله به حريم موسوم است و خود بستگي به عوامل زير دارد:
* ولتاژ
* جريان عبوري از خط
* ارتفاع برج
* تعداد هادي هاي هر فاز
* شکل پايه ها

جدول (4)- رابطه ولتاژ نامي خطوط و مقادير متعارف اضافه ولتاژ ناشي از صاعقه

3-4- حداقل طول زنجيره مقره ها
عامل مهم ديگري که در تعيين حداقل فاصله هوائي مؤثر است، طول زنجيره مقره ها است. در صورتيکه نوسانات هاديها مورد توجه قرار نگيرد، محل استقرار هاديها بايد طوري تعيين شود که فاصله عمودي (فاصله هاديها تا بازوي برج) و افقي (فاصله هاديها تا بدنه برج) آنها از حداقل فاصله هوائي که از ديدگاههاي اضافه ولتاژ کليدزني يا صاعقه بدست مي آيد (هر کدام بزرگتر باشند) کمتر نباشد. با توجه به شکل (3-1)، فاصله زماني و عمودي هاديها در هيچ شرايط طراحي نبايد از مقدار d کمتر باشند.

شکل (3-1)- شماي کلي يک خط انتقال نيرو

با توجه به اينکه حداقل فاصله عمودي هاديها بايد از طريق نصب تعداد مناسبي از مقره‌ها حفظ گردد، لذا لازم است تعداد مقره ها با توجه به رابطه زير محاسبه شوند:
(3-8)
در اين رابطه d حداقل فاصله هوائي لازم و HI ارتفاع هر مقره و NI تعداد مقره ها مي باشند. البته در عمل تعداد مقره هائي که از طريق رابطه (3- 8) محاسبه مي شوند، ممکن است اعشاري بدست آيند که لازم است برحسب نياز، مقدار آنرا گرد نمود. معمولاً براي محاسبه تعداد مقره‌ها لازم است درجه آلودگي منطقه نيز مدنظر قرار گيرد که رعايت اين نکته سبب افزايش تعداد مقره‌ها و در نتيجه طول زنجيره‌ها و فاصله عمودي هاديها مي‌گردد.
براي محاسبه تعداد مقره‌ها علاوه بر رابطه (3- 8) مي‌توان از رابطه (3- 9) نيز استفاده نمود. معمولاً در مناطق آلوده تعداد مقره‌هائي که از رابطه (3- 9) بدست مي آيد بيش از رابطه (3- 8) مي باشند:
(3- 9)
در اين رابطه SF ضريب اطمينان طراحي و Vm ولتاژ فازي خط انتقال نيرو (فاز با زمين) و WSV ولتاژ تحمل هر مقره (Withstand Voltage) مي باشند. بر اين مبنا حداقل طول زنجيره مقره ها از رابطه زير بدست مي آيد :
(3- 10)
آنچه در بالا اشاره گرديد، روش محاسبه حداقل فاصله هوائي بدون در نظر گرفتن آثار سوء نوسانات هاديها مي‌باشد، حال آنکه در عمل فاصله و عمودي هاديها تحت تأثير نوسانات هاديها و زنجيره مقره‌ها کاهش مي‌يابند که بايد مد نظر قرار گيرند. اصولاً در صورت ورزش باد هاديها به سمت بدنه پايه پيشروي مي‌کنند که همين امر سبب کاهش فاصله افقي و عمودي هاديها از بدنه و بازوي برج مي‌گردد که در شکل (3- 2)، پيشروي زنجيره مقره‌ها و هاديها به سمت برج را نشان داده شده است. زاويه انحراف زنجيره مقره‌ها بستگي به طول اسپن، نوع هادي و سرعت باد دارد که در حالت برابري طول اسپن در دو طرف برج مورد مطالعه، مقدار آن از رابطه زير بدست مي‌آيد:
(3- 11)
در اين رابطه زاويه انحراف زنجيره مقره ها نسبت به حالت قائم، V سرعت باد بر حسب متر بر ثانيه و di قطر هادي بر حسب متر و w وزن يک کيلومتر از طول هادي مي باشد. در مواردي که هاديها از يخ پوشيده شده باشند لازم است، قطر و وزن کلي هادي پوشيده از يخ با توجه به ضخامت يخ محاسبه و ملاک محاسبه و طراحي قرار گيرد.

شکل (3-2)- شماي کلي انحراف زنجيره مقره‌ها در اثر وزش باد

در حالت سکون يا پايدار فاصله عمودي و افقي هاديها تا بازو و بدنه برج ها به ترتيب و مي‌باشند. که در صورت وزش باد، اين فواصل به مقادير زير کاهش مي يابند:
(3-12)
(3- 13)
براي اينکه در حالت انحراف يا پيشروي زنجيره مقره ها به سمت برج، از احتمال بروز جرقه کاسته شود، لازم است مقادير و هيچوقت (در شرايط طراحي) از مقدار d که از رابطه (3- 2، 3-4 ، 3- 6، 3 -7) بدست مي آيد کمتر نباشد. لذا براي جلوگيري از بروز چنين مشکلي لازم است همواره رابطه زير برقرار باشد:
در صورتيکه اين شرايط وجود نداشته باشد لازم است فاصله عمودي هاديها از بازوي برج از طريق افزايش طول زنجيره مقره ها يا اتصالات فولادي متصل به آن تا حدي که از رابطه زير بدست مي‌آيد افزايش يابد:
(3- 14)
بنابراين لازم است در طراحي خطوط انتقال نيرو بخصوص تعيين فواصل عمودي و افقي فازها تا برج ها به طول واقعي زنجيره مقره ها و اتصالات آن توجه گردد.

3-5- جمع بندي
با توجه به آنچه گفته شد، در جايگذاري هاديها روي برجها بايد تلاش شود که فاصله هوائي هاديها در هيچ مسير کمتر از حداقل مجاز نباشد. براي محاسبه حداقل فاصله هوائي فازها از يکديگر و بدنه برج ها توجه به عوامل زير ضروري است:
– کنترل فاصله هوائي از ديدگاه اضافه ولتاژ صاعقه
– کنترل فاصله هوائي از ديدگاه اضافه ولتاژ کليدزني
البته در خطوط توزيع نيرو معمولاً تعيين کننده فاصله هوائي، اضافه ولتاژهاي صاعقه مي باشند. ضمناً در مناطق آلوده کشور لازم است با افزايش تعداد مقره ها از احتمال بروز جرقه در مسير زنجيره مقره ها جلوگيري نمود که اين اقدام سبب افزايش طول زنجيره مقره ها و در نتيجه افزايش فاصله هوائي هاديها تا بازوي برج مي گردد. بنابراين در محاسبه حداقل فاصله هوائي علاوه بر اضافه ولتاژها توجه به طول زنجيره مقره ها نيز مهم مي باشد.
در طراحي خطوط انتقال و توزيع نيرو بخصوص براي تعيين فواصل فازي تنها توجه به ديدگاههاي الکتريکي نمي تواند کافي باشد چون هاديها تحت وزش باد دچار نوسان مي شوند که همين امر سبب کاهش فواصل فازي مي گردد. لذا لازم است علاوه بر ديدگاه فوق، موضوع نوسانات هاديها نيز در تعيين فواصل فازي ملاک محاسبه قرار گيرد.

فصل چهارم

نقش نوسانات هاديها در فواصل فازها

4-1- مقدمه
آنچه در فصل قبل اشاره گرديد، روش محاسبه فواصل فازها در حالت سکون هاديها بوده است اما در عمل هاديها تحت تأثير وزش باد دچار نوسان مي شوند که اين عامل سبب نزديک شدن فازها به يکديگر مي‌شود. گرچه نوسانات هاديها را مي توان در گروههاي مختلفي تقسيم نمود اما آنچه باعث نزديک فازها به يکديگر مي‌شوند، شامل نوسانات جهشي (Galloping) و نوسانات آونگي (Swing) است. بنابراين در طراحي خطوط انتقال يا توزيع نيرو، لازم است اين نکته بسيار مهم مد نظر قرار گيرد.

4-2- نوسانات آونگي
نوسانات نوع آونگي يا Swing در اثر وزش بادهاي با سرعت زياد به وجود مي آيد. در اين حالت که هاديها در محل اتصال به برج يا در سط پايه ها دچار نوسان مي شوند که حالت تاب خوردن دارد. اين نوع نوسات در محل اتصال هاديها به برج سبب نزديک شدن فازها به بدنه برج ها مي شوند که رعايت آن افزايش فواصل فازي را به همراه خواهد داشت. در يک شرايط معين دامنه نوسانات يا پيشروي هاديها به سمت برج ها ضمن اينکه به سرعت باد وابسته است به طول زنجيره مقره ها، آرايش مقره ها، آرايش هاديها و شکل برجها نيز بستگي دارد. بنابراين در محاسبه فواصل فازي صرف توجه به پارامترهاي الکتريکي نمي‌تواند براي جايگذاري هاديها مناسب باشد.
علاوه بر سربرجها در ميانه پايه ها نيز اين نوع نوسانات سبب نزديک شدن فازهاي کناري به يکديگر مي‌شوند (در آرايش افقي هاديها) و هر چه فلش هاديها بيشتر باشد دامنه نوسانات نيز افزايش مي يابد. از آنجا که وزش باد سبب نوسانات تمامي فازها مي شود، لذا در محاسبه فواصل فازي دو حالت زير مي تواند مد نظر قرار گيرد:
– نوسانات هماهنگ يا سنکرون
– نوسانات غير هماهنگ
در نوسانات نوع اول فرض مي شود که هر سه فاز با هم و بطور هماهنگ دچار نوسان شوند و در حالت دوم فرض بر اين است که فازها با اختلاف فاز معيني دچار نوسان شوند که طبيعتاً در حالت دوم لازم است فاصله فازها متناسب با نزديک شدن فازها افزايش يابد که بر حسب شرايط طراحي مقدار آن متفاوت است. تصاوير نشان داده شده در شکل (4-1)، شماي کلي نوسانات هماهنگ و ناهماهنگ را نشان مي‌دهد. همانطور در اين شکل پيدا است در حالت نوسانات هماهنگ (شکل سمت راست) فاصله فازها همواره ثابت باقي مي‌مانند اما در نوسانات ناهماهنگ (شکل سمت چپ) در حاليکه فاز A به ماکزيمم دامه نوسانات خود رسيده است، فازهاي B و C در حال رسيدن به مقادير ماکزيمم خود هستند و يا ماکزيمم دامه نوسانات آنها در برخي موارد (وقتي ضخامت يخ در دور هاديهاي سه فاز يکسان نباشند) کمتر از فاز A مي باشد.

شکل (4-1)- نمائي از انحراف زنجيره مقره ها در اثر وزش باد

گرچه در هر دو حالت جايگذاري يا تنظيم فاصله فازها در روي پايه ها تفاوتي با هم ندارند (چون لازم است بر مبناي ماکزيمم دامنه نوسانات هاديها تنظيم شوند) اما در وسط پايه ها، لازم است فواصل پايه‌ها براي حالت ناهمانگ محاسبه و تعيين گردد.
شکل (4-2) انحراف زنجيره مقره ها به سمت برج را در يک برج زاويه اي نشان مي دهد، در صورتيکه نوسانات فازها هماهنگ باشند، در برج هاي معمولي، نيز زنجيره مقره ها بصورت شکل (4-1) منحرف مي‌شوند.

شکل (4-2)- وضعيت انحراف زنجيره مقره ها در يک خط انتقال نمونه
براي کنترل نوسانات هاديها در روي برج ها ضمن اينکه مي توان از تجهيزات ميراکننده استفاده نمود، انتخاب مناسب آرايش مقره ها نيز مي تواند سبب کاهش فواصل فازي شود. گرچه با انتخاب آرايش وي شکل يا انتخاب مقره هاي ثابت مي توان دامنه نوسانات را کاهش يا حذف نمود اما اين اقدام مانع از نزديک شدن فازها در وسط اسپن نمي گردد. لذا در برخي موارد ضرورت کنترل نوسانات در سر برج ها را از بين مي‌برد. اما در خطوط انتقال کمپاکت که هدف نزديک سازي فازها تا حد امکان مي باشد، براي کنترل نوسانات در وسط اسپن از روش هاي مختلفي چون: کاهش اسپن، کاهش فلش هاديها و يا نصب فاصله نگهدارهاي فازي استفاده مي شود.
4-2-1- کاهش فاصله فازها در روي برج
همانطور که از شکلهاي (4-1 و 4-2 ) پيدا است، ميزان پيشروي فازها به سمت پايه‌ها بستگي به زاويه انحراف زنجيره مقره ها دارد و هر چه اين زاويه افزايش يابد، فازها بيشتر به بدنه پايه‌ها نزديک مي شوند که اگر دامنه اين نوع نوسانات کنترل نشود، چاره اي جز افزايش فاصله فازها وجود ندارد. در صورتيکه زاويه انحراف با نشان داده شود، هاديها به اندازه به بدنه نزديک مي شود که مقدار آنرا مي‌توان از رابطه زير بدست آورد:
(4-1)
در اين رابطه طول زنجيره مقره ها و اتصالات است که برابر با فاصله عمودي هاديها تا بازوي برج در نظر گرفته شده است، طبيعي است که هر چه سرعت باد افزايش يابد بر زاويه انحراف افزوده مي‌گردد. البته اين رابطه براي حالتي صادق است که آرايش مقره ها از نوع آويزان باشد و براي ساير آرايش مقره‌ها قابل استفاده نمي‌باشد.
4-2-2- کاهش فاصله فازها در وسط پايه ها
دامنه نوسانات هاديها در وسط پايه ها بستگي به ميزان فلش هاديها دارد، در شرايط خاص مقدار ماکزيمم آن ممکن است به حدود 50 درصد فلش هاديها نيز برسد. اما با توجه به اينکه در اثر وزش باد هر سه فاز با هم به جلو يا عقب کشانده مي شوند، لذا در شرايط وقوع نوسانات هماهنگ، فاصله فازها کم نمي شود. در برخي موارد ممکن است نيروي ناشي از باد بر روي هاديهاي سه فاز يکسان نباشد (موقعي که يخ روي يکي از فازها را پوشانده باشد يا اينکه ضخامت يخ در روي هر سه فاز يکسان نباشد) در نتيجه دامنه نوسانات هماهنگ نباشد، در چنين موارد لازم است فاصله فازها با توجه به اين نکته

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید