دانلود تحقیق آشنایی با انواع شبکه های توزیع

-1) آشنایی با انواع شبکه های توزیع
برای توضیح بحث شبکه های توزیع مناسب است مختصرا مقدمه ای را بیان نماییم امروزه به علت بالا بودن مقدار انرژی الکتریکی مصرفی و فاصله تولید این انرژی که به دلایل متعدد( رعایت محیط زیست و وجود منبع کافی آب و نزدیکتر بودن به جاده های بین المللی جهت حمل مواد سوختی و وجود زمین مناسب برای نصب تاسیسات سنگین نیروگاههای حرارتی) در خارج از شهرها با فاصله ای نسبتا زیاد ایجاد و الزاما از این فاصله انتقال انرژی الکتریکی زیاد به نقاط دور دست به خاطر مقاومت هادیها نیاز به افزایش ولتاژ و سپس نزدیک مصرف کننده ها به علت نیاز به ولتاژ فشار ضعیف مجددا احتیاج به کاهش ولتاژ می‌باشد.
لذا انتخاب ولتاژ و توزیع انتقال و توزیع متناسب با میزان بار (انرژی) و فاصله ی انتقال این انرژی تا محل مصرف انجام می گیرد و طراحی پستهای انتقال و توزیع و سپس ساخت و نصب و بهره برداری آغاز می گردد.

1- بحث پخش انرژی الکتریکی (توزیع) DISTRIBUTION و ارائه انواع شبکه های توزیع مطلب این پروژه می باشد.
برای پخش انرژی بطور کلی چهار گروه اصلی هادی توزیع انرژی می شناسیم.
1-1) سیمهای با روپوش عایقی که تا ولتاژ 1000 ولت درجه عایقی آن می باشد در ساختمانها بیشتر استفاده می شود.
2-1) سیمهای با روپوش عایقی برای ولتاژهای تا 1000 ولت برای رساندن انرژی برق به مصرف کننده‌های متحرک و سیار استفاده می گردد.
3-1) کابلهای روپوش دار روغنی و خشک با تحمل درجه عایقی برای 1000 تا ولتاژهای بالاتر برای استقرار در زیر زمین و کانالها یا زیر آب برای هدایت انرژی فشار ضعیف تا فشار قوی.
4-1) هادیهای بدون روپوش مسی و آلومینیومی بای انتقال یا توزیع انرژی فشار ضعیف 380 ولت تا ولتاژهای فشار قوی بالا تا 750 کیلو ولت می باشد.
لازم به ذکر است که انتخاب هر یک از چهار گروه مذکور برای پخش یا انتقال انرژی بستگی به میزان انرژی و فاصله محل تولید تا مصرف و ولتاژ انتخابی و شرایط محلی و نوع مصرف کننده می باشد.
شبکه های با ولتاژ تا 1000 ولت را فشار ضعیف و از 1000 تا 63 کیلو ولت را فشار متوسط و بالاتر را فشار قوی می نامند.

2- ساختمان و کاربرد هادیهای جریان
بدیهی است که برای هدایت انرژی در شبکه های توزیع و انتقال نیاز به استفاده از هادیهایی از نوع مس یا آلومینیوم خواهد بود.

این هادیها دارای مشخصه استقامت مکانیکی – مقاومت مخصوص و مقاطع مختلف می باشد.
لذا برای انتخاب جنس هادی باید به نوع خط و شرایط محیطی که بر روی خط تاثیر خواهد گذاشت توجه داشته و به مهمترین خصائص هادی که هدایت الکتریکی – مقاومت مکانیکی- استقامت شیمیایی – وزن هادی و مقطع هادی دقت نمائیم.

3- عایق های بکار رفته در پوشش عایقی کابل و ساختمان آنها
برای پوشش عایقی سیمهای برق غالبا از موادی بنام پلاستیک یا لاستیک و مشتقات آنها در لایه های متعدد متناسب با نیاز استفاده می گردد.
در شبکه‌های فشار ضعیف بیشتر از کابل (POLIVINIL CHOLORID) PVC
پلی ونییل کلرید و در مواردی که به نرمش بیشتری نیاز باشد از کابلهای با پوشش لاستیکی استفاده
می شود.

4- ساختمان سیمهای دارای پوشش عایقی
برای سیمهای با پوشش عایقی که مناسب نصب روی دیوارها می باشد و حداکثر تا مقطع 16 میلیمتر تک رشته برای سیمهای با پوشش عایقی که مناسب نصب روی دیوارها می باشد و حداکثر تا مقطع 16 میلیمتر تک رشته بیشتر ساخته نمی شود و برای مقاطع بالاتر از چند سیمه استفاده می گردد با علامت مشخصه F نمایش داده می شوند و برای حمل انرژی به دستگاه های متحرک بیشتر از سیمهای افشان روپوش دار استفاده می گردد.

5- کابلها
در ساختمان کابلها معمولا تا مقطع 16 میلیمتر مربع از تک مفتولی و برای مقاطع بالاتر از چند مفتول (چند سیمه) استفاده می گردد.
در بین سیمهای عایق دار و کابلهای با پوشش پلاستیکی بیشتر عایقهای آنها بر مبنای PVC می باشند لازم به توضیح است که عایق PVC در حالت خالص برای عایق بندی اصلا مناسب نبوده و در حرارتهای معمولی در موقع هدایت انرژی خشک و حالت نرمش خود را از دست می دهد.

و با اضافه نمودن مواد آلی به این عایق مانند PROTODUR پروتودور عایق مناسب و خوبی بدست می آید.
الف) کابلهای پلی اتیلن POLYATHYLEN (PET)
این نوع کابل در فشار ضعیف موارد استفده بسیاردارد و از لحاظ عایقی دارای خواص خوبی می باشد.

همچنین علاوه بر کابلهای لاستیکی از سایر عایقها مانند کائوچوی مصنوعی و سایر عایقهای صنعتی دیگر استفاده می گردد.
ب) طرز کار و ساختمان محل اتصال کابل و قطعه اتصالی
در یک شبکه توزیع یا انتقال انرژی به منظور امکان ارتباطات بین تاسیسات تولید و تبدیل و انتقال و توزیع انرژی به یکدیگر از لوازمی به نام اتصالات که در شبکه های کابلی سرکابل و مفصل و در هوایی کلمپها و کنکتور معروفند.
بسته به این تاسیسات در فضای باز یا بسته و کابلها روغنی یا خشک باشند قطعه ارتباطی متفاوت و همچنین در صورت این که سیم تک رشته یا چند غلافه باشد نوع آن فرق خواهد داشت.
ساختمان قطعه رابط اتصال کابل با ترانس یا کابل با کابل تابعی است از ولتاژ الکتریکی و نوع کابلها که می بایست به یکدیگر متصل گردند.

6- پایه های خطوط برق
انتقال یا توزیع انرژی از یک پست ترانسفورماتور تا مصرف کننده ها به علت مسائل اقتصادی و سهولت بهره برداری و رفع عیب تا جاهایی که مسیر باسد بهتر است به طریق هوایی انجام پذیرد.

برای استقرار هادیها نیاز به نصب پایه هایی با اشکال نمونه زیر با مصالح متفاوت مانند چوب ساده – چوب اشباع از مواد کروزوت – تیر سیمانی – برجهای فلزی مشبک – پایه های فایبر گلاس پایه های فلزی استوانه ای یا شش ضلعی و غیرو ساخته می شود.

2-1- شرایطی که در هر شبکه توزیع می باید مورد توجه قرار گیرد عبارتند از :
1.شرط اول جهت تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز مشترکین این است که شرکتهای برق موظفند به طور دائم در طول شبانه روز آن مقدار قدرتی که مشترک درخواست نموده و مومرد توافق قرار گرفته در اختیارش قرار دهند بنابراین در انتخاب میزان قدرت و نوع شبکه و سیم کشی و اجرای عملیات آن بایستی دقت زیادی شود.
2.

شرط دوم جهت تامین انرژی مصرف کننده ها این است که وضعیت شبکه ها باید طوری باشد تا در مواقع خرابی یک قسمت از شبکه در تغذیه مصرف کننده ها وقفه ای حاصل نشود.
3.

عیب یابی سریع ناشی از عایق بندی (ایزولاسیون) شرط سومی می باشد که در توزیع انرژی الکتریکی بایستی مورد نظر باشد.

شبکه ها باید طوری باشند که بتوان معایب ناشی از عایق بندی و پاره گی خطوط و سایر معایب را فوری و به طور مطمئن پیدا کرده و به سرعت آنها را بر طرف نمود.
4.

با برقراری شرایط بالا، چهارمین شرط انتخاب شبکه ها، شبکه ایست که مناسبترین و ارزانترین روش توزیع انرژی را در بر داشته باشد.
عدم رعایت موارد فوق سبب می شود که اشکالات زیادی در شبکه های توزیع بوجود آید، از افت ولتاژهای فوق العاده زیادتر از حد مجاز گرفته تا تلفات زیاد انرژی و از اضافه بار روی ترانسفورماتورها گرفته تا خاموشیهای طولانی در سطوح وسیع.
یکی از مزیتهای انرژی الکتریکی بر سایر انرژی ها سادگی قابلیت انتقال و توزیع آن برای مسافتهای طولانی می باشد.

تحقق بخشیدن به چنین امری نیاز به وسایلی دارد تا به کمک آنها بتوان انرژی الکتریکی را از یک محل به محل دیگر انتقال دارد و یا در یک حوزه وسیع توزیع نمود.

بدون آنکه هیچگونه خطری شبکه و عوامل جانبی آن را تهدید نماید.

وسائلی که می توان جهت امر فوق از آنها استفاده نمود دو نوع هستند:
1.

سیم های هوایی با متعلقات مربوطه
2.

کابلهای زمینی با متعلقات
مربوطه.
کابلهای زمینی با متعلقات مربوطه.

انتخاب یکی از دو وسیله فوق به عوامل متعدد بستگی دارد که پس از جمع بندی آن عوامل یکی از دو وسیله فوق جهت انتقال و توزیع انتخاب می شود.

تعدادی از این عوامل عبارتند از: 1)مسیر خط انتقال(توزیع) الف- طول مسیر : اگر فاصله از پست (یا مرکز تولید) تا محل مصرف کم باشد کابلهای زمینی به سیم کشی هوایی ارجحیت دارد مخصوصا در مواردی که این طول کم با پیچ و خم های متوالی همراه باشد.

ولی اگر فاصله زیاد باشد و مخصوصا فشار الکتریکی شبکه هم قوی باشد.

از سیم کشی هوایی استفاده می شود.

ب- نوع مسیر : در بعضی از نقاط اجبارا از شبکه زمینی استفاده می شود.

مانند حریم باند فرودگاه در بعضی از نقاط دیگر اجبارا از شبکه هوایی استفاده می شود مانند حریم عرضی راه آهن.

ج- محدودیت عرضی مسیر: در بسیاری از موارد به علت کم بودن عرض مسیر و در نتیجه به علت عدم تامین حریم خوطوط هوایی کابل کشی زمینی جایگزین سیم کشی هوایی خواهد شد.

مخصوصا در مورد خطوط 400 ولت و 20 کیلو ولت در داخل شهرها و در داخل مجتمع های صنعتی زیاد به چشم می خورد.

2) ولتاژ خط انتقال هر اندازه که ولتاژ خطوط انتقال (یا خطوط ارتباطی پستهای برقی) قوی تر باشد سیم کشی هوایی به کابل کشی زمینی ارجعیت می یابد، عموما شبکه های فشار ضعیف را (با توجه به سایر عوامل) از کابلهای زمیتی می سازند، در شبکه های 20کیلو ولت نیز با توجه هب سایر عوامل کابل کشی زمینی به چشم می‌خورد ولی برای خطوط 63 کیلوولتی به بالا کابل کشی زمینی اصولی نمی باشد.

3) تراکم جمعیت اگر در محل توزیع و مصرف تراکم جمعیت زیاد باشد و بار در کیلومتر مربع از 1000 کیلو وات به بالا باشد کابل کشی زمینی به سیم کشی هوایی برتری دارد.

البته در مورد خیابانهایی که ساختمانهایشان بهم چسبیده و از دو طبقه به بالا هستند در هر صورت باید شبکه های از طریق کابل کشی زمینی مورد اجراء و بهره برداری قرار گیرند.

4) عامل اقتصادی اگر طراحی مقبول و مناسب باشد که هم به لحاظ فنی از شرایط نسبتا خوبی برخوردار باشد و هم به لحاظ اقتصادی به بودجه و تامین اعتبار کمتری نیازمند است.

در این گونه مورد سیم هوایی به کابل زمینی برتری دارد.

مخصوصا هر اندازه ولتاژ خط انرژی قویتر باشد این افزایش قیمت چشمگیر تر است، حدودا می توان گفت که در شبکه های فشار ضعیف 300 ولت هزینه شبکه زمینی دو برابر هزینه شبکه هوایی می‌شود ولی این نسبت افزایش در شبکه های 63کیلو ولت و 230کیلو ولت به ترتیب 7 و 11 برابر می‌شود.

5) زیبایی محیط اگر خطوط توزیع نسبت به هم زدن آرایش طبیعی محیط گردد و احیانا خواسته باشیم ضمن حفظ زیبایی محیط، انرژی الکتریکی را نیز توزیع کرده باشیم، کابل کشی زمینی را انتخاب می کنیم.

مثلا در شهرها به منظور حفظ زیبایی خیابانها معمولا از شبکه های زمینی استفاده می شود.

علاوه بر عوامل فوق، عومال متعدد دیگری نیز وجود دارد که کابلهای زمینی را به سیمهای هوایی و سیمهای زمینی (کابلهای زمینی) تبدیل کرده اند.

مثل عوامل جوی، عوامل اطمینان مصرف، عوامل عیب یابی سریع به هنگام اتصال و پاره گی خطوط.

البته کابل کشی زمینی دارای مزایای منحصر به فردی است.

به علت دفن بردن در زیر خاک از خطراتی مانند طوفان و یخ زدگی و رعد برق در امان است.

از این رو تسطیع جریان کمتر پیش می آید.

اما اگر کابل صدمه ببیند تعمیر و تویض آن مستلزم دقت و هزینه زیادی است.

همین اشکال در مورد انشعابگیری وجود دارد.

در صورتیکه گرفتن انشعاب از خطوط هوایی بدن زحمت و با مخارج کم و با سرعت انجام می پذیرد.

همچنین از نظر اصلاح ظریب قدرت تا اندازه ای استفاده از شبکه های زمینی بهتر است.

شبکه های هوایی و متعلقات آن شبکه های هوایی و لوازم آن باید بر اساس خواص الکتریکی و خواص مکانیکی مورد بررسی و مطالعه قرار گیرند.

شبکه از لحاظ خواص الکتریکی مورد بررسی و مطالعه قرار گیرند.

شبکه از لحاظ خواص الکتریکی باید از شرایطی برخوردار باشد که : 1- قادر به انتقال قدرت مورد نیاز باشد.

2- جهت انتقال یک توان مشخص افت ولتاژ زیادی در آن پدید نیاید.

3- لوازم شبکه مخصوصا مقره ها متناسب با ولتاژ آن باشد.

4- فاصله بین هادیهای ناز متناسب با ولتاژ شبکه از حد معینی کمتر نباشد.

بعد از خواص الکتریکی باید شرایط مکانیکی شبکه را در نظر گرفت.

به عنوان نمونه پایه ها و سیمها باید طوری باشند که در مقابل نیروهای مختلف وارده (نیروهای کششی و عوامل جوی) مقاوم بوده و بتواند مدت زیادی در خدمت شبکه قرار گیرد و بدون آنکه احتیاج به تعمیرانی داشته باشد.

به بیان دیگر، نیروی کششی وارده به سیمها نباید از حد مجاز داده شده تجاوز نماید که سبب پارگی آن گردد و احتمالا سبب خوابیدن تیر و یا شکستگی آن شود.

حداکثر نیروی کششی برای چند نمونه سیم هوایی عبارتند از : سیم مسی تک رشته ای معادل 12 کیلو گرم برای هر میلیمتر مربع.

سیم مسی چند رشته ای معادل 19 کیلو گرم برای هر میلیمتر مربع.

سیم آلومینیومی چند رشته ای معادل 8 کیلو گرم برای هر میلیمتر مربع.

سیم آلومینیومی چند رشته ای معادل 12 کیلو گرم برای هر میلیمتر مربع.

به طور کلی از نظر شرایط مکانیگی شبکه ها باید طوری طراحی و اجرا شوند که برای بدترین حالتهای احتمالی مقاوم باشند.

علاوه بر خواص فوق شبکه های هوایی باید از لحاظ ایمنی محیط و اشخاص تابع قوانین برق منطقه ای (استاندارد) باشند.

3-1) هادیهای جریان الکتریکی به طور کلی هر فلزی که قادر باشد جریان برق را از خود عبور دهد هادی گفته می‌شود، لذا هادیها را بر اساس درجه قابلیت هدایتشان هادی تر نامند مانند نقره – مس- آلومینیوم و غیرو معهذا به دلیل غیر اقتصادی بودن مصرف نقره در احداث شبکه ها از دو فلز هادی دیگر (مس و آلومینیوم) در شبکه های توزیع و انتقال هوایی و زمینی به مقتضی نیاز به صورت هادیهای بدون پوشش عایق یا با عایق ساخته و مصرف می شود.

به دلیل اختلاف خواص مس و آلومینیوم در احداث شبکه ها با ولتاژهای مقاومت و باس بارها از هر کدام در جای خود استفاده می گردد.

لذا با توجه به اختلاف قابلیت هدایت این دو فلز برای جریان مساوی سطح مقطع آلومینیوم می باید 6/1 برابر مس انتخاب گردد.

مقدار افزایش طول شین های آلومینیوم برای هر متر طول در 60 درجه سانتیگراد 5/0 میلیمتر نسبت به مس بیشتر می باشد.

1-3-1- سیم های هوایی جنس سیم های هوایی معمولا از مس بوده و در مواردی نیز از آلومینیوم استفاده می‌شود سیمهای آلومینیومی بایستی دارای 5/99 درصد آلومینیوم خالص باشند این درصد خلوص باعث جلوگیری از خورده شدن و از بین رفتن سیم می ود به غیر از این نوع، سیم دیگری نیز از جنس آلومینیوم یا آلیاژ مرغوب مصرف می شود به نام آدری معروف است و از 7/98 درصد آلومینیوم خالص تقریبا 5/0 درصد منیزیم و 5/0 درصد سیلسیم و کمتر از 3/0 درصد آهن تشکیل شده است استحکام خاصیت انبساط و دوام سیم آلدری به طور نسبی بالا می باشد این سیم در مقابل خوردگی درست مانند آلومینیوم خالص مرغوب و مقاوم می باشد.

برای فواصل زیاد تا 45 متر از سیمهایی با جنس دیگر که قدرت تحمل آن 222 کیلو پوند می باشد استفاده می شود.

با استفاده از برنز، مس، فولاد، آلومینیوم می توان سیم های هوایی را با مقاطع کوچکتر از 6 میلیمتر مربع ساخته و مورد استفاده قرار داد.

سیمهای مسی را می توان از یک رشته یا چند رشته به هم تابیده شده ساخته ولی استفاده از سیمهای مسی یک رشته فقط با سطح مقطع 16 میلیمتر مربع مجاز بوده و برای سطح مقطع بیشتر از آن بایستی حتما چند رشته ساخته شوند سیمهای آلومینیومی بایستی همیشه چند رشته باشند.

حداقل سطح مقطع حداقل سطح مقطع برای سیمهای هوایی از جنس مسی 6 میلیمتر مربع می باشد.

استفاده از این مقطع در مواردی مجاز می باشد که فاصله تیرهای نگهدارنده از 45 متر بیشتر نشود.

برای فواصل بیشتر از 45 متر بایستی حداقل سطح مقطع سیم 10 میلیمتر مربع باشد بجای سیم 6 می توان از سیم آلومینیومی 16 و بجای سیم مسی 10 از سیم آلومینیومی 25 استفاده نمود ولی قانوناً حداقل سطح مقطع سیم های آلومینیومی مورد استفاده 25 می باشد.

2-3-1- انواع کابلها کابلها را به لحاظ مصارف مختلف از نظر نوع عایق و شکل هادیها به انواع زیر تقسیم می گردد.

از نظر شکل مقطع هادی کابل ها سه شکل 1- گرد 2- سکتور 3- بیضی ساخته می‌شود.

از لحاظ نوع عایق پوشش کابلها به صورت کابل PVC (پی- وی - سی) و کابل روغنی با غلاف سربی (آلومینیومی) کابل کراسلینگ – کابل کنتانتریک – کابل های با زره فولادی از تسمه های باریک و مفتولهای گرد که به کابل با آرمور معروف هست و کابلهایی که برای هر فاز یک غلاف سربی ساخته شده به نام کابل سه غلافه می نامند.

نوع دیگر کابل پروتلین می باشد.

کابلهای PVC برای ولتاژهای زیر 1000 ولت فشار ضعیف بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کابل نوع کنتانتریک که دارای عایق P.V.C و یک هادی در وسط و یک هادی به شکل شیلد یا شبکه آرموری اطراف هادی وسط جهت سیم نول به منظور استفاده برای دستکهای مشترکین استفاده می شود و نوع دیگر کابلهای خود نگهدار ولی با عایق PVC می باشد و کابل های روغنی تک غلافه یا سه غلافه سربی و کابلهای کراسلینگ و کابلهای پروتلین در انتقال انرژی با فشارهای متوسط و قوی از 1000 ولت به بالا استفاده می گردد و برای تعیین جریان مجاز عبوری از کابلها در شرایط درجه حرارت نرمال 20+ درجه سانتیگراد در هوای آزاد و زیر زمین جدا ولی در کتب مختلف و توسط وزارت نیرو ارائه شده که مقادیر تعیین شده در شرایط درجه حرارت 20 درجه سانتیگراد صادق هست.

نکته ای که لازم به ذکر می باشد در هیچ قسمت از کابلها نباید درجه حرارت از مقادیر تعیین شده در ذیل تجاوز نکند.

برای کابلهایی که تحت ولتاژهای 1 تا 6 کیلو ولت کار می کند 65 درجه سانتیگراد برای کابلهایی که تحت ولتاژهای 10 تا 20 کیلو ولت کار می کند 55 درجه سانتیگراد برای کابلهایی که تحت ولتاژهای 30 تا 60 کیلو ولت کار می کند 45 درجه سانتیگراد در فشار قوی نوع دیگری کابل با نام کابل گازی وجود دارد، ضمنا کابلهای روغنی هم دو نوع کابل روغنی با فشار کم و کابل روغنی با فشار زیاد وجود دارد.

از ماده PVC برای پوشش خارجی کابلهای جامد استفاده می گردد این نوع کابلها نسبت به کابلهای با غلاف سربی دارای مزایا و محاسی به شرح ذیل هستند: 1- وزن کمتر – سطح صاف و تمیز تر – قابلیت انعطاف بیشتر – قابلیت نصب به طور عمودی معهذا کابهای PVC تحمل ضربه پذیری و فشار زیاد را ندارد.

با توجه به اینکه کابلهای پروتیلن از استقامت الکتریکی خوبی برخوردار می باشد و به خوبی اختلاف پتانسیل 20 کیلو ولت را می تواند تحمل کند، لذا در فواصل کم مانند ارتباط بین تابلو تا ترانسفورماتور از نوعی کابل به نام پروتلین استفاده می گردد به طور کلی برای شناسایی انواع کابلها از حروف الفبای انگلیسی استفاده شده و هر حرف مشخصه لایه بخصوصی در کابل است غالبا روی پوسته خارجی کابلها نوع کابل و متراژ و تعداد رشته و ولتاژ مجاز کابل چاپ شده است، لذا جهت آشنایی با مشخصات کابلها به جدول ذیل مراجعه می گردد.

جدول(1-1) شناسایی کابلهای با عایق PE , PVC علائم درج در جدول ذیل به منظور تعیین مشخصات سیم (هادیهای) به کار رفته از لحاظ شکل مقطع و تعداد رشته می باشد.

جدول(2-1) شناسایی کابلهای روغنی به ولتاژ کم و غلاف سربی یا آلومینیومی جدول(3-1) مشخصات کابل روغنی با ولتاژ بالا و به همین صورت برای انواع کابلهای دیگر مانند گازی و غیرو علائمی تعیین و از روی علائم به مشخصات کابل پی خواهیم برد.

3-3-1- انتخاب مقطع کابل برای تعیین مقطع کابلها عامل اصلی یعنی جریان(بار) و ظرفیت باردهی کابل را می توان ذکر نمود در کلیه جداول ظرفیت کابلها را تحت شرایط استانداردی که حاوی درجه حرارت محیط و محل مورد استفاده (در هوا و در زمین ) قرار گرفته مشخص نموده است، لذا چنانچه شرایط مذکور تغییر پیدا کند مسلما در ظرفیت عبور جریان کابل تاثیر خواهد گذاشت.

از طرفی شرایط قرار گرفتن هادیهای حامل جریان برق در کنار هم در کاهش ظرفیت اثر خواهد گذاشت وضعیت نوع خاک و درجه رطوبت خاک در افزایش یا کاهش ظرفیت کابل موثر می باشد.

چنانچه همواره از کابل ها کمتر از 60 % درصد ظریت باردهی آن جریان عبور نماید مقاومت حرارتی خاک ثابت خواهد بود در غیر این صورت به نسبت افزایش بار(عبور بیش از 60% درصد جریان) و استمرار این بار در کابل موجب گرم شدن محیط اطراف کابل و خشک شدن رطوبت خاک های اطراف کابل شده بالنتیجه از ظرفیت کابل کاسته می شود.

4-3-1- شرایط خواباندن کابلها در کانال چنانچه کابل کشی به طور صحیح انجام گیرد می توان انتظار داشت که برای مدت زمان عمر کابل، از کابل بتوان بهره برداری نمود، لذا توجه به شرایط و نحوه کابل کشی ضروری است.

الف) ابتدا باید جهت خواباندن کابل به وجود املاح در خاک مانند نمک- کلر- اسید-آهک و غیره توجه نموده و در صورت وجود این گونه املاح که روی پوسته کابل خورندگی خواهد داشت از کابلهای مخصوص که دارای حفاظ در مقابل کروزیون می‌باشند، استفاده نمود.

ب) کابلها را باید با استفاده از چرخاندن قرقره کابل(چرخ کابل) به طور آهسته از دور قرقره باز تا هادی کابل تحت نیروی کششی قرار نگیرد.

پ) به فلش روی قرقره کابل توجه کرده و در جهت عکس فلش کابل را باز نمایید.

ت) در موقع کشیدن کابل باید مانع خم شدن کابل شد و از باز شدن اضافی کابل جلوگیری کرد.

ث) در موقع کابل کشی درجه حرارت می باید بالای 3+ درجه سانتیگراد باشد.

ج) برای کابلهای روغنی حتی الامکان می باید شیب کانال کمتر و در فاصله های زیاد کمتر از 5% درصد باشد .

چ) جهت عبور کابل از روی لوله های آب و گاز یا کابل تلفن کابل از داخل لوله عبور داده شود.

ح) برای خواباندن کابل فشار قوی و ضعیف در یک کانال می باید کابل های فشار قوی در عمق 120 سانتیمتر و فشار ضعیف در عمق 80 سانتیمتری روی کابل فشار قوی خوابانده شود.

خ) برای عبور از عرض خیابانها و میادین می باید کابلها از داخل لوله های فلزی عبور داده شود.

د) در موقع عبور کابل به داخل لوله جهت جلوگیری از ورور خاک و سنگریزه به داخل لوله می باید کف جلوی لوله را قدری گود کرده تا ضمن کشیدن کابل به داخل لوله سنگ ریزه ها در داخل گودال ریخته شود.

ذ) پس از اتمام کشیدن کابل در داخل لوله در ورودی و خروجی بالشتک لاستیکی یا عایق دیگری مانند پشم شیشه و غیرو مجرای ورودی لوله را بسته تا از ورود لجن و خاک به داخل لوله جلوگیری شود.

ر) قبل از خوابانیدن کابل بستر کانال را می باید 10 سانتی متر ماسه بادی نرم ریخته و پس از کابل کشی روی کابل را 10 سانتیمتر ماسه نرم ریخته و سپس با آجر چینی به صورت عرضی روی کابل و سپس 20 سانتیمتر ریختن خاک نرم تر و سپس پر نمودن کانال اقدام نمود.

4-1- سرکابل سرکابل وسیله ای است که در مواقع تغییر نوع حامل جریان الکتریکی بکار برده می‌شود.

مثلا وقتیکه بخواهند کابل زمینی را به سیم هوایی وصل کنند و یا کابل زمینی را به شین اتصال دهند از سر کابل استفاده می‌کنند.

سر کابل باید طوری بسته شود که رطوبت هوا و آب باران به هیچ وجه در آن نفوذ نکند و چنانچه کابل روغنی باشد، روغن داخل کابل بیرون نریزد.

ساختمان و نوع سرکابلها متفاوت بوده و بستگی به نوع کابل و مکان نصب آن دارد.

سرکابلها در اندازه های مختلفی ساخته می شوند.

اندازه سرکابل بستگی به ولتاژ شبکه دارد.

سر کابلها در حالتی که اتصال کوتاه در شبکه بوجود آید بستگی به نیرویی دارد که این اتصال کوتاه ایجاد می کند.

باید سعی کرد که سر کابل حتی المقدور کوچک باشد تا جهت نصب هم محل آن آسان باشد و هم فضای کمتری را اشغال نماید.

در بالای مواد پرکننده در اثر حرارت زیاد همواره مقداری فضای خالی موجود باشد تا هنگامی که حجم مواد پر کننده در اثر حرارت زیاد می شود مایع از سرکابل بیرون نریزد در سر کابلها ( مخصوصا سرکابلهای کیلو ولت 2 به بالا) باید کاملا دقت شود که رطوبت هوا وارد سر کابل نشود.

به طور کلی بستن سرکابل عملی است حساس و چنانچه در موقع بستن سرکابل است که اگر دقت کافی نشود به هنگام عبور جریان از سر کابل اشکال بوجود می آید کما اینکه در تمام شبکه های زمینی، اولین جائی که به هنگام وقوع عیب مورد بررسی قرار می گیرد، سر کابل و مفصل می باشد.

چون احتمال بوجود آمدن اتصالی در این دو به مراتب بیشتر از احتمال بوجود آمدن اتصال در خود کابل می باشد.

5-1- مفصل در هنگام کشیدن کابهای زمینی اگر کابل کوتاه باشد و لازم باشد که کابل دیگری در امتداد آن قرار گیرد جهت اتصال این دو کابل به یکدیگر از مفصل استفاده می شود.

همچنین در مواقع گرفتن انشعاب ، باید کابل اصلی را در نقطه انشعاب قطع کرد و به کمک مفصل کابل فرعی را به کابل متصل نمود.

علاوه بر این به هنگام بروز عیب در یک کابل زمینی پس از پیدا کردن محل عیب در کابل، آن نقطه از کابل را قطع کرده و پس از جدا کردن قسمت معیوب از قسمت سالم دو قطعه کابل را توسط مفصل بهم متصل نمود مفصل باید کابل را در محل اتصال در مقابل رطوبت و نیروی مکانیکی محافظت نماید.

در داخل مفصل کابلها باید طوری به مفصل وصل و محکم شوند که با پیچ خوردن کابلها، سیمهای داخل مفصل کوچکترین حرکتی ننمایند و فشار به آنها وارد نشود.

همچنین مفصل در مقابل نیروی کششی زیاد باید محافظت شود.

به همین منظور قبل از اینکه دو سر کابل وارد مفصل شوند.

آن را خم کرده و به شکل S در می آورند و پس از آن دو سر کابل را داخل مفصل قرار می دهند.

بدین ترتیب اگر کابل اندکی کشیده شود، نیرویی به مفصل وارد نخواهد شد.

مفصلها معمولا از جنس چدن، فولاد، مواد عایقی مانند PVC می باشد که در اندازه های مختلف ساخته می شوند.

برای پر کردن مفصل چدنی (فولادی) بعد از بستن کابل و عایق کردن آنها از یکدیگر از قیر استفاده می کنند.

توجه شود که بدنه مفصل (سر کابل) حتما باید دارای سیم زمین باشد.

6-1- اشکال مختلف شبکه های توزیع نیرو شبکه های الکتریکی بر حسب ولتاژ به فشار ضعیف- فشار متوسط- فشار قوی تقسیم بندی می شوند که در پخش (توزیع) انرژی شبکه با ولتاژ 380/220 ولت تا 63 کیلو ولت صحبت می نماید.

در طراحی یک شبکه توزیع باید به نکات زیر توجه خاص مبذول داشت.

الف: کمترین مقدار تلفات الکتریکی را دارا باشد.

ب: تامین وسایل حفاظتی با حداقل وسیله.

پ: حصول حداکثر درجه اطمینان.

ت : حداقل وسائل و لوازم بکار برده شود.

ث: سادگی و روشنی پروژه.

لذا برای دسترسی به شرایط فوق اشکال مختلف شبکه ها طراحی که هر یک دارای معایب و مزایایی خواهند بود.

1-6-1- شبکه باز (شعاعی) در این نو شبکه ها تغذیه انرژی از یک سو (جهت) انجام می گیرد.

بدیهی است امکان تغذیه دو خط موازی به یک نقطه میسر خواهد بود.

این نوع شبکه بسیار ساده می باشد و در صورت بروز اتصالی بسته نوع شبکه شعاعی متفاوت می باشد.

در صورتیکه مصرف کننده ها به طور هر یک انشعاب مجزا تغذیه گردند خاموشی فقط در خطی که اتصالی بروز کرده ایجاد و اسیر مصرف کننده ها آسیبی وارد نمی شود ولی در نوع شبکه های شعاعی که چندین مصرف کننده از یک خط منشعب و تغذیه می‌گردند وضع بگونه ای دیگر و خاموشی پیش آمده برای تمامنی مصرف کننده ها خواهد بود.

(مزایای خط شعاعی) الف: شبکه های باز به آسانی قابل فهم و به سهولت به اجزاء آن می توان دست یافت.

ب: کلیه نوا قص و معایب آنها را می توان به طور سریع پیدا نمود.

پ: توان اتصال کوتاه به علت تغذیه شبکه از یک سو کمتر می باشد.

ت: حفاظت شبکه آسان و با وسائل کمتر امکان پذیر است.

معایب خط باز(شعاعی) الف: ضریب اطمینان در حال کار کم است.

ب: تلفات انرژی در مقایسه با یک شبکه که از دو سو تغذیه می شود بیشتر است.

پ: به منظور محدود نگهداشتن تلفات انرژی باید سطح مقطع بزرگتری را انتخاب نمود.

لذا مصالح بیشتری بکار خواهد رفت.

2-6-1- شبکه های حلقوی بسته: در این نوع شبکه امکان تغذیه انرژی از دو سو می باشد ضریب اطمینان کار این نوع شبکه الکتریکی به مقدار قابل توجهی بالاتر خواهد بود چون در صورت از کار افتادن یکی از دو خط تغذیه کننده، شبکه از سمت دیگر انرژی تغذیه، خواهد شد.

در این سبک شبکه برای محاسبه سطح مقطع هادیها می بایست از یک سو تغذیه فرض و محاسبه را انجام داد.

3-6-1- شبکه های ستاره(شبکه های شانه ای شکل) چنانچه شبکه‌ای که‌از دو‌سو تغذیه‌شده را از نقطه پی‌تی نیز کنیم شبکه ساده‌ستاره شکلی بدست می‌آید.

لذا شبکه ستاره شکل از اتصال سه یا تعداد بیشتر خطوطی که مستقلا تغذیه می شوند، پدید می آید.

از این نوع شبکه ها برای توزیع انرژی با ولتاژ پایین در کارخانجات بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند.

4-6-1- شبکه های تار عنکبوتی و غربالی اگر شبکه ای را که از دو سو تغذیه کردند در میانه با خطی عرضی ارتباط دهیم، صورت ساده ای از شبکه تار عنکبوتی (غربالی) به صورت شکل زیر خواهد بود.

خطوط عرضی می تواند از دو نقطه دو سمت شبکه را به یکدیگر متصل کند بدون آنکه در این خط مصرف کننده ای موجود باشد در چنین حالتی ارتباط عرضی شبکه تنها این مزیت را دارد که شبکه از لحاظ رساندن انرژی به مصرف کننده ها ضریب اطمینان بزرگتر خواهد شد.

در شرایطی که ولتاژ در دو طرف خطوط عرضی یکسان نباشد جریان الکتریکی از خط هادی عرضی عبور خواهد کرد.

بیشتر این نوع شبکه برای شهرها در نظر گرفته شده است از خصوصیات چنین شبکه استقامت خوب آن در قبال شدت جریان اتصال کوتاه است.

بطور کلی دو نوع شبکه غربالی را از یکدیگر تمیز می دهیم.

شبکه غربالی که محلهای انشعاب بر روی گره ها قرار گرفته اند.

شبکه های غربالی که انشعاب ها در بین دو گره واقع شده اند.

فصل 2 حریم و ایمنی و طریقه اتصال زمین 1-2- اتصال به زمین هدف از اتصال زمین تامین حفاظت جانی برای انسانها و حیوانها و همچنین تامین حفاظت دستگاههای برق در برابر خراب شدن است.

نصب اتصال به زمین دارای روش های مختلف می باشند که از جمله می توان نسبت به حفر چاه اقدام و یا لوله های شبکه آب استفاده کرد ولی از آنجا که این دو روش بعلل مختلف با پیشرفت تکنیک صنعت برق همگام نیست روش استفاده از میله های روکش شده مسی یا مغز فولاد روز به روز جای خود را بیشتر در صنعت برق باز می نماید.