دانلود مقاله روشی ساده برای محاسبه

به منظور تسهیل محاسبه خمیدگی شاخه های مس هادی فرمول (1) به صورت زیر نوشته می شود : جدول 1 مقادیر را برای طول پلهای مختلف از 1 تا 50 فوت ارائه می نماید .

شرح پارامترهای موجود در معادله 2 به صورزت زیر است: :خمیدگی یا انحنای شاخه بر حسب اینچ (INCH) L: طول پل بر حسب اینچ (INCH) I: همان اینرسی مقطع بر حسب W: E: با توجه به مقادیر فوق هنگامی که L بر حسب فوت بیان می شود رابطه 2 را می توان به صورت زیر خلاصه کرد: به منظور تعیین انحنا بر حسب INCH در هادی هایی که نظیر تیره ساده مهار شده اند صرفا تقسیم فاکتور برای پل مناسب (نظیر جدول 1) توسط همان اینرسی مقطع هادی و ضرب آن وزن هادی بر حسب پوند لازم است .

حداکثر انحنای یک میله هادی افقی با یک سر مهار شده0.4.5 است که بوسیله روشی محاسبه فوق بدست آمده است .

اگر هر دو انتهای میله مهار شوند میزان انحنا به 0.2 برابر کاهش می یابد.

به عنوان مثال برای یک پل 10 فوتی از جدول 1 داریم :با در نظر گرفتن یک هادی مس 10 فوتی که از هر دو انتها مهار گردیده وزن کل این هادی در هر فوت طول آن 2 پوند (1B) است بنابر این حداکثر انحنا عبارت است از اگر هادی از یک انتها مهار گردد : همان اینرسی مقاطع مسی به صورت میله توپر و لوله در جدول 5.،6،7 صفحات 161-158 ارائه شده اند اطلاعات مربوط دیگر سایز ها که جداول ارائه نشده اند از طریق فرمولهای فوق به سادگی قابل محاسبه می باشد.

فرکانس طبیعی فرکانس طبیعی یک میله که از دو سر مهار شده است از رابطه زیر بدست می آید :اگر هر دو انتها به صورت افقی مهار شده باشند رابطه فوق به صورت زیر ارائه می گردد : از آنجا که میزان انحنای میله دو سر گیر 0.2 برابر مقدار مربوط به میله دو سر آزاد می باشد فرکانس طبیعی آن با مهار کردن دو سر میله 2.275 برابر افزایش می یابد .

در واقع با مهار کردن یک سر میله فرکانس طبیعی صرفا 50 درصد بیشتر می شود .

این پارامتر نقش مهمی در طراحی خواهد داشت .

بار ناشی از باد و یخ در بحث بار گذاری یک هادی با جهت کار برد در فضای آزاد نه تنها وزن خود هادی باید مورد توجه باشد بلکه وزن پوشش یخی که ممکن است در زمستان روی آن وجود داشته باشد و همچنین فشار باد باید لحاظ شوند .

در برخی کشورها حداکثر بار بر اساس وجود پوشش یخ به ضخالمت همزمان با فشار باد همزمان 8 پوند بر فوت مربع (( متناظر با سرعت باد حدود 50 مایل بر ساعت (M.P.H) محاسبه می گردد.

وزن یخ موجود روی هادی با سبار به ازای هر فوت طول هادی بر حسب پوند از رابطه زیر بدست می آید : در این رابطه T ضخامت یخ بر حسب اینچ INCH و D قطر خارجی هادی و بر حسب اینچ INCH است اگر به صورت لوله باشد وزن پوشش یخ با ضخامتهای مختلف به ازای هر فوت طول هادی گردد (لوله ای شکل )با اقطار مختلف از منحنی های شکل 25 هم قابل تعیین است بار ناشی از باد به ازای هر فوت طول هادی تیر برای مقادیر مختلف فشار باد از منحنی های فوق قابل تعیین است .

اگر بار ناشی از باد روی یک هادی با پوشش یخ مورد نظر باشد پیش از استفاده از منحنی ها دو برابر ضخاکمت یخ به قطر هادی افزوده می شود بار منتج نهایی بار ناشی از یخ به صورت مستقیم به وزن هادی افزوده می شود .

ولی بار ناشی از باد در جهت افقی عمل می نماید و بایستی برای بدست آوردن بار منتج روی یک هادی به صورت برداری به دو بار حاصل از یخ و وزن هادی که به صورت عمودی اعمال می شود .

بنا بر این بار کلی از رابطه زیر بدست می آید : در این رابطه R بار منتج کلی به ازای هر فوت طول هادی بر حسب پوند (LB) W:وزن هادی به ازای هر فوت (F) بر حسب پوند (1B) : وزن یخ به ازای هر فوت هادی (F) بر حسب پوند (1B) : فشار باید به ازای هر فوت هادی (F) بر حسب پوند (1B) این بار کلی در زاویه نسبت به محور عمودی اعمال می گردد و بنا بر این هادی در صفحه عمودی انحنا می یابد .

انحنای عمودی یا فرو رفتگی هادی برابر خواهد بود با ) میزان انحنا در صفحه ای است که زاویه با صفحه عمودی است ) بر این اساس بار هادی ها در نواحی مختلف دنیا به شرایط آب و هوایی منطقه ای به طور قابل توجهی با هم متفاوت است حداکثر تنش مجاز علاوه بر تخمین انحنای عمودی هادی های با سبار تضمین عدم عبور از حداکثر تنش مجاز هادی در بدترین شرایط بار گذاری در حین کار ضروری است .

برای این منظور نه تنها در نظر گیری وزن هادی همراه با فشار باد و وزن یخ لازم است بلکه بار ناتشی از نیروهای مغناطیسی تحت شرایط اتصال کوتاه هم باید لحاظ گردد .

در بدترین شرایط نیروهای مغناطیسی در همان صفحه بار منتج از مجموع وزن هادی ،فشار باد و وزن پوشش یخ اعمال می گردند .

نیروهای حاصل از اتصال کوتاه که روابط محاسبه آنها قبلا در فصل ............

ارائه شده اند .

در همان جهت بار منتج از .وزن هادی یخ و فشار باد اعمال شده و بنابر این می توان بار ناشی از آنها را به طور مستقیم به بار منتج افزود بنابر این لازم است تا تنش در هادی تحت بدترین شرایط ممکن از حداکثر تنش مجاز در یک میله از رابطه9 زیر بدست می آید : در این رابطه داریم :M :حداکثر همان انهنا Z: مقطع برای یک میله ساده با طول یکنواخت L دو سر آزاد یا یک سر آزاد و یک سر گیر داریم :برای یک مقطع دایره ای یا لوله ای با قطر خارجی D یا برای یک مقطع مستطیل ضخامت D مدون مقطع از رابطه زیر بدست می آید : توجه کنید که الاستیک E در این رابطه وارد نشده و لذا این رایطه کاملا هندسی بوده و به طبعیت ماده هادی وابسته نیست .

مقادیر Z برای سایزهای مختلف میله ها مقاطع و لوله های مسی در جداول 5،6،7 صفحات 158-161 قابل استنتاج است .

در جدول 1 صفحه 5 و هم مقادیر Z بر حسب اینچ(INCH) برای پل های با طول 1 تا 50 فوت (F) ارائه شده است .

مثلا برای یک میله دو سر آزاد که حامل بار 1 پوندی (1B) در هر فوت (FOOT) است حداکثر تنش مجاز نباید از 35000 `,پوند بر اینچ مربع فراتر رود .

علت انتخاب این تنش به عنوان یک معیار این است که به طور تقریبی تنش تسلیم مس رسانای سخت به صورت میله ها یا لوله های با سایز متوسط برای مصارف با سبار را ارائه می نماید در واقع در مثال فوق فرضی بر این است که اگر تنش 35000 پوند بر اینچ مربع بر مس سخت اعمال گردد باعث کرنش دائمی پلاستیک بیش از 0.1 درصد (که در سازه های با سبار چندان اهمیتی ندارد ) نمی گردد .

برای یک میله افقی دو سر گیر همان انهنا در مرکز تا یک سوم و مهمانهای مهار کننده انتهایی تا دو سوم مقدار فوق برای میله آزاد کاهش می یابندد که این امر باعث کاهش متناسب با این مقادیر در حداکثر تنش مجاز می گردد .

اگر صرفا یک سر میله مهار گردد (و سر دیگر آزاد باشد ) همان مهار کننده انتهای میله با حداکثر همان میله آزاد برابر بوده و تنش کاهش نمی یابد .

این عدم تغییر تنش ناشی از کاهش انحنا و افزایش فرکانس طبیعی نوسان است .

در شرایطی که دو سر یک میله افقی مهار شده باشند مقدار z که از جدو.ل 1 بدست می آید باید در 0.667 ضرب شود ولی برای میله یک سر گیر تغییری در مقدار z تعیین شده از جدول 1 نمی گردد .

اگر طراحی بر اساس مقدار تنش حداکثر غیر از 35000 پوند بر اینچ مربع صورت می گیرد مقدار z بدست آمده از جدول 1 باید از نسبت 35000 به مقدار تنش انتخاب شده برای طراحی ضرب شود بنابراین اگر تنش حداکثر در یک میله افقی هر دو سر گیر بار w از مقدار f تجاوز نکند سطح مقطع انتخاب شده در طراحی در صورتی کافی خواهد بود که جدول آن z از مقدار رابطه ذیل کمتر نباشد :در این رابطه مقدار ارائه شده در جدول دستور العمل طراحی در انتخاب یک با سبار لوله ای شکل جهت یک ایستگاه معین همه فاکتورهایی که در بخشهای تبلی شرح داده شدند باید مورد توجه قرار گیرند .

در حالی که تمام این شرایط در تطابق باهم نیستاند .

به عنوان مثال میزان جریان و فاصله پل ها هر دو توسط طرح ایستگاه تعیین می گردند .

جدول مقطع لوله جهت عبور جریان مورد نظر (جدول 7) از آنچه از جدول 1 بدست می آید بزرگتر بوده و در این حالت تنش حداکثر به 35000 `پوند بر اینچ مربع نمی رسد .

بعلاوه حتی اگر جریان عبوری و شرایط تنشی باهم در تطابق باشند وضعیت انحنای با بار از نقطه نظر زیبایی ظاهر قابل پذیرش نخواهد بود (میزان ول شدن با سبار به طور مستقیم با تنش حداکثر تغییر می کند ).

این در حالی است که اگر ضخامت لوله هم کاهش یابد مشکلات مربوط به نگه دارنده ها بروز خواهد کرد نهایتا باید کنترل کرد که فرکانس طبیعی با سبار انتخاب شده به منظور جلوگیری از مشکلات نوسانی از چرخش باد حول هادی کمتر از 2.7sc.p.s نباشد .

بنابر این جهت طراحی خوب یک با سبار مسی قضاوت معقولی برای ایجاد بالانسی متضاد طراحی لازم می باشد لازم به ذکر است که ذیلا شرایطی ارائه می گردد که توافق مبتنی بین ملزومات طراحی فراهم می کند شرایط بار (در حالت معمولی) :8 پوند بر فوت مربع (( در حضور باد و بدون حضور یخ شرایط بار (در بدترین حالت): 25 پوند بر فوت مربع (( در حضور باد و بدون حضور یخ یا 8 پوند بر فوت مربع ((در حضور باد و یخ با ضخامت اینچ(inch) هر کدام که بار منتج بالاتری را حاصل ناید همراه با بار الکترو مغناطیسی در هنگام اتصال کوتاه شرایط تنشی :هادی به گونه ای انتخاب می گرددکه حداکثر تنش آن از 38000 پوند بر اینچ ()تحت بدترین شرایط بار شامل بار ناشی از اتصال کوتاه فراتر نرود .

سپس باید کنترل کرد که فرکانس طبیعی کمتر از 2.75c نباشد و مقطع برای عبور جریان کافی باشد (جدول 7 صفحه 160) .

سپس میزان انحنا تحت شرایط بارٍ،(نرمال) محاسبه شده و عموما نباید بالاتر از 2 اینچ (inch)باشد که در این مثال صورت مورد قبول است .

در نهایت تنش تحت شرایط (نرمال) هم باید کنترل گردد شرایط تنشی :هادی به گونه ای انتخاب می گرددکه حداکثر تنش آن از 38000 پوند بر اینچ ()تحت بدترین شرایط بار شامل بار ناشی از اتصال کوتاه فراتر نرود .

در نهایت تنش تحت شرایط (نرمال) هم باید کنترل گردد یک مثال مثال ذیل نمونه ای از چگونگی بکارگیری جداول ذکر شده است .

شرح مساله عبارت است از یافتن میزان انحنا و تنش حداکثر در یک هادی مسی لوله ای در یک طول پل 27 فوت (f) .

6 اینچ (in) لوله ای با قطر خارجی 3 اینچ (in)و ضخامت 0.064 اینچ( inch)(شماره s.w.g .16) برای این مثال استفاده شده است (این سایز جهت عبور جریان 1200 آمپری در یک ایستگاه 275kv است بنابراین : مساحت مقطع = 0.589 اینچ مربع () وزن به ازای هر فوت طول = 2.27پوند (1b) بار حاصل به ازای هر فوت طول تحت شرایط (نرمال) =3.025پوند (1b) بار حاصل به ازای هر فوت طول در( بدترین شرایط )=6.65پوند (1b) نیروی الکترو مغناطیسی شرایط اتصال کوتاه =6 پوند (1b)فرض شده است کل بار حاصل تحت بدترین شرایط :=12.65پوند (1b) از جدول 1 صفحه 95 ،حداقل مقطع مورد نیاز در این شرایط بار و طول پل و برای تنش حداکثر 35000 پوند بر اینچ (( عبارتست از از جدول 7 صفحه 160 جدول مدول مورد نظر عبارتست از بنا بر این این لوله استحکام کافی برای شرایط مفروض را دارااست .

در این شرایط حاشیه اطمینان موجود خیلی اندک است به طوری که اگر تنشهای اتصال کوتاه بزرگتر از مقدار فرض شده در بال باشد در این صورت وضعیت نگه دارنده های دو انتها نگران کننده خواهد بود .

در چنین شرایطی حداقل مدول مورد نیاز بالینی تا 0.667 برابر کمتر از مقدار فوق باشد تا حاشیه امنیت بیشتری ایجاد گردد .

از جدول 7 همان اینرسی لوله عبارت خواهد بود از : از جدول 1 هم برای پل 27 فوت (ft) و 6 اینچ (in) در شرایط بار نرمال : میزان انحنا تحت شرایط بار نرمال اگر دو انتها آزادانه نگه داشته شوند : بدون حضور باد و یخ نیز داریم : مقادیر انحنای فوق از معیار پذیرش ذکر شده بیشتر می باشند .

اگر دو انتهای هادی ثابت شوند میزان انحنا به 0.2 برابر حالت دو سر آزاد کاهش می یابد یعنی 0.68 اینچ (in) (در بار نرمال ) و 0.51 اینچ (in) (در شرایط عدم حضور فشار باد و لایه یخ ) فرکانس طبیعی (در وضعیت هادی دو سر آزاد ) به صورت زیر است : این مقدار کمتر از معیار اختیار شده 2.75 c.p.s است که نشان می دهد استفاده از نگه دارنده هایی که دو انتهای هادی را ثابت نگه می دارند در این شرایط بهتر است .

در عمل ثابت نگه داشتن یک انتهای هادی با کاهش انحنا تا 0.4.5 برابر حالت هادی دو سر آزاد فرکانس طبیعی 5.3c.p.s را خواهد داشت که رضایت بخش است .

در شرایطی که هر دو انتها ثابت شوند فرکانس طبیعی sc.p.s خواهد بود.

تحت شرایط فرض شده در جدول 7 این لوله قادر به عبور 1500 آمپر خواهد بود .

یعنی مقطع آن بیش از مقدار لازم برای جریان نرمال 1200 آمپر است .

تنش حداکثر تحت شرایط بار نرمال به صورت زیر است (شرایط دو سر آزاد ) یا (برای شرایط دو سر گیر ) یعنی 8100 پوند بر اینچ مربع (((در شرایط دو سر آزاد ) یا 5400 پوند اینچ مربع () برای مثال دو سر گیر .

البته به کمک جدول 1 (صفحه 95) می توان روش ساده ای را جهت محاسبه تنش حداکثر به عنوان جایگزین روش فوق استفاده کرد .

مقادیر مدول z در این لوله بر اساس تنش ماکزیمم 35000 پوند بر اینچ مربع ()در بار w به مقدار 1 پوند (1b) تعیین می شوند .

بنابر این تنش تحت شرایط نرمال برای لوله ای با مدول معلوم توسط نسبت ساده بار تقسیم بر مدول تعیین می گردد تنش حداکثر لوله انتخاب شده تحت شرایط بار نرمال به صورت زیر خواهد بود (در شرایط دو سر آزاد ) پوند بر اینچ مربع () برای شرایط دو سر گیر مقدار تنش دو سوم مقدار فوق خواهد بود یعنی ()پوند بر اینچ مربع تحقیقا مطابق آنچه در بالا هم تعیین گردید.

در این شرایط همان طور که ملاحظه می شود (تنش حداکثر با فاکتور اطمینان مطلوب تعیین می گردد.

روش فوق احتمالا سریع ترین و راحت ترین روش حل مشکلات طراحی است .

برخی از مهندسین ترجیح می دهند که شرایط بار نرمال را به عنوان مبنای طراحی انتخاب کنند و تنش تحت این شرایط مطابق روشی که در فوق دادخ شد پیود نوسان طبیعی و ظرفیت جریان عبوری لوله و همچنین تنش حداکثر تحت شرایط "بدترین نوع بار "(شامل اتصال کوتاه ) کنترل شده و از 35000 پوند بر اینچ مربع () بیشتر نباشد .

،لازم به ذکر است که یک لوله آلومینیومی دارای همان قطر خارجی و هدایت تحت همان شرایط بارنیاز به استحکام کمتری برای شرایط طول پل 27 فوت (ft) و 6 اینچ (in) دارد .

همچنین در محاسبات فوق صرفا توزیع بار یکنواخت ناشی از وزن هادی، فشار باد ،وزن لایه یخ و نیروهای مغناطیسی در نظر گرفته شده است .

اگر اتصالات یا دستگاه های دیگری که وزن آنها با وزن هادی قابل مقایسه است بین نقاط نگه دارنده هادی وجود داشته باشند باید به عنوان بار هادی متمرکز و در نظر گرفته شده و در محاسبات وارد شوند .

مجموعه محاسبات جداگانه ای برای بارهای متمرکز صورت می گیرد و نتایج آنرا می توان به نتایج محاسبات فوق افزود .

برخی از سایزهای با سبارهای مسی مناسب جهت کاربرد در ایستگاه های برقی در جدول 7 ارائه شده اند هادی مسی استحکام دهی شده در برخی حالات که در آنها پل های طویل بین نگه دارنده ها لازم است ، بکار گیری هادی های مسی مستحکم شده توسط فولاد اقتصادی است .

چنین هادی هایی توسط کشیدن یک لوله مسی روی یک لوله فولادی با قطر و ضخامت مطلوب ساخته می شوند .

مدول موثر الاستیک چنین هادی تابعی از مساحت مقطع نسبی لوله های مسی و فولادی و مدول مربوط به هر یک است .

در لوله هامتناسب است فرض دقیق است لذا به عنوان مثال اگر مدول الاستیک ضخامت لوله ها متناسب است رض دقیق است لذا به عنوان مثال اگر مدول الاستیک مس سخت پوند بر اینچ مربع ()و مدول الاستیک فولاد پوند بر اینچ مربع ()در نظر گرفته شوند مدول الاستیک معادل هادی کامپوزیت از فرمول تقریبی بدست می آید :در این رابطه به ترتیب ضخامت لوله های مسی و فولادی هستند .

نتایج رابطه فوق صرفا به عنوان یک تقریب مطرح است تخلیه شارژ corona در سبار هایی که در کاربرد ولتاژ بالا و به صورت ایزوله با هوا استفاده می شوند بویژه انواعی که در فضای باز نصب می گردند فاصله بین هادی هایی که دارای فازهای متفاوتند یا بین هادی ها و زمین باید به اندازه ای باشد تا تنش الکترواستاتیک در هوای اطراف به مقدار کافی کم بوده و باعث تخلیه شارژ corona نگردد.

ولتاژ اولیه ای که در آن تخلیه شارژ در سطوح هادی های یک سیستم با سبار سه فاز (با آرایش بغل به بغل که تشکیل یک مثلث را می دهند یا مجانب هم در همان صفحه ) از رابطه ذیل بدست می آید : در این رابطه : E: ولتاژ R.M.S حالت خنثی (ولتاژ صفر ) R: شعاع هادی بر حسب اینچ (in) D: فاصله بین مراکز هادی ها بر حسب اینچ (in) S: فاکتور دانسیته هوا m: فاکتور شرایط سطح هادی برای یک سطح پوشش شده برابر 1 برای سطوح خشن یا سطوحی که در مصرف هوا بوده و تا حدودی خورده شده اند 0.98 تا 0.93 و برای سطوح هادی هایی که دارای شیار می باشند مقدار این پارامتر 0.87 تا 0.8 است .

مقدار پارامتر ها در فشار بار و متریک 29.9 اینچ (in) و دمای برابر 1 است در واقع این پارامتر از رابطه بدست می آید که در آن b: فشار بارومتریک بر حسب اینچ (in) T: دما بر حسب است .

برای موقعیت های بالای سطح دریا فرض بر این است که فشار بارومتریک نرمال به ازای هر 1000 فوت(ft) ارتفاع ،فشار 1.1 اینچ جیوه کاهش می یابد .

ولتاژ که در آن تخلیه شارژ Corona قابل مشاهده می گردد تا حدودی بالاتر از مقداری است که از رابطه فوق بدست می آید .

این ولتاژ به طور دقیق تر از رابطه زیر بدست می آید : در شرایط آب و هوایی نامناسب ،تخلیه شارژ corona در ولتاژ های کمتری نسبت به فرمول فوق وقووع می یابد و بنابر این یک ضریب امنیت 20 درصدی در این شرایط الزامی است مثلا در شرایطی که از هادی میله ای مس با قطر 1.75 اینچ (in) استفاده شود با فرض فاصله 5 فوتی (ft) بین هادی ها یا بین هادی و زمین ،و همچنین در نظر گیری s=1, m=0.95 در شرایط به آب و هوایی تا شرایط ولتاژ خنثی بین فازها مشاهده خواهد شد که در زمانی که E=132 kv بین فازهاست ، فاصله تا حدود5/7 اینچ کاسته شود و در این شرایط تخلیه شارژ corona وقوع نمی یابد .

این مقدار کاهش باعث افزایش هشت برابری نیروهای مغناطیسی ناشی از اتصال کوتاه می گردد لذا چندان توصیه نمی گردد .

مزایای هادی های لوله ای مس مزایای یک هادی لوله ای شکل مس بر میله های مسی توپر با مساحت مقطع و وزن یکسان جهت کاربرد در ایستگاههای ولتاژ بالا در جدول ذیل مقایسه می گردد: ظرفیتهای عبوری جریان که در جدول نشان داده شده اند با این فرض که هادی ها سطح متغیر داشته و افزایش دمای آنها تا بالای دمای محیط () است و تحت سرعت با (1m.p.h) قرار گرفته اند محاسبه شده است هادی توپر در شرایط طول پل 18 فوت و زمانی که تحت بار نرمال است (ft) دارای انحنایی بیش از 18 اینچ (in) بوده عملا طول پل در اینگونه هادی ها باید کمتر از هادی های لوله ای در نظر گرفته شود .

قیمت لوله های مسی بیشتر از میله های توپر مس با وزن یکسان و مساحت مقطع یکسان است اما این اختلاف در قیمت معمولا از قیمت ساپورتهای بیشتر مورد نیاز جهت نگه داشتن شاخه های توپر کمتر خواهد بود با سبارهای انعطاف پذیر برای با سبارهایی که در کاربردهای ولتاژبالا و در فضای باز بکار می روند استفاده از هادی های انعطاف پذیر که توسط کشش انتهایی نگه داشته می شوند اغلب از میله های نیمه انعطاف پذیر اقتصادی تر است .

علت اقتصادی تر بودن این نوع از هادی ها بکار بردن نگه دارنده های میانی کمتر و صرفه جویی در هزینه است .

البته ساختار نگهدارنده های انتهایی جهت اعمال نیروهای کششی طراحی پیچیده تری دارد .

میزان انحنای یک هادی انعطاف پذیر که به صورت معلق نگه داشته شده به طور معکوس با نیروی اعمال شده بر آن متناسب است .

میزان انحنا و بنابر این میزان کشش در این شاخه ها به نوع و ارتفاع سازه نگهدارنده بسیار وابسته است .

هر چه میزان انحنا کمتر باتشد باید میزان کشش بیشتری اعمال نمود و برای این منظور به نگهدارنده سنگین تر و گران تری نیاز است .

کشش اعمالی باید طوری انتخاب گردد که قیمت سازه نگهدارنده مطابق با انحنای معقول و در حداقل مقدار خود قرار دارد روشهای محاسبه انحنای یک هادی انعطاف پذیر در یک ایستگاه همانند هادی هایی است که به عنوان خطوط انتقال از ارتفاع بالا عبور می کنند .

در اینجا به جزئیات این مطلب پرداخته نشده و خواننده می تواند به مرجع (63) مراجعه کند.

ظرفیت عبور جریان در هادی های مورد کاربرد در فضای باز جزئیات مربوط به برخی هادی های مسی گرد توپر و تخت با حالت سخت در جدول صفحه 157 همراه با ظرفیت جریان عبوری از آنها در فضای آزاد ارائه شده است .

اطلاعات متناظر مربوط به میل9ه ها در جدول 3 صفحه 156 و برای لوله ها در جدول 7 صفحه 160 ارائه گردیده است .

جریان عبوری از اطلاعات ارائه شده توسط fishenden.

saunders برای توزیع حرارت از سطح هادی توسط جابجایی با سرعت باد 1m/p/h همراه با تابشی با ضریب نشر 0.35محاسبه شده است آنها حداکثر افزایش دما را بالای دمای محیط لحاظ کردند .

آنها جذب حرارت توسط نور خورشید را لحاظ نکردند گر چه شدت بالای تابش خورشیدی از افزایش توزیع حرارت با مکانیزم تابشی از هادی که در معرض هوا قرار گرفته ،اکسید و تیره شده است بیشتر میزان ضریب نشر بکاربرده شده (0.35) متناظر است با سطح تقریبا تیره شده مس این مقدار بین ضریب نشر سطح درخشان (0.2) و ضریب نشر سطحی است که مدت طولانی در مصرف هوا قرار گرفته است .

در خصوص دما frick, schuring دریافتند که هادی که با افزالیش دمای کار می کند در شرایطی که در معرض نور خورشید است تا افزایش دما خواهد داشت ظرفیت جریان عبوری از با سباری که در فضای آزاد نصب شده متاثر از شرایط مختلفی است و این در حالی است که پارامترهای موثر بر ظرفیت جریان در با سبارهایی که در مکان های پوشیده هستند کمتر است بنابر این حتی اگر ترکیب شرایط انتخاب شده محاسبه جریان هادی اختیاری باشد جریان عبوری که در آزمایشات بدست می آید جهت کسب نتایج مطلوب در عمل استفاده می شود ظرفیت جریان تقریبی از طریق مقادیر مربوط به با سبار های موجود در محیط های بسته که بویسله معادلات ارائه شده اند هم امکان پذیر است .

جریان در این با سبارها به صورت مستقیم و همانطور که در ذیل شرح داده شده به کمک منحنی های شکل 26 صفحه 110 هم قابل تعیین است .

این منحنی ها تقریبی از میزان کل توزیع حرارت را بر حسب وات( watt) به ازای هر اینچ طول هادی با اقطار مختلف ارائه می کنند .

اثر باهم پیچیدن با سبارها اگر چه اثر به هم پیچیدن با سبارها باعث کاهش اندک توزیع حرارت از سطح هادی می گردد هنگامی که تعداد شاخه ها بین 3 و 61 است این اثر در محاسبه جریان در جدول 4 در نظر گرفته نمی شود.لذا شکل 26 برای محاسبه جریان عبوری از هادی های مسی به هم پیچیده بکار می رود.

روش محاسبه روش محاسبه برای جریان عبوری با روش قبل در صفحه 29 یکی است یعنی سرعت کلی توزیع حرارت به ازای واحد طول بر حسب وات (5) با سرعت تولید حرارت برای همان برابر گرفته می شود.

در عمل در نظر گیری توزیع حرارت بر حسب وات در اینچ ساده تر است .

همچنین مقاومت هادی معمولا بر حسب اهم( Ohms) در 1000 یارد (yards) در در نظر گرفته می شود.

مقاومت در هر اینچ در دمای کاری از رابطه زیر بدست می آید: R: مقاومت هادی در (اهم در 1000 یارد) : ضریب دمایی ماده هادی(بر درجه سانتی گراد) T: افزایش دما بیش از (بر حسب ) برای هادی های مسی با افزایش دمای (بیش از دمای ()داریم : مقدار از شکل 26 بدست می آید و صرفا باید بر تقسیم گردد تا ظرفیت تقریبی جریان عبوری هادی بدست آید .

شکل 27 فاکتورهایی را نشان می دهد که به کمک ضرب کردن آنها جریان با سبارهای بکار برده شده در فضای بسته که از فرمول های ارائه شده در بخشهای تعیین می گردند) می توان جریان تقریبی در باذ سبارهای فضای آزاد را بدست آورد.

هادی های تو خالی و انعطاف پذیری هادی های مسی انعطاف پذیر که ساختار آنها مشتمل بر سیمهای به هم پیچیده است و دارای سطح مقطع مناسبی برای عبور جریان هستند ،فاقد قطر خارجی کافی جهت ممانعت از تشکیل تخلیه شارژ corona در هنگام کار در ولتاژهای بالا می باشنددر چنین مواردی برخی از اشکال هادی های مسی تو خالی انعطاف پذیر بکار می روند .

چند نوع از چنین هادی هایی که در حال حاضر مورد کاربرد دارند در شکل 28 صفحه 113 نشان داده شده اند جزئیات این هادی ها به شرح زیر است.

(1)هادی سلولی متشکل از لوله های مسی کوچک که به هم پیچیده شده اند.

(2)مشابه حالت(1) اما لایه خارجی لوله های مسی توسط سیمهای مسی جایگزین شده است .

در این نوع در صورت نیاز لوله های مرکزی ممکن است از برنج یا دیگر آلیاژهای مسی باشند.

(3) سیمهای مسی که به صورت گرد روی تسمه مارپیچی از مس پیچیده شده اند تا هسته خالی را تشکیل دهند.

(4) هادی سلولی متشکل از لوله های کوچک با یک لایه خارجی از سیم های مسی پیچیده شده حول یک لوله بزرگتر مرکزی (5) تا حدودی نظر حالت (3) اما با سمهای پیچیده شده حول یک تسمه پیچیده شده مسی به مقطع I شکل .

(6) تا حدودی شبیه به حالت (5) اما متشکل از یک هسته مرکزی از سیمهای مسی پیچیده شده که توسط یک سری از تسمه های پیچیده شده کوچک و با مقطع I احاطه شده اند و لایه خارجی از سیم های مسی است .

(7) هادی لوله ای انعطاف پذیر متشکل از مقاطع کوچکی که در یکدیگر به صورت دم کبوتری مهار شده اند .

(8) شبیه حالت (7) اما متشکل از مقاطعی که توسط سیمهای کلیدی بیفوی به هم مهار شده اند.

نه تنها ولتاژ CORONA اولیه برای هادی های فوق میزان قابل توجهی بالاتر از هادی های توپر به هم پیچیده با سطح مقطع مشابه است بلکه ظرفیت جریان عبوری یک افزایش معین در دما نیز در این هادی ها بیشتر است .

علت این اختلاف مساحت سطح بزرگتر برای خنک شدن و همچنین بهتر بودن امکان جا به جا کردن هادی با توجه به اثر پوسته ای در شرایط بکارگیری جریانهای دیگر است .

به عنوان مثال حتی با چشم پوشی از اثر پوسته ای یک هادی مسی توخالی از انواع نشان داده شده در شکل 28 با سطح 0.3 اینچ مربع ( )و قطر خارجی 1 اینچ (in) دارای ظرفیت جریان عبوری حدود 10 درصد است .

و این مقدار بیشتر از جریان عبوری از یک هادی پیچیده شده یکنواخت با همان سطح مقطع است در حالی که ولتاژ corona در این هادی حدود 30 درصد است .

یعنی ولتاژی بالاتر تحت شرایط یکسان .

نوع هادیمساحت مقطع!()قطر خارجی (in)جریان عبوری (Amp)ولتاژ تخلیه شارژ corona (kv)تا حالت خنثیانحنا در پل 18 فوتی((inلوله ای0.3391.759301501.4میله ای توپر0.3390.6566806918.9