Khaleghi@bsnco.co
08-13-2016, 12:09 PM
http://forum.bsnco.co/attachment.php?attachmentid=60&stc=1
ساختار یک کابل تک هسته ای
در صورتی که توان بار مصرفی در مدارات دارای کابل های تک هسته ای (Single Core) زیاد باشد، تلفات ناشی از جریان های گردشی در شیلد کابل، ناشی از همبندی مستقیم و زمین کردن، می تواند از مقدار مجاز فراتر رود. به منظور کاهش این قبیل تلفات، روش های متعددی به کار گرفته می شوند و مجموعه این روش ها را تکنیک های خاص همبندی (Special Bonding Techniques) می نامند.
به دلیل طولانی بودن مدارات خطوط انتقال و عبور جریان بالا از آنها، تکنیک های خاص همبندی در این قبیل مدارات بیشتر کارگشا خواهند بود. هر چند تکنیک های خاص همبندی در مواردی که شرایط بهره برداری کاهش در تلفات مدار را دیکته می کنند در مورد مدارات توزیع نیز کاربرد دارند.
در صورت که فاصله بین کابل ها افزایش یابد به خصوص در مواردی که کابل از چند نقطه زمین شده است و فاصله بین هادی های کابل های نصب شده زیاد باشد، به طور مثال در مواردی که کابل ها در داکت های مجزا نصب شده باشند یا در زمانی که آنها به صورت دفنی و با فاصله از یکدیگر قرار داشته باشند؛ هر چند که افزایش فاصله باعث افزایش جریان دهی کابل ها (نزدیک شدن ضریب Derating کابل به یک) به دلیل کاهش اثرات دمایی کابل ها بر روی یکدیگر می گردد؛ اما این امر موجب افزایش اثرات کوپلینگ مغناطیسی و در نتیجه باعث ایجاد جریان گردشی در کابل ها و در نهایت باعث کاهش جریان دهی کابل می گردد.
هدف غائی از تکنیک های خاص همبندی حذف یا کاهش قابل توجه تلفات جریان گردشی در کابل های تک هسته ای می باشد.
برخی از این تکنیک های خاص همبندی عبارتند از:
Single-point bonding
Multiple single-point bonding
Impedance bonding
Sectionalized cross bonding
Continuous cross bonding
ساده ترین و موثرترین روش از میان روش های فوق الذکر، روش همبندی تک نقطه ای (Single-Point Bonding) می باشد که در این روش یک سمت مدار به زمین متصل می گردد و طرف دیگر از زمین ایزوله می گردد. حداکثر طول کابل با توجه به حداکثر ولتاژ قبال تحمل (مجاز) شیلد در سمت زمین نشده تعیین می گردد. برای مقادیر متعارف حداکثر ولتاژ شیلد (مقدار حداکثری در حدود 200 ولت)، این روش معمولاً بر روی خطوطی با طول حداکثر 2 کیلومتر مورد استفاده قرار می گیرد.
برای خطوط با طول بلندتر از مقدار ذکر شده یا در زمانی که به علت جریان های خطا با دامنه زیاد ولتاژ شیلد از مقدار مجاز فراتر رود، استفاده از روش کراس باندیگ (همبندی متقاطع) توصیه می گردد. (توجه داشته باشید که در مورد کابل های زیردریایی این امر امکان پذیر نمی باشد). شیلد کابل های کراس باند شده معمولاً ولتاژی در حد ولتاژ زمین (صفر ولت) دارند؛ اما در سیستم های که دارای شرایط خاصی باشند، حتی در شرایط بهره برداری عادی، وجود ولتاژ محسوس بین زمین و شیلد کابل مشکلی خاصی ایجاد نمی کند. در صورتی که Jacket (روکش خارجی) کابل از مواد با ضخامت مناسب انتخاب شده باشد، این امکان وجود دارد که حتی در شرایط بهره برداری عادی ولتاژ شیلد کابل نسبت به زمین در حدود 600 ولت باشد.
در مواردی که طول خط طولانی باشد می توان از روش همبندی تک نقطه ای مضاعف ( multiple single-point bonding) استفاده نمود با این تفاوت که از یک هادی برگشت زمین جداگانه در روش همبندی تک نقطه ای استفاده نمود، به جز در مواردی که کابل ها به صورت کامل در تاسیساتی نصب شده باشند که دارای یک شبکه زمین گسترده با امپدانس ناچیز برای مسیر برگشت زمین باشد.
در هر صورت در تمامی تکنیک های خاص همبندی موارد زیر باید می بایست محقق گردند:
فراهم نمودن پایانه زمین برای کابل
ایجاد یک مسیر دائمی برای برگشت جریان خطا چه از طریق شیلد/غلاف و چه از طریق هادی اتصال زمین (GCC: Ground Continuity Conductor)
محدود نمودن ولتاژ شیلد کابل در شرایط عادی به آستانه مجاز و ایمن
محدود نمودن اضافه ولتاژها به سطوح مجاز با استفاده از تجهیزات حفاظت در برابر سرج (SPD)
برای برآورده نمودن موارد فوق با استفاده از تکنیک های خاص همبندی، شیلد کابل، با استفاده از اتصالاتی، به بخش هایی در مسیر خود تقسیم می گردد. میزان طول هر بخش با توجه به حداکثر ولتاژ مجاز شیلد، تحت شرایط عادی و یا شرایط خطا معین می گردد. معمولاً این تقسیم بندی در محل اتصال کابل ها به یکدیگر انجام می شود زیرا در این مکان شیلد کابل به راحتی در دسترس می باشد.
امکان نصب اتصالات و پایانه ها در یک مکان خاص، ولتاژها و جریان های ایجاد شده در شیلد کابل ها را تحت تاثیر خود قرار می دهد و می تواند در انتخاب نوع تکنیک همبندی اثر گذار باشد. در بسیاری از موارد امکان حذف کامل جریان گردشی ایجاد شده در شیلد کابل مقدور نمی باشد (محدودیت در فضا، تعداد مکان های دسترسی (manholes) و ...). در این موارد لازم است تا جریان های شیلد کابل مورد محاسبه قرار گرفته و اثرات آن در میزان جریان دهی کابل مورد بررسی قرار گیرند.
طراحی همبندی تا حدی به خواص عایقی و تحمل ولتاژهای القاء شده توسط روکش کابل (jacket) بستگی دارد. در بسیاری از موارد روکش خارجی از مواد رسانایی همانند گرافیت ساخته می شود تا امکان بازرسی دوره ای پیوستگی روکش و در نتیجه اطمینان از عملکرد صحیح کابل وجود داشته باشد. روکش خارجی تنها یکی از عوامل تاثیر گذار در همبندی صحیح می باشد و بایستی عوامل دیگر نظر شیلد، جعبه های اتصال (link boxes)، محدود کننده های ولتاژ شیلد ((shield voltage limiters (SVLs) را برای دستیابی به یک طراحی اصولی در نظر گرفت. طراحی و انتخاب این اجزاء به عوامل متعددی همچون موارد زیر بستگی دارد:
حداکثر ولتاژ مجاز شیلد تحت شرایط پایدار (بهره برداری)
حداکثر ولتاژ مجاز شیلد تحت شرایط گذرای ناشی از بروز خطا
ولتاژ شکست عایقی روکش خارجی کابل (jacket) تحت شرایط خطا
ولتاژ بروز قوس الکتریکی در مقره های نگهدارنده شیلد (shield interrupt) تحت شرایط خطا
نوشته شده توسط فرزین خالقی
استفاده از مطالب با ذکر منبع بلامانع می باشد.
ساختار یک کابل تک هسته ای
در صورتی که توان بار مصرفی در مدارات دارای کابل های تک هسته ای (Single Core) زیاد باشد، تلفات ناشی از جریان های گردشی در شیلد کابل، ناشی از همبندی مستقیم و زمین کردن، می تواند از مقدار مجاز فراتر رود. به منظور کاهش این قبیل تلفات، روش های متعددی به کار گرفته می شوند و مجموعه این روش ها را تکنیک های خاص همبندی (Special Bonding Techniques) می نامند.
به دلیل طولانی بودن مدارات خطوط انتقال و عبور جریان بالا از آنها، تکنیک های خاص همبندی در این قبیل مدارات بیشتر کارگشا خواهند بود. هر چند تکنیک های خاص همبندی در مواردی که شرایط بهره برداری کاهش در تلفات مدار را دیکته می کنند در مورد مدارات توزیع نیز کاربرد دارند.
در صورت که فاصله بین کابل ها افزایش یابد به خصوص در مواردی که کابل از چند نقطه زمین شده است و فاصله بین هادی های کابل های نصب شده زیاد باشد، به طور مثال در مواردی که کابل ها در داکت های مجزا نصب شده باشند یا در زمانی که آنها به صورت دفنی و با فاصله از یکدیگر قرار داشته باشند؛ هر چند که افزایش فاصله باعث افزایش جریان دهی کابل ها (نزدیک شدن ضریب Derating کابل به یک) به دلیل کاهش اثرات دمایی کابل ها بر روی یکدیگر می گردد؛ اما این امر موجب افزایش اثرات کوپلینگ مغناطیسی و در نتیجه باعث ایجاد جریان گردشی در کابل ها و در نهایت باعث کاهش جریان دهی کابل می گردد.
هدف غائی از تکنیک های خاص همبندی حذف یا کاهش قابل توجه تلفات جریان گردشی در کابل های تک هسته ای می باشد.
برخی از این تکنیک های خاص همبندی عبارتند از:
Single-point bonding
Multiple single-point bonding
Impedance bonding
Sectionalized cross bonding
Continuous cross bonding
ساده ترین و موثرترین روش از میان روش های فوق الذکر، روش همبندی تک نقطه ای (Single-Point Bonding) می باشد که در این روش یک سمت مدار به زمین متصل می گردد و طرف دیگر از زمین ایزوله می گردد. حداکثر طول کابل با توجه به حداکثر ولتاژ قبال تحمل (مجاز) شیلد در سمت زمین نشده تعیین می گردد. برای مقادیر متعارف حداکثر ولتاژ شیلد (مقدار حداکثری در حدود 200 ولت)، این روش معمولاً بر روی خطوطی با طول حداکثر 2 کیلومتر مورد استفاده قرار می گیرد.
برای خطوط با طول بلندتر از مقدار ذکر شده یا در زمانی که به علت جریان های خطا با دامنه زیاد ولتاژ شیلد از مقدار مجاز فراتر رود، استفاده از روش کراس باندیگ (همبندی متقاطع) توصیه می گردد. (توجه داشته باشید که در مورد کابل های زیردریایی این امر امکان پذیر نمی باشد). شیلد کابل های کراس باند شده معمولاً ولتاژی در حد ولتاژ زمین (صفر ولت) دارند؛ اما در سیستم های که دارای شرایط خاصی باشند، حتی در شرایط بهره برداری عادی، وجود ولتاژ محسوس بین زمین و شیلد کابل مشکلی خاصی ایجاد نمی کند. در صورتی که Jacket (روکش خارجی) کابل از مواد با ضخامت مناسب انتخاب شده باشد، این امکان وجود دارد که حتی در شرایط بهره برداری عادی ولتاژ شیلد کابل نسبت به زمین در حدود 600 ولت باشد.
در مواردی که طول خط طولانی باشد می توان از روش همبندی تک نقطه ای مضاعف ( multiple single-point bonding) استفاده نمود با این تفاوت که از یک هادی برگشت زمین جداگانه در روش همبندی تک نقطه ای استفاده نمود، به جز در مواردی که کابل ها به صورت کامل در تاسیساتی نصب شده باشند که دارای یک شبکه زمین گسترده با امپدانس ناچیز برای مسیر برگشت زمین باشد.
در هر صورت در تمامی تکنیک های خاص همبندی موارد زیر باید می بایست محقق گردند:
فراهم نمودن پایانه زمین برای کابل
ایجاد یک مسیر دائمی برای برگشت جریان خطا چه از طریق شیلد/غلاف و چه از طریق هادی اتصال زمین (GCC: Ground Continuity Conductor)
محدود نمودن ولتاژ شیلد کابل در شرایط عادی به آستانه مجاز و ایمن
محدود نمودن اضافه ولتاژها به سطوح مجاز با استفاده از تجهیزات حفاظت در برابر سرج (SPD)
برای برآورده نمودن موارد فوق با استفاده از تکنیک های خاص همبندی، شیلد کابل، با استفاده از اتصالاتی، به بخش هایی در مسیر خود تقسیم می گردد. میزان طول هر بخش با توجه به حداکثر ولتاژ مجاز شیلد، تحت شرایط عادی و یا شرایط خطا معین می گردد. معمولاً این تقسیم بندی در محل اتصال کابل ها به یکدیگر انجام می شود زیرا در این مکان شیلد کابل به راحتی در دسترس می باشد.
امکان نصب اتصالات و پایانه ها در یک مکان خاص، ولتاژها و جریان های ایجاد شده در شیلد کابل ها را تحت تاثیر خود قرار می دهد و می تواند در انتخاب نوع تکنیک همبندی اثر گذار باشد. در بسیاری از موارد امکان حذف کامل جریان گردشی ایجاد شده در شیلد کابل مقدور نمی باشد (محدودیت در فضا، تعداد مکان های دسترسی (manholes) و ...). در این موارد لازم است تا جریان های شیلد کابل مورد محاسبه قرار گرفته و اثرات آن در میزان جریان دهی کابل مورد بررسی قرار گیرند.
طراحی همبندی تا حدی به خواص عایقی و تحمل ولتاژهای القاء شده توسط روکش کابل (jacket) بستگی دارد. در بسیاری از موارد روکش خارجی از مواد رسانایی همانند گرافیت ساخته می شود تا امکان بازرسی دوره ای پیوستگی روکش و در نتیجه اطمینان از عملکرد صحیح کابل وجود داشته باشد. روکش خارجی تنها یکی از عوامل تاثیر گذار در همبندی صحیح می باشد و بایستی عوامل دیگر نظر شیلد، جعبه های اتصال (link boxes)، محدود کننده های ولتاژ شیلد ((shield voltage limiters (SVLs) را برای دستیابی به یک طراحی اصولی در نظر گرفت. طراحی و انتخاب این اجزاء به عوامل متعددی همچون موارد زیر بستگی دارد:
حداکثر ولتاژ مجاز شیلد تحت شرایط پایدار (بهره برداری)
حداکثر ولتاژ مجاز شیلد تحت شرایط گذرای ناشی از بروز خطا
ولتاژ شکست عایقی روکش خارجی کابل (jacket) تحت شرایط خطا
ولتاژ بروز قوس الکتریکی در مقره های نگهدارنده شیلد (shield interrupt) تحت شرایط خطا
نوشته شده توسط فرزین خالقی
استفاده از مطالب با ذکر منبع بلامانع می باشد.