Khaleghi@bsnco.co
08-14-2016, 03:37 PM
روش همبندی از طریق امپدانس
در روش همبندی از طریق امپدانس، همبندی شیلدها/غلافها به یکدیگر، از طریق امپدانس صورت می پذیرد. این امپدانس می تواند یک راکتور ساده یا تجهیزی همانند راکتور اشباع پذیر یا یک ترانسفورماتور باشد. در تمامی روش های نامبرده شده؛ ایجاد مقدار معینی جریان، در شیلد/غلاف کابل مجاز می باشد. به منظور برقراری اتصال به زمین، امپدانس مربوطه به گونه ای طراحی می گردد که دارای سر وسط یا نقطه اتصال به زمین باشد. در گذشته از مقاومت استفاده می گردید، ولی در حال حاضر استفاده از آنها به این دلیل که مقاومت ها باید به گونه ای انتخاب شوند که قادر به تحمل جریان های خطا با دامنه بزرگ باشند عملی نمی باشد. اگر چه اندکی از ولتاژهای القاء شده در شیلد/غلاف کابل با استفاده از روش همبندی از طریق امپدانس کاسته می شود اما این روش دارای معایبی نیز می باشد که کاربرد این روش را محدود می نماید. معایب اصلی این روش عبارتند از:
فضای اضافی مورد نیاز می باشد
با توجه به اینکه امپدانس باید جریان های خطا با دامنه بالا را تحمل نمایند، دارای قیمت بالایی می باشند.
در شرایط بهره برداری عادی، هارمونیک سوم در شیلد/غلاف کابل جاری می شود و این امر موجب ایجاد اختلال در تجهیزات مخابراتی مجاور می گردد
جریان های سرگردان مستقیم (dc) که به سیستم زمین وارد می شوند، می توانند باعث اشباع هسته آهنی و ایجاد تنش در عملکرد راکتورها و ترانسفورماتورها گردند.
http://forum.bsnco.co/attachment.php?attachmentid=67&stc=1
شکل 1 طراحواره همبندی از طریق ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف
تشریح همبندی شیلد/غلاف از طریق کابلهای تک رشته ای
یکی از روش های دیگر همبندی به منظور کاهش جریان های القایی شیلد/غلاف کابل، روش همبندی شیلد/غلاف از طریق ترانسفورماتور می باشد. در این روش، هر دو سمت شیلد/غلاف از لحاظ الکتریکی به یک ترانسفوماتور همبندی سه فاز مطابق شکل 5 متصل می گردند.
طرح کلی همبندی شیلد/غلاف از طریق یک ترانسفورماتور
ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف یک ترانسفورماتور سیم پیچی شده خاص (شکل 6 ) است که از لحاظ الکتریکی همانند ترانسفورماتور زمین زیگزاگ می باشد. این نوع ترانسفومراتور به گونه ای طراحی شده که یک امپدانس بزرگ بین اتصالات هر سه شیلد/غلاف (B ، A و C) و زمین (N) در زمان اعمال ولتاژهای سه فاز متعادل به ترمینال های B ، A و C از خود نشان می دهد. اما در صورتی که ولتاژ مولفه صفر (خطا) به ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف دارای امپدانس ناچیزی بین هر سه ترمینال همبندی شیلد/غلاف خود (B ، A و C) و زمین (N) اعمال شود امپدانس ناچیزی از خود نشان خواهد داد. به عبارت دیگر، ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف دارای یک امپدانس بالا نسبت به زمین، در ولتاژ توالی مثبت و یک امپدانس پایین نسبت به زمین در ولتاژهای توالی صفر اعمالی به ترمینال B ، A و C می باشد.
در شرایط عادی بهره بردای از کابل، ولتاژهای القاء شده در شیلد/غلاف هر سه فاز تقریبا برابر بوده و با یکدیگر 120 درجه اختلاف فاز دارند. در نتیجه، جریان بسیار ناچیزی از شیلد/غلاف کابل عبور می کند. در صورت بروز اتصال کوتاه فاز به زمین، ولتاز مولفه صفر در ترانسفورماتور همبندی ظاهر می شود و خطا از طریق یک امپدانس ناچیز به زمین منتقل می گردد. ذکر این نکته حائز اهمیت است که ترانسفورماتورهای همبندی شیلد/غلاف باید به گونه ای طراحی شده باشند که در اثر ولتاژهای القاء شده در شیلد/غلاف در شرایط عادی یا در اثر جریان های کوتاه مدت به اشباع نروند.
http://forum.bsnco.co/attachment.php?attachmentid=66&stc=1
شکل 2 طرحواره ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف
شیلد/غلاف کابلها از طریق محدود کننده های ولتاژ شیلد/غلاف (shield/sheath voltage limiters) به زمین متصل می گردند (شکل 1). محدود کننده های ولتاژ از روکش کابل، قطعی شیلد/غلاف و ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف در برابر اضافه ولتاژهای گذرا حفاظت می کنند.
اولین مزیت استفاده از ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف این است که این تجهیز در محدود نمودن جریان های القاء شده در شیلد/غلاف، فارغ از برابر یا نابرابر بودن فواصل بین نقاط دسترسی به کابل ها (cable vaults) کارآمد می باشد و اولین ایراد ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف نیز، نیاز به یک فضای اضافی در مکان دسترسی به اتصالات کابل ها می باشد. همچنین هزینه این روش نسبت به روش زمین کردن تک نقطه ای و یا کراس باندینگ عموماً بیشتر می باشد.
در روش همبندی از طریق امپدانس، همبندی شیلدها/غلافها به یکدیگر، از طریق امپدانس صورت می پذیرد. این امپدانس می تواند یک راکتور ساده یا تجهیزی همانند راکتور اشباع پذیر یا یک ترانسفورماتور باشد. در تمامی روش های نامبرده شده؛ ایجاد مقدار معینی جریان، در شیلد/غلاف کابل مجاز می باشد. به منظور برقراری اتصال به زمین، امپدانس مربوطه به گونه ای طراحی می گردد که دارای سر وسط یا نقطه اتصال به زمین باشد. در گذشته از مقاومت استفاده می گردید، ولی در حال حاضر استفاده از آنها به این دلیل که مقاومت ها باید به گونه ای انتخاب شوند که قادر به تحمل جریان های خطا با دامنه بزرگ باشند عملی نمی باشد. اگر چه اندکی از ولتاژهای القاء شده در شیلد/غلاف کابل با استفاده از روش همبندی از طریق امپدانس کاسته می شود اما این روش دارای معایبی نیز می باشد که کاربرد این روش را محدود می نماید. معایب اصلی این روش عبارتند از:
فضای اضافی مورد نیاز می باشد
با توجه به اینکه امپدانس باید جریان های خطا با دامنه بالا را تحمل نمایند، دارای قیمت بالایی می باشند.
در شرایط بهره برداری عادی، هارمونیک سوم در شیلد/غلاف کابل جاری می شود و این امر موجب ایجاد اختلال در تجهیزات مخابراتی مجاور می گردد
جریان های سرگردان مستقیم (dc) که به سیستم زمین وارد می شوند، می توانند باعث اشباع هسته آهنی و ایجاد تنش در عملکرد راکتورها و ترانسفورماتورها گردند.
http://forum.bsnco.co/attachment.php?attachmentid=67&stc=1
شکل 1 طراحواره همبندی از طریق ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف
تشریح همبندی شیلد/غلاف از طریق کابلهای تک رشته ای
یکی از روش های دیگر همبندی به منظور کاهش جریان های القایی شیلد/غلاف کابل، روش همبندی شیلد/غلاف از طریق ترانسفورماتور می باشد. در این روش، هر دو سمت شیلد/غلاف از لحاظ الکتریکی به یک ترانسفوماتور همبندی سه فاز مطابق شکل 5 متصل می گردند.
طرح کلی همبندی شیلد/غلاف از طریق یک ترانسفورماتور
ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف یک ترانسفورماتور سیم پیچی شده خاص (شکل 6 ) است که از لحاظ الکتریکی همانند ترانسفورماتور زمین زیگزاگ می باشد. این نوع ترانسفومراتور به گونه ای طراحی شده که یک امپدانس بزرگ بین اتصالات هر سه شیلد/غلاف (B ، A و C) و زمین (N) در زمان اعمال ولتاژهای سه فاز متعادل به ترمینال های B ، A و C از خود نشان می دهد. اما در صورتی که ولتاژ مولفه صفر (خطا) به ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف دارای امپدانس ناچیزی بین هر سه ترمینال همبندی شیلد/غلاف خود (B ، A و C) و زمین (N) اعمال شود امپدانس ناچیزی از خود نشان خواهد داد. به عبارت دیگر، ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف دارای یک امپدانس بالا نسبت به زمین، در ولتاژ توالی مثبت و یک امپدانس پایین نسبت به زمین در ولتاژهای توالی صفر اعمالی به ترمینال B ، A و C می باشد.
در شرایط عادی بهره بردای از کابل، ولتاژهای القاء شده در شیلد/غلاف هر سه فاز تقریبا برابر بوده و با یکدیگر 120 درجه اختلاف فاز دارند. در نتیجه، جریان بسیار ناچیزی از شیلد/غلاف کابل عبور می کند. در صورت بروز اتصال کوتاه فاز به زمین، ولتاز مولفه صفر در ترانسفورماتور همبندی ظاهر می شود و خطا از طریق یک امپدانس ناچیز به زمین منتقل می گردد. ذکر این نکته حائز اهمیت است که ترانسفورماتورهای همبندی شیلد/غلاف باید به گونه ای طراحی شده باشند که در اثر ولتاژهای القاء شده در شیلد/غلاف در شرایط عادی یا در اثر جریان های کوتاه مدت به اشباع نروند.
http://forum.bsnco.co/attachment.php?attachmentid=66&stc=1
شکل 2 طرحواره ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف
شیلد/غلاف کابلها از طریق محدود کننده های ولتاژ شیلد/غلاف (shield/sheath voltage limiters) به زمین متصل می گردند (شکل 1). محدود کننده های ولتاژ از روکش کابل، قطعی شیلد/غلاف و ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف در برابر اضافه ولتاژهای گذرا حفاظت می کنند.
اولین مزیت استفاده از ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف این است که این تجهیز در محدود نمودن جریان های القاء شده در شیلد/غلاف، فارغ از برابر یا نابرابر بودن فواصل بین نقاط دسترسی به کابل ها (cable vaults) کارآمد می باشد و اولین ایراد ترانسفورماتور همبندی شیلد/غلاف نیز، نیاز به یک فضای اضافی در مکان دسترسی به اتصالات کابل ها می باشد. همچنین هزینه این روش نسبت به روش زمین کردن تک نقطه ای و یا کراس باندینگ عموماً بیشتر می باشد.