باسبارها و مقره ها و شينه بندي (buswork)

[spow 44,195]

باسبارها و مقره ها و شينه بندي (BUSWORK)

 

مقدمه :

 

در اين بخش به بررسي و نحوه ارزيابي باسبارها و سيمهاي هادي ( شينه هاي سخت و شينه هاي نرم) و مقره ها و اتصالات پرداخته مي شود .

استفاده از شينه هاي رشته اي ( نرم ) با جنس آلياژ آلومينيوم و به صورت رشته اي مي باشد . هادي هاي فوق مي بايستي با نيازمندي ها و شرايط قيد شده در استانداردهاي IEC209 و IEC210 مطابقت داشته باشد و سطح مقطع هادي هاي رشته اي بايد مطابق با جريان و شرايط محيطي پست معين شود . در حقيقت استفاده از تيپ هايي مثل AAC يا AAAC كه داراي درصد آلومينيوم بالاتري هستند و جريان بيشتري را مي توانند از خود عبور دهند به تيپ هايي مثل ACSR ارجحيت دارند زيرابخش قابل توجهي از سطح ACSR ( به صورت مغزي ) فولادي بوده و در جهت افزايش مقاومت مكانيكي آن بكار رفته و بيشتر در خطوط انتقال كاربرد دارد .

درجه حرارت سيم در شرايط عبور جريان ماكزيمم و با توجه به شرايط محيطي نبايد از 80 درجه سانتيگراد تجاوز نمايد . هادي ها بايد بتوانند ميزان جريان اتصال كوتاه تعريف شده براي طراحي را به مدت يك و يا سه ثانيه از خود عبور داده و در اين حين هيچگونه تخريبي در آن مشاهده نشده و درجه حرارت نهايي آن حداكثر به 200 درجه سانتيگراد محدود گردد درحالي كه درجه حرارت ابتدايي هادي 80 درجه سانتيگراد درنظر گرفته شود . هادي ها مي بايستي روي قرقره پيچيده شوند و در زمان بسته بندي ، از تماس با موادي كه باعث خوردگي مي شوند پرهيز گردد . جنس قرقره نبايد چسبناك باشد و يا دست كم به آلومينيوم نچسبد . روي هر قرقره مي بايستي نام پروژه ، مشخصات هادي ، طول هادي ، شركت و كشور سازنده ، شماره سريال و ساير مشخصات درخواست شده در اسناد مناقصه درج گردد . نحوه ارزيابي سيم هادي در قسمت 2 همين بخش آمده است .

اما شينه هاي لوله اي ( سخت ) و A.Frame ها بايد از آلياژ آلومينيوم سخت از نوع Al-Mg-Si ساخته شده و تمامي نيازمنديهاي اعلام شده در استاندارد IEC114 را برآورد نمايد . لوله هاي آلومينيومي توسط پارامترهاي قطر خارجي و ضخامت ديواره مشخص مي شود . رعايت حد فلش تعيين شده در شرايط بار مرده، انبساط و انقباض آسان اجزا در شرايط تغييرات دمايي ، احتراز از جوش آلومينيومي بجاي استفاده از مقره اتكايي و نكات ديگر مطابق استانداردهاي موجود تعيين شده ، مي بايستي رعايت گردند .

چنانچه در مواردي خاص براي ساخت A.Frame ها نياز به جوش آلومينيوم باشد مي بايستي از قطعات واسطه اي كه داخل لوله قرار مي گيرند و از جنس آلياژ آلومينيوم بوده و به راحتي قابل جوش خوردن هستند ، استفاده شود . اتصال لوله به لوله بايستي با استفاده از ادوات مناسبي كه در مقره اتكايي تعبيه مي گردد ، انجام شود و ارتباط كامل بين قسمت هاي مهم اتصال يافته ايجاد شود . لوله هاي اتصال يافته بايد داراي خواص مكانيكي و الكتريكي در حد لوله بدون اتصال باشند .

با استفاده از تجهيزات و تمهيداتي مثل كابل ميراكننده ، لرزش لوله هاي شينه ها محدود مي گردد. در شرايط نرمال درجه حرارت نهايي لوله آلومينيومي بايد با توجه به دماي محيط و حداكثر 85 درجه سانتيگراد باشد . شينه هاي سخت بايد بتوانند ميزان جريان الكتريكي اتصال كوتاه تعريف شده براي طراحي را به مدت يك و يا سه ثانيه از خود عبور داده و تخريب نگردند و درجه حرارت نهايي با دماي اوليه 85 درجه سانتيگراد ، حداكثر 200 درجه سانتيگراد باشد .

لوله ها در درون جعبه هاي چوبي كه سطوح جانبي آنها كاملاً پوشيده نيست ( Crate ) بسته بندي شوند ، بطوريكه لوله ها بدون باز كردن جعبه ها قابل رويت بوده و ابعاد آن قابل تشخيص باشد . انتهاي لوله ها بايستي با درپوش پلاستيكي جهت جلوگيري از ورود گرد و غبار و ... پوشيده شده و به علاوه روي جعبه ها نام پروژه ، كارفرما ، شركت و كشور سازنده و ساير مشخصات مي بايستي درج گردد . نحوه ارزيابي شينه هاي سخت ( باسبارها ) در قسمت 3 اين گزارش آمده است .

 

شينه هاي نرم :

مطابق جدول شماره 9 ، در ارزيابي سيم يا شينه هاي نرم ( Strain Busbars ) پارامترهاي زير درنظر گرفته مي شود :

نام شركت و كشور سازنده ، ابعاد ، وزن واحد طول ، مقاومت الكتريكي ، مشخصات نيروهاي مكانيكي ، حداكثر سطح ولتاژ تداخل راديويي ، ولتاژ شروع رويت پديده كرونا ، نياز يا عدم نياز به گريس و نوع آن ، افزايش درجه حرارت در اثر اتصال كوتاه ، مدول الاستيسيته و ضريب انبساط طولي .

محاسبات و طراحي هايي كه طي اسناد مناقصه از پيمانكار درخواست شده مي بايستي ارائه گردد .

 

شينه هاي سخت

مطابق جدول شماره 9، ارزيابي شينه هاي سخت يا لوله اي (Rigid Busbars) با پارامترهاي زير صورت مي گيرند :

نام شركت و كشور سازنده ، نوع آلياژ به كار رفته ، ابعاد ، مقاومت الكتريكي ، ضريب انبساط طولي ، مدول الاستيسيته ، حداقل استقامت مجاز كششي ، وزن واحد طول ، حداكثر سطح تداخل امواج راديوئي ، حداكثر شكم در شرايط نصب ،‌ولتاژ شروع پديده كرونا ، افزايش درجه حرارت پس از رخداد اتصال كوتاه ، ممان اينرسي ، مدول مقطع ، شعاع چرخش ، فاكتورهاي ايمني بارگذاري ، طول و مقطع كابل ميرا كننده ، جنس كابل ميرا كننده .

پيمانكار موظف است كليه محاسبات و طراحي هاي درخواست شده در اسناد مناقصه را ارائه نمايد.

 

مقره ها

مقره‌ها بعنوان عايقهاي اوليه براي جدا كردن و ايمن نمودن بخشهاي زير ولتاژ با قسمتهايي كه پتانسيل

زمين را دارا ميباشند بكار ميرود. مقره‌ها داراي تنوع زياد بوده و از لحاظ ساختاري به صورتهاي زير تقسيم ميگردند :

 

1- مقره‌هاي اتكايي تو خالي

2- مقره‌هاي اتكايي (توپر)

3- مقره‌هاي بشقابي (زنجيره‌اي ، اتكايي)

 

از لحاظ تركيب و مواد بكار رفته مقره‌ها بصورت زير تقسيم‌بندي ميشوند :

1- مقره‌هاي چيني

2- مقره‌هاي شيشه‌اي

3- مقره‌هاي رزيني

4- مقره‌هاي پليمري (كامپوزيت)

 

از نقطه نظر رنگ مقره‌ها عموما" در رنگهاي قهوه‌اي براق ، خاكستري ، سبز كم رنگ و فيروزه‌اي و يا آبي آسماني ساخته ميشوند.

تعيين رنگ خاص در اسناد مناقصه عموما" در مناطقي كه هماهنگي معماري با محيط اطراف مد نظر باشد صورت ميگيرد و بديهي است كه اصرار در بكاربرد رنگ خاص منجربه محدوديت انتخابهاي ساختاري و مواد خواهد گرديد.

در پاره‌اي موارد پوشش روي مقره علاوه بر وظايف حفاظتي ، داراي لايه‌اي از اكسيد فلزات نيمه هادي است كه جهت توزيع بهتر ولتاژ بر روي مقره ماليده ميشود.

 

مقره‌هاي تو خالي (Hollow Insulators)

مقره‌هاي تو خالي عموما" جهت ايزوله نمودن تجهيزاتي كه ولتاژ در داخل المانهاي جزئي نيز حضور داشته باشد بكار ميرود. از اين جمله ميتوان از كليدها و ترانسهاي جريان و ولتاژ و بوشينگ‌هاي ترانسفورماتورهاي قدرت اسم برد بررسي اين مقره‌ها در بخش تجهيزات مربوطه ذكر گرديده است.

 

مقره‌هاي اتكايي

اين مقره‌ها بعنوان تكيه‌گاه باسبارها ، اتصالات بين تجهيزات ، تثبيت حركت جامپرهاي طولاني و موارد مشابه ديگر بكار ميرود. كاربرد اين مقره‌ها از نظر مكانيكي درمواردي است كه نيروهاي فشاري و يا برشي زيادي در اثر نيروهاي مختلف ايجاد شود. اين مقره‌ها ميتوانند از جنس چيني ،‌ شيشه و يا پليمر باشند. همچنين در مواردي كه نتوان فاصله بين فازها و يا فاز به زمين را در باسبارهاي سيمي تامين نمود ، گاهي از اين مقره‌ها استفاده ميشود.

مقره‌هاي بشقابي

اين مقره‌ها كه جزو عناصر اصلي خطوط انتقال ميباشند ، در باس بار كشي پستها نيز كاربرد وسيعي دارند. در اتصال باسبارهاي سيمي ، به گانتري جامپرها و ساير موارد از اين مقره‌ها استفاده ميشود. با توجه به اينكه اين مقره‌ها در داخل نيز ساخته ميشوند و همچنين با توجه به ساخت داخل سازه‌هاي فلزي استفاده از مقره‌ ، سيم و سازه‌ فلزي در موارديكه محدوديت زمين مطرح نباشد مخصوصا" در رده ولتاژي 230 و 400 كيلوولت به نفع صنايع داخلي است.

 

مقايسه‌اي بين مقره‌هاي اتكايي و زنجيره‌اي

پستها را ميتوان تمام لوله با مقره اتكايي و يا سيم با مقره زنجيره‌اي طراحي نمود و بديهي است كه پستهاي تمام لوله و مقره اتكايي فضاي كمتري را اشغال نموده و در عوض اقلام وارداتي آن مخصوصا" در ولتاژهاي 230 و 400 كيلوولت زيادتر است. اين طرح علاوه بر سادگي ، زيبايي و اشغال فضاي كمتر از قابليت اطمينان بالاتي نيز برخوردار است. با توجه به اين كه اين ارزيابي به بررسي نحوه نمره‌گذاري مقره‌ها اختصاص دارد لذا بيش از اين وارد مباحثي كه با طراحي جانمايي و نحوه انتخاب مقره دارد نميشويم.

بطور خلاصه در يك شرايط مساوي طراحي با مقره ثابت و لوله نسبت به طراحي با سيم هوايي و مقره‌ زنجيره‌اي امتياز فني بالاتري دارد.

 

مقره‌هاي رزيني

بيشتر در تجهيزات داخل سالن و يا داخل تابلو مصرف دارند از آنجائيكه در شرايط مذكور فاصله خزشي به اهميت فضاي محوطه نيست . لذا اين عامل در مورد مقره‌هاي رزيني مورد ارزيابي قرار نمي‌گيرد. مقره‌هاي رزيني داخل سالن بصورت لوله ساخته ميشوند و فقط فاصله جرقه‌زني آنها داراي اهميت ميباشد. تحمل مكانيكي اين مقره‌ها كمتر از چيني و حتي كمتر از پليمري ميباشد.

 

مقره‌هاي شيشه‌اي

مقره‌هاي شيشه‌اي هم بصورت اتكايي و هم زنجيره‌اي ساخته ميشود. در مناطقي كه آلودگي زياد و يا گرد و غبار فراوان باشد اين مقره‌ها پاسخ بهتري ميدهند. زيرا كه سطح صاف شيشه در دفع گرد و غبار بهتر عمل ميكند.

استقامت مكانيكي مقره‌هاي شيشه‌اي بصورت اتكايي كمتر از چيني بوده و مخصوصا" در حالت ديناميكي (مثل تكيه‌گاه سكسيونرها) كاربردي ندارد ، اما استقامت مكانيكي مقره‌هاي زنجيري شيشه‌آي تفاوتي با چيني ندارند.

 

مقره‌هاي پليمري

اين مقره‌ها هم بصورت حفاظ تجهيزات و هم مقره‌ اتكايي و هم بصورت Long rod در خطوط انتقال كاربرد وسيعي پيدا كرده‌اند.

- بصورت حفاظ تجهيزات مخصوصا" در مناطق با آلودگي بالا و از نقطه نظر سطح خزش بالا تقريبا" بدون رقابت هستند. مثلا" اگر فاصله خزشي 37 ميليمتر خواسته شود وزن مقره چيني نسبت به فاصله با خزشي كمترتقريبا" دو برابر خواهد شد ولي مقره پليمري براحتي ميتواند اين فاصله را بدون افزايش وزن و يا حجم زياد تحمل كند.

چون سازندگان اين نوع مقره‌ها و يا تجهيزات محصور در مقره‌هاي پليمري محدود هستند ، طراحان جز در موارد خاص نبايستي با بالا بردن فاصله خزشي باعث محدود شدن رقابت بين سازندگان شوند.

مقره‌هاي پليمري بصورت Long rod نيز اخيرا" در خطوط 230 و 400 كيلوولت كاربرد وسيعي پيدا كرده و مخصوصا" در نواحي آلوده و نمكي جايگزين مقره‌هاي چيني و يا شيشه‌اي زنجيري گشته‌اند . تامين فاصله خزشي بالاتر و تحمل آلودگي بالاتر باعث كاهش بار و وزن روي برجها گرديده و در اقتصادي نمودن طرحهاي خطوط انتقال تاثير به سزايي نموده‌اند.

اين مقره‌ها فاقد استقامت مكانيكي مقره‌هاي چيني ميباشند ولكن مسائل و مشكلات ناشي از شكستگي در مقابل ، ضربه و برخورد اشياء خارجي را ندارند.

 

نحوه امتياز دهي كلي شينه ها در دو نوع مختلف (نرم و سخت يا سيم و باسبار لوله اي) و مقره ها اتصالات در جدول شماره 9 آمده است.

آنچه در جداول ارزيابي آمده است برآورد نظرات طراح پروژه از نقطه نظر مشخصات الكتريكي و مكانيكي است. بنابراين مقره‌ها از هر نوعي كه باشند بايستي وظيفه تامين ايمن نگهداري تجهيزات و يا تحمل بارهاي وارده از جانب سيم‌هاي هوايي و يا باسبارها را از يك طرف و تحمل ولتاژهاي وارده از طرف ديگر را داشته باشند. وزن اين مقره‌ها بعنوان عاملي در جهت كاهش وزن سازه و فونداسيون در درجه بعدي مورد ارزيابي قرار ميگيرد.

 

ارزش و اهميت تجهيز در پست :

بر اساس آمار بدست آمده از پستهاي اجرا شده در سطح كشور ، نسبت ارزش قيمتي اين بخش به قيمت كل پست در محدوده 2-5 درصد ميباشد ، كه در پستهاي با آرايش اصلي و فرعي (Main & Transfer) و باسبار دوبل (Double Busbar) اين ميزان بيشتر مي باشد.

 

از لحاظ اهميت نيز ، اين بخش در پستهاي با آرايش اصلي و فرعي (Main & Transfer) و باسبار دوبل (Double Busbar) داراي اهميت قابل ملاحظه اي مي باشد.