بخشی از مقاله
به همان اندازه كه سلولهاي اندام يك موجود زنده به خون نياز دارد اندام جوامع صنعتي نيز محتاج جريان الكتريكي مي باشد. زندگي امروز ديگر بدون شبكه وسيع انرژي الكتريكي كه با انشعابات زياد مجتمعهاي بزرگ و كوچك صنعتي و مسكوني را تغذيه مي نمايند قابل تصور نيست. انرژي الكتريكي در مقايسه با ساير انرژي ها از محاسن ويژه اي برخوردار است. به عنوان نمونه مي توان خصوصيات زير را نام برد:
1- هيچ گونه محدوديتي از نظر مقدار در انتقال و توزيع اين انرژي وجود ندارد.
2- عمل انتقال اين انرژي براي فواصل زياد به سهولت امكان پذير است.
3- تلفات اين انرژي در طول خطوط انتقال و توزيع كم و داراي راندمان نسبتاً بالايي است.
4- كنترل و تبديل و تغيير اين انرژي به ساير اين انرژي ها به آساني انجام پذير است.
به طور كلي هر سيستم انرژي الكتريكي داراي سه قسمت اصلي مي باشد:
1- مركز توليد نيروگاه 2- خطوط انتقال نيرو 3- شبكه هاي توزيع نيرو
معمولاً نيروگاهها با توجه به جوانب ايمني و اقتصادي و به خصوص با توجه به نوعشان (آبي، بخاري و گازي). درمسافتي دور از مصرف كنندگان ساخته مي شود. وظيفه خطوط انتقال نيرو با تجهيزات مختلف مربوطه، اين است كه انرژي توليد شده را به شبكه هاي توزيع منتقل نمايند.
عمل انتقال نيروهاي برق با فشار الكتريكي كم امكان پذير نيست بلكه جهت انتقال از فشار الكتريكي زياد استفاده مي شود، كه بعداً در محل نزديكي مصرف به فشار الكتريكي كم تبديل شده و توزيع خواهد شد. اگرچه جهت مصرف كنندگان عمده نيز امكان تغذيه با فشار كم وجود دارد ولي در اين گونه موارد بهتر است كه مستقيماً انشعاب فشار قوي داد.
خلاصه اينكه در هر مجتمع بزرگ صنعتي و يا در هر شهري حداقل يك شبكه فشار قوي بايستي وجود داشته باشد تا در نقاط مختلف شبكه هاي فشار ضعيف را تقويت كنند و انتخاب اين فشار تابع بزرگي محل و بار شبكه خواهد بود. براي اين كه بتوان سيستم هاي مختلف انتقال و توزيع نيروي برق را به يكديگر مرتبط نمود از فشارهاي استاندارد شده زير استفاده مي شود:
v(230-400) kv(11-20-33) kv(63-132) kv(230-400)
فشار ضعيف فشار متوسط فشار قوي فشار خيلي قوي
در ايران جهت استفاده تغذيه مصرف كنندگان عموماً از جريان متناوب فشار ضعيف (v220/v380) استفاده مي شود. همچنين جهت استفاد تغذيه پستهاي فشار ضعيف (380) ولتي و فشار متوسط kv20 جهت تغذيه پستهاي فشار متوسط از فشار قوي 63 كيلو ولت استفاده مي شود.
نقش شبكه توزيع (فشار ضعيف و فشار متوسط) يك شهر را چه از نظر حجم و چه از نظر وسعت و چه از نظر ارزش و اهميت مي توان به مويرگهاي بدن تشبيه نمود كه به مزين و مهتدين فطينو يعني تغذيه مصرف كنندگان را عهده دار مي باشند.
حال براي درك بهتر از مطلب سيستم توزيع نيروي برق و تقسيمات آن به شرح سيستم برق مي پردازيم.
تشريح سيستم برق
با وجود اين كه سيستم قدرت الكتريكي استاندارد وجود ندارد نموداري شامل اجزاء متعدد كه معمولاً در ساختار چنين سيستمي يافت مي شود در شكل (1) نشان داده شده است.
بايد به اجزاء آن توجهي ويژه داشت زيرا اجزاء مزبور سيستم توزيع را خواهند ساخت. در حالي كه به وضوح جهت جريان انرژي از نيروگاه به طرف مصرف كننده است براي رسيدن به مقصود اگر جهت نگرش خود را تغير دهيم و وقايع را از پشت مصرف كننده به سمت نيروگاه ملاحظه نماييم مي تواند آگاهي دهنده باشد.
انرژي بوسيله مصرف كننده در ولتاژ نامي كار، بهره برداري مي شود كه به طور كلي (در آمريكا) در محدوده 110 تا 125 ولت و 220 تا 250 ولت مي باشد. انرژي از يك دستگاه اندازه گيري عبور نموده و ميزان مصرف و صورت حساب مشترك مشخص مي‌گردد، ولي ممكن است در بدست آوردن اطلاعات براي برنامه ريزي، طراحي و بهره برداري بعدي نيز كمك نمايد. معمولاً دستگاه اندازه گيري شامل وسيله‌اي است كه مصرف كننده را از شبكه ورودي جدا مي كند كه اين به هر دليلي كه باشد ضرورت خواهد داشت.
انرژي از هادي ها به دستگاه اندازه گيري در مدار فشار ضعيف جاري مي شود. اين هادي ها به عنوان سرويس دهنده مصرف كننده يا انشعاب مشتركين مي باشند. مشتركين زيادي از شبكه فشار ضعيف انشعاب مي گيرند. شبكه هاي فشار ضعيف به اين صورت است كه برق را به مشتركين تحويل مي دهد و خود از ترانسفورماتورهاي توزيع تغذيه مي شود. در ترانس ولتاژ انرژي تحويلي از م قدار فشار متوسط به مقادير فشار ضعيف مصرفي كه قبلاً ذكر شده كاهش پيدا مي كند. ترانس ها در مقابل اضافه بارها و اتصال كوتاهها به وسيله فيوزها با رابط هاي حفاظتي كه طرف فشار قوي قرار مي گيرند حف اظت مي شوند و در طرف فشار ضعيف ترانس هم كليد قدرت (دژنكتور) قرار مي گيرد.
فيوزها و رابطهاي حفاظتي در مواقع عيب داخلي خود ترانس نيز عمل مي‌كند. كليدهاي قدرت طرف فشار ضعيف يا ثانويه ترانس فقط در مواقع اتصالي يا اضافه بار ايجاد شده در طرف فشار ضعيف و انشعابات مصرف كننده عمل مي كند. همچنين در خطوط هوايي ترانس توسط برق گير در مقابل رعد و برق يا ولتاژهاي موجي خط محافظت مي شود و قبل از صدمه زدن به ترانس به زمين تخليه مي شود. ترانسي كه به مدار فشار متوسط وصل مي شود ممكن است داراي انشعابات فرعي باشد كه به يك فاز از سه فاز معمولي اصلي متصل شود. اين انشعاب معمولاً از طريق فيوز خط يا فيوز جدا كننده صورت مي گيرد و در موقع وقوع اتصالي يا اضافه بار در مدار فرعي آن را از مدار داخلي جدا مي نمايد.
مدارات سه فاز اصلي ممكن است داراي انشعاب هايي متعدد سه فاز باشد كه گاهي از طريق كليدها و گاهي اوقات از طريق فيوزهاي جدا كننده يا فيوزهاي خط ديگر به يكديگر متصل شوند. در بعضي موارد تعدادي از انشعابات فرعي سه فاز مي توان از طريق كليدهاي مجدد نيز به مدار اصلي سه فازه متصل شوند، به هنگام وقوع اتصالي در انشعابات فرعي، كليدهاي وصل مجدد عمل مي كنند و انشعابات فرعي را از اصلي جدا مي نمايند با اينكه فيوزها يا جدا كننده هاي خط هم اين كار را انجام مي‌دهند، ولي قبل از اين كه انشعابات فرعي به طور دائمي باز بماند، كليد وصل مجدد مي‌تواند دوباره انشعاب فرعي را به اصلي وصل كرده و با تاخير زماني از پيش تنظيم شده، آن را چند مرتبه برقرار كند.
اين عمل به اين خاطر انجام مي شود كه ممكن است يك اتصال صرفاً طبيعي گذرا داشته باشد مانند افتادن يك شاخه درخت روي خط. پست توزيع از طريق شينه ايستگاهي، شبكه سه فاز را تغذيه مي نمايد. زماني شبكه سه فاز به عنوان يك مدار يا فيدر ناميده مي شود كه از طريق يك كليد قدرت تحت حفاظت و گاهي اوقات از طريق يك تنظيم كننده ولتاژ به شينه متصل مي گردد. معمولاً تنظيم كننده ولتاژ شكل تغيير يافته يك ترانس است كه كمك مي كند تا ولتاژ خروجي در تغذيه كننده ولتاژ در بعضي موارد به جاي اين كه ولتاژ يك تغذيه كننده قار مي گيرد تا ولتاژ آن تغذيه كننده جزء را تنظيم نمايد.
در موقع وقوع اتصالي يا اضافه بار در تغذيه كننده خروجي يا توزيع، كليد قدرت تغذيه كننده عمل مي كند و آن را از شينه جدا مي نمايد. معمولاً شينه‌ها تغذيه كننده‌هاي بسياري را برق مي دهد كه شينه پست هم به وسيله يك يا چند ترانس و تحت حفاظت كليد قدرت تغذيه مي شود. اين ترانسفورماتورهاي پست، ولتاژ مداري را كاهش مي دهند كه به اوليه خود ترانس ها وارد مي شوند. معمولاً مداري را كه ترانس پست را تغذيه مي كند سيستم فوق توزيع ناميده مي شود. كه در ولتاژهاي kv63 و kv132 عمل مي نمايند.
سيستم فوق توزيع مي تواند پست هاي توزيع متعددي را تغذيه كند و امكان دارد به عنوان تغذيه كننده هاي ارتباطي بين دو يا چند پست باشند و هر يك از پست ها مي تواند از نوع توزيع يا فوق توزيع يا انتقال باشند. موارد استفاده از پست انتقال يا فوق توزيع، بسيار شبيه به پست توزيع است، جزء در اين مورد كه با مقداري زيادي از انرژي سر و كار دارد و مجموع انرژي خطوط فوق توزيع و پستي مرتبط با آنها و تلفات را تامين مي كند. خطوط انتقال از پست ديگري كه معمولاً با نيروگاه مرتبط است سرچشمه مي گيرد.
حال به بررسي سيستم توزيع مي پردازيم:
انواع سيستم توزيع
قسمتي كه تحت عنوان توزيع مورد استفاده در صنعت برق مي باشد يعني از پست تغذيه تا وسايل اندازه گيري واقع در محل مصرف كننده مي تواند به دو بخش فرعي تقسيم شود:
1- توزيع اوليه: كه در آن بار به ولتاژي بالاتر از ولتاژ مصرف برده شود و از پست توزيع به محلي كه در آن ولتاژ به ميزان ولتاژ مصرف كننده پايين مي آيد تا مشترك انرژي مورد نياز خود را مصرف نمايد.
2- توزيع ثانويه: كه شامل قسمتي از سيستم است كه داراي ولتاژ مصرف كننده بوده و به لوازم اندازه گيري مصرف كننده ها منتهي مي شود. سيستم هاي توزيع اوليه شامل سه نوع اساسي هستند.
1- سيستم شعاعي، شامل سيستم هاي دو گانه و تبديل
2- سيستم حلقوي، شامل حلقوي باز و حلقوي بسته
3- سيستم شبكه اي (غربالي)
1- سيستم شعاعي: سيستم شعاعي ساده ترين و يكي از عمومي ترين نوع مورد استفاده است و شامل تغذيه كننده ها و مدارهاي شعاعي مجزا بوده كه از پست يا منبع منشعب مي شود. معمولاً هر فيدر سطح معيني را تغذيه مي كند. فيدر شامل قسمت اصلي يا تنه فاشدي است كه با ترانس توزيع مرتبط است و از آن جا انشعابات اصلي يا فرعي خارج مي شود كه در شكل (2) نشان داده شده است.
معمولاً انشعابات فرعي از طريق فيوز به مدارهاي فشار متوسط اصلي متصل مي‌شود، به طوري كه يك اتصالي در انشعابات فرعي، نمي تواند باعث قطع برق در سرتاسر تغذيه كننده باشد. اگر فيوز از رفع اتصالي خط عاجز بماند يا اتصالي در تغذيه كننده اصلي توسعه يابد كليد قدرت درست يا منبع باز خواهد شد و سرتاسر تغذيه كننده را بي برق خواهد كرد. براي پايين نگه داشتن وسعت و مدت قطعي برق تجهيزاتي براي جدا كردن تغذيه كننده در نظر گرفته مي شود، به طوري كه قسمتهاي سالم هرچه سريع تر دوباره برق دار شود. براي به حداكثر رساندن سرعت برق‌دار كردن مجدد، در هنگام طراحي و ساخت از ارتباط اضطراري به تغذيه كننده هاي مجاور استفاده مي شود.
بنابراين هر قسمتي از تغذيه كننده كه مشكلي نداشته باشد، مي تواند به تغذيه كننده‌هاي مجاوز متصل شود. در بيشتر حالات، غير همزماني بارها بين تغذيه كننده‌هاي مجاور به اندازه كافي موجود بوده تا نيازي به نصب ظرفيت اضافي براي مواقع اضطراري نباشد. قطع طولاني برق بيمارستان ها، تاسيسات نظامي و ديگر مصرف كننه هاي حساس قابل تحمل نمي باشد.
در چنين شرايطي فيدر دوم (اضافي) پيش بيني مي شود كه گاهي در مسير جداگانه‌اي قرار مي گيرد تا از منبع ديگري تغذيه شود. اتصال از تغذيه كننده عادي به تغذيه كننده جايگزين به وسيله قطع و وصل كننده تبديلي انجام مي گيرد و امكان دارد به صورت دستي يا خودكار عمل نمايد. در حالات دو دستگاه كليد قدرت مجزا نصب مي شوند تا در هر فيدر يك كليد قدرت با اتصالات الكتريكي به منظور جلوگيري از اتصال اشتباه فيدر سالم به معيوب استفاده شود. شكل (3)
2- سيستم حلقوي: راه ديگري كه طول مدت قطعي برق را محدود مي سازد، استفاده از تغذيه كننده هايي است كه به صورت حلقوي طراحي شده و امكان تغذيه از دو سوار براي مصرف كننده هاي بحراني (حساس) فراهم مي سازد. در اين جا اگر تغذيه از يكسو دچار مشكل شود، تمام بار تغذيه كننده از سوي ديگر جريان مي‌گيرد. به شرطي كه ظرفيت ذخيره كافي در تغذيه كننده در نظر گرفته شود. اين نوع سيستم امكان دارد در حالت عادي به صورت حلقوي باز يا حلقوي بسته عمل كند.
حلقوي باز: در سيستم حلقوي باز، بخش هاي متعدد تغذيه كننده از طريق وسايل جدا كننده (فيدر، كليد و غيره) به همديگر متصل شده و بارها هم به بخش‌هاي فوق متصل شده اند و هر دو نفر تغذيه كننده به منبع تغذيه متصل شده است. در يك نقطه از پيش تعيين شده اي از فيدر، وسيله جدا كننده به صورت باز نصب مي گردد.
اساساً سيستم حلقوي باز از دو فيدر تشكيل مي شود. كه انتهاي آنها به وسيله جدا كننده اي مانند فيوز، كليد يا كليد قدرت به هم مرتبط شده اند. به هنگام وقوع اتصالي، بخشي از مدار فشار متوسط كه اتصالي در آن رخ داده است از دو طرف قطع مي‌شود و سرويس دهي به قسمت سالم به اين صورت انجام مي شود كه ابتدا حلقه در نقطه‌اي كه در حالت عادي باز گذاشته شده است، بسته مي شود و سپس كليد قدرت در پست ديگر وصل مي شود.
شكل (4). چنين حلقه هايي در حالت عادي پست نمي شوند، وقتي اتصالي باعث باز شدن قطع كننده ها در دو طرف شوند سرتاسر تغذيه كننده بي برق شده و معلوم نمي‌شود كه اتصالي كجا رخ داده است. وسايل جدا كننده بين بخش ها نسبتاً ارزان هستند.
حلقوي بسته: در جايي كه درجه بالاتري از قابليت اطمينان مورد نظر است، فيدر به صورت حلقوي بسته مورد بهره برداري قرار مي گيرد. در اين جا معمولاً وسايل جدا كننده كليدهاي قدرت بسيار گران قيمت هستند. قطع كننده ها بوسيله رله هايي تحريك مي‌شوند تا فقط براي باز كردن كليدهاي قدرت واقع در دو طرف قسمت معيوب عمل نمايند، بقيه قسمت تغذيه كننده سرتاسري برق دار باقي مي ماند. در بيشتر نمونه ها، فعاليت مناسب رله فقط به وسيله سيم هاي راهنما (پيلوت) صورت مي گيرد كه از كليد قدرتي به كليد قدرت ديگر كشيده مي شود كه نصب و نگهداري آن پرهزينه مي‌باشد. در برخي نمونه ها، اين سيم هاي راهنما از طريق اجاره خطوط تلفن صورت مي گيرد. شكل (5)
3- سيستم فشار متوسط شبكه اي(غربالي): اين سيستم از طريق بهم پيوستن شبكه هاي فشار متوسطي كه به طور عادي در سيستم هاي شعاعي يافت مي شود تشكيل شبكه غربالي (مش) را مي دهند. شبكه بوسيله چندين ترانس قدرت تغذيه مي شود كه ترانس ها به نوبه خود از خطوط فوق توزيع و انتقال در ولتاژهاي فشار قوي تغذيه مي‌شوند. اين نوع سيستم، پست هاي معمولي و تغذيه كننده هاي طولاني فشار متوسط اصلي را حذف كرده و آنها را با تعدادي از پست هاي كيوسكي (واحد) جايگزين نموده كه به طور حساس در سرتاسر شبكه قرار دارد. بدين وسيله مشكل دستيابي به زمين اضافي و ضروري درست هاي معمولي را حل كرده است. شكل (6)
سيستم توزيع ثانويه: سيستم توزيع ثانويه (فشار ضعيف) در ولتاژهاي معرفي پايين مورد بهره برداري قرار مي گيرد و مانند سيستم هاي اوليه بايد با قابليت اطمينان در سرويس دهي و تنظيم ولتاژ آنها توجه نمود.
سيستم فشار ضعيف كاملاً مي تواند 4 نوع باشد. 1- يك ترانس براي هر مشترك. ب- استفاده مشترك از يك ترانس. 3- تغذيه مداوم و پيوسته به طور مشترك از طريق نصف دو دستگاه ترانس يا بيشتر. 4- شبكه‌اي: گروهي از مصرف كننده ها از يك خط يا شبكه استفاده مي كنند. كه تغذيه توسط چندين ترانس صورت مي گيرد. سيستم هاي شبكه اي داراي بيشترين درجه قابليت اطمينان در سرويس دهي بوده و در سطوح با چگالي بار خيلي زياد كاربرد دارد. پس جايي كه عوايد اين سيستم نسبت به هزينه هاي آن قابل توجيه باشد و قابليت اطمينان اين نوع ضروري باشد، به كار مي‌رود.
در مواردي كه يك مصرف كننده واحدي از اين نوع سيستم تغذيه كند، آن را شبكه نقطه‌اي گويند. به طور كلي، شبكه فشار ضعيف غربالي از به هم پيوستن شبكه‌هاي فشار ضعيفي تشكيل مي شود كه از طريق چندين ترانس تغذيه شده و از دو يا چند تغذيه كننده فشار متوسط برق مي گيرد. به كليدهاي قدرت متصل شده بين ترانس و شبكه فشار ضعيف كه به صورت خودكار بي برق شود، ترانس را از شبكه غربالي فشار ضعيف جدا مي كند و بدين وسيله مانع تغذيه از طرف فشار ضعيف به طرف فشار متوسط مي شود.
اين از لحاظ ايمني و در مواقعي كه طرف فشار متوسط به دليل اتصالي يا هر دليل ديگري بي برق شده باشد، اهميت ويژه اي پيدا مي كند. كليد قدرت يا محافظ توسط فيوز پشتيباني مي شود به طوري كه اگر محافظ نتواند عمل كند، فيوز منفجر شده و ترانس را از شبكه فشار ضعيف جدا خواهد كرد. شكل (7)
تعداد تغذيه كننده هاي فشار متوسطي كه شبكه غربالي را تغذيه مي كند، خيلي مهم است. اگر تعداد تغذيه كننده ها تنها دو دستگاه باشد، در يك زمان تنها يك تغذيه كننده مي تواند از مدار خارج شود و لذا ترانس بايد داراي ظرفيت ذخيره كافي باشد تا واحدهاي باقي م انده در مدار، دچار اضافه بار نشوند. اين نوع شبكه گاهي اوقات شبكه از نوع احتمال اول (Single Contingency) ناميده مي شود.
بيشتر سيستم‌هاي غربالي از سه يا بيش از سه تغذيه كننده برق مي گيرد، به طوري كه شبكه مي تواند با از دست دادن دو تغذيه كننده مورد بهره برداري قرار گيرد و ظرفيت ترانس ذخيره هم به طور متناسبي كمتر شود كه به آن شبكه از نوع احتمال دوم (Second Contingency) گويند.
شبكه فشار ضعيف بايد طوري طراحي شود كه نه تنها بارها، بين ترانس ها به طور مساوي تقسيم شده و داراي تنظيم اختلاف سطح خوبي براي كل ترانس ها در حال كار باشد بلكه بايد طوري باشد كه در موقع قطع برق تغذيه كننده هاي فشار متوسط، تعدادي از ترانس ها به مدت كوتاه در مدار باشند. مدارهاي فشار ضعيف بايد قادر باشند تا بارهاي قسمت معيوب را به طور مناسب بين ترانس ها تقسيم كرده و آن قسمت از مدار را كه داراي حداقل مصرف كننده مي باشد قطع نموده و رفع عيب نمايند.
در برخي از شبكه ها كه جريان اتصال كوتاه در آن حاكم است امكان دارد قبل از عمل نمودن فيوز (سوختن فيوز) قسمت هاي طولاني از شبكه اصلي صدمه ببيند لذا در چنين شبكه هاي فشار ضعيف قسمت به قسمت دو طرف را فيوز دار مي كند.
در شبكه هاي توزيع وجود كابل بسيار ضروري است زيرا اولاً كابل كشي به جاي خطوط هوايي مي تواند به زيبايي شهر كمك كند ثانياً در مواردي كه نمي توان از خطوط هوايي استفاده كرد مانند فرودگاهها مي توان از كابل براي توزيع انرژي الكتريكي استفاده نمود. نتيجه مي شود كه كابل نيز در شبكه هاي توزيع يكي از عناصر مهم به شمار مي رود.
كابلهاي زميني و متعلقات آن
كابلهاي زميني برحسب شرايط محيطي و الكتريكي بايد داراي خصوصيات زير باشد:
1- هادي هاي هر فاز نسبت به زمين كاملاً عايق شده باشد.
2- هادي هاي هر فاز نسبت به فازهاي ديگر كاملاً عايق شده باشند.
3- تحت تاثير عواملي مانند رطوبت، زنگ زدگي و ساير عوامل شيميايي قرار نگيرند.
4- در برابر ضربات مكانيكي كاملاً حفاظت شده باشند.
سيمهاي كه در كابل به كار مي روند يا از جنس آلومينيوم يا از جنس مس كه البته مس بيشتر از آلومينيوم در صنعت كابل سازي استفاده مي شود. در سالهاي گذشته براي فشار الكتريكي متوسط كابل با عايقي كاغذي بيش از انواع ديگر كابل مورد استعمال داشت ولي امروزه كابل با عايق لاستيكي يا پلاستيكي بيشترين موارد مصرف را دارا مي‌باشد معمولاً كابلها را با نوع عايقشان مي سازند بدين ترتيب كابلهاي كاغذي، كابلهاي لاستيكي يا پلاستيكي، كابلهاي روغني و كابلهاي گازي خواهيم داشت.
به دليل اينكه موضوع بحث عيب‌يابي كابلهاي 20 كيلوولت مي باشد لازم به ذكر است كه امروزه براي از بين بردن تاثير ميدان الكتريكي هر فاز روي هادي هاي دو فاز ديگر هر يك از هادي هاي عايق شده را به طور جداگانه به روپوشي از كاغذ فلزي (كاغذ متليزه) مجهز مي كنند. سپس از ورقه ها را با زمين هم پتانسيل مي سازند بدين صورت كه پس از كوشش هادي ها با اين ورقه هاي نازك متاليزه كابل را با مواد پركننده گرد كرده و روي آنها را غلافي سربي مي كشند و ورقه هاي متاليزه را به عنوان اتصال زمين به كار مي برند بدين ترتيب فقط عايق كاغذي كار تحت تاثير ميدان الكتريكي قرار مي گيرد.
كابل H براي ولتاژ تا 30 كيلوولت به صورت سه رشته اي موجود مي باشد. چون قطر كابل سه رشته اي براي ولتاژهاي بالاتر بسيار زياد مي شود و در نتيجه كار روي آنها را مشكل مي سازد لذا براي ولتاژهاي بيش از 30 كيلوولت اين كابل را به صورت تك رشته اي مي سازند. چون كابل ذكر شده دار يا يك غلاف سربي مشترك مي‌باشد قابليت انحنا و خمش خيلي كم مي باشد بدين جهت كابل سه غلافه به بازار عرضه گرديد در كابال سه غلافه هر هادي غلاف سربي مربوط به خود دارد.
در اين كابال به علت وجود غلاف سربي به طور جداگانه روي هر فاز ميداني كه به وسيله يك فاز توليد مي شود روي دو فاز ديگر اثر نخواهد داشت مع الوصف در موقع كشيدن كابل يا تغيير بار كابل كه اصطلاحاً به آن تنفس كابل مي گويند ممكن است فضاي خالي بين غلاف سربي و عايق سيم به وجود آيد براي از بين بردن اثر الكتريكي اين فضاي خالي از نوار فلزي كه در كابل مورد استفاده قرار مي گيرد در اين كابل نيز به كار مي رود از كابال سه غلافه تا ولتاژ 60 كيلوولت مي توان بهره برداري نمود.
عوامل موثر در اتصالي كابلها
معمولاً كابلها به علت اينكه در خاك دفن مي شوند امكان معيوب شدن آنها نيز هست. عواملي از ق بيل پوسيدگي كابل، كلنگ خوردگي، نفوذ آب در كابل، ضربه‌هاي مكانيكي وارد به كابل، كشيدن جريان بالا از كابل، رعايت نكردن اصول دفن كردن كابل در خاك، خمش بيش از حد كابل، كابل كشي و جريان ندادن در كابل طي مدت طولاني و… كه باعث به وجود آمدن اتصالي در كابل مي شود و كابل دچار عيب مي شود.
عيب‌يابي و اكيب عيب ياب
بنا به دلايل بالا در اداره برق براي پيداكردن عيب كابل واحدي به نام اكيپ عيب‌يابي كابل وجود دارد كه در گروههاي فشار ضعيف (380 ولت)، فشار متوسط (20 كيلوولت)، فشار قوي (63 كيلوولت) تقسيم مي شوند. در عيب‌يابي فشار ضعيف معمولاً كابل هاي حامل ولتاژ 10-5 كيلو ولت عيب‌يابي مي شود قسمت عيب‌يابي زير نظر ديسپاچينگ هر منطقه قرار دارد و كار عيب‌يابي تشخيص عيب كابل دفن شده در زمين و اطلاع آن به ديسپاچينگ براي رفع عيب توسط اكيپ مفصل بند مي باشد.
در كل استان تهران به شش قسمت شمال شرق، شمال غرب، جنوب شرق، جنوب غرب، مركز تقسيم شده است كه هر كدام اكيپ خاصي از عيب‌يابي در منطقه دارد كه مكان مورد نظري را كه اينجانب در آن واحد كارآموزي خود را گذراندم اكيپ عيب‌يابي كابلاي 20 كيلوولت شركت توزيع برق منطقه اي شمال شرق مي باشد. كه مناطق پاسداران، شميرانات، نارمك، تهرانپارس، لواسانات، رودهن، بومهن، جاجرود و… زير پوشش واحد و اكيپ عيب‌يابي شمال شرقي تهران مي باشد براي توضيح كار عيب‌يابي اين نكته را بايد در نظر گرفت كه اگر كابلي دچار عيب و يا اتصالي شود در پست مربوط به همان كار رله هاي حفاظتي مانند سكسيونر و ديژنگتورها عمل كرده و بار موجود روي كابل را قطع مي كنند.
با قطع شدن كليدهاي حفاظتي اكيپ حوادث اطلاعات مورد نظر را به ديسپاچينگ منطقه مربوطه ارائه مي كند يعني منحل قطع شدگي و يا اينكه اتصالي در كدام كابل مي‌باشد اطلاع مي دهد قسمت ديسپاچينگ وجود عيب را به اكيپ عيب‌ياب اطلاع داده سپس اكيپ به محل مورد نظر اعزام مي شوند.
قبل از انجام هرگونه عمليات بايد اكيپ حوادث نيز در محل حاضر باشند تا اجازه كار را به اكيپ عيب ياب بدهند. نقش اكيپ حوادث در خطوط 20 كيلوولت بسيار اهميت داد اين اكيپ با هماهنگي بين اكيپهاي ديگر مخصوصاً اكيپهاي مفصل بند و هوايي عهده دار قطع و وصل برق را از پستها دارند زيرا در صورت اشتباه از اين اكيپ مسائل غير قابل جبراني به وجود مي آيد به همين دليل تمام اكيپ ها بايد قبل از انجام عمليات از اكيپ حوادث اجازه كار بگيرند تا حادثه‌اي پيش نيايد.
پس از اجازه كار به اكيپ عيب‌يابي اين اكيپ خود را شرع كرده و محل اتصالي را پيدا نموده و به ديسپاچينگ منطقه اي اطلاع داده و ديسپاچينگ منطقه‌اي نيز گروه مفصل بند را خبر كرده تا محل را حفاري و عيب كابل را برطرف كرده و با قراردادن مفصل عيب مورد نظر را از بين ببريد.
وظيفه اكيپ عيب‌ياب
1- پيدا كردن حل اتصالي در كابلها
2- مسيريابي
3- تست ترانس
4- تعيين كابل
كه نحوه اجراي اين وظايف در قسمتهاي بعد توضيح داده خواهد شد. براي پيدا كردن اتصالي روي كابل بايد مراحل و عملياتهاي مختلفي را روي آن انجام داد كه اين عمليات توسط دستگاههايي انجام مي شود.
دستگاه هاي مورد استفاده در عيب‌يابي كابلهاي 20 كيلوولت
از جمله دستگاههاي كه در بخش عيب‌يابي كابلهاي 20 كيلوولت استفاده مي شود دستگاههاي زير است كه تمام اين دستگاههاي در اتومبيل مخصوصي نصب مي‌شود.
1- دستگاه تستر
2- دستگاه كابل سوز
3- دستگاه رفلكتور
4- دستگاه تخليه
5- دستگاه فركانس صوتي
كه در زير به عملكرد تك تك اين دستگاهها مي‌پردازيم.
دستگاه تستر و عملكرد آن
اولين دستگاهي كه در پيدا كردن اتصال كابل مورد استفاده قرار مي گيرد دستگاه تستر است وظيفه اصلي اين دستگاه پيدا كردن فازهاي معيوب در كابل مي باشد همانطور كه مي دانيد يك كابل 20 كيلوولت معمولاً از سه رشته تشكيل شده است. R,S,T با اين دستگاه مي توان پي به معيوب بودن هر كدام از فازها برد.
همچنين از اين دستگاه در پست ترانس نيز استفاده مي شود. عملكرد اين دستگاه در تشخيص فاز معيوب به اين صورت است كه اين دستگاه پس از متصل شدن كابلهاي رابط از داخل اتومبيل عيب‌يابي به فازها، به ترتيب به هر فاز جداگانه از طريق اين دستگاه مي توان ولتاژي را اعمال كرد. همانطور كه در شكل مشخص است آ‌خرين رنج اين دستگاه 80 كيلوولت است كه البطه ولتمتر دستگاه براي رنج 80 كيلوولت و نيز 40 كيلوولت درجه بندي شده است همانطور كه در شكل پيداست دكمه هايي روي دستگاه وجود دارد كه رنج هاي مختلف ولتاژي و آمپراژي را تعيين مي كنند.
همچنين يك ولم براي بالا بردن تدريجي ولتاژ دستگاه نيز ديده مي شود. پس از اعمال ولتاژ روي كابل و بالا بردن ولتاژ به صورت تدريجي اگر مشاهده شود كه آمپر متر جرياني را نشان مي دهد مشخص مي شود كه كابل در حال كشيدن جريان است پس فاز مربوطه معيوب شناخته مي شود. معمولاً جريان 6/0 ميلي آمپر جريان مجاز شناخته مي شود و بيشترين آن جريان غير عادي تلقي مي شود.
عملكرد اين دستگاه در تست ترانس بدين صورت است كه:
كابل رابط را از داخل اتومبيل عيب‌يابي به يكي از بوشينگهاي فشار قوي وصل كرده و به همان منوال كه ذكر گرديد ولتاژ به ترانس القا مي شود. هرگاه آمپر متر آمپراژي را غير از آمپر مجاز نشان داد ترانس معيوب تشخيص داده مي شود.
دستگاه كابلسوز
اين دستگاه دومين دستگاهي است كه در عيب‌يابي مورد استفاده قرار مي گيرد. عملكرد اين دستگاه به اين صورت است كه: به دليل اينكه فلكتور (كه در صفحات بعد طرز كار آن توضيح داده خواهد شد) بتواند فاصله اتصالي را نشان دهد بايد مقاومت كابل را به زير 100 اهم آورد همانطور كه در شكل ملاحظه مي شود رنج اين دستگاه بين 5-10 كيلوولت مي باشد يعني نهايت ولتاژي كه مي تواند توليد كند 10 كيلوولت مي باشد با اعمال اين ولتاژ به كابل جريان بالايي در كابل ايجاد مي شود.
كه باعث مي شود در محل اتصالي بين فاز معيوب و سرب دور كابل (در مقدمه توضيح داده شده) زمين شده است يك ذغال ايجاد شود همانطوريكه مي دانيد ذغال يك هادي است بنابراين فاز مورد نظر به زمين متصل شده كه در اصطلاح زمين شدن فاز ناميده مي شود و مقاومت آن بسيار پايين مي آيد و به زير 100 اهم مي رسد. در اصل اين دستگاه با ايجاد آرك بين فاز و زمين و از بين بردن عايق پلاستيكي و تبديل آن به ذغال مي تواند مقاومت سيم را به زير 100 اهم برساند.
كه به اين عمل در اصطلاح سوزاندن كابل گويند. همانطور كه در شكل مشخص است دستگاه داراي دو نمايشگر ولتاژ و جريان است هر گاه در هنگام اعمال ولتاژ عقربه آمپر متر شروع به بالا رفتن و چسبيدن به ته آمپر متر مي كند كه نمايانگر ايجاد ذغال مورد نظر است يعني جريان از فاز به زمين منتقل مي شود همچنين در ولت متر ولتاژ كمتر و كمتر مي شود و با زياد كردن ولم شماره 2 براي بالا بردن ولتاژ، ولتاژ تغيير نمي كند. فاز جريان مي كشد سپس دستگاه رفلكتور وارد عمل مي شود با توجه به شكل در سمت راست دستگاه در قسمت راست بالا قسمت 1 ولمي وجود دارد كه با آن مي توان رنجهاي مورد نظر را انتخاب كرد اين ولم به داخل و بيرون نيز جابجا مي‌شود اگر اين ولم به داخل باشد پس از روشن كردن دستگاه كابل سوز و زياد كردن ولم شماره 2 سيستم اين ولم وارد عمل شده و برق تابلوي فرمان را قطع مي كند بايد حتماً اين ولم به طرف بيرون كشيده شود تا ولتاژ 5-10 كيلوولت مورد نظر اعمال شود. همانطور كه در شكل نمايش داده شده است.
