دانلود گزارش کارآموزی هادی ها

مقدمه :

در روزگار اولیه صنعت قدرت الکتریکی و تولید انرژی با هم آمیخته بود و سیستم توزیع وسعت کمی داشت . ناحیه مورد سرویس دهی ، کوچک و تعداد مشترکین نسبتا کم بود . همچنین مقدار مصرف هر مشترک زیاد نبود . با توسعه استفاده از الکتریسیته نیاز در طرف سیستم توزیع بیشتر و پیچیده تر شد . شرکتهای تولید کننده برق نه تنها مجبور به سرویس دهی به تعداد بیشتری مشترک بودند بلکه مجبور شدند که مصرف کننده های با مصرف اختصاصی بیشتری را تغذیه نمایند .

امروزه به جای مدار ساده شعاعی اولیه یعنی یک فیدر تغذیه شونده از یک منبع از طراحی های پیچیده تری استفاده می شوند . مدارهای شعاعی به نقاط انشعاب مجهز می شوند تا امکان جدا کردن قسمت های خطا دار مدار را فراهم نمایند . پیدایش ترانسفورماتور و افزایش بار مورد انتقال روی مسافت بیشتر و با فاصله بیشتر از منبع بزودی سیستم جریان متناوب جایگزین جریان مستقیم شد .

هم اکنون با افزایش سطح ولتاژ امکان تغییر بارهای بیشتر در فواصل دورتر وجود دارد .

به موازات توسعه مدارهای توزیع انرژی ، مواد و تجهیزات و ابزار مناسب تر هم توسعه یافتند که امکان ساخت ، تعمیر و بهره برداری با بازده بالاتر را فراهم می ساخت .

روندی که تا به امروز ادامه داشته است . تیرهای چوبی از جنس چوب خام کم کم جای خود را به تیرهای با جنس سخت تر و ظاهر بهتری دادند . سپس تیرهای سیمانی تقویت و تیرهای فلزی مورد استفاده قرار گرفتند . هادیها ابتدا از مس ساخته می شدند .

امروزه آلومینیوم و آلیاژهای مس و فولاد نیز به کار می روند . مقره ها که قبلا بصورت تک حلقه ای ساخته می شد امروزه این عایقها به صورت قطعه قطعه ساخته می شوند و قابل اتصال به هم هستند و مقره هایی شیشه ای و پیرکس نیز به طور وسیعی بکار می روند و اکنون تحقیقات برای استفاده از مقره ها با ترکیبات پلاستیکی انجام می شوند .

عایقهای لاستیکی برای کابلها که قبلاً برای اکثر کابلها مورد استفاده قرار می گرفت و قابلیت تحمل ولتاژ آنها کم بود ، جای خود را به عایقهای دیگر نظیر عایقهای کاغذ آغشته و عایقهای پلاستیکی دادند.  ترانسفورماتورها هم کوچکتر و هم با بازده بیشتر و ارزانتر شده اند .

شکل های جدید هسته های فولادی ترانسفورماتور با ترکیبات جدید ، باعث کاهش تلفات مغناطیسی می شود و عمر ترانسفورماتور را نیز افزایش می دهد . خازنهای موازی بمنظور تنظیم ولتاژ و کاهش تلفات بکار می روند که با این کار به تنظیم کننده های ولتاژ در شبکه کمک می کنند و در ضمن بازده بهره برداری از سیستم را نیز بالا می برد .

جزوه پیش رو گزارشی از شرح  و وظایف و نکات با اهمیت بیشتر در بهره برداری از سیستم های توزیع انرژی الکتریکی می باشد که به وسیله اینجانب در مدت کارآموزی در برق منطقه ای شهرستان صومعه سرا استخراج شده است . امید است تلاش بنده در جهت تکمیل و ارائه جزوه ای کامل مورد توجه و عنایت کلیه مخاطبین قرارگرفته باشد .

انواع شبکه های توزیع انرژی الکتریکی

هر گاه به کمک یک سیم کشی چندین مصرف کننده از جریان برق استفاده کنند ، سیم کشی را شبکه می نامند .  از طرح یک شبکه باید به نکات زیر توجه شود :

1 شبکه حداکثر درجه اطمینان مصرف را دارا باشد .

2 شبکه دارای درجه اطمینان حفاظتی خوبی باشد .

3 عیب یابی شبکه سریع باشد .

4 ضریب بهره شبکه بالا باشد .

شبکه باز ( شعاعی )

این شبکه از یک سمت تغذیه می شود . در ضمن شبکه ای یک یا چند هادی از منبع جریان به تابلو اصلی تقسیم می شوند  . در شبکه باز ممکن است هر مصرف کننده ای مستقیما از تابلو اصلی تقسیم نماید . در ضمن حالتی ضریب اطمینان  کار شبکه خوب است . این شبکه در کارخانجات و تاسیسات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد .

شبکه های از دو سو تغذیه شونده

در محلهایی که قطع اتفاقی جریان برق مجاز نمی باشد جهت بالابردن ضریب اطمینان کار شبکه  الکتریکی بهتر است که شبکه از دو پست مختلف تغذیه شوند . در این صورت با از کار افتادن یکی از دوخط تغذیه کننده قدرت مورد نیازوخط تقسیم انرژی مصرف کننده می تواندازسمت دیگر تامین  گردد . عملکرد شبکه های حلقه ای مانند عملکرد شبکه های از دو سو تغذیه شونده می باشد  . با این تفاوت که در یک شبکه حلقوی ابتدا و انتهای خط به یک نقطه(منبع) تغذیه کننده متصل می باشد .

شکم ‍( فلش )  سیم :

در یک شبکه هوایی فاصله بین راس تیر تا پایین ترین نقطه سیم را شکم یا فلش سیم می نامند در طرح و اجرای شبکه  های هوایی محاسبه و حفظ حدود تعیین شده شکم حائز اهمیت است .

از طرف دیگر اگر شکم سیم از حد مجازش بیشتر باشد مخصوصا در فصل گرما که طول سیم زیادتر می شود امکان نزدیک شدن سیمها و بوجود آمدن اتصالی و در نتیجه قطع جریان برق در هنگام وزش باد وجود خواهد داشت .

فاصله بین پایه ها ( اسپان )

فاصله بین دو پایه متوالی را اسپان می نامند هر چه این فاصله زیادتر باشد ، تعداد پایه و متعلقات آن کمتر است و در نتیجه هزینه شبکه کاهش خواهد یافت . اما این فواصل نباید از آنقدر زیاد شود که شکم سیم از حد مجازش تجاوز نماید .

مطابق استاندارد وزارت نیرو برای شبکه فشار ضعیف بین 30 تا 100 متر و برای شبکه فشار متوسط بین 70 تا 150 متر می باشد .

فاصله آزاد سیمها 

فاصله پایین ترین نقطه سیم هوایی تا سطح زمین را فاصله آزاد می نامند با داشتن طول پایه و شکم سیم و عمق زمینی که پایه در آن محکم شده می توان این فاصله را محاسبه کرد . به طور کلی هر چه ولتاژ شبکه قویتر باشد این فاصله نیز متناسب با آن بایستی زیادتر شود .

هادی ها

بدون تردید ، هادی ها مهمترین اجزای یک شبکه انتقال انرژی محسوب شده و مسیر جریان از طریق آن ها برقرار می گردد ، بنابراین تمام مقدمات در طراحی یک  خط انتقال هوایی ، فقط به منظور برق رسانی مناسب و مطمئن از طریق این هادی ها صورت می گیرد .

به عنوان مثال نقش پایه های خط انتقال نگهداری فاصله هادی ها از زمین ، نقش کنسول ها رعایت فاصله مناسب هادی ها از یکدیگر و نقش مقره به عنوان ایزوله کننده و نگهدارنده هادی های تحت ولتاژ از بدنه می باشد، که در این بین، هادی ها نقش اساسی را به عهده دارند .

در این بخش، ضمن تعریف مشخصات و معرفی انواع هادی های متداول در ایران ، به کاربرد آنها و سپس به استانداردهای حاکم بر تولید و استفاده از هادی های هوایی فشار متوسط توزیع و هادی های مورد استفاده در خطوط هوایی فشار ضعیف شبکه های توزیع ایران پرداخته می شود .

 قبل از شروع بحث ، لازم به توضیح است که بیشترین کاربرد سیم از نوع آلومینیوم فولاد در « شبکه هوایی فشار  متوسط » و همچنین سیم های لخت مسی مورد استفاده در « شبکه های فشار ضعیف هوایی » ایران می باشند که در خصوص آنها نیز بحث خواهد شد .

جنس سیم های هوایی

جنس هادی های خطوط انتقال انرژی در شبکه های هوایی توزیع ، باید به گونه ای باشد که علاوه بر رسانایی الکتریکی مورد نیاز ، استقامت مکانیکی مناسب را داشته و در مقابل رطویت و گازهای شیمیایی موجود در هوا مقاوم بوده ، به آسانی دچار خوردگی یا فرسایش نگردد . سیم های شبکه توزیع برق شهری و روستایی را می توان به صورت هوایی لخت و یا روپوش دار و به صورت هادیهای عایق شده، نصب و مورد استفاده قرار داد.

متداولترین سیم های هوایی در شبکه توزیع ، از جنس آلومینیوم و یا آلومینیوم تقویت شده با مغز فولاد و مس می باشد که فقط در موارد و گونه های خاصی از دیگر گونه های آنها از جمله سیم فولادی استفاده می شود .

آلومینیوم

در سال های اولیه ، هادی های خطوط هوایی توزیع ، از جنس مس انتخاب می شد ولی بعدها ، برای این کار آلومینیوم نیز مورد استفاده قرار گرفت .

امروزه ، به علت وزن سبکتر و قیمت کمتر به غیر از شبه های فشار ضعیف با کاربرد انبوه ، هادی های آلومینیومی با انجام فرآیندهایی برای تقویت مقاومت مکانیکی آنها در شبکه های فشار متوسط جایگزین شده و نتایج رضایتبخشی نیز به دنبال داشته است .

هادی های آلومینیومی نسبت به مس ، از درجه رسانایی و استقامت کششی پایین تری برخوردارند ، بنابراین برای انتقال جریان مساوی ، باید سطح مقطع هادی آلومینیوم از هادی مسی ، بزرگتر انتخاب شود ولی وزن مخصوص آلومینیوم در حدود یک سوم مس می باشد . بنابراین برای قابلیت هدایت برابر ، وزن هادی آلومینیوم فقط نصف وزن مس خواهد بود که البته در این حالت ، قطر هادی آلومینیومی مقداری بزرگتر از قطر هادی مسی خواهد بود . در جدول زیر مقایسه خواص مربوط به و هادی آلومینیوم نسبت به مس ارائه شده است .

مقایسه هادی ها

ردیف

موضوع

مس

آلومینیوم

1

نسبت هدایت ها برای سطح مقطع مساوی

1

6/0

2

نسبت سطح مقطع ها با مقاومت مساوی

1

66/1

3

نسبت قطرها با مقاومت مساوی

1

29/1

4

نسبت وزن ها برای سطح مقطع مساوی

3/3

1

5

نسبت وزن ها با مقاومت مساوی

2

1

از دیگر کاربردهای سیم های آلومینیومی ، می توان اتصالات و پل های اتصال بین کلمپ انتهایی و خط هوایی فشار قوی ، رابطه های ثابت و نیز باس بارهای مقطع استوانه ای ثابت را نام برد .

امروزه علاوه بر روش گفته شده برای زیاد کردن استقامت مکانیکی هادی های آلومینیومی ، استفاده از رشته های فولادی گالوانیزه شده یا آلیاژهای فلزی در مغز هادی ها قرار گرفته و آن ها را تقویت می کند ، کاربرد زیادی یافته است . به این هادی ها هادی آلومینیومی تقویت شده با مغز فولادA.C.S.R  و یا A.C.A.R    گفته می شوند . 

فولاد

فولاد ، در میان سایر مواد ، دارای بیشترین استقامت مکانیکی و کمترین قابلیت هدایت الکتریکی برای ساخت سیم هاست .

به همین دلیل ، سیم های فولادی در موارد محدودی از جمله مواردی که استحکام مکانیکی در درجه اول اهمیت قرار دارد و یا باید قدرت های کم انتقال یافته و به طور کلی فقط در یک فاصله کوتاه در شبکه فشار متوسط به کار رود ، مورد استفاده قرار می گیرد . به عنوان مثال ، عبور از روی رودخانه ها یا بستر عریض ، و فواصل عبوری از روی آبراهه ها و کانالها نمونه هایی از این موارد است .

هادی های فولادی برای سیم های محافظ یا زمین ، خطوط هوایی ، سیم سیستم های مهار و در بسیاری دیگر به عنوان مغزی و یا رشته میانی سیم های هوایی استفاده می شود.

 سیم آلومینیومی با مغز فولادی (ASCR )  

هر گاه به منظور ازدیاد مقاومت مکانیکی هادی آلومینیومی ، درون هادی را با رشته های فولادی تقویت کنند ، سیمی با قابلیت الکتریکی و مکانیکی مناسبی به دست می آید که بر سایر هادی های برتری داشته و به طور گسترده ای در خطوط هوایی فشار متوسط توزیع مورد استفاده قرار می گیرند . این هادی ها به طور اختصار سیم آلومینیوم فولاد نیز گفته می شود .

قسمت خارجی این هادی را حداقل هفت مفتول ( یا رشته ) از جنس آلومینیوم پوشانده و مفتول یا مفتولهایی فولادی مرکز آن را تشکیل می دهند .

 هادی های آلومینیوم فولاد استاندارد شبکه توزیع – ایران

در جدول صفحه قبل تعدادی از هادی های آلومینیوم – فولاد ACSR  نامگذاری و استاندارد شده از طرف وزارت نیرو به عنوان هادی های مورد استفاده در خطوط هوایی شبکه های توزیع(فشار متوسط) آورده است . از آنجایی که در شبکه های موجود و قدیمی گونه های مختلفی از سیم های آلومینیوم فولاد استفاده شده و امروزه نیز امکان سفارش خاص برای ساخت این سیم ها در دیگر مقاطع و خانواده های استاندارد شده IEC وجود دارد .

در جدول صفحه قبل تعدادی از هادی های آلومینیوم – فولاد ACSR نامگذاری و استاندارد شده از طرف وزارت نیرو به عنوان هادی های مورد استفاده در خطوط هوایی شبکه های توزیع(فشار متوسط) آورده است . از آنجایی که در شبکه های موجود و قدیمی گونه های مختلفی از سیم های آلومینیوم فولاد استفاده شده و امروزه نیز امکان سفارش خاص برای ساخت این سیم ها در دیگر مقاطع و خــــانواده های استاندارد شده IEC وجود دارد .

الف) سیم فاکس و مینک

ب) سیم هاینا

ج) سیم لینکس

الف ب پ

چگونگی قرار گرفتن مفتولهای آلومينيوم و فولاد

مس

مس دارای قابلیت هدایت الکتریکی بالا و استقامت کششی قابل توجهی است که در برابر تغییرات و تاثیرات جوی و مواد خورنده مقاومت خوبی دارد . برای سالهای متمادی ، مس رضایت بخش ترین هادی برای اهداف الکتریکی بوده است . خواص الکتریکی و مکانیکی خوب و مقرون به صرفه بودن مس در ایران ، آن را تقریبا به صورت تنها فلز مورد استفاده در شبکه های خطوط فشار ضعیف توزیع در آورده است .

مس با کشیدگی سخت متوسط در خطوط هوایی با اسپن های کوتاه ، مانند شبکه های فشار ضعیف کاربرد فراوان دارد .

لازم به توضیح است مس با کشیدگی « نرم » نیز وجود دارد که به دلیل قابلیت انعطاف بالای مس در مورد کابل ها ، سیم های روپوش دار و سیم کشیهای داخلی از آنها استفاده می شود .

مشخصات سیم های مسی ( لخت هوایی ) – استاندارد شبکه توزیع ایران

** برای روشنایی معابر توصیه می شود .

** برای شبکه ارت پست ها توصیه می شود .

پایه ها

خطوط توزیع هوایی ، به طور کلی در همه جا روی پایه ها نصب می شوند . این پایه ها بیشتر از نوع بتنی، چوبی و یا فلزی بوده و مورد استفاده قرار می گیرند .

البته بموازات پیشرفت در شبکه های توزیع هوایی،مواد مناسب وکارآمدتروهمچنین روشهای جدیدی در ساخت تجهیزات ، از جمله پایه های خطوط انتقال پدید آمده که کار محافظت بهتر پایه ها و ساخت پایه های توخالی و سبک ، پیش تنیده ، فایبرگلاس ، فولادی و حتی آلیاژهای آلومینیومی را هموار کرده است . نیروهایی که بر پیکره یک پایه اعمال می شوند ، عبارتند از :

نیروهای عمودی ناشی از وزن سیم یا لایه یخ دور سیم ، یراق آلات ، مقره ، کنسول و خود پایه ، و نیروی افقی که نزدیک به سر پایه به آن اعمال می شود و بیشتر ناشی از کشش سیم ، فشار باد ، و نیروهای ناشی از وزن هادی ها در نتیجه غیر یکنواخت بودن فاصله پایه ها از یکدیگر و زوایه انحراف خط است . پایه مناسب باید کلیه این بازگذاری ها را به راحتی و با اطمینان کامل تحمل نماید .

طبقه بندی پایه ها

برای سادگی در تجزیه و تحلیل نیروهای وارد بر پایه ها و بارگذاری آنها ، پایه ها را به شکل های زیر طبقه بندی کرده اند :

الف ) پایه های توخطی ( عبوری ) که همان پایه های میانی در یک خط مستقیم هستند .

ب ) پایه های کششی که بیشتر در نقاط زوایه و انحراف خط نصب می شوند .

ج ) پایه های انتهایی خط ( کششی یک طرفه)

این ویژگی ها ، در پایه های چوبی و بتنی استاندارد شده و « کلاس » یا شماره رده ، برای تیرهای چوبی و نیز « قدرت اسمی » و یا مقاومت نرمال ، برای تیرهای بتنی نام گرفته است . کلاس پایه چوبی ، عددی است که مشخص کننده نیروی شکست تیر بر اساس کمترین محیط سینه و کمترین قطر سر تیر چوبی است . در مورد تیرهای بتنی ، تعیین قدرت ، به مقدار مقاومت پایه بتنی در برابر نـــیروهای زیر بستگی دارد .

نیروی مقاومت نرمال : مقدار باری است که تیر ، به طور همیشگی بتواند آن را تحمل کند ، بدون آنکه در ترکی مشاهده شود . بمقدار این بار « قدرت اسمی تیر » گفته می شود .

نیروی مقاومت ارتجاعی : مقدار باری است که تیر در اثر وارد شدن آن حالت ارتجاعی خود را از دست داده ، تغییر شکل همیشگی پیدا می کند .

نیروی مقاومت نهایی : مقدار باری است که در اثر وارد شدن آن ف پایه شکسته می شود .

در پایه های بتنی نسبت مقاومت نهایی بر مقاومت نرمال ، بر اساس تعریف « ضریب بار » تیر بتنی نیز بیان می شود .

علامت گذاری روی پایه ها

مشخصات تعریف شده باید به روشنی و روی تیر در حین ساخت و یا پس از آن ، حک شود ، به گونه ای که فاصله اخرین خط مشخصات از انتهای تیر 3 متر باشد .

پایه های بتنی پایه های چوبی

سطر اول : علامت اختصاری یا نام شرکت برق مالک علامت شرکت برق مالک

سطر دوم : طول تیر ( بر حسب متر ) / مقاومت نرمال طول پسایه (بر حسب متر) / کلاس پایه یا قطر پایه در 5/1 متری

( بر حسب کیلو گرم نیرو ) انتهای بر حسب میلی متر

سطر سوم : نام کارخانه سازنده پایه کد نوع چوب / کشور تولید کننده

سطر چهارم : تاریخ ساخت ( روز – ماه –سال ) دو رقم آخر سال تولید / نحوه اشباع

پایه های چوبی

پایه های چوبی در ابتدا به طور وسیع ، در سیستم توزیع برق و خطوط انتقال تا ولتاژ 63 کیلو ولت و خطوط تلفن استفاده می شد ، اما امروزه بیشتر در مناطقی که امکان تردد وسایل نقلیه برای بر پا کردن تیرهای سنگین بتنی ممکن نیست ، مورد استفاده قرار می گیرند .

تیرهای چوبی ، به دلیل امکان حمل دستی توسط کارگران ، در شبکه های فشار ضعیف و 20 کیلو ولتی مناطق روستایی با کوچه های تنگ و پیچ در پیچ به کار می روند . این تیرها به طور تکی اسـتفاده می شوند ولی در شبکه های انتقال ، می توانند به صورت H شکل ( دوتایی ) نیز بکار بروند .

به طور معمول ، طول پایه های چوبی به کار گرفته شده در شبکه های توزیع ، می تواند بین 8 تا 18 متر باشد .

در این محدوده طول های 9 متری برای فشار ضعیف ، طول 12 متری برای شبکه فشار متوسط و 15 متری برای عبور از محل هایی که به ارتفاع سیم احتیاج باشد به کار می روند .

اطلاعات زير بايد در فاصله 3 متری از ته تير چوبی نوشته شده باشد :

1- طول تیر بر حسب متر .

2- کلاس پایه ( یا قطر پایه ) در فاصله 5/1 متری از انتهای آن بر حسب میلی متر .

3- دو رقم آخر ، تاریخ اشباع شدن تیر ( سال ساخت )

4- کد نوع چوب .

5- نام یا علامت تولید کننده تیر .

ساخت پایه های چوبی

انتخاب نوع چوب برای ساخت پایه های چوبی بستگی به محل و موقعیت جغرافیایی و نوع درختان موجود در منطقه دارد . به طور کلی پایه های چوبی باید راست ، قوی ، مخروطی شکل و بدون گره باشند ( مطابق با استاندارد BS – 1990 /1953 ) .

پایه های چوبی باید اشباع شده باشند تا علاوه بر افزایش عمرر مفید از نفوذ حشرات و قارچ ها محافظت شوند. پایه هایی که اشباع آنها با « کرئوزوت » ( ماده ای که از پالایش قطران زغال سنگ و یا قطران چوب به دست می آید ) باشد ، دارای خاصیت ضد عفونی کننده چوب نیز خواهند بود .

بزرگترین مشکلی که در پایه های چوبی به وجود می آید « پوسیدگی » آنها در محل تماس با سطح زمین مربوطه است .

این پوسیدگی در اثر وجود قارچ ها و موریانه هایی است که چوب را مورد تهدید قرار می دهند . بهترین شرایط برای رشد قارچها هوا ، رطوبت و گرماست و مناسب ترین محیط ، آن قسمت از چوب است که در حد فاصل زیر زمین و بالای سطح زمین قرار دارد .

به همین دلیل پایه های چوبی که نزدیک سطح زمین هستند در معرض پوسیدگی قرار دارند و همواره باید قبل از صعود به این گونه پایه ها ، با وارد کردن ضربه و گوش دادن به پاسخ صدای ضربه ، از سلامتی و عدم پوسیدگی آنها مطمئن شد .

پایه های فلزی

برای احداث خطوط هواسیی در مسیرهایی که حمل پایه های سنگین مشکل بوده و ضرورت چند تکه کردن مورد نیاز باشد و یا به منظور عبور خطوط از موانع و مکانهایی که به قدرت و مقاومت بیشتری نیاز است ، انواع تیرهای فلزی ( فولادی ) طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد . در ضمن به دلیل زیبایی و یکنواختی آن ها ، گونه هایی از این پایه ها در شبکه روشنایی معابر به کار می رود . پایه های فلزی به صورت های زیر ساخته می شوند .

الف ) پایه های فلزی پرتیک ( A شکل ) یا تیر آهن کشیده ،

ب ) پایه های فلزی مشبک ( دکل ) یا اسکلتی ، و

ج ) پایه های نوع لوله ای ( تلسکوپی )

پایه های فلزی می توانند به طور مستقیم در زمین قرار داده شوند ، یا داخل پایه ای که بتن ریزی شده متصل شود و یا روی صفحه فلزی ( فلنج ) با پیچ محکم گردد . پایه های فلزی به دلیل راحتی در حمل و نقل به خصوص در مناطق کوهستانی ، به صورت چند تکه ساخته می شوند ، بدین ترتیب ، هنگام حمل پایه به محل نصب ، اجزا آن به یکدیگر پیچ ، مهره وبا جوش داده شده ومونتاژ می شود .

چگونگی ساخت دکل فلزی مشبک – یا اسکلتی

تاورهای فلزی ، به طور معمول از آهن نبشی یا پروفیل های آلومینیومی ساخته می شوند ودر واقع ضروری ، برای استقامت مکانیکی زیاد ، از فولاد آلیاژی به عنوان پایه خطوط استفاده می شود .

بطور کلی قیمت تمام شده پایه های فولادی ، بیشتر از پایه های مشابه نوع چوبی و یا بتنی است ، به خصوص هنگامیکه به علت استعداد زنگ زدگی و خوردگی محل ، گالوانیزه نمودن آن ضروری باشد . با این حال ، این سازه های اسکلت فلزی ، برای عبور از اســــــپن های بزرگ مورد استفاده می باشند .

اجزای اصلی پایه های فلزی که می توانند روی فونداسیون قرار گیرند عبارتند از :

1- بدنه اصلی ،

2- بادبندها ، و

3- صفحه شابلون .

اجزاي اصلي تاور فلزي

شاخه اصلی پایه های فلزی ، یک سازه فضایی چند وجهی است که در حالت کششی به طور معمول دارای وجه طولی بیشتر می باشد .

این پایه ها ، در هر وجه خود ، یک شاخه اصلی از آهن نبشی و یا پروفیل دارند که بادبندهای طراحی شده را به صورت پیچ و مهره و یا جوش به هم متصل می نمایند .

شکل بالا یک نمونه ای از پایه فلزی دارای شاخه اصلی (1) ، بادبندها (2) و صفحه شابلون (3) رانشان می دهد . در ساخت پایه های فلزی ، برای مونتاژ راحت در انتهای پایه و محل اتصال به فونداسیون و نیز در محل مونتاژ قطعات دکل ، یک صفحه شابلون نصب می شود . نقش بادبندها به عنوان جدا کنده ، و شاخه ها به عنوان نگهدارنده آنها عمل می کنند .

ارتباط بین شاخه های اصلی و صفحه شابلون ، مطابق شکل خواهد بود . این اتصال می تواند به صورت جوشی یا پیچی باشد . به طور معمول برای سهولت عملیات نصب بیشترین قسمت جوشکاری در کارخانه انجام شده و فقط برای مونتاژ از پیچ و مهره استفاده می شود .

این سازه های فلزی در دو نوع توخطی ( میانی ) و پایه کششی ( زاویه ) بر اساس میزان قدرت درخواست شده طراحی و ساخته می شوند. با این حال ، کلیه این پایه ها دارای سه قسمت مشتـــــرک بدنه ، بــازوها ( کراس آرم ها ) ، نگهدارنده سیم زمین هستند .

چگونگی ساخت پایه های فلزی لوله ای ( تلسکوپی )

پایه های لوله ای ، از قطعات لوله فلزی ساخته شده اند به شکلی که قطر قطعات پایین بیشتر بوده و به تدریج تا بالا ، کم می شود . قسمت انتهایی این تیرها ، می تواند به صورت مستقیم ( بدون بازو ) و یا انحنادار ( شلاقی ) باشد . در صورت استفاده پایه فلزی مستقیم در شبکه برق کراس آرم فلزی به صورت (T) شکل در بالای آن جوش داده می شود .

به طور معمول پایه های فلزی لوله ای ، برای استفاده در شبکه روشنایی معابر و گاهی خطوط مخابراتی به کار می رود .پایه های فلزی لوله ای اغلب به سه روش ساخته می شوند :

الف) پایه فلزی لوله ای نوع تداخلی ،

ب ) پایه فلزی لوله ای نوع بوشن – تبدیل ،

ج ) پایه فلزی هشت گوش ( وجهی )

به طور معمول پایه های فلزی لوله ای با ارتفاع بیش از 10 متر ، به صورت تداخلی ساخته می شوند .

میزان تداخل لوله ها در یکدیگر

انواع پایه های بتنی مسلح

تیرهای سیمانی به دو دسته زیر تقسیم می شوند :

الف) تیرهای بتنی مسلح یا توپر با مقطع H ، و

ب) تیرهای بتنی پیش تنیده یا مقطه گرد ( توخالی )

چون پایه های ساخته شده بتنی به عنوان نگهدارنده خطوط برق و تیرهای روشنایی معابر بیش از نود در صد کل مجموع پایه ها را به خود اختصاص داده است ، مشخصات فنی و شرایط مربوط به ساخت و کاربرد آن ها ، بیشتر توضیح داده خواهد شد .

پایه های بتنی مسلح

پایه سیمانی مسلح ، به تیری گفته می شود که میل گردها و سیم های فولادی ، قبل از ریختن بتن به صورت اسکلت فولادی در قالب قرار گرفته و پس از این که بتن ریخته شد ، مقاومت آن را افزایش دهد . پایه های نوع توپر با مقطع چند ضلعی که از میل گردهای بلند و بتن ساخته می شوند ، که به طور معمول به صورتH شکل ( یا I شکل ) و یا مقطع چهارگوش باشنـد ، به اصطلاح « بتن مسلح » می گویند زیرا دو ماده آرماتور و بتن ، در ایجاد نیروی مقاوم پایه به طور مشترک عمل می نمایند .

1- پایه بتنی چهار گوش – کلاس آ : نیروی مجاز عرضی معادل 3/0 تا 4/0 قدرت اسمی .

2- پایه بتنی مسلح چهار گوش – کلاس ب : نیروی مجاز عرضی معادل 4/0 تا 6/0 قدرت اسمی .

3- پایه بتنی مسلح چهار گوش – کلاس پ : نیروی مجاز عرضی معادل قدرت اسمی .

در این جدول ، طول تیرهای بتنی دیگر از جمله 11 و 10 و 8 متری آورده شده است که این طول ها ، در شبکه های توزیع قدیمی بسیار استفاده شده اند . با این حال ، در صورت تولید تیرهای بتنی با طول غیر تیپ به عنوان مثال پایه بتنی 13 متری برای فیدرهای اصلی دومداره 20 کیلوولت در صورت رعایت مقاومت در مراحل اسمی ، در مرحله ارتجاعی و نهایی حسب مورد بلامانع خواهد بود .

ابعاد گود برداری تیرهای بتنی در زمین های متفاوت

مقره ها

در شبکه های توریع برق مانند خطوط انتقال ، به تجهیزاتی نیاز است که بتوانند نقش عایقی و جدا سازی قسمت های تحت ولتاژ را از دیگر قمست ها داشته باشد . طبق تعریف « مــقره » به وسیله یا آلتـــی گفته می شود که دارای مقاومت الکتریکی بالایی بوده ، بین هادی های برقدار و سازه های نگهدارنده قرار می گیرد. مقره ، علاوه بر عایق نمودن هادی نسبت به پایه (و همچنین نسبت به زمین ) ارتباط مکانیــــکی هادی و پایه را نیز تشکیل می دهد .

مقره ها چهار ویژگی و وظیفه عمده دارند :

الف ) وظیفه اصلی مقره ها ، ایزوله کردن هادی از بدنه کنسول و پایه می باشد . این مقره ، باید بتوانند بدون داشتن جریان نشتی ، مسخصات الکتریکی لازم برای تحمل بیشترین ولتاژ عادی و سایر ولتاژهای اضافی تحت شرایط مختلف را داشته باشند .

این ویژگی ها به عنوان « خواص الکتریکی مقره ها » عبارتند از :

1- مقاومت الکتریکی حجمی و سطحی بالا .

2- مقاومت در برابر سوراخ شدن توسط شوک حرارتی در اثر عبور جریان الکتریکی فشار قوی .

3- مقاومت زیاد در مسیر .

4- عدم تشکیل خود القایی .

ب ) وظیفه دیگر مقره ها ، تحمل نیروهای مکانیکی حاصل از وزن هادی های ، و نیروهای اعمالی ناشی از بادویخ می باشدکه در هر شرایطی ، فاصله هادی از بدنه و بازوی پایه ، نباید از مقادیرمجاز کمتر باشد .

این ویژگی ها به عنوان «خواص مکانیکی مقره » نامیده شده و به شرح زیر هستند:

1- خاصیت الاستیسیته به نسبت خوب که باعث می شود مقره ، تنش های خمشی و کششی را تا حدودی تحمل کرده و در برابر تغییر شکل مقاومت نماید .

2- در برابر نیروی فشاری مقاومت بالایی از خود نشان می دهد .

3- چون مقره های چینی در برابر ضربه مقاومت کمی دارند باید سعی شود تا لبه و گوشه های تیز نداشته باشند .

4- مقاومت لازم را در برابر شوک های حرارتی حاصل از تغییرات اختلاف پتانسیل الکتریکی، صاعقه و... به طور ناگهانی داشته باشند .

ج ) مقره ها باید در برابر تغییرات جوی و درجه حرارت مقاوم بوده ، خواص خود را در اثر گذشت زمان و کهنه شدن ، تا حد قابل قبول حفظ نماید .

این ویژگی ها ، که به عنوان « خواص فیزیکی » نامیده شده عبارتند از :

1- مقاومت در برابر عوامل جوی و تابش آفتاب .

2- زنگ نزدن و اکسید نشدن .

3- دارا بودن ضریب انبساط کم .

4- حفظ خواص در برابر سرا و گرما .

5- عدم میل ترکیبی با بیشتر مواد موجود در محیط اطراف .

د – هر مقره باید « خواص ساختمانی » را رعایت نموده و قابل اعمال روی آن باشد .

به عنوان نمونه ، می توان موارد زیر را مورد مقره های چینی با ساختمان پرسلان نام برد :

1- مقره چینی باید دارای ساختمان به هم فشرده بوده ، به طوری که هیچ خلل و فرجی در داخل آن وجود نداشته باشد .

2- الکترون ها و یون ها به یکدیگر مرتبط و متصل باشد تا اختلاف پتانسیل الکتریکی بسیار زیاد به آن وارد نشود .

امروزه در شبکه های توزیع ، برای اتکای اجسام هادی ، و جداسازی آن ها از یکدیگر بیشتر از مقره های چینی استفاده می نمایند . این مقره ها ، علاوه بر اینکه در خطوط انتقال فشار متوسط به عنوان نقاط اتکایی سیم در محل پایه ها استفاده می شوند ، به عنوان عایق در سیستم ها توزیع ، از جمله بوشینگ های ترانسفورماتورها ، کلیدها و سایر ادوات برقی از جمله بدنه و برقگیرها ، مهارها ، کات اوت ها و بدنه سر کابل فشار قوی و اتکایی برای عایق سازی در محل ورود برق به کار میروند.

مواد اولیه به کار رفته برای ساخت مقره ها « سرامیک الکتریکی » مانند چینی و شیشه می باشد . در آینده برای ساخت مقره ها از مواد جدیدتری همچون فایبرگلاس ، اپکسی ، پلاستیک و موارد پلیمری بیشتر استفاده خواهد شد .