افزایش طول عمر تراسفورماتور بوسیله مونیتورینگ صحیح و درك درس
پیش از این اطلاعات مربوط به وضعیت ترانسفورماتورهای MVA 25 و بالاتر
محدود به اطلاعات آلارم دمای بالای روغن ، نتایج آنالیزسالیانه گازهای حل
شده در روغن (DGA ) و اطلاعات اندك دیگری برای ترانسفورماتورهای بزرگتر
میگردد. امروزه فن آوری ، امكانات جدیدی را برای اندازه گیری سریع گازهای
حل شده در روغن ترانسفورماتور و سایر پارامترهای بحرانی تقریبا" بطور
همزمان ، فراهم آورده است .
هر یك از انواع خطاهای ترانسفورماتور تركیب متفاوتی از گازها را تولید می
كند . تقریبا" تمامی خطاها مقادیر مختلفی گاز هیدروژن تولید می كنند كه
چگونگی مونیتورینگ هیدروژن كه اغلب بعنوان علامت اصلی هشدار دهنده است ،
اساس انواع روشهای آنالیز گازهای محلول در روغن ترانسفورماتور می باشد .
سه نوع فن آوری اندازه گیری گاز محلول در روغن مورد استفاده قرارگرفته است :
1) فن آوری سنسور نیمه هادی كه از یك تراشه سیلیكونی استفاده می كند .
هنگامی كه این سنسور در معرض گاز هیدروژن قرار می گیرد یك سیگنال الكتریكی
تولید می كند .ویژگی پاسخ به هیدروژن در این فن آوری بسیار خوب است .
2) فن آوری پیل سوختی نیز در مونیتورینگ میزان هیدروژن در روغن
ترانسفورماتور استفاده شده است . اكسیداسیون الكتروشیمیایی هیدروژن در
الكترودهای آشكارساز ، یك جریان الكتریكی متناسب با مقدار هیدروژن تولید
می كند . برای مولكولهای كوچكی مانند هیدروژن می توان گفت كه 100 در صد
گاز موجود در واكنش شركت كرده و از آنها پاسخ دریافت می شود . سایر
مولكولها مانند استیلن ، اتیلن و مونوكسیدكربن نیز می توانند در
اكسیداسیون شركت كرده و تولید سیگنال الكتریكی كنند . این سیگنال تولید
شده بخشی از كل سیگنال الكتریكی خروجی است كه نمی توان تشخیص داد سهم هر
گاز درتولید سیگنال به چه میزان است .
3) طیف نگاری گاز ، سومین فن آوری استفاده شده در اندازه گیری گازهای
محلول درروغن است . نمونه های گاز كه یا از فضای بالای تانك روغن
ترانسفورماتور گرفته شده و یا از روغن ترانسفورماتور بدست آمده است ، از
لوله های بلند و نازكی عبور داده می شوند . اندازه گیری های انجام شده روی
قابلیت هدایت گرمایی گازها ، سیگنالهایی تولید می كند كه با تبدیل این
سیگنالها می توان نوع گاز موجود در نمونه اصلی را تشخیص داد .
برای ارزیابی این سه فن آوری، دو ترانسفورماتور كه دارای شرایط و نسبت
تبدیل كاملا" یكسانی هستند را در نظر می گیریم. ابتدا یكی از آنها را تحت
آزمایش تخلیه جزئی قرار می دهیم. در این حالت میزان هیدروژن 600 PPM ،
متان 80 PPM و مونوكسید كربن بدون تغییر است. فن آوری پیل سوختی و سنسور
نیمه هادی نشان می دهند كه چیزی تغییر كرده اما دقیقا" مشخص نیست كه چه
گازی در روغن حاصل شده است. روش طیف نگاری كاملا" میزان انواع گازها را
نشان می دهد.
در مرحله بعد ترانسفورماتور دیگر تحت آزمایش خطای قوس قرار می گیرد. در
این حالت هیدروژن 800 PPM و استیلن 200 PPM می باشد. در این حالت نیز روش
پیل سوختی و سنسور نیمه هادی تنها به میزان گاز تولید شده اشاره دارند اما
طیف نگاری به تفكیك میزان هر یك از گازهای تولید شده را ارائه می دهد.
نتایج نشان می دهد كه بعضی از خطاها در یك مدت زمان طولانی ، مقدار كمی
گاز تولید می كنند در صورتیكه سایر خطاها مقادیر قابل ملاحظه ای گاز در
زمانی كوتاه تولید می كنند .
ارتباط دادن این داده ها با خطاهای ترانسفورماتور عامل مهمی در اتخاذ
تصمیمی مناسب برای بهره برداری و نگهداری از ترانسفورماتورها است . برخی
از آنها بیانگر این نكته هستند كه قابلیت اطمینان بلندمدت ترانسفورماتور
مناسب و یا بسیار نامناسب است و یا اینكه عمر مفید ترانسفورماتور به اتمام
رسیده است . سایر مقادیر اندازه گیری شده ، نشان دهنده وقوع خطاهای جدی
هستند كه ممكن است نتایج ناگواری را در پی داشته باشد
یك تیم تحقیقاتی صنعتی در آمریكا متشكل از مهندسین و دانشمندان كه زیر نظر
شركت Waukesha Electric Systems فعالیت می نمایند، در سال 1999 خبرتحول
مهمی را در صنعت برق با انجام آزمایش موفقیت آمیز نوع جدیدی از
ترانسفورماتورهای قدرت اعلام نمودند. ترانسفورماتورهای ابررسانایی جدید در
مقایسه با ترانسفورماتورهای رایج، كوچك و سبك تر می باشند و دارای طول عمر
بیشتری نیز هستند. در این نوع ترانسفورماتورها دیگر نیازی به هزاران گالن
روغن جهت عایقی و خنك سازی نمی باشد و در نتیجه خطر ایجاد حریق و مسائل
زیست محیطی را نخواهد داشت. در ابررساناها بعلت عدم وجود مقاومت اهمی در
برابر جریان dc ، تلفات اهمی برابر با صفر است. لذا با استفاده از
ابررساناها در ترانسفورماتورها، تلفات كل ترانسفورماتور، كاهش قابل ملاحظه
ای خواهد یافت. تلاشهایی كه جهت توسعه ترانسفورماتورهای ابررسانا انجام می
گیرد صرفا" بخاطر مسائل اقتصادی و كاهش هزینه نیست. یكی دیگر از دلایل طرح
این مبحث این است كه در مراكز پر تراكم شهری، رشد مصرف 2 درصدی (سالیانه )
به معنی نیاز به ارتقاء ظرفیت سیستم های موجود است. از طرفی بسیاری از
پستهای توزیع بصورت Indoor بوده و در كنار ساختمانها نصب شده اند. در این
نوع پست ها همانند دیگر پستهای توزیع، از ترانسهای روغنی استفاده می شود
كه استفاده از روغن مشكلات و خطرات زیست محیطی و ایمنی مربوط به خود را
دارد. در حالیكه در ترانسفورماتورهای ابررسانا، ماده خنك كننده نیتروژن
است كه خطری برای افراد و موجودات زنده ندارد. بعلاوه در این
ترانسفورماتورها، خطر آتش سوزی نیز وجود ندارد. بهمین لحاظ خنك كننده مورد
استفاده در ترانسفورماتورهای ابررسانا به هیچ عنوان قابل مقایسه با
روغنهای قابل اشتعال و مواد شیمیایی شیمی همچون PCB نیست.
آزمایشات بر یك نوع از این ترانسفورماتور با ظرفیت 1 MVA امكان سنجی فنی و
سایر مزایای آنرا به اثبات رسانده است. یكی از مزایای آن كاهش وزن
ترانسفورماتور می باشد بطوریكه برای یك ترانسفورماتور 30 MVA وزن آن از 48
تن به 24 تن خواهد رسید.
دو تغییر مهم در طراحی ترانسفورماتور كه منجر به طراحی و ساخت این نوع
ترانسفورماتورهای جدید شده است، عبارتند از استفاده از مواد ابررسانایی
دمای بالا (HTS) بجای سیم پیچ های رایج مسی و بكارگیری از یك سیستم كوچك
خنك سازی بجای سیستم خنك كننده رایج ترانسفورماتورهای معمولی.
ترانسفورماتور HTS ، 30 MVA تقریبا" به 200 پوند (100 كیلوگرم ) ابررسانا
نیاز خواهد داشت كه هیچ گونه مقاومت الكتریكی ندارد و بنابراین هیچگونه
حرارتی تولید نخواهدكرد،درحالیكه در ترانسفورماتورهای رایج، سیم پیچهای
مسی كه هزاران پوند وزن دارند منبع اصلی تولید گرما و ایجاد تلفات
میباشند.فن آوری ترانسفورماتور HTS از نظر استفاده از یك سیستم خنك كننده
حلقه بسته جهت خنك سازی سیم پیچ های
ترانسفورماتور یكتا می باشد و قادر است كه دمای سیم پیچ را تا 382 - درجه فارنهایت برساند.
ترانسفورماتور HTS آزمایشی 1 MVA به عنوان یك بستر آزمایشی مناسب برای
ارزیابی نوآوریهای تازه ساخته شده است.شكل زیر یك نمونه از این نوع
ترانسفورماتور را نشان می دهد.
همین تیم تحقیقاتی كه بر روی ساخت و آزمایش ترانسفورماتور 1- MVA , HTS
كار كرده اند، قرار است طراحی و آزمایش یك ترانسفورماتور آزمایشی آلفا 5 /
10 MVA را شروع نمایند.
پروژه ترانسفورماتور HTS در ایالت متحده آمریكا توسط چندین شركت و سازمان
دنبال می گردد. شركت Waukesha Electric Systems ( WES ) رهبری ساخت
اینگونه ترانسفورماتورها را در آمریكا به عهده دارد. این شركت مسئول طراحی
و ساخت هسته و تانك ترانسفورماتور HTS – 1MVA بوده و همچنین مونتاژ و
آزمایش آنرا نیز به عهده داشته است. شركت Intermagnetics General
Corporation ( IGC ) در آمریكا، سازنده هادیها و كابلهای ابررسانا می باشد
و در این پروژه مسئول طراحی و ساخت هادیهای ابررسانا، سیم پیچ های
ترانسفورماتور و طراحی بخشی از سیستم سرمایشی بوده است.
Oak Ridge National Laboratory ( ORNL ) كه یك مؤسسه تحقیقاتی می باشد
مسئول طراحی و ساخت ساپورت سیم پیچها و زیرسیستم های سرمایشی می باشد.
شركت برق Rochester Gas and Electric Corporation ( RG&E ) حمایتهای
مالی و اقتصادی این پروژه را به عهده داشته و مشاوره این طرح توسط مشاوران
بین المللی Electric Power Engineering Department در RPI انجام شد.
دكتر Christine Platt از دپارتمان انرژی آمریكا بر اهمیت این پدیده اذعان
می نماید و می گوید كه در آمریكا تلفات انرژی الكتریكی تولید شده در حدود
8 درصد می باشد كه ترانسفورماتورها نیمی از این تلفات را تولید می كنند و
با استفاده از مواد ابررسانا و تولیدات آن این رقم نصف خواهد شد كه در
نتیجه منجر به صرفه جویی صدها میلیون دلار درسال خواهد شد.
مزایای هادیهای آلومینیوم آلیاژی نسبت به هادیهای ACSR در خطوط
هادیهای آلومینیوم آلیاژی هادیهایی هستند كه تمامی رشته سیمهای آنها از
آلیاژهای آلومینیوم ساخته شده است. در ابتدا از آلومینیوم 5005 جهت ساخت
این سیمها استفاده میشد كه استحكام آن تنها در اثر كارسختی بوجود میآید،
اما آلومینیوم آلیاژی 6201 كه قابلیت عملیات حرارتی نیز دارد در ساخت این
هادیها، بدلیل استحكام بالای آن در حرارتهای بالای كاری خطوط انتقال،
گسترش چشمگیری داشته است. استفاده از هادیهای آلومینیوم آلیاژی برای اولین
بار در سال 1921 میلادی در آمریكا آغاز شد و پس از آن در دهه 50 و 60
میلادی از این هادیها برای خطوط انتقال و توزیع در كشورهای اروپایی
(آلمان، فرانسه و ...) و نیز ژاپن به مقدار زیادی استفاده شد. در انگلستان
نیز حدود 30 سال گذشته هادیهای AAAC به عنوان عمومیترین و مناسبترین
هادیها مورد استفاده برای نصب خطوط جدید و جایگزینی خطوط قدیمی مطرح
شدهاند.
امروزه استفاده از این هادیها به مقدار بسیار زیادی (در برخی كشورها تا
حدود 70-60 درصد خطوط انتقال و توزیع) گسترش یافته است. در كشور ما
متاسفانه این هادیها تاكنون شناخته نشده و در نتیجه چندان مورد استفاده
قرار نگرفتهاند اما با توجه به امكانات موجود بنظر میرسد بتوان دراین
زمینه فعالیتهای مناسبی صورت داد.
پارامترهای موثر در انتخاب هادیهای آلومینیوم آلیاژی
پدیده كرونا
چنانچه گرادیان ولتاژ بر روی سطح مقطع یك هادی بیش از قدرت شكست الكتریكی
هوا شود باعث تخلیه الكتریكی در هوای اطراف هادی میشود. این تخلیه در
هوای اطراف هادی سبب ایجاد هاله ای نورانی بنفش رنگ، نویز صوتی، نویز
رادیویی و لرزش هادی شده همچنین در فضای اطراف هادی تولید گاز ازن میكند.
از آنجایی كه گرادیان ولتاژ محیط اطراف هادی در روی سطح هادی بیشترین
مقدار خود را دارا است. تخلیه الكتریكی از سطح هادی شروع شده و ضخامت هوای
یونیزه اطراف هادی بستگی به ازدیاد ولتاژ دارد. در حالتی كه فواصل بین
هادیها كم باشد كرونا ممكن است باعث جرقه زدن و اتصال كوتاه شود. بدیهی
است كرونا سبب اتلاف انرژی الكتریكی و باعث كاهش راندمان الكتریكی خطوط
انتقال میشود.
گرادیان بحرانی ولتاژ كرونا بستگی به قطر هادی و موقعیت سطح و درجه حرارت
و فشار اتمسفر محیط دارد. این پارامترها بصورت یك فرمول تجربی درآمدهاند
و اثر همه این پارامترها را بر روی گرادیان بحرانی ولتاژ كرونا نشان
میدهد بطور كلی داریم:
گرادیان ولتاژ بحرانی = Ec
ثابتهایی هستند كه به طبیعت ولتاژ بدست آمده از خطوط بستگی دارند =Eo و K
مقادیر آنها به عنوان مثال برای جریان ac مطابق با F.W.Peek برابر است با
كه این مقادیر برای دو هادی موازی یكدیگر و در بالای زمین است.
در معادله بالا δ نیز فاكتور دانسیته هوا است و زا معادل زیر پیروی میكند.
P,t دما و فشار هوا و to و po مقادیر مرجع هستند كه 0C25= to، po=760torr
در نظر گرفته شدهاند. Rc شعاع هادی و m فاكتور صافی سطح است.
صافی سطح و شرایط جوی عامل بسیار مهمی در تلفات كرونا هستند. ضریب صافی m
سطح در شرایط ایدهال برابر یك است. حتی كوچكترین ناهمواریهای میكروسكوپی
نیز باعث كاهش ضریب صافی سطح میشود بصورت تجربی میتوان گفت كه مقدار m
میتواند بین 75 درصد تا 85 درصد برای هادیهای تابیده شده باشد كه این نیز
بستگی به نسبت تابیده شدن هادیها به قطر آنها دارد در برخی مواقع حتی این
ضریب m در اثر آسیب دیدگی به سطح هادی می تواند تا 2/0 و كمتر نیز برسد كه
این ناهمواریهای سطحی (حتی بصورت جزیی) باعث كاهش ولتاژ و در نتیجه افزایش
كرونا خواهد شد.
تداخل رادیویی
تخلیه الكتریكی در كرونا سبب انتشار امواجی با فركانس بالا می شود كه خود
سبب ایجاد پارازیت و نویز گیرندههای نزدیك خطوط انتقال میشود. بخصوص در
ولتاژهای بالا این اثرات بسیار مهم است و با اهمیتتر از بررسی میزان
تلفات كرونا میشود. تداخل درامواج رادیویی در هوای بارانی و مرطوب بیشتر
بوده و میتواند مزاحم جدی برای ساكنان مجاور خط انتقال شود.
نیروی خودی
این نیرو ناشی از وزن هادی است. در جداول مشخصات هادیها مربوط به سازندگان
مختلف، وزن واحد طول هادیها موجود است كه بادر دست داشتن طول اپسن قائم
میتوان نیروی وارد بر برج در اثر وزن هادی را بصورت زیر محاسبه كرد:
نیروی قائم وارد برج در اثر وزن هادی W=w×Sv
كه در این رابطه w وزن واحد طول هادی و Sv اپسن قائم است.
فلش هادی (Sag)
فلش هادیها بطور تخمینی توسط معادله پارابولا محاسبه میشود.
كه در اینجا Sag برحسب متر است.
W= وزن هادی برحسب kg/m
T= كششهای برحسب kgf (كشش افقی)
L= طول اسپن برحسب m
مولفه T (كشش افقی) در طول سیم ثابت بوده و بستگی به نقطه روی هادی ندارد
و با مقدار كل كشش در نقطه مینیمم هادی برابر است. (برابر با وزن یك هادی
بطول مشخص)
خودرگی
با بررسی و مقیاس فلزات مختلف در جداول نیروی الكتروشیمیایی میتوان فهمید
كه آلومینیموم یك فلز بسیار فعال و واكنشگر است. كه تنها دو عصر بریلیوم
و منیزیم فعالتر از آن است. با این وجود آلومینیوم همواره به عنوان یك فلز
مقاوم به خوردی مطرح است این عنصر مقاومت به خوردگی بسیار مناسب خود را
مدیون تشكیل یك لایه اكسیدی بسیار مقاوم و چسبنده روی سطح خود است و در
صورتی كه این لایه اكسیدی تخریب نشود. در بسیاری از اتمسفرهای معمولی یا
خورنده این لایه مجدداً تشكیل خواهد شد. در صورت خراشیدن سطح آلومینیوم و
قراردادن آن در معرض هوای محیط یك لایه اكسیدی بسیار نازك (در حد nm1) روی
سطح آن پوشیده می شود همین لایه نازك جهت حفاظت كل آلیاژ از خوردگی بسیار
موثر است.
دسته اول، هادیهایی هستند كه بطور كامل از آلومینیوم یا آلیاژهای آن ساخته
شدهاند (شامل هادیهای ACAR,AAAC,AAC و ...) در این دسته از هادیها باتوجه
به یكسان بودن پتانسیل الكتروشیمیایی تمامی اجزاء سازنده هیچگونه خوردگی
گالوانیكی بوجود نمیآید و در نتیجه این نوع سیمها تنها در معرض
خوردگیهای اتمسفری (اتمسفرهای صنعتی، ساحلی و ...) قرار میگیرند. با
توجه به آنكه مقاومت به خوردگی هیچ یك از آلیاژهای آلومینیوم مورد استفاده
در ساخت هادیهای خطوط انتقال نیرو بهتر از هادیهای آلومینیومی خالص نیست،
لذا برای بهبود رفتار خوردگی هادیهای آلومینیومی نمیتوان از هادیهای
آلیاژی استفاده كرد. آلودگیهای صنعتی خورنده عموماً از طریق بارش باران
برق یا همراه رطوبت بر روی هسته فولادی تقویتكننده هادیهای ACSR رسوب
میكنند. بدین صورت پوشش گالوانیزه اعمالی روی این سیمهای فولادی كه نقش
آند فدا شونده را ایفا میكند، بتدریج مصرف میشود. در این شرایط تقریباً
هیچگونه تخریب خوردگی روی سیمهای آلومینیومی اتفاق نمیافتد. در این نوع
نحوه تخریب هادیهای ACSR كاهش خواص مكانیكی سیمهای تقویتكننده فولادی
فاكتور اصلی تعیینكننده عمر مفید كل هادی خواهد بود. در این حالت هیچ
علامت مشخصه خارجی تا لحظه تخریب كامل هادی مشاهده نمیشود و این نحوه
خوردگی را میتوان خوردگی عمومی آتمسفری هادیهای ACSR به حساب آورد.
در نواحی ساحل دریا، مكانیزم خوردگی كاملاً متفاوت است. نمكهای موجود در
این محیطها با رطوبت موجود روی هادیها تركیب شده و یك الكترولیت حاوی
یونهای كلریدی بین هسته فولادی و سیمهای آلومینیومی هادی ایجاد میكند. در
این شرایط با توجه به نوع الكترولیت موجود و پتانسیل شیمیایی نسبی
آلومینیوم و روی نسبت به یكدیگر، ابتدا پوشش گالوانیزه روی سیم فولادی
شروع به خوردگی میكند. معمولاً قبل از آنكه كل این پوشش گالوانیزه مصرف
شود، حفرههای كوچكی در آن ایجاد می شود كه به سرعت تا مغز فولادی این سیم
تقویتكننده پیشروی میكنند. در اثر این پدیده یك سل الكترولیتی بین فولاد
و آلومینیوم ایجاد میشود و با توجه به پتانسیل الكتروشیمیایی این دو عنصر
نسبت به یكدیگر، این بار آلومینیوم نقش آند فدا شونده را ایفا میكند. این
امر باعث خوردگی شدید آلومینیوم شده و در نتیجه آن مقاومت الكتریكی در این
ناحیه از هادی به مرور افزایش مییابد. در صورت ایجاد این نوع خوردگی در
خطوط ACSR، عمر مفید آنها بسیار كمتر از حالتی خواهد شد كه آنها را تنها
در محیطهای آلوده صنعتی قرار داد چرا كه درنواحی صنعتی خوردگی هسته
فولادی بسیار آهستهتر پیشروی میكند نكته مهم دیگر در مورد خوردگی
گالوانیكی سیمهای ACSR در آتمسفرهای ساحلی قابل تشخیص بودن چشمی این نوع
خوردگی است بطوری كه به مرور زمان قسمتهای خورده شده از هادی بصورت
پودرهای سفید رنگی كه اغلب با افزایش حجم همراهند، روی سطح دیده میشوند.
عمر مفید هادیهای ACSR كه در معرض این نوع خوردگی قرار گیرند، بوسیله سرعت
خوردگی الكترولیتی آلومینیوم مشخص میشود.
تلفات خطوط انتقال
یكی از پارامترهای موثر در انتخاب هادیها تلفات خطوط انتقال است كه این
تلفات به مقاومت هادی بستگی دارد. قیمت سالانه تلفات خط C1 شامل معادله
زیر است:
فاكتور تلفات بار Ls به فاكتور بار Lƒ ارتباط دارد كه به وسیله معادله زیر نشان داده شده است.
كه K1 و K2 ثابتهای این معادله هستند (توسط Deb و Hall در سال 1988 بدست آمده است) فاكتور بار بصورت زیر مشخص است.
با توجه به معادلات بالا میتوان نقش موثر هادیها در تلفات خطوط انتقال را
بطور مستقیم مشاهده كرد همانگونه كه در معادله تلفات مشخص است Rac تاثیر
مستقیم و بسزایی را بر روی تلفات خط دارد كه با مقایسه هادیهای AAAC و
ACSR میتوان به پایین آوردن تلفات در خط با استفاده از هادیهای AAAC
معادل با ACSR كمك كرد.
مقایسه خواص مكانیكی و الكتریكی هادیهای AAAC و ACSR
جهت مقایسه این نوع هادیها آزمایشات مختلفی صورت گرفته است و این هادیها
درمكانهای مختلفی نصب شده وپس از گذشت مدت زمان مشخص، بر روی این نوع
هادیهای بكار گرفته شده بررسی و مطالعات لازم صورت پذیرفته است. محیطهایی
كه این هادیها نصب شدهاند بصورت زیر است:
- در محیط شیمیایی و صنعتی آلوده
- در اتمسفر نمكدار
مقایسات انجام شده شامل موارد زیر است:
- بررسی ظاهری و بازدید چشمی
- آنالیز محصولات خوردگی
- از لحاظ متالوگرافی
- خواص الكتریكی
- خواص مكانیكی
بازدید چشمی
در بازدید چشمی درنمونههای هادیهای ACSR خوردگیهای مختلفی در قسمت خارج از این نوع هادیهای بعد از 3 سال در معرض محیط مشاهده شد.
شكستهایی در محلهای تابانده شده همراه با محصولات خوردگی زیادی كه به سطح
چسبنده شده دیده می شود. لایه گالوانیزه هسته مركزی فولادی بطور كامل
خورده شده و هادی كاملاً ترد شده در حال شكست است.
درنمونههای AAAC تعداد محسوسی از وصلههای سفیدرنگ خوردگی بعد از 3 سال
در همان شرایط ACSR دیده میشود. اگر چه هیچ گونه آثار باقیمانده از
خوردگی AAAC مشاهده نشده است.
آنالیز رسوبهای خوردگی:
رسوب خوردگی در هادی ACSR براحتی با بازكردن لایههای سیمهای هادی كنده
میشوند. رسوبات خوردگی به كمك آزمایش XRD آنالیزه شده است نتایج آن مطابق
زیر است:
الف) كلراید آلومینیوم
ب) هیدروكسید آلومینیوم
ج) اكسید آلومینیوم
د) هیدروكسید كلرید آلومینیوم
متالوگرافی:
نمونههای آزمایش شده كاملاً پولیش وبرای بررسی متالوگرافی آماده شدهاند.
خوردگی گستردهای بعد از گذشت 5/1 سال در معرض محیط در هادیهای ACSR اتفاق
افتاده است. پروفیل لبههای لایههای آن به شدت آسیب دیده كه این ناشی از
خوردگی و پیتینگ است.
خواص الكتریكی:
در جداول (1-1) و (1-2) مشاهده میشود كه هیچ افزایش مقاومتی بعد از گذشت
2 سال در هادیهای AAAC اتفاق نیفتاده است. اگرچه برای هادیهای ACSR افت
رسانایی خیلی بالا است (حدود 15%) در حالی كه در هادیهای AAAC فقط 4/3 افت
مشاهده شده است.
خواص مكانیكی:
جدول (1-3) و (1-4) استحكام كششی و درصد تغییر طول اندازهگیری شده است.
در هادیهای AAAC را نشان میدهد تغییرات استحكام بسیار كم و یا بدون تغییر
بوده است ولی جداول نشان میدهد كه در نمونههای ACSR كاهش استحكام كششی
تا 24% اتفاق افتاده است.
نتیجهگیری
خوردگی یكی از پارامترهای بسیار مهم در انتخاب هادیهای آلومینیوم آلیاژی
AAAC است. به دلیل استحكام بالای این هادیها نسبت به هادیهای AAC (تمام
آلومینیومی) و نیز مقاومت به خوردگی بالاتر نسبت به هادیهای ACSR این نوع
هادیها جایگزین مناسبی برای هادیهای ACSR هستند. با توجه به اینكه مناطق
ساحلی و صنعتی بخش مهمی از كشور را شامل میشود كاربرد این هادی باعث كاهش
تلفات و افزایش راندمان خطوط و عمر هادیهای هوایی میشود. این كاهش تلفات
شامل موارد زیر است:
با توجه به اینكه سختی سطحی این هادیها ازدیگر هادیها بالاتر است لذا در
حین نصب و راهاندازی كمتر دچار آسیب خواهد شد و پدیدههایی نظیر اثر
كرونا و تداخل امواج رادیویی كه به صافی سطح مرتبط هستند بشدت كاهش خواهد
یافت.
نسبت استحكام به وزن بالای این هادی در مقایسه با سایر هادیها جایگزینی
آنها در خطوط موجود میتواند باعث كاهش كشش دكلهای انتقال شود و عمر دكلها
افزایش یافته و هزینههای استحكام بخشی دكلها كاهش یابد.
با توجه به این نسبت بالا، فلش (sag) نیز دراین هادیها به مراتب كمتر از
هادیهای ACSR خواهد بود لذا در موارد حساس بویژه نصب خطوط انتقال بر روی
رودخانهها و جنگلها میتوان از خسارات ناشی از فلش هادی جلوگیری كردو
حریم خطوط انتقال را نیز كاهش داد.
مقاومت ac پایین هادی باعث میشود كه تلفات خط به میزان قابل توجهای كاهش
یافته و حمل جریان در این هادیها حدود 8% افزایش یابد كه این خود باعث
بالا رفتن راندمان خطوط انتقال و ذخیره بیشتر انرژی خواهد شد.
به دلیل عدم وجود هسته فولادی اثرات الكترومغناطیسی و تلفات مغناطیسی ناشی از آن بشدت كاهش خواهد یافت.
جهت راهاندازی خطوط جدیدبا توجه به پارامترهای موثر بر انتخاب هادی كه به
طور كامل تشریح شد و متناسب باقیمتهای هادیهای مختلف ارایه شده میتوان
افزایش طول اسپنها و كاهش كشش به دكلهای برق و كوتاهتركردن آنها را در
حین طراحی انتظار داشت و طول عمر خطوط بویژه در مناطق ساحلی و صنعتی
افزایش چشمگیری مییابد.
از طرفی با توجه به موقعیت جغرافیایی كشورهای همسایه كه میتوانند بخش
عمدهای از مصرفكنندگان این هادیها باشند كشور ما میتواند با تولید و
راهاندازی خط تولید هادیهای AAAC و رقابت با سازندگان خارجی نقش موثری در
صادرات غیرنفتی داشته باشد.