آشنایی با شبکه های توزیع (قسمت سوم)
آشنایی با شبکه های توزیع (قسمت سوم)
1397/07/09
0
در قسمت قبل به بررسی شبکه های توزیع، انواع مدارها و پست های فوق توزیع، ساختار فیدرهای سیستم توزیع و سطوح ولتاژ شبکه های توزیع پرداختیم. در این قسمت به مقایسه سیستم های زمینی و هوایی، صرفه اقتصادی، مشکلات اجرایی، تعمیر و عیب یابی، حفظ زیبایی محیط و حریم ها و حادثه آفرینی و ایمنی خواهیم پرداخت.
مقایسه سیستم های زمینی و هوایی
در بررسی محاسن و معایب بین شبکه های زمینی و هوایی، باید توسعه همه جانبه سیستم های الکتریکی و نیز مقرون به صرفه بودن آن را مد نظر قرار داد. طبیعت ساختمانی، چگونگی احداث، بهره برداری و تجربه های نگهداری از این دو گونه سیستم توزیع، برای مقایسه همه جانبه شبکه های هوایی با سیستم زمینی به شرح آورده شده است.
صرفه اقتصادی
به طور کلی سیستم های هوایی برخلاف سیستم های زمینی، بسیار کم هزینه تر و ارزان ترند زیرا به کندن کانال، هزینه های اخذ مجوزهای حفاری، لوله های مخصوص و... نیازی نداشته و در مورد خود کابل ها نیز حفاظ و عایق گران قیمت، اتصالات و غلاف های آب بندی گران جهت امکانات ویژه ضد آب کردن تجهیزات زیرزمینی وجود ندارد. درست همین هزینه های گزاف سرمایه گذاری است که سیستم های زمینی را چندین برابر گران تر از سیستم های هوایی کرده است.
امروزه با پیشرفت های تکنولوژی، از پلاستیک به عنوان عایق و پوسته کابل های زمینی استفاده می شود. توانایی این مواد برای دفن مستقیم سیستم در زیر خاک، صرفه اقتصادی آن را نسبت به سیستم های هوایی کاهش داده، بااین حال، هنوزهم افزایش هزینه های شبکه زمینی در ولتاژهای زیاد به مراتب بیشتر می باشد به طوری که به عنوان مثال، هزینه های شبکه های فشارضعیف 400 ولت زمینی، در حدود 2 برابر شبکه های هوایی خواهد بود و این نسبت در شبکه های با ولتاژ 63 و 132 کیلو ولت به ترتیب 10 و 18 برابر می گردد.
مشکلات اجرایی
احداث شبکه های هوایی آسان تر بوده و در هر نقطه و محل می توان به وسیله شبکه هوایی، به سرعت جریان برق را برقرار نمود. در این شبکه ها، سادگی ساخت و احداث، سهولت بهره برداری و تعمیراتی که به دنبال دارند به عنوان اصولی مهم در نظر گرفته می شود. یک طرح ساده، همیشه بر طرح های پیچیده برتری دارد مگر عواملی مهم، استفاده از طرح های پیچیده شبکه های زیرزمینی را توجیه نماید. امروزه سیاست های کلان بخش برق، در چگونگی طراحی و نیرو رسانی به شبکه های توزیع هوایی تاکید دارند. مشکل عدم وجود منابع مالی سازمان در انجام پروژه، می تواند به انتخاب این سیاست منجر شود که شبکه های توزیع هوایی، با حداکثر سرعت ممکن و به راحتی توسعه می یابند. گرفتن انشعاب از شبکه های هوایی، بدون مشکل، با مخارج کم و با سرعت بیشتر انجام می شود، در حالی که اشعاب گیری از کابل ها، مستلزم ایجاد نقاط برداشت و پخش مانند ایستگاه های توزیع، تابلوهای برق و پیلارها (شالترها )، جعبه های انشعاب و... خواهد بود.
بنابراین سیستم های هوایی، به صورت خیلی وسیع برای مدتی غالب خواهد بود و در سطوح برق رسانی روستاها کاربردی به تقریب انحصاری خواهند داشت. در آینده، برای شبکه های شهری دارای چگالی بار زیاد، با استفاده از درآمدهای حاصله، بهبود کیفیت، رعایت دیگر مسائل و تبدیل به شبکه های زمینی مد نظر خواهند بود. به طور کلی در مکان هایی که چگالی بارهای مصرفی آن قدر زیاد باشد که نصب خطوط هوایی با سیم ها و هادی های انبوه واقع روی پایه های خطوط هوایی از نظر شکل ظاهری، ایمنی و بهره برداری غیر عملی به نظر رسد، انتخابی جز سیستم زمینی وجود نخواهد داشت.
تعمیر و عیب یابی
عیب یابی و رفع آن در شبکه های هوایی، آسان تر انجام می گیرد، زیرا بیشتر عیب های شبکه های هوایی با چشم دیده می شوند در صورتی که برای پیدا کردن عیب در شبکه زیرزمینی، به دستگاه های خاص نیاز خواهد بود. در ضمن هنگامی که درسیستم های زمینی مشکلی پیش می آید، از نظر تعمیر بسیار وقت گیر و سخت خواهد بود با این حال، سیستم زمینی با خطر قطعی برق ناشی از طوفان، رفت و آمد و برخورد وسایل نقلیه، سقوط درختان و غیره مواجه نیست. به همین دلیل، صرف مخارج اضافی برای شبکه های زمینی، جهت احداث شبکه های قابل تغذیه از دو سو (مدار دوم)، چندین مدار موازی، طرح های تبدیلی و حتی شبکه های غربالی برای ایجاد قابلیت اطمینان برق رسانی، توجیه پذیر خواهد بود.
لازم به توضیح است که شرایط متعدد دیگری نیز وجود داردکه کابل های زمینی را به سیستم های هوایی ترجیح می دهند. در واقع چون شبکه های زمینی در زیر خاک دفن می باشند، از عوامل جوی، مانند طوفان، یخ زدگی، برخورد شاخه های درختان و رعد وبرق درامان بوده امکان خرابی آن ها کمتر می باشد، از این رو، قطع جریان کمتری نیز پیش می آید.
یکی دیگر از مشکلات فعلی خطوط هوایی، رفت وآمد وسایل نقلیه و برخورد آن ها با تیرها است. از طرفی مقررات راهنمایی و رانندگی چنان سخت است که ساخت و مرمت سیستم های هوایی را رفته رفته با مشکل مواجه کرده است. علاوه بر آن، رفت و آمد ( ترافیک ) سنگین و وسایل با ارتفاع زیاد مانند بالابرها و جرثقیل ها، خطرات دیگری از نظر برخورد وسایل نقلیه سنگین به تیرها و سیم ها ایجاد می کنند.
حفظ زیبایی محیط و حریم ها
به طور کلی سازه های خطوط هوایی، با زیبایی و معماری امروزی محیط همخوانی ندارند بنابراین مهندسین توزیع برق، در طراحی سیستم توزیع انرژی الکتریکی، به حفظ زیبایی نیز توجه می کنند تا جایی که پایه های سیمانی را در رنگ ها و اشکال متعددی می سازند.
در شهرها و مناطق پر جمعیت و حساس، برای حفظ زیبایی شهر، به طور معمول از شبکه های زمینی استفاده می شود، با این حال در بعضی از نقاط به اجبار از شبکه های هوایی استفاده می شود تا حریم سیم های برق دار رعایت شود. این موضوع مانند باند فرودگاه ها، داخل محوطه نیروگاه ها و پادگان ها و غیره... می باشد. به علت بدون روپوش بودن هادی های خطوط هوایی رعایت فاصله مجاز از تأسیسات و ساختمان ها به عنوان رعایت حریم خطوط انتقال مورد نیاز می باشد.
در بسیاری از موارد، به علت کم بودن عرض مسیر و معابر و در نتیجه به علت عدم امکان تامین حریم خطوط هوایی، کابل کشی زمینی یا شبکه کابل های هوایی روکش دار (کابل های خودنگهدار) توصیه می شود. این موضوع به خصوص درباره خطوط فشار متوسط در داخل شهرها و مجتمع های آپارتمانی، مجتمع های صنعتی و تجاری به طور کامل محسوس است. رعایت حریم شبکه های هوایی، ازعواملی است که باید مورد توجه قرار گیرد. به طور معمول شهرداری ها یا سازمان پارک ها درمسیر احداث شبکه های هوایی شهرها درختکاری می کنند که پس از رشد درختان شاخه های آن ها با هادی های خطوط تماس پیدا کرده و در هوای بارانی یا رطوبت موجب اتصالی و سوانحی مانند پارگی سیم ها خواهند شد، البته عبور خطوط هوایی از مناطق جنگل کاری شده و درختان میوه نیز باعث قطع درختان و صدمه به محیط زیست می شود.
حادثه آفرینی و ایمنی
به علت در دسترس بودن و بدون روکش بودن قسمت های زنده خطوط هوایی و همچنین آسیب پذیر بودن پایه و هادی آن ها، شبکه ها اغلب در معرضی بروز حوادث بودند که شرح مختصری ازآن ها بدین قرار است:
الف) آسیب پذیری در برابر طوفان ها و اختلالات جوی درشبکه های هوایی بسیار قابل توجه می باشد. در این موارد، ایجاد آتش سوزی و برق گرفتگی، به دلیل درهم پیچیده شدن هادی ها یا افتادن اشیا و اجسام روی شبکه دور از انتظار نیست.
ب) خطرهایی که همه ساله در اثر برخورد جرثقیل ها، کمپرسی ها و خودرو های با ارتفاع زیاد با شبکه برق دار هوایی اتفاق می افتد، رانندگان، اپراتورها و دیگر عوامل کاری را تهدید می نماید و هر ساله، آمار قابل ملاحظه ای را به خود اختصاص می دهد .
ج) پرتاب فلاخن کودکان، شکستن مقره های بشقابی و برخورد بادبادک های نوجوانان که فاقد سرگرمی و محیط ورزشی هستند، از عواملی هستند که در شهرها و روستاهای کشور به شبکه های فشار ضعیف هوایی آسیب می رسانند و گاه با قطع سیم نول و افتادن روی فازهای دیگر و دوفاز شدن، باعث خرابی تجهیزات مصرف کنندگان تکفاز شده به مشترکان برق زیان های مالی وارد می کنند.
د) تصادف وسایل نقلیه با تیرهای بتنی یا چوبی در کنار جاده و اتوبان ها، یکی دیگر از عوامل حادثه ساز در شبکه های توزیع هوایی است که گاهی موجب افتادن تیر روی خودروها و بروز خسارت جانی و مالی سنگین می شود.
ه) شبکه های هوایی برای کارگران ساختمانی نیزخطرآفرین است. به دلیل کم عرض بودن بسیاری از معابر شهری، برپا کردن داربست ها برای نماسازی یا نصب وسایل، سبب نزدیکی شبکه های برق و گاهی برق گرفتگی یا خسارت های جانی می شود.
و) سقوط برقکاران از روی پایه یا پلکان های تیرها، خواه با استفاده از وسایل ایمنی و خواه بدون آن ها، به دلیل انجام فعالیت های برقی، هنوز در برخی از مناطق تحت پوشش برق کشور اتفاق می افتد. در ضمن افتادن اشیاء و برخورد آن ها با افراد در حال تعمیر یا نصب یراق آلات و یا کنده و پاره شدن سیم و اصابت آن ها به عابرین، از معایب دیگر شبکه های هوایی است. در حالی که در شبکه های زیرزمینی، فقط حفاری است که موجب آسیب دیدن کابل های زمینی خواهد شد، که این امر نیز اگر با توجه به نقشه های دقیق شبکه زیر زمینی کابل ها صورت پذیرد، می توان از بروز اینگونه حوادث جلوگیری کرد.
با توجه به تمامی این موارد، باید به سه مورد از عیب های شبکه های هوایی نیز اشاره کرد:
الف) ایجاد پارازیت در خطوط مخابراتی و رادیویی از مضرات شبکه هوایی است که باید تدابیر خاصی برای به حداقل رساندن آن ها انجام داد.
ب) برداشت های غیر مجاز برق از شبکه های توزیع هوایی به آسانی انجام پذیراست.
ج) برخورد رعد وبرق به خطوط هوایی، موجب بروز اختلالات و خسارات متعددی خواهد شد. این مشکل در مورد خطوطی که کیفیت اصلی خود را به مرور زمان از دست می دهند شایع تر است.
دو نوع توزیع هوایی یا زمینی، دارای مزایا و معایب مربوط به خود می باشند که برای مقایسه این دو حالت، باید کلیه جنبه های فنی و اقتصادی مساله را مورد توجه قرار داد. همچنین مسائل مربوط به زیبایی، تأثیرات روانی و قیمت تمام شده شبکه برای کارفرما نیز حائز اهمیت است. در این مقایسه ها، ابتدا دیدگاه های فنی سپس مسائل اقتصادی هر دو شبکه مورد تجزیه وتحلیل قرار می گیرد.
با این حال با توجه به بررسی شبکه فشار متوسط هوایی در مقایسه با 10253 کیلومتر شبکه فشار متوسط زیرزمینی تعیین شده است یعنی بیش از 96 درصد ازشبکه فعلی ایران، به صورت هوایی می باشد.
پایان قسمت سوم
لینک سایر قسمت ها
تمامی حقوق این سایت به شرکت سنجش افزار آسیا تعلق دارد.