اهمیت یراق الات در خطوط انتقال

مقدمه:

یراق آلات و اتصالات خطوط نقشی حساسی در شبکه انتقال داشته و با یستی در حین بهره برداری ،از مشخصه مکانیکی و الکتریکی و خاصیت جابجائی (Flexibility)خاصی بر خوردار باشند.این اجزاء در واقع رابط سیم هادی یا سیم محافظ برج از طریق مقره و یا بصورت مستقیم می باشد. اولین مشخصه یراق آلات داشتن مقاومت مکانیکی بسیار خوب بوده وچون بایستی به سیم که متشکل از لایه های آلومنیوم می باشد وصل گردیده و دارای شکلهای گوناگون باشد بناچار از آلیاژ های فلزی بصورت های مختلف ساخته می شود. همچنین تاثیر نیروی مکانیکی دائمی در طول عمر این تجهیزات واز طرفی تحمل نیروی متفاوت در اثر شرایط جوی،ساخت وطراحی این تجهیزات را دارای اهمیت فوق العاده ای نموده است.

چون سیم های ناقل جریان و دارای ولتاژ باین تجهیرات چه بطور مستقیم و یا  غیر مستقیم ار تباط دارند، بعضی از اتصالات با یستی تحمل جریانهای اتصال کوتاه را داشته واز آب شدن قطعات جلوگیری شود و قطعات فرم و شکل خاصی داشته باشند تا در هنگام اعمال ولتاژ نامی پدیده کرونا اتفاق نیافتد.

از طرفی پس از ارتباط این تجیهیزات با مقره ها و ایجاد زنجیره بصورت آویزی و یا بصورت کششی در جهات مختلف نیرو به آن اعمال می شود و لازم است طوری طراحی شوند تا قادر

به جابجایی در تمام جهات باشند.

بنابر این طراحان و سازندگان بایستی توجه بیشتری در انتخاب قطعه و مواد تشکیل دهنده آن داشته باشند و حداقل موارد زیر را مدنظر دهند.

الف:مشخصات فنی مناسب:

قطعات بر حسب نوع و کار بردشان بایستی دارای مشخصه هایی مانند مقامت مکانیکی مناسب،مقاومت در برابر خوردگی ،هدایت الکتریکی لازم،دارا بودن شکل مناسب و عدم وجود بر جستگی ها زائد و مشخص وغیره باشند.

ب-سهولت تولید.

ج-سهولت نصب.

د- قابلیت جابجایی.

ه-قیمت تمام شده.

تر کیب بهینه ای از موارد بالا بایستی در انتخاب یراق آلات مد نظر گیرد.

1- انواع اتصالات:

 بطور کلی در یک تقسیم بندی عمومی که در آن تنها رفتار مکانیکی یراق آلات مورد توجه باشد می توان این تجهیزات  را به دو گروه عمده زیر تقسیم بندی نمود.

1-1-یراق آلات آماده نصب:

در این گروه قطعه ساخته شده در کارخانه بلافاصله در محل مصرف قابل استفاده است.بنابر این در صورت تعیین خواص مکانیکی آن کارخانه،این خواص در محل مصرف تغییری نخواهد کرد و رفتار قطعه در محل مصرف  با رفتار آن در محل آزمایشگاه تقاوت چندانی ندارد.

1-2-یراق آلات نیمه آماده(یراق آلاتی که در زمان نصب نیاز به تغییر شکل دارند):

در این گروه بعلت اینکه بخشی ار فرایند ساخت در محل مصرف انجام می شود،رفتار مکانیکی قطعه در اثر وجود تفاوتهای اجرایی بهنگام نصب دستخوش تغییر می شود.

گروه اول تقریبا" تمام اتصالات  زنجیره ای مقره را شامل شده و گروه دوم شامل اتصالاتی است که برای رسیدن به وضعیت  مطلوب با یستی تحت پرس یا پیچش قرار گرفته و تغییر شکل دهند. گروه دوم اتصالات  معمولا"برای هادیها کاربرد داشته و فرایند نهایی که در محل مصرف بر روی آنها اعمال می شود اثر قطعی بر رفتار مکانیکی آنها دارد.

هر چند اتصالات هر دو گروه از نظر تولید با روشهای کما بیش مشابهی ساخته می شوند،اما بعلت حساسیت گروه دوم  بایستی در تولید و نصب آنها دقت ونظارت ویژه ای مبذول داشت.

با اینکه یراق آلات  خطوط انتقال نیرو از انواع مختلفی تشکیل شده و علاوه بر آن هر سازنده نیز با توجه به پنج عامل ذکر شده در قسمت قبل در شکل ظاهری این اتصالات تغییراتی بوجود می آورد،اما می توان فهر ستی از این اتصالات در هر یک از دو گروه فوق بشرح زیر ترتیب داد.

ذکر  این نکته ضروریست که در این فهرست تنها نام قطعه و کاربرد آن جهت آشنائی  آمده و ممکن است تحت یک نام مسخص انواع گوناگونی از یک قطعه وجود داشته باشد.

الف-اتصالات آماده نصب: 

1-پیچ Uشکل                                                         U-Bolt

2-حلقه                                                                    Chain

3-مهاربند                                                            Shackle

4-طول افزا                                          Extension   Link

5-چشمی-توپی                                             Eye-Ball   

6-دو شاخه-توپی                                      Clevis-Ball    

 7-دو شاخه- چشمی                                     Clevis-Eye

8- مادگی -چشمی                                        Socket-Eye

9-مادگی –دو شاخه                                  Socket-Clevis

10-یوک پلیت                                           Yoke  Plate 

11-پیچ مهاری                                           Turn  Buckle                    

12-کلمپ آویزی                        Suspension   Clamp

ب- اتصالات نیمه آماده:

1- کلمپ انتهایی                               Dead End Clamp 

2- کابلشو سیم جامپر                          Jumper Terminal

3- اتصال میانی کابل                            Conductor  Joint  

4- غلاف تعمیری کابل                              Repair Sleeve  

ج- تجهیزات ویژه :

چند نوع از یراق آلات خطوط انتقال نیز وجود دارند که هر چند دارای کاربردهای بسیار با اهمیتی اند، اما بعلت نوع کاربرد آنها و نیز خواص ویژه ای که دارند در گروه های بالا طبقه بندی نشده و تحت عنوان تجهیزات ویژه آنها را می شناسیم که عبارتند از:

1- جدا کننده                                                           Spacer

2- ارتعاش گیر                               Vibration   Damper

3- جدا کننده ارتعاش گیر                     spacer Damper

4- میله های محافظ                                     Armour Rod

5- حلقه برقگیر                                              Arcing ring

6- شاخک برقگیر                                     Horn   Arcing

7- حلقه تنظیم ولتاژ                            Grading Ring                  

8- حلقه کرونا                                          Ring  Corona

همچنین جهت اتصال سیم محافظ هوایی و سیم زمین به بدنه برج و نیز افزایش طول آن از یراق آلات زیر استفاده می شود.

1-کلمپ اتصال به موج          Tower  Bonding  Clamp 

2-کلمپ شیار موازی              Paralle Groove  Clap

در انتهای این فصل شکل تعدادی از یراق آلات مورد استفاده آورده شده است.

2-روشهای عمومی تولید :  

در تولید هر یک از یراق آلات خطوط انتقال  از روشهای مختلف استفاده می شود که در اینجا تعدادی از این روشها را با ختصار بیان می کنیم.

2-1-برش(Cutting):

بریدن قطعات از شمشهای ورق یا میله ای را گویند. این عمل را می تواند بصورت سرد با گیو تین یا اره و بصورت گرم با هوا برش صورت گیرد.

2-2-ریخته گری(Casting / Moulding):

در این جا قطعات به روش ذوب ماده اولیه و ریختن آن به داخل قالب تهیه می شود.ریخته گری به روشهای مختلف صورت می گیرد که متداولترین آنها ریخته گری در ماسه و ریخته گری تحت فشار(دایکاست)است. محصول ریخته گری در ماسه به پرداخت بیشتری نسیت به نوع دایکا ست نیاز دارد.

2-3-پرس داغ یا فور جینگ(Forging):

این عمل برای تولید بعضی قطعات که ابعاد کوچکی دارند بکار گرفته می شود،بطوری که شمش فلز یا آلیاژ آن تا درجه حرارت مشخصی در کوره داغ شده وسپس در قالب مورد نظر،

 تحت فشار ضربه سنگین پرس شکل داده می شود که پس از سرد شدن بایستی پرداخت گردد.

2-4 -پرداخت با ماسه و ساچمه(Sand  Blats / Shot  Blast):

قطعاتی که به روش ریخته گری  با ماسه یا به روش پرس داغ(فور جینگ)ساخته می شود بدلیل نا همواری سطح خارجی بایستی پرداخت شوند.این عمل با پاشیدن ساچمه و ماسه های ریز و مخصوصا"با فشار زیاد بر روی آن صورت می گیرد که حاصل آن سطح صاف و هموار قطعه است.

2-5-عملیات حرارتی(Heat  Treatment):

روشهای مختلف تولید ممکن است در رفتار مکانیکی قطعات ثأثیر بگذارد که می توان با عملیات حرارتی این رفتار مکانیکی را تغییر داد .عملیات حرارتی عبارتست از گرم کردن و سرد کردن قطعه فلزی در محیطی که در آن حرارت وزمان کاملا" کنترل شده است. محیط مورد نظر می تواند هوا ، آب ویا انواع روغنها باشد.

3-6-پرداخت کاری(Finishing):

عملیاتی را گویند که به منظور تکمیل شلک نهایی قطعه و زدودن قسمتهای اضافی آن صورت گیرد که این کار عموما" با ماشینهای ابزار،ماشین تراش،فرز،سنگ زن،و سایر روشها صورت می گیرد.

2-7-پرس سرد(Coining):

مشابه روش پرس داغ(فور جینگ)بوده  لیکن فلز مورد نظر در حالت سرد پرس می شود.مشخص است که به لحاظ فشار زیاد  مورد نیاز اینکار،فقط قطعات کوچک به این روش قابل تولید هستند.

2-8- جوشکاری(Welding):

رواست که برای اتصال دو قطعه فلز همنوع به یکدیگر بکار می رود .جوشکاری به روشهای متعددی صورت می گیرد که متداولترین آنها جوشکاری زیر پودر (جوش گرم)برای فلزات سنگین و جوشکاری با فلزهای خنثی (جوش سرد)برای فلزات سبک میباشد.

بایستی توجه کرد که اتصالات جوشی اصولا" انتخاب مناسبی برای کاربرد در خطوط انتقال نیرو نبوده وبایستی حتی المقدور از ان اجتناب کرد. در صورت اجبار تنها استفاده از جوش گرم مجاز می باشد.

2-9- خمکاری(Bending):

عبارتست از شکل دادن قطعه در حالت سرد و تحت فشار.قطعات خمکاری شده در صورتی که تحت کشش قرار می گیرند بایستی تنش زدایی شوند.

2-10- نرم کردن یا آنیلینگ(Annealing):

برای اینکه قطعات فلزی و مخصوصا" فولادی های ریخته گری شده  شکنندگی کمتری داشته باشند عملیات حرارتی  بخصوصی بنام آنیلینگ بر روی آنها انجام می شود.

2-11-روی اندودکردن(Galvanizing):

عبارتست از پوشانیدن سطح قطعات فلزی بوسیله فلز« روی» . اینکاربه روشهای مختلفی مانند آبکاری(‌ الکترولیز)،پودر« روی» و گالوانیزه گرم(Hol Dip Gal) میسر بوده لیکن در مرد اتصالات خطوط انتقال نیرو تنها روش گالوانزه گرم مجاز می باشد. مقدار پوشش« روی» مورد نیاز به محیطی که اتصالات در آن نصب می شوند بستگی داشته و در محیطهای با خوردگی بالا بایستی ضخامت «روی» بیشتری بر روی قطعه وجود داشته باشد.

2-12- مونتاژ کردن (Assembling):

آخرین مرحله از عملیات تولید است و قطعاتی که از چند بخش تشکیل شده پس از آماده شدن اجزای آن بر روی هم سوار شده وآماده ارسال به محل استفاده می گردد.

3- موارد مورد استفاده:

موادی که بطور عام در تولید اتصالات خطوط انتقال نیرو مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

3-1- فولاد و آلیاژهای فولادی:

این نوع فولادها طیف وسیعی از فولادهای پر کربن را دربر می گیرند که دارای استحکام زیادی نیز می باشند.

3-2- چدن خاکستری:

این فلز برای ساخت قطعاتی که بروش تولید می گردند بکار می رود و معمولاً پس از ساخت گالوانیزه می شوند.

3-3- فولاد فورجینگ:

این نوع فولاد معمولاً دارای مقاومت مکانیکی بسیار بالایی است و بصورت شمشهای میله ای تولید می شود.برای ساخت قطعات مختلف،شمش فولاد را در داخل کوره گرم نموده وتحت فشار پرس به شکل دلخواه تبدیل می نمایند.

3-4- آلومنیوم خالص:

برای ساخت برخی قطعات پرسی که تحت فشار وکشش قرار نمی گیرندو همچنین ساخت هادیهای آلومنیومی بکار می رود . طبق استاندارد بایستی خلوص این نوع آلومنیوم 8/99 درصد باشد.

3-5- آلیاژهای آلومنیوم:

عموماً برای ساخت قطعاتی بکار می رود که در خطوط انتقال نیرو در تماس با هادیهای آلومنیومی قرار می گیرند.وزن کم ، شکل پذیری،مشخصه مکانیکی مناسب و نیز غیر مغناطیسی بودن از مشخصات عمده این آلیاژهاست.

3-6- روی:

کلیه قطعات فولادی خط انتقال نیرو بایستی دارای پوشش گالوانیزه مناسب باشند.« روی» مورد استفاده برای پوشش گالوانیزه قطعات فولادی بایستی از خلوص زیادی برخوردار باشد.طبق استاندارد نبایستی میزان خلوص « روی» در شمش از 99/99 درصد کمتر « روی» موجود در حمام مذاب از 5/98 درصد وزنی کمتر باشد.