فصل اول
کلیات
1- 1 مقدمه :
با تقاضای رو به افزایش برای انرژی الکتریکی، ولتاژهای انتقال نیز رو به افزایشند. انتقال توان زیاد به مسافت های دور، که به علت مبادله قدرت بین کشورها می باشد، نیاز به کابل های فشارقوی موثری دارد تا در مناطق شهری یا برای عبور زیر زمینی یا دریایی استفاده شود. امروزه ولتاژ عملیاتی کابل های فشارقوی الکتریکی تولیدی تا 500 kV افزایش یافته است.
1 – 2 نام کامل طرح و محل اجرای آن :
تولید سیم و کابل فشار قوی
1 – 4 – دلایل انتخاب طرح :
نیاز کشور به خودکفایی در تولید محصولات صنعتی ، بخصوص در زمینه تولید سیم و کابل و در واقع نیاز بازار داخلی کشور به داشتن محصولات داخلی با کیفیت که توان رقابت با محصولات خارجی را داشته باشد دلیل اصلی انتخاب طرح است .
1 – 5 میزان مفید بودن طرح برای جامعه :
بی شک خودکفایی در تولید این محصولات می تواند ارز قابل توجهی را در کشور نگهداشته و به رشد و خودکفایی کشور کمک سایانی نماید ، علاوه بر این عامل ، میزان اشتغالزایی طرح نیز قابل توجه میباشد
1 – 6 - وضعیت و میزان اشتغالزایی :
وضعیت اشتغالزایی این طرح 16 نفر میباشد .
مقدمه :
کابل های الکتریکی polymer-insulated یا PE ضرورتا حاوی هادی فلزی با مقاومت پایین که توسط پلیمر عایق سازی شده است هستند. این عایق هادی ها را از یکدیکر و اطرافشان جدا می کند. یک غلاف (sheath or jacket) که بدوا بسته به خواص مکانیکی قالب ریزی شده از کابل مقابل محیط محافظت می کند. محتویات عمده ی دیگر میتوانند شامل لایه های نیمه هادی، screen فلزی، سیم فلزی تقویت کننده، و لایه ی بلوکه کننده ی آب. اگرچه یک تحول محتمل از مواد با خاصیت ابررسانایی ساختار سیستم انتقال نیرو را دگرگون خواهد کرد متخصصان استعمال گسترده ی آن را تا 20-10 سال آینده عملی نمی دانند. در حال حاضر تکنولوژی کابل های فشارقوی توسط گذار از پوشش کاغذی معمول گذشته،کاغذ آغشته به روغن تحت فشار که مشکلاتی از قبیل اتلاف عایقی بالا، مخارج عملکرد بالا و آلودگی و ... دارد ،به دای الکتریک اکسترود شده ی مصنوعی (extruded synthetic dielectric) مشخص می شود.
(جداول و تصاویر در فایل اصلی موجود است)
– شرح فرآیند و اطلاعات فنی مورد نیاز :
کابلها بر اساس نوع کاربردی که دارند بسیار متنوع هستند و به شکلهای گوناگون در بازار یافت می‌شود. ساختمان و اجزای تشکیل دهنده کابلهای مخابراتی کاملا با کابلهای مورد استفاده در صنعت برق فشار قوی و فشار ضعیف تفاوت دارند. اما بطور کلی کابلها همواره از دو قسمت اصلی هادی و عایق تشکیل شده‌اند. تفاوت کابلها ناشی از نوع کاربرد آنهاست. یعنی نوع کاربردشان موجب می‌شود که جنس ، شکل ، تعداد ، سطح مقطع هادیها و عایقها با یکدیگر تفاوت داشته باشند. این تفاوتها موجب تقسیم بندی کابلها می‌گردد.
هادی ها
هادی ها از سیم مسی تقریبا خالص و دارای انعطاف قابل قبول یا از آلومینیوم یا آلیاژهای مخصوص ساخته می‌شوند. سطح مقطع هادیها با توجه به مقدار جریان عبوری و نوع کاربرد در اندازهای گوناگون و شکلهای متفاوت درست می‌شود.
دایره‌ای شکل تک رشته با علامت اختصاری (re) و چند رشته با علامت اختصاری (rm).
مثلثی (سه گوش) شکل تک رشته با علامت اختصاری (se) و چند رشته با علامت اختصاری (sm).
عایق ها
عایق سیم ها و غلافی که روی کابل قرار می‌گیرد، معمولا از جنس پلاستیک PVC (پلی وینیل کلراید) است البته عایقهای دیگری همچون کاغذ و برخی ترکیبات شیمیایی در بعضی کابلهای مخصوص مورد استفاده قرار می‌گیرند. این عایقها بر اساس شرایط کاری و محیطی و نوع مصرفی که دارند. از استحکام مکانیکی و مشخصه الکتریکی لازم برخوردار باشند. برای جلوگیری از اشتباه و جهت تشخیص سیمهای کابل از یکدیگر ، عایق سیمهای هادی را در رنگهای مختلف انتخاب می‌کنند.
غلاف کابل ها
برای محافظت کابلها در برابر عوامل محیطی و ضربات مکانیکی آنها را بوسیله یک یا چند لایه (غلاف) از جنس (مس ، سرب ، فولاد) ، کاغذ پلاستیکی بویژه PVC می‌پوشانند. کابلها با توجه به لایه‌های خارجی آنها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند.
جریان مجاز قابل تحمل
جریان مجاز عبوری از سیمها و کابلها به گونه‌ای تعیین می‌شود که در هر نقطه از کابل ، حرارت تولید شده در هادیهای آن به خوبی به محیط اطراف منتقل می‌شود؛ بطوری که درجه حرارت عایق در سطح هادی سیمها و کابلهای PVC از 70 درجه سانتیگراد تجاوز نکند. جریان عبوری داده شده برای کابلهای برق وقتی در داخل خاک قرار می‌گیرد، بر مبنای قرار گرفتن کابل بر روی بستری از ماسه نرم است که پس از خاک ریزی به روی کانال سطح آن آجر فرش شود.
به علاوه ، کابل در مسیر خود می‌تواند داخل تعداد محدودی لوله فولادی که هیچ یک از آنها بیش از 6 متر نباشد، عبور کند. جریان مجاز کابلهایی که در هوای آزاد قرار دارند. بر اساس ضریب بار 1 و در هوای با درجه حرارت 30 درجه سانتیگراد است. جریان مجاز کابل هنگامی که کاملا در داخل آب قرار گرفته باشد 15/1 برابر جریان در کابل قرار گرفته در خاک است. اما باید توجه داشت که وقتی قسمتی از کابل در خاک یا هوای آزاد باشد. این قسمتها تعیین کننده جریان عبوری از کابل هستند.
افت ولتاژ در کابل
در شبکه‌های پخش انرژی الکتریکی اندازه سطح کابل تنها بر اساس جریان مجاز عبوری از آن انتخاب نمی‌شود بلکه طول کابل که متناسب با افت ولتاژ است نیز عامل تعیین کننده‌ای به شمار می‌آید.
شرایط نصب و قرار دادن کابلهای برق
کابلهای با عایق و غلاف پلاستیکی را نباید هیچگاه در درجه حرارت زیر 5- درجه سانتیگراد نصب و کابل کشی کرد. در صورت اجبار ، قرقره ، کابل باید چند روز قبل از نصب در محیط گرمی حدود 20 درجه سانتیگراد انبار شود. در هنگام کابل کشی شعاع خمش کابلهای پلاستیکی نباید از 15 برابر قطر خارجی کابل کوچکتر باشد. اما در انتهای کابل می‌توان شعاع خمش در موارد خاص با رعایت اصول فنی تا نصف مقدار فوق کاهش داد.
هنگامی که کشیدن کابل توسط دستگاه انجام می‌گیرد باید مواظب بود که نیروی کششی وارده به کابل از مقادیر مجاز نشود، در خاک دفن شود باید گودالی به عمق 70 سانتیمتر حفر کرد و کابل را در این گودال در خاک نرم (الک شده) به ارتفاع 20 سانتیمتر قرار داد. روی آن را آجر (و بر روی آجر) خاک معمولی ریخت. این عمل سبب می‌شود که از فشار طبقات خاک بر روی کابل و تغییر شکل آن جلوگیری به عمل آید و همچنین در موقع کندن زمین با بیل و کلنگ صدمه‌ای به کابل وارد نیاید.
نقش مس در صنعت کابل سازی :
اطلاعات اولیه
مس (Cu) از فلزات واسطه در جدول تناوبی به حساب می‌آید. مس در ترکیبات خود ، دارای عدد اکسایش 1+ است. افزون بر این ، اتم مس می‌تواند تحت شرایط مناسبی با از دست دادن الکترونهای خود ، عددهای اکسایش 2+ و 3+ هم بدست آورد. در هر حال ، مس در مهمترین ترکیبهای خود ، عدد اکسایش 2+ دارد.
شیمی مس
مس فلزی است، نسبتا نرم و قرمز رنگ و می‌توان آنرا به صورت ورق و مفتول درآورد. رسانایی الکتریکی و گرمایی آن زیاد است و از نظر رسانایی الکتریکی ، بعد از نقره قرار دارد (رسانایی الکتریکی نقره از تمام فلزها بیشتر است). سطح مس در هوای مرطوب از یک لایه کربنات بازی سبز رنگ پوشیده می‌شود: