آشنایی با سیستمهای اعلام حریق

آشنایی با سیستمهای اعلام حریق

امروزه از سیستم ها ی اعلام حریق به طور گسترده در ساختمان ها و اماکن مسکونی و صنعتی استفاده می شود تا خسارتهای ناشی از حریق را به حداقل برسانند و همچنین برای اطلاع دادن به ساکنین ساختمان در مواقع بروز حریق از این سیستم ها استفاده می شود تا حدالامکان از تلفات جانی جلوگیری شود. برای تشخیص حریق از اثرات سه گانه آن یعنی دود و حرارت و شعله استفاده می شود. به طور کلی سیستم های اعلام حریق در دو نوع عادی و هوشمند ساخته شده اند. درسیستمهاي عادی مکانی را که از نظر حریق    می خواهیم حفاظت کنیم به مناطق مشخص تقسیم میکنیم تا در صورت بروزحریق بتوان محل حریق را سریعترو راحت تر تشخیص داد . به هر کدام از این مناطق یک زون ( Zone ) گفته می شود . این عمل در سیستم ها ی هوشمند نیز انجام می پذیرد ولی مزیتی که این سیستم ها نسبت به سیستم ها ی عادی دارند این است که این سیستم ها دارای اجزای قابل آدرس دهی هستند و علاوه براینکه می توان زونی را که در آن حریق اتفاق افتاده است تشخیص داد بلکه می توان دقیقا عنصری را که حریق را تشخیص داده معین کرد و محل دقیق حریق را مشخص نمود و خبردهنده ها یی را که مربوط به آن محل می باشد فعال نمود.

 

اجزای سیستم اعلام حریق به سه قسمت اصلي تقسیم می شوند :

• تجهیزات تشخیص حریق ( دتکتورها(
• تجهیزات اعلام حریق ( فلاشرها ، آژیرها و ... )
• مرکز کنترل یا پانل مرکزی که وظیفه ارتباط بین دتکتورها و وسایل اعلام حریق را به عهده دارد.

تجهیزات جانبی دیگری نیز برای تکمیل و قدرتمند نمودن سیستم اعلام حریق به کار می روند.

تجهیزات تشخیص حریق ( دتکتورها)

دتکتورها وسایل الکترونیکی هستند که در شکل ها و طرح ها ی مختلف و معمولا به رنگ سفید توسط کارخانه های سازنده ارائه می شوند و در محلهای مناسب ساختمان مانند آشپزخانه – موتورخانه – اتاق بایگانی – راهروها – اتاق ها منزل – اتاق ها ی کنفرانس به صورت سقفی یا دیواری روی پایه های مخصوص نصب می شوند و وظیفه آنها تشخیص حریق و اعلام آن به مرکز کنترل میباشد. تغذیه دتکتورها معمولا با ولتاژ 24 ولت DC صورت می گیرد ولی دتکتورها یی وجود دارند که از ولتاژ های 12 و 48 ولت DC و یا AC 220 ولت تغذیه می شوند. جریان عبوری از آن ها در حالت عادی چند ده میلی آمپر است و در مواقع بروز حریق افزایش می یابد. بسته به اینکه دتکتورها از کدام اثر آتش برای تشخیص استفاده می کند در انواع گوناگونی به صورت زیر ساخته می شوند :

-1 دتکتور دودی      -2 دتکتور حرارتی-3       دتکتور شعله ای 

تجهیزات اعلام كننده حریق

برای آگاه کردن ساکنین ساختمان از بروز حریق از وسایل سمعی و بصری خاص سیستم های اعلام حریق استفاده می شوند که به سه گروه تقسیم می گردند:

1- آژیر ( Sounder ) یا زنگ ( Bell )

2- چراغ ها ی نشانگر ( (Flasher

3- شستی ها ی اعلام حریق ( Manual Call Point ) ( MCP )

کابل کشی سیستم اعلام حريق

نصب و استقرار تجهیزات سیستم اعلام حریق طبق استاندارد BS 5839 و کابل کشی طبق استاندارد BS 6207 انجام می گیرد . به طور کلی می توان سیم ها ی مدار اعلام حریق را به دو گروه تقسیم کرد و با توجه به خصوصیات هر گروه کابل مناسب باآن را به کار برد :

گروه1 :کابلهایی که بعد ازآشکارشدن حریق استفاده نمی شود مانندکابل ها ی دتکتورها وشستی ها

گروه 2 : کابلهایی که بعد ازکشف حریق استفاده میشوند مانندکابلهاي منبع تغذیه وآژیرها و چراغها

 در حالت كلي می توان برای هر دو گروه کابل 5/1 میلی متر مربع با روپوش و عایق پروتودور به کار برد ولی در مکان ها ییکه امکان ضربه یا ساییدگی و جویده شدن توسط حیوانات وجود دارد باید کابل ها را حفاظت مکانیکی کرد. می توان در مورد سیم ها ی آژیرها و چراغ ها برای حفاظت آنها را داخل دیوار زیر حداقل 12 میلی متر گچ به صورت توکار گذاشت . کابلها ي سیستم اعلام حریق باید جدا از سایر کابل ها سیم کشی شوند . تست کابل ها توسط اهم متر انجام می شود و در صورت استفاده از مگا اهم سنج باید تمام تجهیزات اعم از دتکتور – آژیر – پانل کنترل و ... را از مدار باز کرد تا ولتاژ تست بالابه آنها آسیب  نرساند . هنگام کابل کشی نباید از مسیر زون ها انشعاب گرفت . همچنین نباید از آژیر ها هم انشعاب گرفت . کابل کشی سیستم ها ی عادی به صورت رادیال یا خطی و کابل کشی سیستم ها ی هوشمند به صورت حلقوی انجام می گیرد . در انتهای مسیر زون ها همیشه یک مقاومت موازی با خط که مقدارآن معمولا 7/4 یا 8/6 کیلو اهم است متصل می کنند یا از واحد انتهای خط AEOL استفاده می نمایند.

ايمني در صنعت‌ ساخت و ساز در مقابل اضافه ولتاژها و اضافه جریانها

ايمني در صنعت‌ ساخت و ساز در مقابل اضافه ولتاژها و اضافه جریانها

با زياد شدن جوامع بشري و ايجاد ساختمانها و برجهاي بلند و آسمان‌خراشها در مناطق مرتفع و تحولات شگرف در صنعت‌ ساخت و ساز، تكامل و پيشرف دراين صنعت بوجود آمده و همچنين رشد روزافزون و سريع تكنولوژي، ارايه و ابداع روشهاي جديد در صنايع مي‌توان از تحديد خطرات و حوادث طبيعي گوناگون در محيط فعاليت زندگي ما (محيط كار، منازل و ...) بطور كلي در همه‌جا جلوگيري كنيم.
خطراتي كه بر اثر ساخت و ساز درمناطق مرتفع ساختمانها راتحديد مي‌كند مهندسان و كارفرمايان را متوجه اين حوادث و صدمات كرده كه با هماهنگي متخصصان روبه كاهش است. اين واقعيت را نمايانگر مي‌سازيم كه نياز شديد و اصولي به فراگيري و رعايت كامل ايمني و حفظ ساختمانها در مناطق مرتفع را داريم تا خود و ديگران را در برابر اين همه خطرات و سوانح طبيعي حفظ كنيم واين معلومات و راه و روش صحيح براي پيشگيري و چاره‌انديشي را فرا گيريم كه از اين حوادث طبيعي (صاعقه) جان سالم بدر ببريم.

 صاعقه چيست و چگونه بوجود مي‌آيد؟

صاعقه يكي از اسرارآميز‌ترين پديده‌هاي خلقت است كه در عين زيبايي ، بسيار مخرب بوده و در طول تاريخ زندگي انسان، موجب ضرر و زيان مالي و جاني بسياري شده است صاعقه از تخليه الكترواستاتيكي ميان ابر و زمين بوجود مي‌آيد. در ابرهايي از نوع كومولونيمبوس (كه گاه تا 18 كيلومتر ارتفاع و چندين كيلومتر عرض دارند) طي مراحلي ذرات آب داراي بار منفي و ذرات يخ داراي بار مثبت شده بطوري كه (عموماً) بارهاي منفي در لايه‌هاي زيرين و بارهاي مثبت در بخشهاي فوقاني ابر متمركز مي‌شوند. در اين حالت بارهاي مثبت سطح زمين نيز، در زير سايه ابر مجتمع مي‌شوند. با افزايش پتانسيل الكتريكي ابر نسبت به زمين، يك جريان پيشرو از الكترونها با حركتي نردباني شكل از ابر به سوي زمين (downward leader) سرازير شده و كانال اوليه صاعقه را شكل مي‌دهد. هواي اطراف اين كانال كاملاً‌ يونيزه است اين پلكان كه گاه طول شاخه‌هاي آن به 50 متر مي‌رسد، بار زيادي را در نوك پليكان با خود حمل كرده و موجب افزايش شدت ميدان الكتريكي جو وشكست مقاومت عايقي هوا مي‌شود. در اين حالت سرعت حركت كانال نزديك شونده به زمين بيش از 300km/s است. در اين زمان با افزايش شدت ميدان الكتريكي در سطح زمين، يك جريان الكتريكي بالا‌رونده (upward leader) نيز از زمين به سوي ابر پيش مي‌رود پس از اصابت اين دو پليكان به يكديگر، كانال جريان بسته شده و ضربه اصلي صاعقه (retum stroke) اتفاق مي‌افتد و بدين ترتيب جهت خنثي بارهاي ابر و زمين، جريان بسيار زيادي در مدت كوتاهي در اين كانال برقرار مي‌شود. صاعقه در انواع مختلف اتفاق مي‌افتد كه متداولترين آنها (90 درصد) از نوع صاعقه منفي نزولي و خطرناكترين آنها نوع مثبت صعودي است.

صدمات اصولاً بشر تا قبل از تجربه شخصي حدود سانحه، كمتر به دنبال علت وقوع آنها بوده است اما خسارات زياد و مكرر از اثرات اوليه (ضربه‌هاي مستقيم) و ثانويه (ميدانهاي الكترومغناطيسي) صاعقه امروز به حدي رسيده است كه توجه و راهكارهاي جدي را مي‌طلبد شايد اولين دليل بروز اين حوادث، عدم آگاهي از روشهاي صحيح حفاظت است مضافاً اينكه اغلب بدليل ادعاهاي واهي برخي فروشندگان صاعقه‌گير تصور مي‌شود كه داشتن يك صاعقه‌گير در خارج ساختمان (كه تنها از وقوع جرقه و تخريب فيزيكي ساختمان جلوگيري مي كند) مي‌تواند كليه تجهيزات برقي و الكترونيكي داخل ساختمان رانيز حفاظت كند، در صورتي كه چنين نيست.

ظرف ده سال گذشته استانداردهاي جهاني به ما اين امكانات را داده‌اندكه طراحيهاي مناسبي با رعايت اصول قوانين emc انجام دهيم. امروزه وسايل و تجهيزاتي كه براي يك زندگي ساده تدارك ديده شده پر از مدارهاي الكترونيكي است. وسايل خانگي، كامپيوتر، فاكس، بي‌سيم، تلويزيون، تلفن، شبكه‌هاي اطلاعاتي جهاني،‌همه و همه از مدارهاي الكترونيكي ساخته شده‌اند كه گران بوده و تعميرات آنها نيز آسان نيست و گاهي از خط خارج شدن آنها مصادف با خسارتهاي غيرقابل جبران است.

عواملي را كه مي‌توانند شديداً تجهيزات نامبرده بالا يا بطور كلي هر وسيله ديگري را كه مدارهاي الكترونيكي در آنها به كار رفته باشد به خطر انداخته يا غيرقابل استفاده كنند، عبارتند از:

كوپلاژ مقاومتي وقتي كه صاعقه به ساختماني ضربه مي‌زند جرياني كه به زمين تخليه مي‌شد پتانسيل زمين را در سيستم‌هاي برق و ديتا، تا چند صد كيلوولت افزايش مي‌دهد. اين امر موجب مي‌شود بخشي از جريان صاعقه از طريق هاديهاي ورودي- خروجي، به ساختمانهاي ديگر منتقل شود. كوپلاژ سلفي (مغناطيسي)
عبور جريان صاعقه از يك هادي و يا از كانال تخليه خود، ايجاد يك ميدان مغناطيسي مي‌كند. وقتي كه خطوط ميدان، هاديهايي را كه تشكيل لوپ داده‌اند قطع كند، در آنها ولتاژي معادل چند ده كيلوولت القاء مي‌شود.

كوپلاژ خازني (الكتريكي)
كانال صاعقه در نزديكي نقطه تخليه، يك ميدان شديد الكتريكي ايجاد مي‌كند. كابلها و هاديها مانند خازن و هوا نيز عايق دي‌الكتريك آنهاست. بدين صورت عليرغم عدم برخورد صاعقه به ساختمان كابلها تحت يك ولتاژ بالا قرار مي‌گيرند.

اصول حفاظت از صاعقه
حفاظت يك ساختمان بطور كامل شامل موارد زير مي‌شود:
حفاظت جلد خارجي ساختمان از ضربه‌هاي مستقيم صاعقه.
حفاظت داخلي و تجهيزات نصب شده در ساختمان در مقابل آثار ثانويه صاعقه

الف- حفاظت جلد خارجي ساختمان
منظور از حفاظت خارجي، حفظ بدنه و استراكچر ساختمان از آتش‌سوزي و انهدام در اثر اصابت صاعقه است. كليه تجهيزاتي كه جهت جذب وهدايت صاعقه از پشت بام تا شبكه زمين نصب مي‌شوند طبق استاندارد BS6651, NFC17-102, NFC17-100, DINVDEO185 و NFPA780 و IEC61024 شناسايي مي‌شود.

ب- حفاظت تجهيزات نصب شده در داخل ساختمان
توسعه كاربرد سيستمهاي الكترونيكي درجهان، موجب افزايش شديد آمار صدمات وارده به اين دستگاهها در اثر صاعقه و اضافه ولتاژهاي ناشي از آن شده است. لازم به ذكر است كه تنها بخشي از اضافه ولتاژها در اثر صاعقه بوده و بخش عمده آنها ناشي از عمليات سوئيچينگ و حوادث تغذيه است. براي اين بخش از حفاظت، كاهش اثر ميدانهاي الكترومغناطيسي ناشي از صاعقه، مدنظر قرار مي‌گيرد.
پس از برخورد صاعقه به زمين يا ساختمان، وسايل الكترونيكي داخل ساختمانهايي كه شعاع 1/5 كيلومتري از محل برخورد و در محدوده ميدان الكترومغناطيسي ايجاد شده قرار دارند در معرض خطر خواهند بود.
حفاظت موثر اين تجهيزات در مقابل ولتاژهاي القايي حاصله وقتي امكان‌پذير است كه كليه سيستمهاي حفاظت داخلي همراه با حفاظت خارجي ساختمان تماماً نصب شده باشند.
حفاظت داخلي از صاعقه عبارت است از تهيه وسايلي كه به كمك آنها بتوان اثر ولتاژهاي القائي حاصله از جريان‌هاي صاعقه را، بر روي تجهيزات داخل ساختمان خنثي كرد.

برق‌گير يا رساناي آذرخش
برق‌گيري يا رساناي آذرخش، ساختمان‌هاي بلند را از يورش آذرخش (صاعقه) مصون مي‌دارد. يك رساناي آذرخش ازيك نوار مسي كلفت تشكيل شده است كه نوك‌هاي فلزي تيزي دارند و در بالاي بلندترين قسمت ساختمان كار گذاشته مي‌شود. اين نوار را به تيغه فلزي بزرگي كه در اعماق مرطوب زمين زير ساختمان مدفون گشته است متصل مي‌كنند.
اين رسانا مسيري را براي شارش بار الكتريكي از بالاي ساختمان به زمين فراهم مي‌كند.
نشست تدريجي بار مثبت از نوكها (تخليه الكتريكي از نوك‌هاي تيز بهتر انجام مي‌شود) بسوي ابرها و شارش الكترونها از برق‌گير به زمين، از انباشته شدن انبوه بار روي بلندترين بخشهاي ساختمان جلوگيري مي‌كند. اگر اين تخليه الكتريكي از نوكها و از طريق برق‌گيري صورت نگيرد تخليه ناگهاني بار «آذرخش» صورت خواهد گرفت.
شارش ناگهاني و بسيار عظيم بار كه آذرخش روي مي‌دهد آن قدر انرژي دارد كه مي‌تواند خسارتهاي جدي به ساختمان وارد كند.

راهنماي استفاده از LOM در شبكه زمين سطحي
- كانالي به عرض 30-20 سانتيمتر و عمق 75 سانتي‌متر به طول مورد نظر حفر كنيد. اگر عمق نفوذ يخ‌زدگي خاك بيشتر از 75 سانتي‌متر باشد بايد كانال عميقتر و تا زير لايه يخ‌زدگي حفاري شود كف كانال را به ضخامت 10 سانتي‌متر از LOM مخلوط پر كنيد.
- سيم يا تسمه مسي را روي اين لايه بخوابانيد.
- روي سيم را به ضخامت 10 سانتي‌متر با مخلوط LOM بپوشانيد مراقب باشيد كه هادي بطور كامل پوشانده شود و اگر هادي پوشانده نشد ضخامت LOM را افزايش دهيد. بقيه كانال را با خاك پر كنيد.
- با در نظر گرفتن حجم حفاري وشرايط فوق براي هر متر طول حداقل به سه كيسه LOM نياز خواهد بود باتغيير ابعاد كانال يا ضخامت LOM مصرفي مقدار مورد LOM تغيير مي‌كند.

راهنماي استفاده در نصب ميله ارت (شبكه زمين عمودي)
- حفره‌‌هاي به قطر 15-25 سانتي‌متر و به عمق 15 سانتي‌متر كمتر از طول ميله ارت حفر كنيد.
- ميله ارت را در وسط حفره طوري بكوبيد كه سر ميله ارت 10 سانتي‌متر پايين‌تر از لبه حفره واقع مي‌شود.
- مخلوط LOM را پيرامون ميله تخليه كنيد و اين كار را تا 20 سانتي‌متر پايين‌تر از لبه فوقاتي ميله ارت ادامه دهيد.
- اتصالات لازم را به ميله ارت انجام دهيد بعد دريچه بازديد را نصب كنيد و يا حفره را كاملاً پر كنيد.
- در حين پر كردن حفره ضروري است هر يك متر كه با LOM پر مي‌شود مقداري از آب داخل حفره تخليه شود اين عمل فشردگي و چسبندگي لايه‌ها را به ميله ارت افزايش مي‌دهد.
- در اين حالت براي هر متر عمق حفره بين يك تا سه كيسه LOM مورد نياز است.

راهنماي استفاده در نصب صفحه مسي چاه ارت (شبكه زمين سنتي)
- حفره‌اي به قطر تقريبي 50 سانتي‌متر به عمق مورد نياز حفر كنيد.
سيم ارت يا تسمه مسي را حداقل در دو نقطه توسط روش cadweld به صفحه متصل كنيد.
- صفحه ارت را به صورت عمودي در انتهاي حفره قرار دهيد.
- مخلوط lom را در داخل چاه طوري تخليه كنيد كه ضمن فشردگي مناسب تا 20 سانتي‌متر بالاي سطح صفحه را بپوشاند.
- براي پر كردن مابقي حفره lom را به نسبت يك به سه با خاك حفره يا خاك رس مخلوط كرده و حفره را با مخلوط فوق پر كنيد.
- در صورت نياز دريچه بازديد را نصب كرده و هادي بيرون آمده از چاه را با هادي سيستم زمين متصل كنيد.
- براي فشردگي بيشتر خاك اطراف هادي صفحه و كيفيت مناسبتر پس از هر متر كه با مخلوط lom پر مي‌شود مقدار مناسب آب اضافه كنيد.
براي پر كردن چاه ارت با مشخصات فوق در يك متر اوليه 10 كيسه و براي هر متر بعد از آن براي مخلوط كردن با خاك حفره سه كيسه lom مورد نياز است.

توجه 1- اگر شبكه سطحي، حفره ميله يا چاه ارت در مسير حركت سفره‌هاي آب زيرزميني يا فاضلاب آب باران باشد بايد كف آن توسط سيمان يا مخلوط سيمان و lom بتونه كاري شود كه مخلوط حاضر توسط آب جاري شسته نشود.

توجه 2- در جايي كه مقاومت مخصوص خاك (P) كمتر از m20 اهم باشد چنانچه قصد داريد lom را با خاك مخلوط و مصرف كنيد مناسبترين نوع تركيب از نظر تكنيكي و اقتصادي با نسبت حجمي به شرح زير پيشنهاد مي‌شود:
60 درصد خاك
30 درصد lom
10 درصد آب
براي مخلوط كردن صحيح اقلام فوق بايد موارد به ترتيب زير با هم مخلوط شوند تا بهترين نتيجه از يك مخلوط يكنواخت حاصل شود.
اول lom، دوم خاك، سوم آب

توجه 3- لطفاً عنايت فرماييد تاثير نهايي مواد كاهنده بصورت فوري قابل حصول نيست و براي دسترسي به نتيجه قطعي بايد بين يك تا شش ماه صبر و تحمل داشته باشيد.
توجه 4- بازديد و تست دوره‌اي سيستم زمين را فراموش نفرماييد نصب دريچه بازديد كار تست و بازرسي دوره‌اي را تسهيل مي‌كند.

توجه 5- محل اتصال الكتريكي سيستم زمين به شبكه ارت سطحي يا چاه ارت زير زمين معمولاً به عنوان نقطه آزمايش سيستم در داخل دريچه بازديد قرار دارد محل تماس الكتريكي توسط نوار چسب عايق ضد خوردگي، خمير هادي حفاظت شود.

افزايش عمر هاديهاي آلومينيومي خطوط انتقال و توزيع هوايي در نواحي ساحلي و صنعتي

 

افزايش عمر هاديهاي آلومينيومي خطوط انتقال و توزيع هوايي در نواحي ساحلي و صنعتي

 

مقاومت بسيار مناسب آلومينيوم در برابر خوردگي بخاطر تشكيل يك لايه اكسيدي بسيار نازك و مقاوم روي سطح آن است. علاوه بر اين ، برخي از  آلياژهاي آلومينيوم نظير آلياژهاي سري 5XXX  )منيزيم‌دار) به منظور بهبود مقاومت در برابر خوردگي در محيطهاي نمك‌دار (محيط‌هاي ساحلي نزديك دريا) و برخي آلياژهاي سري 6XXX  به منظور كاربردهاي دريايي ، صنعتي و شيميايي توسعه يافته‌اند. با توجه به تاثير عناصر آلياژي بر روي خواص الكتريكي و لزوم محدود كردن ميزان اين عناصر در هاديهاي برق ، معمولاً درصد عناصر آلياژي مورد استفاده جهت بهبود مقاومت در برابر خوردگي را نمي‌توان در آلياژهاي با كاربرد به عنوان هادي الكتريكي از حد معيني بالاتر گرفت و در نتيجه مقاومت در برابر خوردگي آلياژهاي موجود جهت استفاده در ساخت هاديهاي الكتريكي بهتر از آلومينيوم الكتريكي 1350 نيست لذا براي بهبود رفتار خوردگي هاديهاي هوايي آلومينيومي و افزايش طول عمر آنها بايد از روشهاي ديگري استفاده كرد كه در مقاله حاضر به آنها پرداخته مي‌شود.

        هاديهاي هوايي آلومينيومي را از نظر رفتار خوردگي آنها در برابر آتمسفرهاي مختلف ، مي‌توان به دودسته اصلي تقسيم‌بندي كرد. دسته اول هاديهايي هستند كه به طور كامل از آلومينيوم يا آلياژهاي آن ساخته شده‌اند (شامل هاديهاي ACAR, AAAC, AAC و …). در اين دسته از هاديها ، با توجه به يكسان بودن پتانسيل الكتروشيميايي تمامي اجزاء سازنده ، هيچگونه خوردگي گالوانيكي به وجود نمي‌آيد و در نتيجه اين نوع سيم‌ها ، تنها در معرض خوردگي‌هاي آتمسفري (آتمسفرهاي صنعتي، ساحلي و …)‌قرار مي‌گيرند. با توجه به اينكه مقاومت در برابر خوردگي
هيچ يك از آلياژهاي آلومينيومي مورد استفاده در ساخت هاديهاي خطوط انتقال نيرو بهتر از هاديهاي آلومينيومي خالص نيست ، ‌لذا براي بهبود رفتار خوردگي هاديهاي آلومينيومي نمي‌توان از هاديهاي آلياژي استفاده كرد ،
هر چند كه با در نظر گرفتن مقاومت در برابر خوردگي بسيار مناسب (تقريباً در حد هاديهاي آلومينيومي) هاديهاي آلياژي سري 5005 و 6201 و
در نظر داشتن استحكام مطلوب اين نوع هاديهاي آلياژي ، استفاده از آنها بجاي هاديهاي آلومينيومي1350 مي‌تواند مزاياي فني- اقتصادي مناسبي به همراه داشته باشد. با توجه به اين موارد مناسب‌ترين راه ، بهبود مقاومت
در برابر خوردگي اين هاديهاي تمام آلومينيومي (يا تماماً آلياژ آلومينيومي (استفاده از پوشش‌هاي مقاوم به خوردگي و يا استفاده از هاديهاي كمپكت است كه البته استفاده از هاديهاي كمپكت تنها مقاومت به خوردگي لايه‌هاي دروني كابل را بهبود مي‌بخشد و سيمهاي سطحي موجود در كل هادي كه در معرض آتمسفر قرار دارند، به اين وسيله محافظت نمي‌شوند. لازم به ذكر است كه ميزان خوردگي آلومينيوم درآتمسفرهاي معمولي با مقادير كم‌ نمك‌ها يا آلاينده‌هاي سولفوري بسيار زياد است. حتي در آتمسفرهاي خورنده نيز عمر هاديهاي آلومينيومي بسيار بيشتر از اكثر مواد مهندسي (بخصوص هاديهاي مسي يا انواع فولادهاي كربني) است. به عنوان مثال با بررسي‌هايي كه بر روي كاهش وزن نمونه‌هاي مختلف در كنار دريا صورت گرفته است، مشخص شده كه پس از 8 سال نگهداري كاهش وزن آلومينيوم در حدود 15 درصد كاهش وزن مس و 1 درصد كاهش وزن فولاد معمولي است، ضمن آنكه با افزايش فاصله از نواحي ساحلي دريا، مقاومت به خوردگي نمونه‌هاي آلومينيومي تا حد زيادي افزايش مي‌يابد. با توجه به اين مطالب به نظر مي‌رسد كه خوردگي هاديهاي تمام آلومينيومي عملاً راه‌‍ حل خاصي در صنعت‌برق ندارد و در صورت لزوم مي‌توان با استفاده از روشهاي متداول حفاظت مواد (نظير گريس كاري يا استفاده از پوشش‌هاي مقاوم در برابر خوردگي) ، مقاومت به خوردگي اين هاديها را بهبود بخشيد. دسته دوم هاديها كه مطالعه رفتار خوردگي آنها در آتمسفرهاي مختلف حائز اهميت فراوان است، هاديهايي هستند كه در آنها سيمهاي آلومينيومي به عنوان هادي در جوار يك يا چند سيم فولادي (و يا مواد و آلياژهاي ديگر نظير Invar به عنوان تقويت‌كننده‌ قرار گرفته باشند (ACSR). محيط‌ها و آتمسفرهاي اصلي خورنده براي هاديهاي ACSR شامل محيط‌هاي صنعتي آلوده و نيز نواحي ساحلي دريا هستند. آلودگي‌هاي صنعتي خورنده عموماً از طريق بارش باران، برف يا همراه رطوبت بر روي هسته فولادي تقويت‌كننده هاديهاي ACSR رسوب مي‌كنند. بدين صورت پوشش گالوانيزه اعمالي روي اين سيم‌هاي فولادي كه نقش آند فدا‌ شونده را ايفا مي‌كند، بتدريج مصرف مي‌شود. در اين شرايط تقريباً هيچگونه تخريب خوردگي روي سيمهاي آلومينيومي اتفاق نمي‌افتد. در اين نوع نحوه تخريب هاديهاي ACSR ، كاهش خواص مكانيكي سيمهاي تقويت‌كننده فولادي فاكتور اصلي تعيين‌كننده عمر مفيد كل هادي خواهد بود. در اين حالت هيچ علامت مشخصه خارجي تا لحظه تخريب كامل هادي مشاهده نمي‌شود و اين نحوه خوردگي را مي‌توان خوردگي عمومي آتمسفري هاديهايACSR  به حساب آورد. در نواحي ساحل دريا، مكانيزم خوردگي كاملاً متفاوت است. نمك‌هاي موجود در اين محيط‌ها با رطوبت موجود روي كابلها تركيب شده و يك الكتروليت حاوي يونهاي كلريدي بين هسته فولادي و سيمهاي آلومينيومي هادي ايجاد مي‌كند. در اين شرايط با توجه به نوع الكتروليت موجود و پتانسيل شيميايي نسبي آلومينيوم و روي نسبت به يكديگر، ابتدا پوشش گالوانيزه روي سيم فولادي شروع به خوردگي مي‌كند. معمولاً قبل از آنكه كل اين پوشش گالوانيزه مصرف شود، حفره‌هاي كوچكي در آن ايجاد مي‌شود كه به سرعت تا مغز فولادي اين سيم تقويت‌كننده پيشروي مي‌كنند. در اثر اين پديده يك سل الكتروليتي بين فولاد و آلومينيوم ايجاد مي‌شود و با توجه به پتانسيل الكتروشيميايي اين دو عنصر نسبت به يكديگر، اينبار آلومينيوم نقش آند فداشونده را ايفا مي‌كند. اين امر باعث خوردگي شديد الومينيوم شده و در نتيجه آن مقاومت الكتريكي در اين ناحيه از هادي به مرور افزايش مي‌يابد. در صورت ايجاد اين نوع خوردگي در خطوط ACSR ، عمر مفيد آنها بسيار كمتر از حالتي خواهد شد كه آنها را تنها در محيط‌هاي آلوده صنعتي قرار داد چرا كه در نواحي صنعتي خوردگي هسته فولادي بسيار آهسته‌تر پيشروي مي‌كند. نكته مهم ديگر در مورد خوردگي گالوانيكي سيمهاي ACSR در آتمسفرهاي ساحلي، قابل تشخيص بودن چشمي اين نوع خوردگي است به طوري كه به مرور زمان قسمتهاي خورده شده از هادي به صورت پودرهاي سفيد‌رنگي كه اغلب با افزايش حجم همراهند، روي سطح ديده مي‌شوند. عمر مفيد كابلهاي ACSR كه در معرض اين نوع خوردگي قرار گيرند، به وسيله سرعت خوردگي الكتروليتي آلومينيوم مشخص مي‌شود. مناسب‌ترين روشهاي بهبود مقاومت در برابر خوردگي هاديهاي آلومينيومي هوايي با توجه به كليه اطلاعات ذكر شده تاكنون در مورد انواع هاديهاي آلومينيومي و مكانيزم خوردگي آنها در محيط‌هاي مختلف، مناسب‌ترين روشهاي مقابله با خوردگي اين هاديهاي هوايي را مي‌توان به صورت زير خلاصه كرد. بديهي است كه بر اساس نوع هادي مورد نظر (ACSR, AAC يا …) ، شرايط و آتمسفر احاطه‌كننده سيمها و پارامترهاي فني و اقتصادي مختلف، هر يك از روشهاي ارايه شده مي‌تواند انتخاب شود، اما استفاده از برخي روشها به تنهايي قادر نيست تا مقاومت به خوردگي اينگونه سيم‌ها را تا حد بسيار زيادي افزايش دهد، بلكه تنها به عنوان يك روش اوليه براي بهبود نسبي مقاومت به خوردگي آنها مطرح است. استفاده از گريس‌هاي مقاوم در برابر خوردگي در آتمسفرهاي خورنده‌اي نظير نواحي ساحلي يا صنعتي، جهت بهبود مقاومت به خوردگي هاديهاي آلومينيومي مي‌توان از گريس اندود كردن سيمهاي تشكيل‌دهنده اين هاديها استفاده كرد. اين روش كه هم مي‌‌تواند براي هاديهاي تمام آلومينيومي و هم براي هاديهاي ACSR بكار رود، باعث مي‌شود تا تماس بين محيط خورنده و سيمهاي هادي كاهش يابد و بعلاوه با جلوگيري از تماس هاديهاي آلومينيومي با سيم فولادي در هاديهاي ACSR ، از خوردگي گالوانيكي آنها نيز ممانعت بعمل مي‌آورد. عمليات گريس اندود كردن سيمهاي هادي مي‌تواند بر روي كليه سيمها اعمال شود و يا تنها بخشي از آنها را شامل شود. به عنوان مثال شكل (2) نمايانگر انواع روشهاي گريس‌اندود كاري هاديهاي ACSR را نشان مي‌دهد. نكته بسيار مهم درمورد مواد مورد استفاده جهت گريس‌اندود كردن سيمهاي آلومينيومي آن است كه گريس مورد نظر بايد پايداري حرارتي مناسبي داشته باشد و بعلاوه حداقل اشكالات را حين پيچاندن و ساخت هادي مورد نظر داشته باشد. به نظر مي‌رسد كه با اضافه كردن برخي مواد شيميايي مناسب بتوان ويژگيهاي ضد‌خوردگي و پايداري حرارتي گريس‌ها را بهبود بخشيد. استفاده از پوشش‌هاي مقاوم در برابر خوردگي در برخي موارد هنگامي كه كابلهاي توزيع هوايي در محيط‌هاي خورنده قرار بگيرند، مي‌توان آنها را با يك پوشش محافظ براي جلوگيري از خوردگي حفاظت كرد. استفاده از اين هاديهاي هوايي پوشش‌دار معمولاً براي خطوط توزيع ودر ولتاژهايي تا حد 33 كيلوولت پيشنهاد و عرضه شده است. پوشش اين هاديها حاوي كربن سياه با كيفيت بسيار بالا است تا پايداري مناسبي در برابر اشعه UV داشته باشد، ضمن آنكه پايداري اين پوشش‌ها در برابر ولتاژهاي بالا نيز ضروري است. اين پوشش‌ها معمولاً به عنوان عايق الكتريكي محسوب نمي‌شوند و مي‌توان از آنها براي بهبود مقاومت به خوردگي هاديهاي AAAC , AAC يا ACSR استفاده كرد. شكل زير نمونه‌اي از چنين هاديهاي پوشش‌داري را نشان مي‌دهد. استفاده از هاديهاي كمپكت در اين نوع هاديها با توجه به تراكم فراوان هادي و عدم نفوذ عوامل خورنده به داخل كابل، مقاومت در برابر خوردگي بهبود مي‌يابد. استفاده از پوشش‌هاي گالوانيزه ضخيم يا آلومينايزينگاين روش را مي‌توان براي بهبود مقاومت به خوردگي هاديهاي ACSR بكار برد. پوشش‌دهي فولاد با لايه‌هاي فلزي فدا شونده (گالوانيزه كردن، آلومينايز كردن و…جهت حفاظت آنها از خوردگي امروزه به عنوان يك فرآيند كاملاً شناخته شده و پركاربرد مطرح است، بگونه‌اي كه بيش از نيمي از روي استخراج شده در دنيا براي گالوانيزه كردن فولادها بكار مي‌رود. از زمان اختراع روش گالوانيزه كردن در حمام‌هاي مذاب در حدود 260 سال پيش تا حدود 30 سال گذشته، تقريباً هيچگونه تغيير قابل ملاحظه‌اي در اين فرآيند روي نداده و تنها در چند دهه اخير است كه برخي شركت‌هاي بزرگ سعي كرده‌اند تا بجاي استفاده از روي خالص جهت پوشش دهي فولادها، آلياژهاي اين عنصر با ديگر عناصر را بكار برند. بيشتر اين فعاليت‌هاي جديد بر روي آلياژ‌هاي روي – آلومينيوم صورت گرفته تا همزمان خواص مطلوب آلومينيوم و روي در پوشش حاصل شود. باتوجه به فعاليت‌هاي انجام شده امروزه پوشش‌هاي آلياژي روي – آلومينيوم (حاوي 95-94 درصد روي و 5-4 درصد آلومينيوم با تركيب نزديك به نقطه يوتكنيك) به همراه برخي عناصر نادر خاكي، توانسته است ويژگيهاي به مراتب بهتري نسبت به پوشش‌هاي گالوانيزه معمولي ارايه دهد (مقاومت به خوردگي 4-2 برابر)،‌ هر چند كه توليد صنعتي اينگونه پوشش‌ها دچار پيچيدگي‌هاي بيشتر است. اين پوشش‌ها كه تحت نامهاي تجاري
 bezinal، Galfan يا  Aluzincمعرفي شده‌اند ، در آزمايشهاي خوردگي
Salt Spray در محيط‌هاي مختلف صنعتي ، ساحلي و روستايي مقاومت به خوردگي بسيار مناسبي از خود نشان داده‌اند. اين پوشش‌ها علاوه بر مقاومت به حوردگي بالاتر، داراي قابليت شكل‌پذيري، جوشكاري و حفاظتي بهتري نسبت به پوششهاي گالوانيزه معمولي هستند. علاوه بر پوشش الياژي
روي - آلومينيوم، استفاده از پوشش‌هاي گالوانيزه با كيفيت و ضخامت‌هاي بيشتر نيز مي‌تواند مقاومت به خوردگي هاديهاي ACSR را در محيط‌هاي با خورندگي متوسط بهبود بخشد. به عبارت ديگر، در صورتي كه خورندگي آتمسفر مورد نظر جهت نصب و بهره‌برداري خطوط ACSR بيشتر از آتمسفرهاي معمولي باشد، با استفاده از پوشش‌هاي گالوانيزه ضخيم‌تر (گريدهاي B و C مطابق با استاندارد ASTM همزمان با استفاده از روش گريس‌اندود كاري اين هاديها، مي‌توان تا حد زيادي از مشكلات خوردگي اين خطوط كاست. پوشش‌هاي آلومينايزينگ (AZ) نيز از جمله پوشش‌هاي بسيار نامطلوب جهت محافظت سيم‌هاي فولادي موجود در هاديهاي ACSR در برابر خوردگي است. اگر چه ضخامت اين پوشش‌ها بسيار كم است (حتي كمتر از ضخامت پوشش گالوانيزه گريدهاي B و C در استاندارد ASTM ، اما با توجه به يكسان بودن پتانسيل الكتروشيميايي اين پوشش با هاديهاي آلومينيومي. سرعت خوردگي آن به مراتب كمتر از پوشش‌هاي روي (گالوانيزه) است. در صورتي كه كنترل مناسب بر كيفيت و ضخامت اين پوشش‌هاي آلومينايزينگ صورت نگيرد، اين پوشش‌ها مي‌تواند حين شكل‌دهي سيم‌ها و يا اعمال تنش‌هاي كاري دچار شكنندگي شوند و لذا قابليت پوشش‌دهي آنها كاهش خواهد يافت. استفاده از روكش‌هاي آلومينيومي روي سيمهاي فولادي استحكام بالا، هدايت الكتريكي مناسب، مقاومت به خوردگي بسيار مطلوب و تطابق مناسب با سيم‌هاي آلومينيومي باعث شده است كه سيمهاي فولادي Al-Clad شده به عنوان مواد بسيار مناسب جهت ساخت هادي‌هاي ACSR بكار روند. استفاده از اين سيم‌ها بجاي سيمهاي فولادي متداول باعث افزايش عمر كاري، بهبود خواص الكتريكي و نيز بهبود مقاومت به خوردگي انواع هاديها شده است. با استفاده از اين نوع سيم‌ها حين ساخت هاديهاي ACSR ، ضمن افزايش مقاومت به خوردگي، وزن هاديها نيز كمتر شده و تلفات انرژي و توان آنها نسبت به كابلهاي ساخته شده با هسته‌هاي فولادي گالوانيزه شده يا آلومينايز شده كاهش مي‌يابد. اين شرايط سبب شده كه بسياري از شبكه‌هاي انتقال و توزيع در نقاط مختلف دنيا از اين نوع كابلهاي ACSR/AW استفاده كنند. آزمايشهاي مختلف انجام شده روي سيمهاي فولادي Al-Clad شده نشان داده است كه مقاومت به خوردگي اين سيم‌ها تقريباً معادل سيمهاي آلومينيومي 1350 است و اين امر تقريباً در كليه آتمسفرهاي خورنده صادق است. (شكل 44 نمايانگر رفتار خوردگي سيمهاي مختلف در نواحي ساحل دريا پس از 6 سال سرويس اين سيم‌ها است. همانگونه كه از اين شكل مشاهده مي‌شود خوردگي آتمسفري (ساحلي) سيمهاي AW و EC بسيار عالي و مشابه است، در حالي كه سيم‌هاي فولادي گالوانيزه شده پس از گذشت تنها 6 سال بصورت نسبتاً شديدي خورده شده‌اند.
علاوه بر خوردگي عمومي آتمسفري كه در بالا تشريح شد، استفاده از هاديهاي ACSR/AW نسبت به هاديهاي ACSR معمولي، خوردگي گالوانيكي را نيز كاهش مي‌دهد، زيرا در حالتي كه سيمهاي فولادي با آلومينيوم روكش شوند، از هر گونه تماس فلزات غيرهم‌جنس ممانعت بعمل آمده و در نتيجه هيچگونه پيل الكتروشيميايي خوردگي ايجاد نمي‌شود. مزيت اصلي پوشش‌هاي AW نسبت به پوشش‌هاي آلومينايزينگ (AZ) ، دسترسي به خلوص بيشتر در پوشش ايجاد شده روي سطح فولاد و نيز ضخامت بسيار بيشتر اين نوع پوشش‌ها و در نتيجه بهبود مقاومت به خوردگي آنها است. هنگام استفاده از هاديهاي CSR/AWهيچگونه نيازي به گريس كاري هسته فولادي تقويت‌كننده نبوده اين امر باعث كاهش وزن، كاهشمشكلات ساخت و كاهش حضور ناخالصي‌هاي نامطلوب در بين لايه‌هاي آلومينيومي مي‌شود. بسته به نحوه پيچش سيم‌ها و نيز ابعاد نهايي مجموعه به دست آمده وزن هاديهاي ACSR/AW در حدود 6-3 درصد كمتر از وزن هاديهاي ACSR معادل است، كه اين امر باعث كاهش هزينه‌هاي نصب خطوط مربوط مي‌شود. همچنين در بسياري از موارد نسبت به استحكام به وزن هاديهاي ACSR/AW بيشتر از هاديهاي با هسته فولادي گالوانيزه شده يا الومينايز شده است، ضمن آنكه با گذشت زمان به دليل پديده خوردگي در محيط‌هاي با آتمسفرهاي خورنده كاهش استحكام هاديهاي ACSR/AW بسيار كمتر از ACSR است. شكل (5) مقايسه‌اي از استحكام و وزن نسبي سيمهاي فولادي Al-Clad شده را با فولادهاي معمولي وگالوانيزه شده نشان مي‌دهد. كمتر بودن مقاومت الكتريكي كابلهاي ACSR/AW از يك طرف باعث كاهش تلفات اهمي آنها مي‌شود و از طرف ديگر به دليل كمتر بودن ميزان فولاد بكار رفته در هسته‌هاي تقويت‌كننده، تلفات مغناطيسي آنها را نيز كاهش مي‌دهد. شكل(6) مقايسه‌اي از مقاومت الكتريكي و ضخامت نسبي پوششهاي اعمال شده روي سيمهاي فولادي Al-Clad شده و گالوانيزه شده را نشان مي‌دهد. همچنين شكل (7) كاهش مقاومت الكتريكي و در نتيجه كاهش تلفات خطوط انتقال و توزيع ساخته شده از هاديهاي ACSR/AW را در مقايسه با هاديهاي معمولي ACSR نشان مي‌دهد. همانگونه كه از اين شكل ديده مي‌شود، با افزايش جريان خطوط (زمانهاي پرباري شبكه) تفاوت در مقاومت الكتريكي اين دو هادي بسيار بيشتر مي‌شود و اين حالت بخصوص در زمانهاي پيك‌بار شبكه حائز اهميت فراوان است، ضمن آنكه با كاهش مقاومت الكتريكي در هاديهاي ACSR/AW، افت ولتاژ در آنها كمتر شده و نياز به تجهيزات كنترل‌كننده ولتاژ نيز كمتر خواهد بود. اگر چه عمده مقايسه‌ها در مورد هاديهاي  ACSR/AW با هاديهاي ACSR معمولي صورت مي‌گيرد ، اما اين نوع هاديها در مقايسه با هاديهاي تمام آلومينيوميAAAC ،AAC  و ACAR نيز مزايايي دارند كه از جمله آنها مي‌توان به استحكام بيشتر (بخصوص استحكام دماي بالا) آنها اشاره كرد. استفاده از هاديهاي AAC يا AAAC بجاي هاديهاي ACSR همانگونه كه در بخش‌هاي قبلي گزارش بيان شد، مهمترين مشكلات خوردگي در خطوط هوايي انتقال يا توزيع‌ در هاديهاي ACSR معمولي روي مي‌دهد كه عمدتاً به دليل خوردگي گالوانيكي اجزاء مختلف تشكيل دهنده اين هاديها است. با توجه به اين موارد، در بسياري از موارد مي‌توان با جايگزين كردن هاديهاي تمام آلومينيوميAAAC, AAC) و (ACAR بجاي هاديهاي ACSR، از بروز اين نوع خوردگي در خطوط مربوطه ممانعت بعمل آورد، هر چند كه اين كار مي‌تواند هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري لازم براي نصب اين خطوط را تا حدي افزايش دهد. عل‌رغم اين مساله استفاده از هاديهاي تمام آلومينيومي و بخصوص استفاده از هاديهاي ساخته شده تماماً از آلياژهاي آلومينيوم (5005 يا 6201) با توجه به مزاياي فراوان، امروزه گسترش فراواني در نقاط مختلف دنيا يافته است، بگونه‌اي كه در برخي كشورها نظير فرانسه قسمت عمده خطوط انتقال هوايي از آلياژهاي آلومينيوم با قابليت عمليات حرارتي ساخته شده‌اند، بدون آنكه نيازي به هسته‌هاي تقويت‌كننده فولادي در آنها وجود داشته باشد. هدايت چنين خطوطي نيز بسيار بالا و در حدود 54 درصد IACS است. استفاده از اين كابلها در كشورهاي در حال توسعه نيز در حال افزايش است. در برخي موارد، سيم‌هاي تقويت‌كننده اين هاديها بجاي آلياژ آلومينيوم از كامپوزيت‌هاي آلومينيومي ساخته مي‌شوند تا ضمن ايجاد مقاومت به خوردگي مناسب در هادي، استحكام آنها بخصوص در دماهاي بالاتر نيز افزايش يابد. در هر حال مهمترين مزاياي استفاده از هاديهاي ساخته شده بطور كامل از سيم‌هاي آلياژي آلومينيوم (AAAC) را مي‌توان بصورت زير خلاصه كرد:

الف) مقاومت به خوردگي اين هاديها در محيط‌هاي صنعتي يا ساحلي به مراتب بالاتر از هاديها ACSR است.

ب) استحكام اين هاديها در حدود 2 برابر آلومينيوم 1350 است.

ج) وزن اين هاديها در حدود 20 درصد سبكتر از هاديهاي ACSR با قطر معادل است.

د) سختي سطحي اين هاديها بسيار بيشتر از آلومينيوم 1350 است. اين حالت باعث مي‌شود كه حين نصب و بهره‌برداري از اين هاديها، سطح آنها كمتر دچار تخريب شود و پديده‌هاي كرونا و تداخل‌هاي راديويي كمتري در آنها اتفاق بيافتد.

و) اين نوع هاديها نسبت به هاديهاي ACSR به تجهيزات و روشهاي ساده‌تري جهت اتصال نياز دارند

هـ) با توجه به آنكه هاديهاي AAAC كاملاً غيرمغناطيسي هستند، تلفات آهني (مغناطيسي) آنها نسبت به هاديهاي ACSR در حد بسيار كمتري قرار دارد.

شكل 1- شماتيك خوردگي گالوانيكي هاديهاي ACSR آلومينيوم از يك طرف با يونهاي كلريدي موجود روي سطح خود واكنش داده و با تشكيل AICI3 منجر به تخريب پوشش گالوانيزه فولاد مي‌شود و از طرف ديگر آلومينيوم با تماس الكترو‌شيميايي خود با فولادها با سرعت بيشتري به وسيله خوردگي گالوانيكي از بين مي‌رود.

شكل 2-شماتيك فرآيند گريس اندودكاري هاديهاي ACSR

شكل 3- هاديهاي هوايي آلومينيومي پوشش‌دار جهت كار در ولتاژ 33 كيلوولت

شكل 4- نمونه‌هاي واقعي از سيم‌هاي (A): فولاد گالوانيزه شده گريد ASTM-A (C): فولاد گالوانيزه شده گريد ASTM-C (EC): آلومينيوم الكتريكي و (AW): فولاد Al-Clad شده پس از 6 سال نگهداري در نواحي ساحلي فلوريداي آمريكا

شكل 5- مقايسه استحكام و وزن سيمهاي فولادي Al-Clad شده و گالوانيزه شده

شكل 6- مقايسه مقاومت الكتريكي و ضخامت نسبي پوششها در سيمهاي فولادي Al-Clad شده و گالوانيزه شده

شكل 7- مقايسه مقاومت الكتريكي هاديهاي ACSR و ACSR/AW

ساعت فرمان نجومی

بخشي از گزارش بررسي عملكرد ساعت فرمان نجومي

 

برق منطقه اي تهران

شركت توزيع نيروي برق غرب استان تهران

كميته تخصصي روشنايي

 .     

 

مقدمه
     ترويج فرهنگ استفاده بهينه از انرژي برق يكي از عواملي است كه دركاهش تلفات توان و پيك سائي و كاهش هزينه هاي مرتبط بهره برداري موثر خواهد بود .پروژه حاضر نيز، استفاده از اين دستگاه را از دو ديدگاه مديريت مصرف و كاهش هزينه ها مورد بررسي مي نمايد.

بررسي ميداني موضوع :
الف-بررسي عملكرد فتوسل هاي ساخت داخل:
     در 14 نقطه محدوده  مناطق برق شرق و غرب كرج ، بمدت 40 روز، زمانهاي عملكرد فتوسلهاي موجود در سيستم  روشنايي در طول شبانه روز جهت مقايسه با زمانهاي توصيه شده ، توسط انجمن مهندسين روشنايي آمريكا (IES) و نشريه 195 وزارت نيرو ثبت گرديد.

ب – نحوه برخورد ساير كشورها و شناسائي دستگاه:

      به لحاظ اهميت موضوع و مشابه بودن مسئله براي ساير كشورها،‌يك بررسي اجمالي جهت شيوه برخورد كشورهاي مختلف با اين موضوع بشرح ذيل انجام شد.  يكي از راه حلها استفاده از سيستم هاي كنترل از راه دوراست كه توسط شركت SMC ارائه شده است. و نياز مند به يك مركز كنترل در هر پست و تجهيزات اضافي برروي تك تك چراغهاي روشنايي است، در اين روش بطور كلي جزئيات زيادي از كنترل و اطلاعات زيادي از وضعيت خرابي تجهيزات سيستم روشنايي بدست مي آيد ولي بررسي هاي انجام شده نشان مي دهد كه اين روش ، بطور موردي مناسب بوده و در محدوده وسيع از نظر فني و اقتصادي مقرون به صرفه نيست. روش موثري كه درادامه اين بررسي بدست آمده استفاده از ساعت نجومي است. اين دستگاه از نظر اقتصادي بسيار مقرون بصرفه تر از روش اول مي باشد.

      ايده ساخت دستگاه ساعت نجومي به توليدكنندگان داخلي عرضه شد و از طرف برخي از آنها مورد استقبال قرار گرفت. اولين نمونه هاي ساخت داخل ارائه گرديد. درمجموع حدود 30 دستگاه از 4 شركت داخلي درشبكه روشنايي نصب گرديد كه درمدت زمان كوتاه از كار افتاده و دچار مشكلات متعددي از جمله: HANGING شدند.

 

انتخاب نمونه :

     يكي از انواع ساعت فرمان نجومي مورد استفاده در خارج از كشور كه در سيستم روشنائي اروپايي از جمله فرانسه ،ايتاليا ، بلژيك و ... ودرپروژه روشنايي تونل مانش مابين دوكشورفرانسه و انگليس ، به تعداد بسيارزياد مورد استفاده قرار گرفته است، از طريق اينترنت شناسائي و توسط نماينده داخلي شركت مذكور يك نمونه از آن سفارش داده شد.

- درتاريخ 19/1/82 الي 6/2/82 در يك مسير نمونه اي دستگاه اندازه گيري توان نصب و مقدار توان مصرفي و زمانهاي عملكرد فتوسل ثبت گرديد.

- درتاريخ 17/2/82 دستگاه ساعت فرمان نجومي جايگزين فتوسل مسير فوق شده و مقادير آن نيز ثبت گرديد.

محاسبات فني و اقتصادي :

 نتايج بررسي  موارد فوق و مقايسه آن بادستگاه ساعت فرمان نجومي و انجام محاسبات مشخص گرديد. بطور متوسط درحدود يك ساعت و چهل دقيقه يا به عبارتي67/1 ساعت درزمان روشن بودن هوا(پيش ازغروب آفتاب و بعد از طلوع آفتاب ) انرژي بيهوده مصرف مي شود.

با توجه به اختلاف زماني فوق ،محاسبات و نتايج ذيل ارائه مي گردد:

الف – كل توان چراغهاي منصوبه در سطح شركت توزيع(بدون احتساب تلفات بالاست) طبق ليست ذيل36800 كيلووات مي باشد.

 

چراغ مهتابي 100 وات	69073دستگاه	چراغ 250 وات سديم	15366دستگاه
چراغ 125 وات جيوه	117276دستگاه	چراغ400 وات سديم	4705دستگاه
چراغ 250 وات جيوه	34911دستگاه	چراغ 70 وات سديم	3000دستگاه
چراغ 400 وات جيوه	1653دستگاه

انرژي ذخيره شده درصورت استفاده از ساعت فرمان نجومي در يك شبانه روز برابر است با :

كيلووات ساعت 61456=ساعت67/1×كيلووات 36800

انرژي ذخيره شده در طول يكسال :

                كيلووات ساعت 22431440= 365×61456

بااحتساب بهاي بين المللي هركيلووات ساعت انرژي 5سنت

                  دلار 112157200 = سنت 5 × 22431440

بااحتساب بهاي ملي هر كيلووات ساعت انرژي 240 ريال

                        ريال 5383545600 = 240 × 22431440

ب- طبق آمارارائه شده تعداد فتوسلهاي منصوبه در سطح شركت توزيع غرب استان تهران 4066 دستگاه مي باشد.

بهاي هردستگاه ساعت فرمان نجومي(بصورت تك فروشي)900000ريال و طول عمر آن 15 سال

بهاي هر دستگاه فتوسل طبق ليست سازمان برنامه و بودجه57240 ريال وطول عمرآن طبق نظر مسئولين واحد روشنائي مناطق برق شش گانه توزيع متوسط 18 ماه مي باشد .

محاسبات براي يك دوره 15 ساله  يا 180 ماهه

ريال 3659400000=4066×900000

براي يك دوره 15 ساله بايد حداقل 10 بار فتوسل ها تعويض گردند.

ريال2327378400=10×4066×57240

اختلاف قيمت دو دستگاه در يك دوره 15 ساله

ريال1332021600=2327378400-3659400000

247/0=(5383545600)/(1332021600)

90روز=247/0× 365

هزينه ساعت فرمان نجومي پس از گذشت 90 روز باز مي گردد.

محاسبات براي يك دوره يك ساله بدون درنظرگرفتن قيمت  فتوسل وهزينه هاي بهره برداري

ريال 3659400000=4066×900000

679/0= (5383545600) / (3659400000)

248=679/0× 365

پس هزينه ساعت فرمان نجومي پس از گذشت 248 روز باز مي گردد.

ج - با احتساب اينكه طولاني ترين شب سال سيزده ساعت و پنجاه دقيقه و كوتاه ترين شب نه ساعت و پنج دقيقه مي باشد نتيجه مي گيريم متوسط طول شب يازده ساعت و بيست وشش دقيقه است .(به عبارت ديگر 44/11ساعت) در صورت استفاده از دستگاه ساعت فرمان نجومي عمر تجهيزات جانبي چراغ  (بالاست، لامپ و خازن )6/14% افزايش پيدا مي كند.

 6/14% = 44/11 :67/1

لازم به ذكر است كه در حال حاضر چند دستگاه ،  در سيستم شبكه روشنائي شركت توزيع نيروي برق غرب استان تهران نصب و عملكرد آنها تحت كنترل مي باشد.

انرژي در اتريش

انرژي در اتريش

مهندس نادر گلستاني دارياني

اتريش، در دهه گذشته به شكل فزاينده‌اي از پتانسيل برق آبي خود استفاده كرده است. 1/39 درصد از توليد انرژي از منابع داخلي مربوط به اين پتانسيل يا منبع انرژي برق آبي است، كه از ديدگاه زيست‌محيطي نيز مناسب است. ديگر منابع انرژي تجديد‌پذير بويژه بيوماس نيز بطور فزاينده‌اي مورد بهره‌برداري قرار گرفته است. با رقمي برابر 5/36 درصد سهم منابع تجديد‌پذير بيش از سهم تمام سوختهاي فسيلي است و با توجه به دو برابر شدن سهم منابع تجديد‌پذير انرژي در دهه گذشته، در حال حاضر بيش از 75 درصد توليد انرژي از منابع داخلي از اين حاملها تامين مي‌شود.
ديگر آنكه، ميزان وابستگي كشور به واردات انرژي در دهه گذشته ثابت بوده است.

عرضه كل انرژي اوليه يا اصلي
عرضه انرژي در اتريش داراي تركيب متعادلي است. در دو دهه پيش، ساختار مصرف انرژي تغيير عمده‌اي داشته است. اتريش به صورت چشمگيري در افزايش سهم منابع انرژي تجديدپذير در بازار انرژي كشور موفق بوده است. از سوي ديگر، سهم سوختهاي فسيلي در بازار انرژي كاسته شده است.
ويژگيهاي زير در عرضه كل انرژي اصلي در اتريش قابل توجه است:
1- سهم زياد منابع تجديدپذير در مصرف انرژي در اتريش
سهم اين منابع در عرضه كل انرژي اتريش به بيش از 26 درصد رسيده است. برق‌آبي، مهمترين منبع انرژي تجديد‌پذير است. 4/13 درصد از عرضه كل انرژي اصلي تقريباً 39 درصد ازتوليد انرژي از منابع داخلي و نزديك به 66 درصد برق از منابع آبي تامين مي‌شود. ديگر منابع تجديد‌پذير انرژي (همانند چوب، ضايعات، سوختني، سوخت بيوماس، گرماي محيط و جز اينها) حدود 8/12 درصد از كل عرضه انرژي پريمر و حدود 37 درصد توليد انرژي ازمنابع داخلي را به خود اختصاص داده است.

2- عدم استفاده از انرژي اتمي در اتريش
استفاده از انرژي اتمي براي توليد انرژي بر اساس قانون فدرال مصوب 15 دسامبر 1978 ممنوع اعلام شده است. اتريش به انرژي هسته‌اي به عنوان گزينه راهبردي براي رويارويي با آلودگيهاي زيست‌محيطي مي‌نگرد، زيرا اين نوع انرژي از تكنولوژي پيچيده برخوردار بوده و بسيار گرانبهاست و از اين رو، قدرت رقابت (از نظر اصول توسعه پايدار) را از بين مي‌برد. كشورهايي، كه در قياس با اتريش توانسته‌اند در مقياسهاي بزرگتر به جايگزيني نفت بپردازند، بطور عمده از انرژي اتمي بهره‌ برده‌اند. تنها شماري از كشورها توانسته‌اند انواع ديگر انرژي را جايگزين نفت كنند.

تفكيك مصرف انرژي از توسعه اقتصادي
خط‌مشي انرژي دراتريش در دسترسي به هدف تفكيك مصرف انرژي از توسعه اقتصادي كشور موفقيت‌آميز بوده است. در سالهاي 1973 تا 1997،‌ در حالي كه عرضه كل انرژي اصلي حدود 4/29 درصد افزايش داشته، توليد ناخالص داخلي به قيمتهاي واقعي 9/75 درصد رشد داشته است. در نتيجه مصرف نسبي انرژي
(= مصرف انرژي به ازاي واحد توليدناخالص داخلي) 4/26 درصد طول اين دوره، كاهش داشته است.
در قياس با ساير كشورها، كاهش مصرف نسبي انرژي در اتريش، يكي از بهترين كاركردها را نشان مي‌دهد.

مصرف كل انرژي نهايي
با وجود تغييرات در برخي از سالها، مصرف كل انرژي نهايي از سال 1973 به اين طرف بطور متوسط نزديك به 1 درصد در سال افزايش داشته است. با توجه به تغييرات مهم ساختاري، سهم نفت و زغال بسيار زياد كاهش يافته و در مقابل به سهم گاز، برق، انرژيهاي تجديد‌پذير و گرما بسيار زياد افزوده شده است. در قياس با سال 1973، مصرف نهايي ذغال‌سنگ (حدود 35 درصد) و نفت (6 درصد) كاهش يافته و مصرف نهايي گاز (75 درصد)، (برق 89 درصد) ديگر انرژيهاي تجديد‌پذير (94 درصد) و گرماي محيط (35 درصد) افزايش يافته است.

اهداف خط‌مشي انرژي در اتريش
1) امنيت در عرضه انرژي
2) بازدهي اقتصادي در عرضه انرژي
3) رعايت نكات زيست‌محيطي در عرضه انرژي
4) پذيرش اجتماعي از سيستم عرضه انرژي
اهداف فوق دقيقاً در جهت اهداف اتحاديه اروپا و اصول آژانس بين‌المللي انرژي است.

راهكارهايي براي دستيابي به اهداف ياد شده
1- گسترش استفاده يا كاربرد منطقي از انرژي (بهينه سازي بازدهي انرژي)
2- گسترش منابع تجديد‌پذير انرژي
راهكارهاي فوق بافعاليتهاي زير در زمينه‌هاي گوناگون راهبردهاي انرژي تكميل مي‌شود:
1- آزادسازي بازارهاي انرژي
2- تنوع در منابع انرژي
3- تنوع در عرضه كنندگان انرژي
4- سازوكار بحران آژانس بين‌المللي انرژي
5- ذخيره‌سازي اجباري نفت
6- منع استفاده از انرژي هسته‌اي
7- كنترل قيمتها

خط‌مشي‌ انرژي اتريش در عرصه جهاني
بسياري از مسايل مهم بخش انرژي در دنياي امروز از ابعاد مهمي برخوردار است. براي نمونه:
1- رويارويي با آثار منفي گرم شدن زمين، كه فقط در چارچوب مقياسهاي بين‌المللي مقدور است.
2- تغييرات مهم در كشورهاي مركزي و شرق اروپا، كه باعث ايجاد فرصتهاي جديد شده است.
كمك به بازسازي بخش انرژي، توصيه در مورد سياستهاي زيست‌محيطي و انرژي و دستيابي شركتهاي وابسته به كشورهاي اروپاي غربي به بازار انرژي اين كشورها، از اينگونه فرصتهاست.




اتحاديه اروپا
اين سازمان كارهاي زيادي در زمينه راهبرد انرژي اجرا كرده، كه در زير برشمرده مي‌شود:
1- بازدهي انرژي
2- انرژيهاي تجديد‌پذير
3- نفت (بخشنامه براي ايجاد حداقل تاسيسات انبار نفت يا مشتقات آن)
4- گاز (بخشنامه براي ابزار واحد گاز طبيعي)
5- ذغال‌سنگ (تحقيق براي توليد و استفاده از ذغال‌سنگ)
6- برق (بخشنامه ايجاد بازار واحد برق)
7- تحقيق و گسترش تكنولوژيك (برنامه‌هاي انرژي در تعيين ساختارو برنامه‌ريزي براي تحقيقات، توسعه فني)
8- همكاري با كشورهاي غيرعضو در بخش انرژي (برنامه synergy(
"synergy" برنامه اتحاديه اروپا براي پيشرفت همكاري بين‌المللي در بخش انرژي است. اين برنامه در ابتداي سال 1998 شروع و در پايان همان سال به پايان رسيد.
برنامه جايگزين در قالب برنامه ساختاري انرژي براي دستيابي به اهداف خود از روشهاي زير استفاده مي‌كند:
1- توصيه در زمينه راهبرد انرژي و آموزش
2- تجزيه و تحليل انرژي و پيش‌بيني (آينده)
3- برگزاري گردهمايي و كنفرانس
4- پشتيباني از برنامه‌هاي همكاري چند جانبه منطقه‌اي
بازارهاي داخلي برق و گاز طبيعي به خاطر اهميت زيادي كه دارند، مورد تاكيد بيشتري قرار گرفته است.
بخشنامه‌هاي مرتبط با موضوعات يادشده در بالا (در سالهاي 96 و 97) بوسيله شوراي مربوط تصويب شده است. اين بخشنامه‌ها، كشورهاي عضو را موظف به گشايش بازارهاي برق و گاز طبيعي- براي رقابت از سوي ساير كشورهاي عضو اتحاديه اروپا كرده است.
عرضه‌كنندگان برق و گاز براي آماده شدن در مقابل رقيبان بزرگ خارجي مجبور به اتخاذ خط‌مشي قوي شده‌اند.
بي شك در كوتاه‌مدت بعضي از آنها قرباني خواهند شد، ولي در درازمدت بازارهاي داخلي براي برق و گاز به سوي عرضه موثر پيش خواهند رفت و رقابت كلي اتحاديه اروپا را بهبود خواهد بخشيد.