مقاله اثر اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه روی خطوط انتقال


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

مقاله اثر اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه روی خطوط انتقال مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۸۷  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود مقاله اثر اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه روی خطوط انتقال نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

 فهرست

  فصل اول: صــاعقـه
مقدمه   ۴
محاسبه پارامترهای دکل با توجه به صاعقه   ۹
۲-۱- مشخصات صاعقه   ۱۲
۳-۱- انرژی موجود در صاعقه   ۱۷
امواج صاعقه شبیه سازی شده برای اجرای آزمایش‌ها   ۱۷
فصل دوم: شرایط تخلیه جوی بر خطوط انتقال انرژی
۲- شرایط تخلیه جوی بر خطوط انتقال انرژی   ۲۰
۱-۲- تخلیه بر خطوط انتقال انرژی   ۲۰
۲-۲- تخلیه جوی بر قسمتهامختلف خطوط انتقال انرژی   ۲۳
۱-۲-۲- تخلیه جوی الکتریکی بر سیم‌های فاز   ۲۶
۲-۲-۲- تخلیه جوی بر سیم‌های زمین خط   ۲۹
۳-۲-۲- تخلیه جوی مستقیم بر بدنه برج‌ها   ۳۲
۴-۲-۲- تخلیه جوی مستقیم در مجاور ایستگاه‌ها   ۳۴
فصل سوم: پدیده قوس برگشتی در خطوط انتقال انرژی
۱-۳- قوس برگشتی Back Flash over در خطوط انتقال انرژی   ۳۶
۲-۳- شرایط بروز قوس برگشتی   ۳۸
دامنه و زمان پیشانی موج ظاهر شده در سیم‌های فاز پس از بروز قوس برگشتی   ۴۰
۳-۳- مسیر جریان تخلیه موجی به زمین   ۴۱
الف ـ تأثیر کاهش مقاومت بدنه برج‌ها   ۴۳
ب ـ تأثیر مقاومت اتصال زمین برج‌ها   ۴۳
فصل چهارم: انتشار موج در طول خطوط انتقال انرژی
۱-۴- انتشار موج در طول خطوط انتقال   ۴۶
۲-۴- میرایی موج سیار   ۴۶
۳-۴- میرایی موج سیار ناشی از پدیده کرونا   ۴۹
۴-۴- نمودار شبکه‌ای بیولی   ۵۰
۵-۴- استهلاک موج در طول خطوط انتقال انرژی   ۵۴
۱-۵-۴-آشنایی با پدیده کرنا   ۵۴
۲-۵-۴- بروز پدیده به ازاء ولتاژ فرکانس ۵۰   ۵۵
۳-۵-۴-ظهور پدیده به ازاء ولتاژهای موجی (صاعقه)   ۵۶
زمین کردن دکل‌های انتقال انرژی   ۵۷
فصل پنجم: هماهنگی عایقی
۱-۵- هماهنگی عایقی   ۵۹
۲-۵-شرایط تخلیه اضافه ولتاژهای موجی‌توسط برق‌گیرهای‌بزرگ   ۶۱
۳-۵-برق‌گیرهای پستی   ۶۶
۴-۵-برنامه کامپیوتری : گذرهای خط انتقال   ۷۰
۵-۵- برخورد صاعقه با حفاظت برقگیر   ۷۵
راههای کاهش و مقابله با اضافه ولتاژهای شبکه انتقال    ۷۵
نتیجه   ۷۷
منابع   ۸۰

منابع

۱٫ مهندسی فشار قوی، تألیف: دکتر کافل

۲٫ مهندسی فشار قوی، تألیف: دکتر حسین محسنی

۳٫ اصول مهندسی فشارقوی، تألیف: دکتر محمد قلی محمدی

۴٫ عایق فشار قوی، تألیف: ‌رحمت‌اله هوشمند

۵٫ هماهنگی عایقی در سیستم های قدرت، تالیف: دکتر اندرو ر. هیلمن

۶٫ کنفرانس مهندس برق

۷٫ کتابخانه شرکت سهامی برق منطقه‌ای فارس

الف ـ رعد و برق در خطوط انتقال انرژی، تألیف: طهماسبقلی شاهرخ شاهی

ب ـ کاربرد و مشخصات برق‌گیری‌های فشارقوی در شبکه انتقال انرژی، تألیف: طهماسبقلی شاهرخ شاهی

ج ـ جزوات ذیربط توسط دانشجویان و منابع خارجی

۸٫ پایان نامه مهندسی فشار قوی خطوط انتقال انرژی، نویسنده: مهندس دهقانی، پدیده قوس برگشتی در خطوط انتقال انرژی.

۲- شرایط تخلیه جوی بر خطوط انتقال انرژی [الف ۶]، [ج ۶]

تخلیه جوی از تخلیه ناگهانی و لحظه‌ای بارهای الکتریکی انباشته شده در توده‌های ابر به صورت قوس الکتریکی ناشی می‌گردد. لحظه بروز پدیده بستگی به میزان افزایش بارها و شدت میدان الکتریکی در فاصله بین ابرها و ابرها با زمین خواهد داشت.

پایه‌های فولادی، سیم‌های فاز، و سیم‌های زمین خطوط انتقال انرژی واقع در دشت‌ها، کوهستان‌ها، جنگل‌ها و غیره، با توجه به ارتفاع بالا و ابعاد و اندازه‌های مناسب خود، شدت میدان الکتریکی قابل توجه را در حول خود به وجود آورده، مسیر مناسب جریان پیشرو و نقطه اصابت قوس تخلیه جوی را تشکیل می‌دهند. شدت الکرتیکی در حول جسم به دنبال نزدیک گشتن ابرها با بار الکتریکی مثبت و منفی و القای بارهای مشابه در جسم حاصل می‌گردد. شکل و تغییرات شدت میدان به نحوه توزیع بارها در شیئی بستگی خواهد داشت منجمله تراکم شدت میدان الکتریکی متناسب با ارتفاع شیئی افزایش می‌یابد. شکل غیریکنواخت شدت میدان و مقدار قابل توجه آن، در نقطه رأس، تخلیه جوی بر شیئی را تسهیل نموده و درصد آن را افزایش می‌دهد. تراکم بارهای الکتریکی در شیئی با سطح خارجی آن بستگی داشته، در اشیاء با سطح کافی توزیع بارها یکنواخت و در اشیاء با سطح محدود و نامشخص، توزیع بارها غیریکنواخت و متراکم خواهد بود. به همین علت تراکم بارها و شدت میدان الکتریکی متناسب با ارتفاع، قطر و ابعاد شیئی صورت می‌پذیرد. ابعاد و اندازه‌های شیئی مؤثر در مقدار شدت میدان با نسبت h/R ارتفاع شیئی به شعاع آن بیان می‌گردد.

ظهور شدت میدان قابل توجه در نقطه رأس شیئی واقع در ارتفاع h، موجب جذب جریان پیشرو و انجام تخلیه جوی بر آن می‌گردد. در شرایط مناسب جریان پیشرو از سمت شیئی و از نقطه رأس آن برقرار می‌گردد. در حقیقت ظهور شدت میدان قابل ملاحظه، موجب خروج الکترون‌ها از نقطه رأس شیئی و یونیزاسیون هوا گشته، جریان پیشرو به سمت ابر برقرار می‌گردد. به همین علت قسمت اعظم تخلیه‌های جوی را بر خطوط انتقال انرژی در نقاط کوهستانی و بدون وجود موانع هم ارتفاع این نوع تخلیه جوی تشکیل می‌دهد.

۱-۲- تخلیه بر خطوط انتقال انرژی

تخلیه بر هر قسمت از خطوط انتقال انرژی شامل سیم‌های زمین، سیم‌های فاز و بدنه برجها، به عنوان تخلیه بر ‌هادی های متصل به زمین، مسیر مناسب انتقال بارها را تشکیل می‌دهد.

سیم‌های فاز از جنس آلومینیوم و یا آلومینیوم فولاد تا کیلومترها از محل تخلیه گسترش یافته، امکان انتشار موجها و استهلاک کامل آنان را از طریق انتقال تدریجی بارها به هوا فراهم می سازند.

در هر حالت، تخلیه جوی بر هر قسمت از خطوط انتقال انرژی، بارهای الکتریکی مثبت و یا منفی را تنها در فاصله زمانی چند میکروثانیه در نقطه تخلیه ظاهر می‌سازد. تخلیه جوی ناگهانی بارهای الکتریکی در یک نقطه از خط به مثابه تزریق قابل توجه بار الکتریکی در آن نقطه می‌باشد.

این نوع تخلیه موجبات افزایش ولتاژ را در نقطه تخلیه به صورت موضعی و لحظه‌ای فراهم می‌سازد. ولی به علت سرعت انتشار بسیار بالای بارها در طول ‌هادی، معادل با سرعت تخلیه و انتقال بارها از ابر به ‌هادی ولتاژ، به صورت موضعی در محل تخلیه افزایش نیافته، هم زمان با تخلیه بارها از ابر، در طول ‌هادی نیز منتشر می‌گردد. به طوری که موج منحنی کامل خود را در طی انتشار در طول ‌هادی دارا می‌گردد.

بدین ترتیب همزمان با تخلیه بارها از ابر انتشار و پخش آنان در طول سیم‌های فاز و یا سیم‌های زمین به دو سوی محل تخلیه آغاز می‌گردد. (شکل ۱-۲)

 طول مدت تخلیه بارهای الکتریکی مثبت و یا منفی فاصله زمانی پیشانی موج را به وجود می‌آورد. به طوری که فاصله زمانی پیشانی موج طول مدت تخلیه بارهای الکتریکی و دامنه آن مقدار حداکثر جریان موجی را نشان می‌دهد. در این شکل زمان پیشانی موج با td، مقدار حداکثر آن با Umax مشخص گردیده است.

سرعت تخلیه بارها از ابر، معادل سرعت افزایش جریان موجی در فاصله زمانی پیشانی موجی td می‌باشد. این سرعت شیب منحنی جریان موجی را نسبت به زمان تشکیل می‌دهد که در این شکل با a نشان داده شده است. سرعت تخلیه بارها با شیب منحنی جریان موجی در مرحله پیشانی آن به حدود KA 100-10 بالغ می‌گردد.

بارهای الکتریکی تخلیه شده بر خط بلافاصله پس از تخلیه با سرعت نزدیک به سرعت انتشار نور معادل m/ms300 از دو طرف محل تخلیه در طول ‌هادی منتشر می‌گردند.

جریان موجی تخلیه با توجه به امپدانس مسیر انتشار آن، ولتاژ موجی تخلیه را پدید می‌آورد، امپدانس مسیر انتشار موج را امپدانس موجی خط تشکیل می‌دهد.

چنانچه دامنه جریان موجی در نقطه M خط I باشد. همزمان با تخلیه بارها و بلافاصله پس از شروع آن جریان موجی از دو طرف نقطه تخلیه در طول خط منتشر می‌گردد. دامنه موج منتشر شده در هر طرف ۲/۱ و سرعت انتشار آن برابر و معادل سرعت نور خواهد بود، در این صورت با توجه به امپدانس موجی سیم‌های فاز، Zo و یا امپدانس موجی سیم‌های زمین Zg، ولتاژ موجی منتشر شده در هر طرف خط عبارت خواهد بود:

در هنگام تخلیه مستقیم بر برجها، امپدانس مسیر جریان تخلیه موجی را امپدانس موجی برج Zb تشکیل می‌دهد.

ممکن است موج در طی انتشار قبل از رسیدن به مقدار حداکثر خود، به زمین تخلیه شده یا مستهلک گردد، در این صورت افزایش دامنه متناسب با فاصله زمانی انتشار آن خواهد بود.

بر طبق این قوانین موج بلافاصله پس از تخلیه بر قسمت‌های ‌هادی، در کلیه مسیرها تقسیم گشته، با سرعت نور در امتداد آنان منتشر می‌گردد. به عنوان مثال بلافاصله پس از تخلیه موج بر بدنه برجها، و ظهور بارهای الکتریکی، این بارها در امتداد بدنه برج به سمت زمین و در امتداد کلیه ‌هادی ‌ها متصل به آن شامل سیم‌های زمین و یا سیم‌های فاز منتشر می‌گردند. موج‌های منتشر شده در طول ‌هادی‌ها به نوبه خود با رسیدن به نقاط انشعابی و نقاط اتصال ‌هادی‌ها مجدداً تقسیم گشته، منتشر و منعکس می‌گردند. شرایط فوق نحوه انتشار موج‌ها و برآورد دامنه آنان را بسیار پیچیده و مفصل می‌سازد.

ظهور ناگهانی بارهای الکتریکی تخلیه جوی، تبدیل آنان ولتاژ موجی با دامنه قابل ملاحظه و سپس انتشار در طول خطوط از طریق سیم‌های زمین و یا سیم‌های فاز می‌تواند قوس الکتریکی را در فواصل ایزولاسیون فواصل ایزولاسیون خط تجاوز نماید. بروز قوس در فواصل ایزولاسیون خطوط شرایط ایزولاسیون این فواصل را مختل ساخته، به صورت انواع مختلف اتصالی ظاهر گردیده، قطع کلیه خط را به دنبال خواهد داشت.

ولتاژ موجی قابل تحمل فواصل ایزولاسیون خط را ولتاژ دی الکتریکی زنجیر مقره و ولتاژ دی الکتریک فاصله بین فازها با سیم زمین در قبال ولتاژهای موجی رعد و برق تشکیل می‌دهد.

این ولتاژ سطح ایزولاسیون خط را به وجود می‌آورد. این ولتاژ متناسب با ولتاژ اسمی خط و مقادیر استاندارد در هنگام طرح ایزولاسیون خط انتخاب شده به BIL (BASIC INSULATION LEVEL)  یا سطح ولتاژ اصلی خط، موسوم می‌باشد.

در این صورت شرایط بروز قوس در فاصله هوای ایزولاسیون خط و یا طول زنجیر مقره به شرح زیر خلاصه می‌گردد:

۱٫ عدم بروز قوس در طول زنجیر مقره و یا فاصله هوای ایزولاسیون

۲٫ بروز قوس در طول زنجیر مقره و یا فواصل هوای ایزولاسیون

 حداکثر دامنه ولتاژ موجی را در طی انتشار طول سیم فاز نشان می‌دهد. این روابط و شرط تعیین شده به طور کلی عکس‌العمل ایزولاسیون خط را در قبال ولتاژ موجی ظاهر شده مشخص می‌سازد.

۲-۲- تخلیه جوی بر قسمت‌های مختلف خطوط انتقال انرژی

با توجه به تجربیات به عمل آمده، نتیجه کلی تخلیه جوی بر هر قسمت از خطوط انتقال انرژی مشابه بوده، انواع مختلف اتصالی را در خطوط ظاهر می‌سازد.

الف ـ تخلیه جوی بر هر نقطه و هر قسمت از خطوط انتقال انرژی اهم از سیم‌های فاز، سیم‌های زمین و بدنه برج‌ها، اضافه ولتاژ موجی در فواصل ایزولاسیون بین فازها و فازها با زمین را ظاهر ساخته این اضافه ولتاژ قوس در فواصل ایزولاسیون را سبب می‌گردد. این قوس بلافاصله به اتصالی بین فاز و یا فاز به زمین تبدیل شده کار خط را مختل می‌سازد.

به عنوان مثال تخلیه جوی مستقیم بر سیم‌های فاز، ولتاژ موجی را در طرف فاز فاصله هوایی AB ظاهر ساخته، قوس اتصالی را در طول زنجیر مقره سبب می‌گردد.

به همین ترتیب تخلیه جوی مستقیم بر سیم‌های زمین و یا بدنه برجها (شکل ۳-۲) در صورتی که با پیش ساخته قوس و اتصالی را در قسمت زمین سیم‌های فاز در طول زنجیر مقره AB سبب می‌گردد. این قوس به منظور تخلیه بارها از بدنه برج سیم‌های فاز روی داده به قوس برگشتی یا Back Flashover موسوم می‌باشد. بروز این قوس در شرایط کار خط تحت تأثیر اضافه ولتاژهای تخلیه جوی حائز اهمیت فراوان بوده یکی از دلایل اصلی قطع خطوط انتقال انرژی را تشکیل می‌دهد.

   ب ـ در ۹۵% موارد تخلیه جوی بر خطوط انتقال انرژی، قوس اتصالی فاز به زمین را در طول زنجیر مقره و یا فاصله هوای سیم فاز و زمین ظاهر ساخته در ۵% موارد قوس در فاصله ایزولاسیون بین فازها ظاهر می‌گردد. بدین ترتیب ۹۵% اتصالی‌ها ناشی از تخلیه جوی بر خط از نوع اتصالی‌های فاز به زمین و ۵% از سایر انواع اتصالی‌ها خواهند بود.

علت بروز قوس در فاصله هوائی ایزولاسیون فازها به زمین در طول زنجیره مقره بدلایل زیر می‌باشد:

۱٫ تخلیه جوی بر هر قسمت از خطوط انتقال انرژی، در هر سه فاز تأثیر مشابه داشته، ولتاژ موجی با شکل یکسان و مقدار برابر را به طور همزمان در هر سه فاز القاء و ظاهر می‌سازد. (شکل ۵-۲)

 بدین ترتیب اختلاف ولتاژ موجی در ولتاژهای بین فاز و فواصل ایزولاسیون مربوط به آنان x، y و z ظاهر نگشته، اتصالی‌های بین فاز را موجب نمی‌گردد.

۲٫ در تخلیه جوی بر سیم‌های فاز و یا تخلیه جوی بر سیم‌های زمین و برج‌ها، ولتاژ موجی با دامنه بالا در فاصله ایزولاسیون بین فازها و زمین ظاهر می‌گردد. فاصله ایزولاسیون بین فازها و زمین در طول زنجیر مقره حداقل بوده، قوس قبل از هر نقطه در طول زنجیر مقره روی می‌دهد.

بروز این قوس و اتصال‌های فاز به زمین در طول زنجیر مقره و به منظور اتصال بارهای الکتریکی تا درصد معین قابل قبول بوده. با بروز قوس از انتشار موج در طول خط و ورود به آن ایستگاه و تجهیزات فشار قوی جلوگیری می‌گردد. به همین علت شرایط مساعد جهت بروز این قوس‌ها و انتقال بارهای الکتریکی تخلیه جوی از طریق نصب شاخک‌های برقگیر در طول زنجیر مقره و یا طرق دیگر فراهم می‌گردند. این قوس‌ها اتصالی‌های گذرا در خط پدید آورده، با استفاده از دستگاه‌های وصل مجدد اتوماتیک از تأثیر آنان در شرایط بهره‌برداری شبکه به صورت قطع خطوط و خاموشی کامل جلوگیری می‌گردد.

قوس‌های تخلیه جوی در فواصل هوایی ایزولاسیون به شرح زیر اتصال‌های گذرا را به وجود می‌آورند. با بروز قوس بارهای الکتریکی حاصل از تخلیه جوی در فاصله چند میکروثانیه ابتدای قوس به بدنه برج منتقل می‌گردند. لذا جریان قوس را در این مرحله جریان موجی با دامنه بسیار و با فاصله زمانی چندین میکروثانیه تشکیل می‌دهد. به علت یونیزوسیون فاصله هوای فاز به زمین تحت تأثیر ولتاژ فرکانس ۵۰ جریان قوس به صورت جریان اتصالی فرکانس ۵۰ ادامه یافته. جریان موجی به جریان اتصالی تبدیل می‌گردد.

چنانچه کلیدهای خط در دو انتهای قطع شده خط بدون ولتاژ گردد. قوس خفه گشته، فضای محل قوس خاصیت ایزولاسیون خود را مجدداً باز می‌یابد. به طوری که خط می‌تواند به فاصله کوتاه چند دهم ثانیه برق‌دار شده مورد بهره‌برداری قرار گیرد. برق‌دار گشتن مجدد خط، پس از قطع کلیدهای دو انتهای آن توسط دستگاه‌های وصل مجدد اتوماتیک خط امکان‌پذیر می‌گردد. با بروز قوس کلیدهای خط در دو انتها قطع شده، دستگاه وصل مجدد به کار افتاده، همزمان با دیونیزاسیون محل قوس، کلید خط را در فاصله زمانی ۲/۰-۶/۰ ثانیه مجدداً وصل می‌سازد.

بدین ترتیب ضمن اینکه بارهای الکتریکی تخلیه جوی به زمین منتقل گردیده‌اند، خط شرایط عادی بهره‌برداری خود را باز یافته، قطع و وصل مجدد کوتاه‌مدت کلیدها تأمین انرژی موردنیاز مصرف‌کننده‌ها را مختل نمی‌سازد. بروز قوس‌های فاز به زمین در فاصله هوای بین فازها و زمین در حد فاصل بین برجها نیز مشاهده گردیده است.

۱-۲-۲- تخلیه جوی الکتریکی بر سیم‌های فاز

تخلیه جوی مستقیم بر سیم‌های فاز به منزله تزریق قابل توجه بارهای الکتریکی با سرعت چندین کیلوآمپر بر میکروثانیه در فاصله زمانی چندین میکروثانیه می‌باشد. سرعت قابل توجه تغییرات جریان و افزایش بارها فرکانس موج را تا حدود چندین مگاهرتز نشان می‌دهد. به علت فرکانس بسیار بالای موج، تخلیه در هر فاز بلافاصله به طور همزمان ولتاژهای مشابه را در دو فاز دیگر القاء‌می سازد. القاء ولتاژ در دو فاز دیگر با توجه به شرایط خازنی فازها صورت می‌پذیرد. در خطوط انتقال انرژی به علت خاصیت خازنی قابل توجه بین فازها و فرکانس بالای موج، ولتاژهای موجی مشابه را در سه فاز موجب گردیده، موج حاصل از تخلیه جوی از محل تخلیه جوی به سوی دو انتهای خط منتشر می‌گردد. چون فاصله ایزولاسیون بین فاز و زمین در محل تخلیه به سوی دو انتهای مقره حداقل می‌باشد، لذا ولتاژ دی الکتریک کندوکتورهای فاز در محل زنجیر مقره حداقل بوده، قوس اتصالی را در طول زنجیره مقره سبب می‌گردد. به علت ولتاژهای موجی مشابه در هر سه فاز قوس اتصالی فاز به زمین به طور همزمان در سه فاز روی می‌دهد. لذا درصد قابل توجه از اتصالی‌های ناشی از تخلیه جوی را اتصالی‌ها را زمین تشکیل می‌دهند. با بروز قوس و اتصالی در فاصله ایزولاسیون بین فازها و یا فازها با زمین بارهای الکتریکی تخلیه جوی به بدنه برج و سپس زمین منتقل می‌گردند. در شکل ۶-۲ موج حاصل از تخلیه جوی بر سیم‌های فاز تحت ولتاژ فرکانس ۵۰ نشان داده شده است. با توجه به فاصله زمانی موج معادل چند میکروثانیه و فاصله زمانی نیم پریود ولتاژ فرکانس ۵۰ معادل ۱۰ میلی‌ثانیه، موج اضافه ولتاژ به صورت خط مستقیم به نظر خواهد رسید. چنانکه ملاحظه می‌گردد با توجه به وجود ولتاژ فرکانس ۵۰ دامنه ولتاژ موجی به لحظه تخلیه موج نسبت به ولتاژ سینوسی فرکانس ۵۰ بستگی خواهد داشت. دامنه ولتاژ موجی با توجه به مقدار لحظه ولتاژ فرکاسن ۵۰ از رابطه زیر تعیین می‌گردد.

 موج ولتاژ جوی ممکن است با ولتاژ فرکانس ۵۰ هم جهت بوده، یا با آن در خلاف جهت باشد. در صورتی هم جهت بودن، یا هر دو منفی، مقدار لحظه‌ای ولتاژ فرکانس ۵۰ به دامنه ولتاژ موجی تخلیه افزوده گشته دامنه کلی موج UA را به مقدار قابل توجه افزایش می‌دهد.

در خطوط با ولتاژهای اسمی kv700-400 تأثیر ولتاژ اسمی خط در دامنه موجی کلی UA در حدود ۲/۱-۶/۱ برابر ولتاژ اسمی تغییر می‌نماید.

تأثیر ولتاژ موجی با دامنه UA، حاصل از تخلیه جوی الکتریکی بر سیم‌های فاز در فاصله ایزولاسیون پیش‌بینی شده جهت طول زنجیر مقره تعیین می‌گردد. همچنان که بررسی نمودیم، چنانکه دامنه ولتاژ موجی از سطح ایزولاسیون پیش‌بینی شده خط UBILتجاوز نماید، قوس و اتصالی در فاصله ایزولاسیون خط روی داده قسمتی از موج به بدنه برج و زمین منتقل گشته، قسمت دیگر به صورت موج بریده شده یا Chopped wavw در طول خط منتشر می‌گردد. بروز قوس در طول زنجیر مقره شرایط انتشار، انعکاس و تخلیه موج را به شرح زیر، طبق شکل (۷-۲) فراهم می‌سازد:

 ۱٫ درصد قابل توجه از موج به صورت جریان تخلیه موجی از طریق قوس به بدنه فولادی برج منتقل گشته، با توجه به اتصال الکتریکی مطمئن برج به زمین تخلیه می‌گردد. در شکل (۷-۲) این موج با iw نشان داده می‌شود.

۲٫ درصد محدود از موج با جریان if به حرکت خود در سیم‌های فاز ادامه داده، ولتاژ موجی بریده شده UF را به وجود می‌آورد که تا رسیدن به برج بعدی مستهلک می‌گردد. در صورتی که این موج با طی مسافت فاصله بین دو برج مستهلک نشده، دامنه آن تا سطح ایزولاسیون UBIL حفظ گردد، قوس در طول زنجیره مقره برج بعدی را سبب می‌گردد. فاصله زمانی بین دو قوس حاصل در دو برج متوالی معادل زمان لازم جهت انتشار موج از برج اول به برج دوم بوده در حدود ۲-۱ میکروثانیه تغییر می‌نماید.

۳٫ درصد محدودی از موج به صورت جریان برگشتی I­R و ولتاژ موجی UR به علامت منفی منعکس گردیده موج انعکاس را پدید می‌آورد، دامنه این موج محدود بوده، انتشار و انعکاس متوالی برج آن را به سرعت مستهلک می‌سازد. انتشار و انعکاس موج در پی بروز قوس در طول زنجیر مقره براساس قوانین موج‌های حرکتی متناسب با امپدانس‌های موجی مسیر انتشار آن صورت می‌پذیرد. براساس این قوانین انتشار و انعکاس متوالی موج در فواصل محدود در پاره‌ای موارد ممکن است موجب تقویت موج و افزایش دامنه آن گردد. جریان موجی iw در روی برج به جریان‌های موجی iw1 و iw2 تقسیم گشته بر طبق شکل ۷-۲ جریان iw2 به سمت زمین و جریان iw1 به سمت سیم زمین نقطه G منتشر می‌گردد. در این نقطه جریان iw1 خود به جریان‌های موجی ig2 و ig1 تقسیم گشته، در دو جهت به سمت دو انتهای سیم زمین منتشر می‌گردد. این جریان‌ها از طریق برج‌های بعدی به زمین تخلیه می‌گردند.

در نقطه G جریان‌های انعکاس نیز وجود خواهند داشت. به  طور کلی در پی بروز قوس در طول زنجیر مقره، قسمت اعظم موج در دو مسیر به شرح زیر منتشر می‌گردد. مسیر انتشار موج در سیم‌های فاز و مسیر انتشار موج در بدنه برج به سمت زمین.

۲-۲-۲- تخلیه جوی بر سیم‌های زمین خط

سیم‌های زمین خط از جنس فولاد بوده، مستقیماً به بدنه فلزی برج‌ها متصل می‌باشند. این سیم‌ها از طریق بدنه برج‌ها دارای اتصال الکتریکی کامل به زمین می‌باشند. در پاره‌ای موارد به منظور اتصال بهتر سیم‌ها به زمین، تسمه مسی بر روی برج‌ها نصب شده سیم زمین را از نقطه رأس برج به سیستم زمین آن متصل می‌سازد. تخلیه جوی بر سیم‌های زمین خط در طول فاصله بین برج‌ها و یا در محل برج‌ها روی می‌دهد. خصوصیات تخلیه بر سیم‌های زمین مشابه تخلیه بر سیم‌های فاز می‌باشد.

بارهای الکتریکی ناشی از تخلیه جوی در طول سیم‌های زمین منتشر گردیده، با رسیدن به محل برج‌ها، از طریق بدنه فولادی آنان و سیستم زمین برج‌ها به زمین منتقل می‌گردند (۸-۲) بدون اینکه فواصل ایزولاسیون خط و شرایط بهره‌برداری را مختل سازند. به همین علت تخلیه جوی مستقیم بر سیم‌های زمین و سپس انتقال بارهای الکتریکی به بدنه برج از هر حیث مناسب و ایده آلوده، سیم‌ها زمین به منظور امکان تخلیه جوی بر آنان، در سر تا سر طول خطوط انتقال انرژی نصب می‌گردند. تخلیه جوی مستقیم بر سیم‌های زمین با پدیده‌ها و خصوصیات کاملاً متفاوت از تخلیه بر سیم‌های فاز روی می‌دهد. این خصوصیات به شرح زیر شرایط بروز قوس را در فواصل ایزولاسیون خط موجب می‌گردند.

۱٫ انتشار موج در سیم‌های زمین با توجه به شرایط خازنی این سیم‌ها و فاصله ناچیز آنان از سیم‌های فاز ولتاژ مشابه با دامنه محدود را در این سیم‌ها القاء می‌سازد.

در شکل ۸-۲ تخلیه جوی مستقیم بر سیم زمین و ولتاژ موجی ظاهر شده در سیم فاز نشان داده شده است. ولتاژ موجی القاء شده U در طی انتشار خود در طول سیم‌های فاز، خصوصیات و پیدهای کاملاً مشابه موج‌های حاصل از تخلیه موج مستقیم را بر این سیم‌ها دارا می‌باشد. ولتاژهای موجی القاء شده در سیم‌های فاز می‌توانند، بروز قوس را در طول زنجیره مقره، با توجه به سطح ایزولاسیون خط UBILLIWL=

2. با انتشار موج در طول سیم زمین و رسیدن به محل اتصال سیم به برج، با توجه به قوانین موج‌های حرکتی، قسمتی از موج عبور نموده، قسمتی از آن منعکس گردیده، قسمت دیگر در برج وارد می‌گردند. درصد موج‌های منتشر و منعکس شده با توجه به تغییر امپدانس مسیر موج تعیین می‌گردند. در شکل ۹-۲ موج Uw در محل اولین برج و نقطه G به دو قسمت تقسیم شده، قسمت Ut در بدنه برج و قسمت Uf از نقطه G عبور کرده در امتداد سیم زمین به انتشار خود ادامه می‌دهد، قسمتی از موج نیز به صورت ولتاژ انعکاسی Ur از نقطه G منعکس می‌گردد موج وارد گشته، به بدنه برج Ut، بدنه فولادی آن را به سمت زمین طی نموده، از محل اتصال الکتریکی برج به زمین، به آن وارد و تخلیه می‌گردد.

موج Ut در حدود ۸۰% موج اصلی Uw را تشکیل می‌دهد. لذا تخلیه آن به زمین حائز اهمیت فراوان می‌باشد. تخلیه سریع و کامل این موج با توجه به نحوه اتصال الکتریکی برج به زمین و امپدانس موجی آن صورت می‌پذیرد. چنانچه اتصال برج به زمین به طور کامل صورت نگرفته و مقاومت محل اتصال بالا باشد، امکان تخلیه سریع و لحظه‌ای بارها به زمین میسر نگشته، ولتاژ موجی قابل توجه در محل اتصال سیم زمین به برج ظاهر می‌گردد. این ولتاژ در طرف زمین زنجیر مقره خط ولتاژ موجی با دامنه بالا را ظاهر می‌سازد. در صورتی که دامنه این ولتاژ از سطح ایزولاسیون زنجیر مقره با UBIL تجاوز می‌کند. بروز قوس را در طول زنجیر مقره سبب می‌گردد.

 همچنانکه قبلاً بررسی نمودیم بروز این قوس به منظور انتقال بارهای تخلیه جوی از بدنه برج سیم‌های فاز صورت می‌پذیرد، لذا به قوس برگشتی یا Back Flahover موسوم می‌باشد.

۳٫ ولتاژ موجی Ut در طول بدنه فولادی برج به سمت سیستم زمین منتظر شده، در محل اتصال برج به زمین، محل اتصال امپدانس موجی برج Zb به مقاومت سیستم زمین برج Zo، نقطه E قسمتی از آن منتشر و قسمت دیگر آن VR1 منعکس می‌گردد، موج منعکس و قسمت دیگر منتقل می‌گردد. ادامه انتشار و انعکاس متوالی موج در نقاط G و E به تدریج از دامنه موج کاسته موج مستهلک می‌گردد. هنگامی که امپدانس موجی برج و یا مقاومت اهمی محل اتصال برج به زمین بالا باشد، استهلاک موج به طول انجامیده، ولتاژ موجی قابل ملاحظه A بروز قوس برگشتی را موجب می‌گردد.

۳-۲-۲- تخلیه جوی مستقیم بر بدنه برج‌ها

85,000 ریال – خرید
 

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

 

 

مطالب پیشنهادی:
  • پایان نامه نقش توان راکتیو در شبکه های انتقال و فوق توزیع
  • مقاله آنتن
  • برچسب ها : , , , , , , , , , , ,
    برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

    براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
    به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید
    

    جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

    سبد خرید

    • سبد خریدتان خالی است.

    دسته ها

    آخرین بروز رسانی

      چهارشنبه, ۱۷ آذر , ۱۳۹۵
    
    اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
    wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
    تمامی حقوق برایdjkalaa.irمحفوظ می باشد.