مقدمه:

عوامل موثر در نوسانات برق شهر

در طی انتقال برق از نیروگاه تا لوازم خانگی امکان بروز اختلالات زیادی وجود دارد که باعث ایجاد تغییر در میزان ولتاژ میشود.
در زیر به بررسی چند مورد از آنها می پردازیم

افزایش ولتاژ:

افزایش ولتاژ شدید و ناگهانی (spike):

اسپایک ها ولتاژ سریع, گذرا و با مدت زمان بسیار کم می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند که به شکل موج اصلی برق اضافه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شوند.

این ولتاژها می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توانند به هردو سیکل مثبت و منفی اضافه شوند که مهمترین عامل ایجاد آنها صاعقه, رعد و برق و القا آن به خطوط انتقال نیرو میباشد.

همچنین بارهایی که بوسیله شرکت برق سوئیچ می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شوند و ترموستات تجهیزاتی که جریان‌‌‌‌‌‌‌‌های الکتریکی زیاد را سوئیچ می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند از دیگر عوامل ایجاد اسپایک میباشند.

افزایش ولتاژ لحظه‌‌‌‌‌‌‌‌ای (surge):

افزایش دامنه ولتاژ با مقادیر بالاتر از حد متعارف می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد و عموما بیشتر از یک سیکل ادامه دارد.

معمولا افزایش ولتاژ لحظه ای پس از سوئیچ کردن بار در مراکز فرعی و خاموش شدن سیستم هایی که توان مصرفی بالایی دارند ، اتفاق می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌افتد.

اتصال کوتاه نیز از دیگر عوامل موثر در بروز این اختلال به شمار می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آید.

افزایش طولانی ولتاژ (over voltage):

علت بروز این اختلال ایراد در شبکه توزیع برق میباشد.

افت ولتاژ:

افت ولتاژ لحظه ای (sag):

کاهش دامنه ولتاژ به مدت یک سیکل میباشد که معمولا ناشی از استارت یک بار بزرگ با جریان بالا مانند موتورهای الکتریکی, دستگاه تهویه, تاسیسات حرارتی و برودتی میباشد

افت ولتاژ طولانی (brownouts):

افت ولتاژ طولانی اغلب به دلیل عدم توانایی منبع اصلی تولید برق در تامین توان مورد نیاز می باشد که گاهی اوقات چندین ساعت ادامه می یابد.

همچنین استفاده از لوازم الکتریکی پر مصرف در زمان اوج مصرف برق دیگر عامل بروز این اختلال است.

افت ولتاژ طولانی موجب افت شدید راندمان و عمر مفید لوازم خانگی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گردد.

نویز (noise): نویزها سیگنالهایی هستند که غالبا در اثر تداخل امواج رادیویی و الکترومغناطیسی با خطوط انتقال برق بوجود می آیند که باعث عملکرد نامطلوب لوازم الکتریکی حساس, هنگ کردن کامپیوترها, خرابی هارد دیسک و سیستم های تصویری میشوند.

نوسان فرکانسی (Frequency Variation): تغییر در فرکانس برق است که ناشی از دستگاه های تولید کننده برق میباشد.

هارمونیک (Harmonic distortion): به اعوجاجات دوره ای و شبه سینوسی ولتاژ گفته میشود که عموما توسط بارهای غیر خطی بوجود می آیند و باعث افزایش نامناسب جریان و حرارت داخلی دستگاه ها و افت راندمان آنها میشوند.

مهمترین عوامل ایجاد هارمونیک, منابع تغذیه سوئیچینگ, دستگاه های جوشکاری, دستگاه های فتوکپی, پرینترهای لیزری, لامپ های فلورسنت (مهتابی و کم مصرف) و موتورهای الکتریکی با سرعت متغیر میباشند.

ناپایداری سوئیچینگ (Switching Transient): این نوسانات اغلب بر اثرجریان راه اندازی ناشی از راه اندازی بارهای موتوری ایجاد میشود.

پیدایش عناصر نیمه هادی مانند ترانزیستورها و استفاده بسیار زیاد از این قطعات در شبکه‌‌‌‌‌‌‌‌های قدرت، منابع تغذیه سوئیچینک و تجهیزات مخابراتی موجب تشدید این حالت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گردد.

در دستگاههایی همانند کامپیوترها که با منبع تغذیه سوئیچینگ کار می کنند باعث ایجاد پیشامدهای غیر عادی یا نا منظم مانند افت ولتاژ لحظه ای و حتی ریست شدن می شود.

مقدمه:

وسایل برقی مانند کولرها، یخچال ها، لباسشویی و لامپ‌ها از وسایلی هستند که بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند و با مدیریت نحوه مصرف آن‌ها می‌توان هزینه برق مصرفی را کاهش داد.

در ادامه به برخی راهکارهای مصرف بهینه برق در منزل اشاره خواهیم کرد.

مدیرت در مصرف برق کولر:

۱- ظرفیت برودتی کولرها باید متناسب با فضای مورد استفاده و شرایط آب و هوایی محل (از لحاظ دما و رطوبت) انتخاب شود.

کولرهای بزرگتر ازحد نیاز تنها باعث مصرف بی مورد انرژی الکتریکی می شوند.

نوع کولرها را متناسب با مناطق آب و هوایی انتخاب کنید.

از کولرهای گازی برای مناطق گرم و مرطوب و از کولرهای آبی برای مناطق معتدل استفاده کنید.

۲ – کولر های گازی بسته به نوع آب وهوا به ۳ کلاس منطقه ای گرمسیری, معتدله و سردسیر تقسیم می شوند. موقع خرید متناسب با آب و هوای محل زندگی خود کولر را انتخاب کنید.

۳- کلید بادزن (فن) در کولرهای گازی به شما امکان می دهد هنگام شب از دستگاه فقط برای تهویه استفاده کنید و هزینه برق دستگاه را به میزان زیادی کاهش می دهد.

۴- چنانچه امکان پذیر باشد باید از سیستم سرمایش موضعی استفاده گردد.

به این معنی که تنها به اتاقهایی که مورد استفاده قرار می گیرد هوای سرد را منتقل کنیم.

به این منظور می توان دریچه های ورودی هوا به سایر اتاقها را مسدود کرد.

سرمایش موضعی در مورد فضاهای بزرگتر به ویژه سالنهای کار مانند سالن مونتاژ به معنی سرمایش محدوده کار کارگر می باشد؛ به این ترتیب نیازی به سرمایش کل فضا نخواهد بود.

۵- کولرهای گازی از جمله پرمصرف ترین وسایل خانگی هستند بنابراین در صورتی که ضرورتی به استفاده از این نوع کولرها وجود ندارد از استفاده از آنها خودداری کنید.

در صورت ضرورت استفاده از این نوع کولرها که هزینه سنگینی را نیز در بردارند؛ باید سعی شود تا از استفاده در ساعت پیک مصرف برق ( از نیم ساعت قبل از اذان مغرب تا ۵/۲ ساعت بعد از آن) که مصرف انرژی الکتریکی در شبکه برق کشور به حداکثر می رسد؛ خودداری کرد.

۶- هنگام خرید وسایل سرمایشی دستگاهی را انتخاب کنید که دارای علامت استاندارد و بر چسب انرژی با بالاترین درجه کارایی و بازدهی باشد.

۷- کولرهای گازی معمولاًً دارای درجه تنظیم دما (ترموستات) هستند.

تنظیم دما بر روی دمای مناسب فصل گرما که بین ۱۸ تا ۲۲ درجه سانتیگراد است باعث می شود تا هنگام رسیدن دمای اتاق به درجه دمای تنظیم شده؛ کولر به طور خودکار خاموش شود و بنابراین انرژی کمتری مصرف کند.

در مورد کولرهای آبی نیز نصب یک ترموستات ساده در اتاقها می تواند مقدار زیادی از مصرف انرژی را کاهش دهد.

۸- برای جلوگیری از خروج سرما اطراف پنجره ها و درها را با نوارهای درزگیری عایق بندی کنید.

استفاده از تهویه طبیعی بخصوص در شب و درز بندی منازل در طول روزهای گرم بسیار موثر خواهد بود.

۹- بهترین درجه حرارت منزل در تابستان بین ۱۸ تا ۲۲ درجه سانتیگراد است . از سردکردن بیش از حد محل سکونت خود خودداری کنید.

۱۰- نصب کندانسورهای کولر گازی در سایه باعث جلوگیری از اتلاف میزان قابل توجهی از انرژی مصرفی کولر گازی خواهد شد.

۱۱- در صورت امکان کولر گازی خود را در مسیر باد نصب کنید. زیرا این کار بعلت تبادل بهتر حرارت در کندانسورکولر باعث افزایش بازدهی آن و کاهش مصرف انرژی می شود.

۱۲- هنگامی که درجه حرارت بیرون ساختمان از دمای داخل کمتر است. با بازکردن پنجره ها به تهویه طبیعی ساختمان کمک کنید.

۱۳- در روزهای خیلی گرم, با بستن در و پنجره و کشیدن پرده ها از ورود انرژی گرمایی بیشتر به داخل ساختمان جلوگیری کنید.

۱۴- سیستمهای سرمایش خود را به طور منظم تمیز کرده و به ویژه گرد و خاک روی کویل ها و فن ها را پاک کنید.

۱۵- اتاقهای نشیمن و خواب را کمتر از ۲۴ تا ۲۶ درجه سانتیگراد سرد نکنید.

۱۶- هنگام ترک ساختمان در طول روز، سیستم سرمایش را خاموش کنید.

۱۷- پوشیدن لباس‌های سبک و روشن، امکان گردش هوا بر روی پوست بدن را فراهم کرده و در نتیجه، احساس خنکی ناشی از تعرق، نیاز به سرمایش بیشتر را کاهش می‌دهد.

۱۸- استفاده از روشنایی متناسب با مورد نیاز در طول شب‌های گرم سال، باعث کاهش بارهای گرمایی داخل ساختمان می‌شود و در نتیجه ضرورت استفاده از سیستم های سرمایشی ساختمان ومصرف برق را کاهش می دهد.

۱۹- مسیرهای عبور هوای سیستم سرمایش را در کانال‌ها و دریچه‌های ورودی و خروجی به طور مرتب تمیز کرده و از عدم وجود موانع در این مسیرها اطمینان حاصل نمایید.

۲۰- در تابستان معمولاً سه منبع عمده گرمای ناخواسته در منزل شما وجود دارد، گرمای هوای خارج که از طریق سقف و دیوار هدایت می‌شود، گرمایی که از لامپ‌ها و لوازم خانگی انتشار می‌یابد و نور خورشید که از راه پنجره‌ها به داخل می‌تابد.

بنابراین مسئول انرژی منزل خود باشید و با ارزیابی هر یک از موارد فوق تدابیری بیندیشید، مثلاً با افزایش عایق پشت بام و دیوارها حرارت عبور نخواهد کرد.

پنجره‌ها را با استفاده از سایبان، پرده کرکره و یا پارچه‌ محافظت نمایید. نصب پرده با رنگ روشن یا سایبان روشن نور خورشید را به سمت بیرون منعکس می‌نماید.

۲۱- هنگام ترک ساختمان در طول روز در صورت روشن گذاشتن کولر‌، درجه ترموستات را ۵ تا ۱۰ درجه کمتر کنید؛ کاشتن درختچه‌های پیچک در مجاورت ساختمان‌ها علاوه بر زیبایی، عایق سرما و گرما می‌باشند.

استفاده منطقی از یخچال – فریزر:

* مصرف‎کنندگان بایستی در حد امکان در موقع خرید یخچال و فریزر از بین مدل‎های مشابه، یخچال و فریزری را انتخاب کنند که با توجه به برچسب انرژی، دارای بیشترین بازدهی و کارائی باشد.

* برفک‎های یخچال و فریزر را بطور منظم آب کنید، زیرا با افزایش قشر برفک، مصرف انرژی بالا می‎رود، با انتخاب یخچال‎های مجهز به سیستم برفک آب‎کن اتوماتیک، مصرف انرژی بدون دخالت مصرف‎کننده، کاهش می‎یابد.

* قرار دادن یخچال یا فریزر در مجاورت دستگاه‎های گرمازا مثل اجاق گاز، آب گرم‎کن، شوفاژ و همچنین زیر نور مستقیم خورشید، مصرف انرژی آنرا افزایش می‎دهد.

در صورتی که امکان دیگری برای قرار دادن یخچال – فریزر در آشپزخانه وجود نداشته باشد، با یک پوشش مناسب (عایق حرارتی) دستگاه را از حرارت و گرما حفظ کنید.

* فریزر را نیز می‎توان در پارکینگ یا زیرزمین قرار داد تا بازده انرژی آن در طول ماه‎های سردتر بیشتر شود و از افزایش بارهای سرمایی منزل نیز در طول ماه‎های گرمتر جلوگیری کند.

* فضای پشت یخچال و فریزر برای گردش هوا، اغلب باید حداقل به اندازه ۲۰ سانتی‎متر با دیوار فاصله داشته باشد. ضمناً لازم است لوله‎های پشت یخچال و فریزر حداقل سالی دو بار گردگیری شود. رعایت این موارد سبب انتقال حرارت بهتر بین هوا و لوله‎ها خواهد شد.

* هنگامی که یخچال و فریزر بر روی یک سطح تراز و صاف قرار نمی‎گیرد باعث می‎شود تا در یخچال بطور کامل بسته نشود و کارکرد درستی نداشته باشد و در نهایت مصرف انرژی آن افزایش یابد.

* مواد غذایی را پیش از سرد شدن کامل در یخچال و فریزر قرار ندهید و از گذاشتن همزمان مقدار زیادی مواد غذایی در یخچال و بویژه فریزر خودداری کنید.

این کار سبب ایجاد فشار زیادی بر موتور یخچال و فریزر خواهد شد و مقدار زیادی انرژی برق هدر می‌رود.

* از کنار هم چیدن و چسباندن ظروف و مواد غذایی در داخل یخچال و فریزر پرهیز کنید. چون این کار گردش هوا را در داخل یخچال یا فریزر دچار اختلال کرده و سبب افزایش مصرف برق می‎شود.

* جهت نگهداری مواد غذایی، پس از گذاشتن آنها در کیسه‎های فریزر، در آنها را به صورتی ببندید که دیگر هوای اضافی در داخل آن وجود نداشته باشد.

در ضمن بر روی هر یک از کیسه‎ها برچسبی که حاوی مطالبی همچون نام مواد غذایی، نوع آن (سرخ شده، پخته، خام و …) و تاریخ منجمد کردن باشد را بچسبانید.

چنین برچسبی را با اطلاعات کلی‎تر شامل فهرست مواد غذایی داخل هر سبد، کشو، قفسه و یا طبقه نیز تهیه کرده و در محل مناسب بچسبانید. به این ترتیب دستیابی به مواد غذایی مورد نیاز بسیار آسان خواهد شد.

* از باز و بسته کردن بیهوده درِ یخچال یا فریزر پرهیز کنید.

* سعی کنید از منجمد کردن مواد غذایی و سبزیجات در فصل‎هایی که دسترسی به مواد غذایی تازه وجود دارد، حتی‎الامکان خودداری کنید.

* نوار لاستیکی درِ یخچال و فریزر به مرور زمان انعطاف و کارآیی خود را از دست می‎دهد. توصیه می‎شود که سالی یکبار سالم بودن نوارها کنترل شود تا در صورت کوچکترین نشت هوا، نسبت به تعویض آنها اقدام گردد.

برای این آزمایش از قرار دادن یک اسکناس بین در و بدنه استفاده نمایید اگر اسکناس محکم در جای خود قرار نگرفت، احتمالاً لاستیک‎های اطراف یخچال خراب شده‎اند.

* از قراردادن انواع قوطی‎های کنسرو، رب گوجه فرنگی، گالن‎ها و بطری‎های حاوی شربت، ترشیجات، شیشه‎های مربا، عسل و … در یخچال خودداری کنید.

این کار باعث اشغال بی‎مورد فضای یخچال – فریزر و به تبع آن افزایش مصرف انرژی دستگاه خواهد شد.

* افتادگی درِ یخچال یا فریزر به علت وزن آن به مرور زمان باعث جدا شدن نوار لاستیکی از بدنه می‎شود که می‎بایست نسبت به تعویض لولای در اقدام گردد تا از اتلاف انرژی به جهت خروج هوای سرد یخچال جلوگیری شود.

* باید توجه داشت که تنظیم صحیح و به موقع ترموستات یخچال و یا فریزر با عنایت به مواردی همچون حجم و میزان مواد غذایی درون آنها، محل قرار گرفتن یخچال و فریزر و دمای محیط وسایل مزبور، نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی این وسایل خواهد داشت .

 به عبارتی تنظیم نادرست و یا عدم توجه به تنظیم به موقع ترموستات باعث فاسد شدن و یا یخ‎زدگی مواد غذایی و به تبع آن افزایش مصرف انرژی خواهد شد.

* در هنگام خرید به بسته شدن کامل درها و مرغوبیت و چسبندگی نوار لاستیکی درِ یخچال و فریزر دقت و توجه شود.

* از گذاشتن بطری‎های حاوی نوشابه‎های گازدار در قسمت جایخی یخچال‎ها و یا قرار دادن آنها در قسمت فریزرِ یخچال – فریزرها جداً خودداری نمایید.

این کار باعث می‎شود تا پس از انجماد کامل مایع در داخل بطری، درِ بطری باز شود و یا بر اثر فشار زیاد به بطری، بطری شکسته و مایع آن در داخل یخچال پراکنده شود.

عدم رعایت همین موضوع باعث می‎شود تا حداقل زمانی بین ۱۰ تا ۱۵ دقیقه درِ یخچال – فریزر را برای تمیز کردن ناشی از ترکیدن بطری باز بگذاریم که خود باعث اتلاف انرژی خواهد شد.

* از گذاشتن هرگونه پارچه، مقوا یا روزنامه بر روی طبقات یخچال باید جداً پرهیز کنیم، چون این کار از گردش هوا در یخچال جلوگیری می‎کند و مصرف برق آن را افزایش می‎دهد.

بهینه سازی مصرف برق

مقدمه:

برای احداث خطوط هوایی در مسیرهایی که حمل پایه‌های سنگین مشکل بوده و ضرورت چند تکه کردن پایه‌ها مورد نیاز باشد انواع تیرهای فلزی (فولادی) طراحی و مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در ضمن به دلیل زیبایی و یکنواختی آن‌ها گونه هایی از این پایه‌ها در شبکه روشنایی معابر به کار می‌رود.

پایه‌های فلزی به صورت‌های زیر ساخته می‌شوند.

الف.) پایه‌های فلزی پرتیک (A. شکل) یا تیر آهن کشیده.

ب.) پایه‌های فلزی مشبک (دکل) یا اسکلتی

ج.) پایه‌های نوع لوله‌ای (تلسکوپی)

پوشش گالوانیزه روی پایه فلزی یک روش مناسب به حساب می‌آید.

چگونگی ساخت دکل فلزی مشبک – یا اسکلتی:

تاورهای فلزی به طور معمول از آهن نبشی یا پروفیل‌های آلومینیومی ساخته می‌شوند و در مواقع ضروری برای استقامت مکانیکی زیاد از فولاد آلیاژی به عنوان پایه خطوط استفاده می‌شود.

با این حال این سازه‌های اسکلت فلزی برای عبور از اسپن‌های بزرگ مورد استفاده می‌باشند.

اجزای اصلی پایه فلزی که می‌توانند روی فونداسیون قرار گیرند عبارتند از:

۱ – بدنه اصلی

۲ – باد بند‌ها

۳ – صفحه شابلون

در ساخت پایه‌های فلزی برای مونتاژ راحت در انتهای پایه و محل اتصال به فونداسیون و نیز در محل مونتاژ قطعات دکل یک صفحه شابلون نصب می‌شود.

نقش باد بند‌ها به عنوان جدا کننده و شاخه‌ها به عنوان نگهدارنده‌ی آن‌ها عمل می‌کنند.

به طور معمول برای سهولت عملیات نصب بیشترین قسمت جوشکاری در کارخانه انجام می‌شود و فقط برای مونتاژ از پیچ و مهره استفاده می‌شود.

این سازه‌های فلزی در دو نوع تو خطی (میانی) و پایه کششی (زاویه) بر اساس میزان قدرت در خواست شده طراحی و ساخته می‌شوند.

با این حال کلیه‌ی این پایه‌ها دارای سه قسمت مشترک بدنه، بازو‌ها (کراس آرم‌ها)، نگهدارنده سیم زمین هستند.

۱ – بدنه اصلی

۲ – کراس آرم‌ها

۳ – نگهدارنده سیم خنثی

۴ – مهار‌ها

چگونگی ساخت پایه‌های فلزی لوله‌ای (تلسکوپی):

پایه‌های لوله‌ای از قطعات لوله فلزی ساخته شده اند به شکلی که قطر قطعات پایین بیشتر بوده و بتدریج تا بالا کم می‌شود.

قسمت انتهایی این تیر‌ها می‌تواند به صورت مستقیم و یا انحنا دار باشد.

در صورت استفاده پایه فلزی مستقیم در شبکه برق کراس آرم فلزی به صورت (T.) شکل در بالایآن جوش داده می‌شود

یه طور معمول پایه‌های فلزی لوله‌ای برای استفاده در شبکه روشنایی مغابر و گاهی خطوط مخابراتی به کار می‌رود.

پایه‌های فلزی لوله‌ای اغلب به سه روش ساخته می‌شود:

الف.) پایه فلزی لوله‌ای نوع تداخلی

ب.) پایه فلزی لوله‌ای نوع بوشن – تبدیل

ج.) پایه فلزی هشت گوشه‌ای (وجهی)

به طور معمول پایه‌های فلزی لوله‌ای با ارتفاع بیش از ۱۰ متر، به صورت تداخلی ساخته می‌شوند.

در این روش لوله با قطر کوچکتر در لوله با قطر بزرگتر که به خوبی گرم و منبسط شده به عنوان پایه با اندازه مشخص داخل می‌گردد و حد اقل دو بار جوشکاری می‌گردد.

در ساخت این پایه‌ها باید از لوله‌های فولادی با کمتر از ۶ درصد گوگرد یا فسفر کمک گرفت.

مقاومت کششی فولاد پایه‌ها بین ۳۵ تا ۴۱ تن در هر اینچ مربع است که بر اساس قطر لوله‌های انتخاب شده و ارتفاع پایه مورد نظر طراحی می‌گردد.

پایه‌ی تلسکوپی هشت وجهی از ورق‌های آهنی پس از عملیات پرسکاری و به صورت یک تکه به وسیله دستگاههای مخصوص در کارخانه ساخته می‌شود.

سازه های فلزی در شبکه انتقال برق

منبع:برق نیوز

مقدمه:

به بیان ساده یکی از روش های محافظت از خوردگی فلزات توسط کاتد و قرار دادن سطح فلز در یک سلول الکتروشیمیایی است.

سیستم حفاظت کاتدی تکنیکی است که خوردگی سطح فلز را با ایجاد کاتد از یک سلول الکتروشیمایی کنترل می کند.

در برخی از پروژه های مربوط به حفاظت کاتدی، جریان به سازه های فلزی داده می شود تا در آنها الکترون جابجا شده و به این طریق از زنگ زدگی و خوردگی آن جلوگیری شود.

طراحی حفاظت کاتدی به دو روش انجام می گیرد:

۱. روش استفاده از آٖندهای فدا شونده

۲. روش استفاده از ترانس های تزریق جریان

آندهای فداشونده:

در این روش دو فلز وجود دارد.

۱. فلز فدا شونده و یا همان آند که معمولا از جنس آلومینیوم و منیزیم می باشد.

۲. فلز نجیب و یا همان کاتد

اتفاقی که در صورت استفاده از این روش حفاظت کاتدیک می افتد این است که فلز آند دچار خوردگی می شود تا از خورده شدن فلز کاتد جلوگیری شود.

ترانس های تزریق جریان:

در این روش جریان دو ولتی DC تزریق می شود تا الکترون ها به حرکت در آیند تا بدین ترتیب مانع خوردگی فلز شوند.

این روش حفاظتی از خوردگی سازه های مدفون در خاک جلوگیری کرده و به طور گسترده در صنایع بزرگ بخصوص :

صنعت نفت (لوله های توزیع و انتقال مواد نفتی)،

گاز (در مورد لوله های توزیع و انتقال گاز)،

پتروشیمی،

لوله های انتقال و توزیع سوخت و آب،

اسکله ها،

کشتی ها،

دکل های انتقال نیرو،

مخازن ذخیره سوخت و سازه های مدفون (حفاظت کاتدیک سازه های بتنی) و … کاربرد دارد.

حفاظت کاتدی در صنعت

حفاظت کاتدی در صنعت

مقدمه:

برقگیر از وسایل ایمنی می‏باشد که برای هدایت موجهای ولتاژ ضربه‏ای به زمین و جلوگیری از ورود آنها به ایستگاههای انتقال و توزیع نیرو بکار می‏رود.

ولتاژ شکست الکتریکی یک برقگیر بایستی کمتر از ولتاژ شکست الکتریکی ایزولاسیون لایه تجهیزات نصب شده در پست باشد.

برقگیر باید در ورودی پستهای ترانس قبل از کلیه تجهیزات و تا حد ممکن نزدیک به آنها نصب گردد.

علاوه بر برقگیری که در ورودی پستهای ترانس نصب می‏شود قبل از تجهیزات مهم مانند ترانسفورماتورهای قدرت نیز جداگانه برقگیر نصب می‏شود.

معمولاً در مسیر برقگیر به زمین یک شماره انداز قرار می‏دهند که می‏تواند تعداد دفعات تخلیه موجهای ولتاژ ضربه‏ای بر روی برقگیر را ثبت نماید.

انواع برقـگیـر:

۱) برقگیر میـله‏ای

۲) برقگیر بـا فاصله هوایی

۳) برقگیر بـا مقاومت غیر خطی

۴) برقگیر بدون فاصله هوایی

۵) برقگیر خـازنـی

۶) برقگیر فیوزی

برقگیـر میـله ای

یکی از ساده‏ترین و ارزانترین برقگیرها که از اولین برقگیرها می‏باشند برقگیر میله‏ای هستند که با وجود قدیمی بودن امروزه نیز کاربردهای زیادی دارد.

این برقگیر عبارت است از دو میله نوک‏تیز که یکی در قسمت برقدار نصب شده و دیگری در زیر ایزولاتور و یا بدنه نصب و به زمین اتصال می‏یابد.

فاصله دو نوک متناسب با ولتاژ و شرایط و زمان اعمال ولتاژ روی سیستم قابل تنظیم است.

تنظیم این فاصله طوری که در مقابل ولتاژ حداکثر سیستم پایدار بوده و فقط در برابر ولتاژهای زیاد تخلیه الکتریکی صورت می‏گیرد.

البته تنظیم برقگیر از حالت ایده‏آل دور بوده و می‏توان گفت در یک باند ولتاژ عمل می‏کند و مشخصه عملکرد دقیقی را برای آن نمی‏توان تصور کرد.

برقگیـر با فاصله هوایی:

نوع دیگری از برقگیرها که کاربرد بسیاری در پستهای فشار قوی دارد ؛ برقگیر از نوع شاخکی می باشد.

این نوع برقگیرها ساده ترین نوع برقگیر می باشند که به جرقه گیر (برقگیر با فاصله هوایی ) معروف هستند.

به مراتب از آنها در محلهای اتصال مقره به هادی یا اطراف بوشینگهای ترانسهای توزیع دیده می شود.

همانطوریکه که می دانیم برقگیرها باید در برابر ولتاژ نامی شبکه مانند یک کلید باز رفتار کنند و در برابر ولتاژهای بیشتر از ولتاژ نامی شبکه مانند یک کلید بسته رفتار کنند.

در این نوع برقگیرها (برقگیر با فاصله هوایی) اگر ولتاژ بالا رود؛ بین شاخکها قوس برقرار شده و انرژی صائقه را به زمین منتقل شده و این امر باعث می شود که تجهیز از بین نرود.

موارد استفاده برقگیـر با فاصله هوایی

امروزه از این نوع برقگیرها فقط در موارد خاصی استفاده می شود که عبارتنداز:

۱) برسر بوشینگهای ترانسها (جهت حفاظت سیم پیچهای ترانس)

۲) در خطوط انتقال فشار قوی که به شکل حلقه ای هستند که هم نقش برقگیر را بازی می کنند و هم نقش حلقه کرونا را بازی می کنند.

برقگیـر با مقاومت غیر خطی

این نوع برقگیر از یک یا چند خازن سری همراه با یک یا چند مقاومت غیر خطی تشکیل شده است،

این خازنها که اصولا ً بصورت فواصل هوایی می‏باشد در حالت کار عادی سیستم از عبور جریان الکتریکی به داخل برقگیر جلوگیری می‏کنند.

چنانچه ولتاژ سیستم به عللی بالا رود، فواصل هوایی بین خازنها هادی شده و جریان الکتریکی عبور می‏کند عبور جریان از مقاومت غیر خطی میزان افت و ولتاژ دو سر برقگیر را مشخص می‏کند .

فواصل هوایی موجود در برقگیر باید طوری باشد که در مقابل حداکثر ولتاژ کار سیستم مقاوم بوده ولی اگر به عللی اضافه ولتاژ اعمال شده اتصال کوتاه شود.

پس از برقراری شرایط عادی بتواند جریان را قطع کند که این کار توسط مقاومت های غیر خطی انجام می‏گیرد .

مجموعه قسمت خازن‏ها و مقاومت غیر خطی در داخل یک ایزولاتور ساخته شده از مواد عایقی قرار می‏گیرند .

انتخاب چند خازن در برقگیر بجای یک خازن به این دلیل صورت می‏گیرد که استقامت برقگیر در مقابل ولتاژهای برگشتی زیاد گردد.

برای اینکه تقسیم ولتاژهای روی خازن‏ها بطور مساوی انجام گیرد. یک سری خازن و مقاومت موازی در دو سر فاصله‏ های هوایی قرار می‏دهند.

این کار را درجه‏بندی ولتاژ می‏گوئیم، یعنی یکنواخت نمودن توزیع ولتاژ در روی خازنهای متوالی .

همانطور که می دانیم پدیده کرونا تخلیه الکتریکی ناقص در یک میدان غیر یکنواخت می باشد .

در پستهای فشار قوی این پدیده بالاخص در محل های اتصال هادیها به تجهیزات دیده می شود .

لذا برای برطرف کردن این عیب باید میدان را در این نواحی یکنواخت کنند تا اثرات مخرب کرونا کمتر گردد .

برقگیرهایی که امروز در پستها بکار می روند از نوع ZNO می باشند که در داخل آنها قرص هایی از جنس اکسید رویZNO می باشد که بسته به سطح ولتاژ شبکه تعداد آنها متغیر است .

برقگیـر با مقاومت غیر خطی

همانطور که می دانیم این برقگیرها باید همانند یک مقاومت غیر خطی عمل کنند.

یعنی در برابر ولتاژ نامی شبکه امپدانس بالایی را از خود نشان دهند.

و در برابر ولتاژهای بالاتر از ولتاژ نامی شبکه امپدانس کمی را از خود نشان دهند تا تخلیه صورت گیرد.

لذا قرص های اکسید روی بکار رفته در برقگیرهای امروزی در واقع نقش مقاومت غیر خطی را بازی می کنند که دارای جریان نشتی بسیار کمی می باشند.

لذا به روی این قرص ها ولتاژ تقسیم می گردد.

حال اگر میدان غیر یکنواخت باشد قاعدتاً تقسیم ولتاژ بر روی قرص ها یکسان نخواهد بود؛

در این صورت یک قرص و به خصوص قرص های بالایی ولتاژ بالاتری را از سایر قرص ها متحمل می شوند و زودتر آسیب می بینند.

و این امر سبب عملکرد نادرست برقگیر می شود.

لذا اگر بتوانند به طریقی میدان را یکنواخت کنند ( به حالت یکنواخت نزدیک کنند ) تقسیم ولتاژ بین قرصها شکل متعادل تری را به خود می گیرد و قاعدتاً عمر قرصها افزایش می یابد و عملکرد برقگیرها بهتر میگردد.

برای این کار از وسیله ای به نام کروناگیر یا حلقه کرونا استفاده می کنند؛ که در حقیقت هم میدان را به سمت یکنواختی سوق می دهد و هم تقسیم ولتاژ را به روی قرص ها به حالت متعادلی نزدیک می نماید.

برقگیـر بدون فاصله هوایی

یک نوع برقگیر بدون فاصله هوایی امروزه بکار می‏رود که خازنهای سری آن از قطعات اکسید روی می‏باشد که این قطعات بصورت قرصهایی با اندازه‏های مختلف ساخته شده و روی هم قرار می‏گیرند.

این برقگیرها از نظر ساخت ساده‏ تر بوده و دارای حجم کمتری نیز می‏باشد.

این برقگیرها می‏توانند در ولتاژهای پائین‏تر عمل کنند.

بنابراین سطح ولتاژ حفاظت تجهیزات را نیز می‏توان پائین‏تر آورد و در نتیجه در هزینه‏ها صرفه‏جویی نمود و جریان نشتی در این نوع برقگیرها کمتر است یا تقریباً صفر است.

برقگیـر خـازنی

این نوع برقگیر برای ولتاژهای فشار ضعیف استفاده می‏شود که انرژی اعمال شده حاصل از موج ولتاژ در خازن ذخیره می‏شود.

برقگیـر فیـوزی

این نوع برقگیر نیز طوری ساخته می‏شود که در مقابل اضافه‏ ولتاژ که سبب عبور جریان زیادی از برقگیر بشود می‏سوزد و جرقه داخل آن توسط گاز یا مواد نسوز درون آن خاموش می‏شود و اکثراً بعنوان حفاظت ثانویه بکار می‏رود.

انواع برقگیر در شبکه هوایی برق

مقدمه:

روزانه مطالب زیادی در مورد فواید استفاده از منابع تجدید پذیر مانند انرژی باد یا انرژی خورشیدی نوشته می‌شوند اما در مقابل باید بدانید برخی مهندسین بر این باور هستند که انرژی خورشیدی معایبی نیز دارد.

مقدمه:

امروزه با توجه به پیشرفت روز افزون کشور در تمامی زمینه‌ها و نیز افزایش روند ساخت‌وساز ، نیاز به فولاد و محصولات آن در کشور، روز به روز در حال گسترش می‌باشد.

در حال حاضر به رغم آنکه بسیاری از کارخانه‌های فولاد فعال هستند اما به دلیل کمبود بسیار شدید فولاد دولت ناگزیر از واردات آن در حجم بسیار انبوه است.

از این رو دولت نگاه ویژه‌ای به روش‌های تولید فولاد در قالب طرح‌های کوچک و زودبازده دارد.

یکی از جدیدترین و مدرن‌ترین روش‌های تولید شمش فولاد استفاده از کوره‌های ذوب القایی می‌باشد.

هم اکنون بسیاری از کشورهای اروپایی از کوره‌های القایی جهت ذوب فلزات و تولید فولاد استفاده می‌کنند.

این کوره‌ها با استفاده از جریان برق آهن قراضه و یا شمش فلزات را ذوب کرده و ماده مذاب حاصل پس از تخلیه در قالب‌های تعبیه شده به صورت شمش فولاد تولید می‌شود.

شمش فولاد تهیه شده از این روش در کارخانه‌های نورد جهت تولید انواع میلگرد، نبشی، ناودانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نکته قابل توجه در مورد کوره‌های القایی سرعت ذوب‌گیری بسیار بالای آن در مقایسه با کوره‌های فسیلی (کوره‌های دوار) می‌باشد.

کوره‌های القایی در ظرفیت‌های متنوع از تناژ پایین تا بالا تولید می‌شوند که این امر موجب گردیده این صنعت جدید در مقیاس کارگاهی تا کارخانه‌ای قابل اجرا باشد.

البته قابل ذکر است در مورد کوره‌های با ظرفیت بالا می‌توان از خطوط مداوم بیلت فولادی استفاده کرد.

در این روش تولید ماده مذاب حاصل از کوره‌های القایی به خط مداوم ریخته‌گری منتقل شده و بیلت در اندازه‌های طویل از آن خارج می‌شود.

استفاده از کوره‌های القایی به علت سرعت کارکرد بالا در صنایع قطعه‌سازی نیز گسترش فراوانی یافته است.

به طوری که هم اکنون بسیاری از واحدهای ریخته‌گری و تولید قطعه در حال جایگزینی کوره‌های قدیمی با کوره‌های القایی می‌باشند که این امر در افزایش سوددهی این واحدها نقشی مهم و حیاتی دارد.

با توجه به مطالب فوق می‌توان نتیجه گرفت تولید شمش فولاد و قطعات ریخته‌گری با استفاده از تکنولوژی کوره‌های القایی راهی مطمئن و پرسود در جهت جبران کمبود شمش فولاد و کاهش واردات آن است.

البته استفاده از این روش هم اکنون سرعت و گسترش فراوانی یافته است و بسیاری از سرمایه‌گذاران به سمت این روش تولیدی گرایش یافته‌اند.

کوره القایی یکی از ابزارهای گرمایشی بدون تماس مواد است.

در این کوره ها از جریان با فرکانس بالا یا متوسط برای گرم کردن مواد هادی الکتریکی استفاده می شود.

از آنجا که این روش بدون تماس است باعث آلودگی یا ایجاد ناخالصی در بار نمی شود.

در گذشته بیشتر از کوره های سوخت فسیلی برای ذوب فلزات استفاده می شد . آلودگی محیط زیست، راندمان پایین، سروصدای زیاد، عدم یکنواختی مذاب، عدم توانایی ذوب فلزات دیرگداز و مسائلی از این قبیل، مشکلاتی بود که این کوره ها به همراه داشتند.
در چند دهه اخیر توجه متخصصین و دست اندرکاران کوره سازی به استفاده از انرژی الکتریکی در این زمینه جلب شد و نسل جدیدی از کوره های الکتریکی بوجود آمد.
در کوره های ذوب القایی جریان الکتریکی القا شده توسط میدان مغناطیسی ایجاد حرارت می کند و این حرارت باعث ذوب جسم (معمولا فلزات) می شود. فلز درون بوته ای قرار می گیرد که اطراف آن کلاف های مغناطیسی پیچیده شده است و توسط جریان آب خنک می شوند.
جریان موجود در کلاف های مغناطیسی جریان های گردابی یا فوکو (Eddy Current) را در فلز القا می کند که باعث ایجاد حرارت و ذوب فلزمی شود.
در کوره القایی بدون هسته فلز درون یک پوشش نسوز که به وسیله کلاف احاطه شده است، نگهداری می شود. در این حالت کوره ذوب القایی مشابه یک ترانسفورماتور عمل می کند بدین ترتیب که فلز مانند یک کلاف ثانویه در ترانسفورماتور عمل کرده و با اعمال نیرو به کلاف اولیه احاطه کننده فلز جریان های گردابی القا شده و حرارت تولید می شود

پس از ذوب فلز هم زدن و همگن سازی به طور طبیعی و در اثر وجود نیروها و جریان های الکترومغناطیسی اتفاق می افتد. با انتخاب دقیق فرکانس و نیرو می توان سرعت ذوب و همگن سازی را کنترل کرد

مزایای کوره های القایی نسبت به سایر کوره ها:

۱- اپراتوری بسیار ساده بعلت وجود بخش کنترل کامل الکترونیک
۲- عدم آلودگی و اکسیداکسیون بار به علت عدم وجود گاز و شعله اکسیدکننده
۳- شروع به کار سریع و عدم نیاز به پیش گرم یا ذوب اولیه
۴- سرعت بالای انجام عملیات در مقایسه با سایر کوره ها
۵- راندمان بسیار بالاترنسبت به کوره های سوختی
۶- قابلیت تهیه آلیاژهای یکنواخت به علت چرخش داخل مذاب
۷- قابلیت تهیه و نگهداری ذوب در ظرفیت های مختلف
۸- سادگی عمل تغذیه و تخلیه
۹- امکان کنترل دقیق درجه حرارت
۱۰- قابلیت ذوب قراضه
۱۱- اشغال فضای کمتر نسبت به سایر کوره ها
۱۲- عدم تاثیر بر آلودگی محیط زیست
قسمت های مختلف کوره های القائی عبارتند از :

بوته :

شامل اسکلت فلزی کوره ، کویل ، جداره نسوز – هسته ترانسفورمر، پلات فرم (سکو)

تاسیسات خنک کن:

تاسیسات الکتریکی کوره القائی مثل ترانسفورماتور چوک ، خازن ها ، کلیدهای فشار قوی و تابلو مدار فرمان در محدوده ی زمانی خاصی می توانند کار کنند و اگر از حد معینی گرمتر شوند باعث ایجاد مشکلاتی می گردند ، لذا این تاسیسات باید خنک گردند ، خنک کردن تاسیسات الکتریکی می تواند ب فن ، ارکاندیشن یا کولر گازی صورت گیرد .

کویل و بدنه کوره در کوره های بوته ای و کوپل ، پوسته ی اینداکتور ، پوسته خنک کن و گلوئی کوره در کوره های کانال دار نیز باید خنک شوند این قسمت ها عموما با آب خنک می گردند(برخی از کوره های کوچک کانال دار بگونه ای طراحی می شوند که تمام قسمت های فوق الذکر یا قسمتی از آن با هوا خنک می شود ) و تاسیسات مخصوصی شامل مبدل های حرارتی ، پمپ ،برج خنک کن و غیره را دارا می باشد و معمولا مقصود از تاسیسات خنک کن همین قسمت می باشد .

تاسیسات حرکت بوته:

برای کوره های بزرگ هیدرولیکی و برای کوره های کوچک مکانیکی یا هیدرولیکی است و شامل جک های هیدرولیک ، پمپ هیدرولیک، مخزن روغن ، شیر ها ، فیلتر ها ، دیگر تاسیسات هیدرولیک و میز فرمان هیدرولیک یا سیستم های چرخ دنده ای دستی یا چرخ دنده ای موتوردار.

محل استقرار کوره:

شامل اتاق محل استقرار بوته (furnace pit) ، فونداسیون ، چاله ی تخلیه ی اضطراری ،محل استقرار تاسیسات الکتریکی ، هیدرولیکی و خنک کن و محل استقرار تابلو های مدار فرمان ، تابلوی کنترل مدار آب و میز فرمان هیدرولیک می باشد .

کاربرد کوره القایی