هادی های كامپوزیتی ظرفیت بالا ACCR

به گزارش باشگاه آلومينيوم و به نقل از برق نیوز: تعویض هادی های خط با هادی های ظرفیت بالا، یكی از بهترین راهكارهای افزایش ظرفیت خطوط انتقال است كه از نظر فنی و اقتصادی، در اغلب موارد، قابل توجیه است. در این روش، با استفاده از سازه ها و دكل های موجود، هادی ها معمول خط (ACSR ) با هادی های ظرفیت بالا(ACCR)، جایگزین می شوند. این نوع هادی ها قادر به افزایش ظرفیت خط تا سه برابر هادی های معمولی می باشند. طرح این هادی ها اولین تغییر عمده در خطوط انتقال هوایی نسبت به هادی های ACSR است كه در ابتدای قرن بیستم معرفی شده بودند. همچنین، این هادی جدید قادر به حل معضلات مربوط به گریز از محدوده های حرارتی در خطوط انتقال واقع شده در مناطق گرمسیر است.

ساختار فنی هادی های ظرفیت بالا

هادی های ظرفیت بالا(ACCR) تشكیل شده اند از سیم های آلومینیومی تقویت شده كه توسط سیم های آلیاژی زیركونیوم- آلومینیوم، احاطه شده اند.

قطر هر یك از سیم های آلومینیومی تقویت شده مركزی، بسته به اندازه هادی، بین 9/1 تا 9/2 میلیمتر است. این سیم ها با وزن بسیار كمتر و رسانایی به مراتب بیشتر، استحكام مكانیكی در حد سیم های فولادی دارند. این نكته باعث می شود تا این هادی ها در وزن برابر نسبت به هادی های ACSR از سطح مقطع بزرگ تری برخوردار باشند. این استحكام به واسطه هزاران فیبر باریك اكسید آلومینیومی است كه در ساختمان سیم های آلومینیومی تقویت شده مركزی، بكار رفته است. چنین تركیبی باعث می شود تا استحكام مكانیكی سیم های تقویت شده هشت برابر سیم های آلومینیومی معمولی باشد. همچنین، وزن این تركیب كمتر از نصف وزن فولاد معادل است، رسانایی آن بیشتر است و ضریب انبساط طولی آن كمتر از نصف ضریب انبساط طولی فولاد می باشد.

رسانایی سیم های بیرونی این نوع هادی كه از آلیاژ زیركونیم- آلومینیوم تشكیل شده اند، تنها 5/1% از آلومینیوم خالص كمتر است اما در عوض مقاومت حرارتی بالایی دارند. یكی از ویژگی های آلیاژ زیركونیم- آلومینیوم عملكرد آن ها در دمای بالا است بطوریكه این تركیب می تواند بطور دائم در دمای 210 درجه سانتی گراد عمل كند. این در حالی است كه دمای مجاز هادی های آلومینیومی در حدود 100 درجه سانتی گراد است.

ویژگی های الكتریكی و مكانیكی هادیACCR

از مهم ترین ویژگی های هادی های ACCR امپاسیتی (حداكثر جریانی كه هادی را از محدوده حرارتی مجاز خارج نمی كند) بسیار بالا نسبت به هادی های موجود، می باشد. مقایسه تحمل حرارتی بین دو هادی ACSR و ACCR نشان می دهد حداكثر دمای مجاز آن ها به ترتیب در حدود 100 و 200 درجه سانتی گراد است. این نكته عامل اصلی افزایش هادی های ظرفیت بالا نسبت به هادی های معمولی است.

یكی از عوامل عمده در تعیین محدوده مجاز حرارتی سیم، حد مجاز شكم خط است كه به ضریب انبساط طولی هادی مربوط می شود. ضریب انبساط طولی هادی معرفی شده كمتر از نصف هادی های معمولی است. از طرفی، اگر هر دو نوع هادی با نیروی یكسانی كشیده شوند، شكم خط در هادی ACCR این اجازه را می دهد تا دما تا 200 درجه سانتی گراد و حتی بالاتر نیز برسد و حد مجاز شكم خط رعایت شده باشد. این ویژگی در خطوط جدید التاسیس باعث كاهش ارتفاع دكل و به دنبال آن كاهش هزینه های سازه ای خط می گردد.

مزایای بهره برداری از هادی های ظرفیت بالا

هادی ظرفیت بالای معرفی شده، بخاطر طراحی مناسب كه دارد، دارای خواص مكانیكی و الكتریكی فوق العاده ای نسبت به هادی های معمولی است كه اهم مزایای آن را می توان به صورت زیر عنوان نمود:
هادی ACCR با توجه به وزن كمتر، ظرفیت خط انتقال را بین 5/1 تا 3 برابر افزایش می دهد.
طرح جایگزینی این نوع هادی ها با هادی های معمولی در خطوطی كه نیاز مبرم به افزایش ظرفیت دارند، بسیار اقتصادی است و اثرات محیطی كمتری را بجا می گذارد.

با افزایش ظرفیت خطوط انتقال مجهز به این نوع هادی پراكندگی خطوط انتقال كاهش می یابد. كاهش قابل توجه وزن هادی های ACCR نسبت به هادی ها ی مرسوم، به تعدیل نیروهای وارد بر بخش های مختلف دكل، منجر می شود. این موضوع باعث افزایش طول عمر خط انتقال می شود.ضریب انبساط حرارتی كمتر این هادی ها به كاهش ارتفاع دكل می انجامد كه پیامد آن كاهش هزینه هاست.تغییر شكل تدریجی این هادی ها در مقابل عواملی چون طوفان های پیاپی، كمتر است.استحكام كششی و سختی مكانیكی هادی معرفی شده بیشتر از هادی های مرسوم ACSR است.

افزایش دمای هادی ACCR در خطاهای اتصال كوتاه كمتر از هادی های متدوال ACSR می باشد. این موضوع در طول عمر هادی نقش موثرتری دارد.

قطعاً زمان احداث یك خط موازی جدید بسیار بیشتر از زمان جایگزینی هادی های خط با هادی معرفی شده است. زمان احداث خط جدید در حدود پنج برابر زمان تعویض هادی های خط است.

با حذف تغییر ساختار دكل ها و یا احداث مجدد خطوط، می توان به راحتی مشكلات حقوقی، مطالعه جامع محیطی، گزارش های عمومی و عملیات سنگین ساخت و ساز را پشت سر نهاد.

اجرای این پروژه با هادی های ACCR ،تقریباً60% نسبت به احداث خط جدید صرفه اقتصادی داشته است. این در حالی است كه هزینه خرید زمین در این پروژه برای احداث خط جدید تنها 10% از مبلغ كل پروژه را بخود اختصاص داده است. لیكن در مناطق شهری این هزینه به مراتب بیشتر از این رقم خواهد بود.

مزیت فوق العاده ای از ACCR در مقایسه با هسته فولاد معمولی ، هسته مرکب است :

- انبساط حرارتی پایین تر از وسط خم شدن برای کمتر ،

- مقاومت معادل و دوام ،

- وزن کمتر ،

- عملکرد سازگار در دمای بالا در طول دوره های زمانی طولانی.

 منبع: وبلاگ کوچکسرائی