کاربرد محصولات کامپوزیت در صنعت و تاسیسات برق
شرکت آب صنعت تهران درباره کاربرد محصولات کامپوزیت در صنعت و تاسیسات برق، توضیحات کاملی را به شما عزیزان در متن زیر ارائه می دهد..صنعت و تاسیسات برق
یکی از مهمترین صنایع در جهان امروز صنعت برق است که بدون شک تمامی صنایع دیگربه آن وابسته هستند. شبکه‌های توزیع و خطوط انتقال برق به مانند شاهرگ‌های این صنعت حیاتی می باشند که به دو گروه زمینی و هوایی تقسیم می‌شوند.در کشور ما تا کنون تحلیلی فنی، اقتصادی و مقایسه همه جانبه‌ای درباره این دو نوع خطوط انتقال انرژی الکتریکی انجام نگرفته و همین امر سبب اعمال زیان‌های فراوانی به سرمایه ملی شده است.
خطوط انتقال هوایی
خطوط انتقال هوایی، بیش از ۹۷ درصد خطوط انتقال کشور را شامل می‌شوند. خطوط انتقال هوایی به سهولت قابل نصب و انشعاب گیری هستند و به همین جهت دارای هزینه راه اندازی اندکی می‌باشند. هم چنین دسترسی به این خطوط برای تعمیر و ایجاد تغییرات در آن بسیار ساده می‌باشد.خطوط انتقال هوایی به علت استفاده از سازه‌های سیمانی و دیگر سازه‌های سنتی از لحاظ زیبایی برای مناطق شهری مناسب نیستند و خطراتی، چون طوفان‌ها و رعدوبرق‌ها همواره برای این خطوط تهدید محسوب می گردد. نسل جدید تیرهای برق، تیرهای برق کامپوزیت می باشد. تیرهای برق ساخته شده از مواد کامپوزیتی دارای کارایی و طول عمر بیشتر نسبت به محصولات مشابه با مواد سنتی است و این امر سبب محبوبیت زیاد تیرهای برق کامپوزیتی گردیده است و در واقع بهترین نوع تیر برق بشمار می آید. تیرهای کامپوزیتی با بیشترین ممان اینرسی، بهترین جایگزین برای تیرهای فولادی،چوبی و بتنی در خطوط انتقال برق است. شرکت های خدمات برق رسانی در حال کشف برترهای تیر کامپوزیت نسبت به تیرهای ساخته شده از مواد سنتی هستند. تیرهای کامپوزیتی سبک، محکم و دارای ویژگی های هدایتی خیلی کمی هستند. این تیرها در برابر خوردگی ، پوسیدگی پرتوهای فرابنفش ، نفوذ آب ، حشرات و موریانه ها هم مقاومت بسیار بالای دارند. شرکت آب صنعت تهران موفق به تولید تیر برق از جنس کامپوزیت گردیده است که از مزیت تیرهای کامپوزیتی نسبت به انواع چوبی و بتنی، تو خالی بودن آن است که سبب پایین آمدن چشمگیر ماده اولیه مصرفی می شود. ضمناً مقاومت شیمیایی تیرهای کامپوزیت در شرایط مختلف جوي بیش از انواع رایج می باشد. محققان نشان داده اند که استفاده از مواد کامپوزیت از نوع (پلیمر-الیاف) بهترین گزینه جهت جایگزینی تیرهای کامپوزیتی به جای تیرهای فولادی است. یک ماده کامپوزیت که ماده زمینه ای آن پلیمری از خانواده پلیمرهای ترموست (مانند پلی استر یا اپوکسی) بوده و این ماده زمینه بوسیله درصد بالای (در حدود 50 تا 70 درصد) از رشته های بسیار نازک الیاف صنعتی (نظیر الیاف شیشه با قطری در حدود 10 میکرون ) تقویت شده باشد، میتواند دارای مدول الاستیسیته در حدود 40 گیگا پاسگال و تنش شکستنی در حدود 1000مگا پاسکال باشد. نوع قرار گرفتن رشته های الیاف در امتدادهای مختلف مشخص کننده خواص میکانیکی محصول است. همچنین به دلیل پایین بودن چگالی پلیمر زمینه (در حدود 2/1 کیلوگرم در لیتر) و چگالی الیاف تقویت کننده ( حدود 5/2 کیلوگرم در لیتر) تیرهای برق ساخته شده از کامپوزیت دارای وزن کمی نسبت به فولاد خواهد بود. این امر پارامتر بسیار مهمی در سهولت نصب و جابه جایی تیر برق می باشد. ضمناً ماده کامپوزیت دارای ثبات خوبی در تغییرات شدید دما می باشد که این امر به دلیل پایین بودن ضریب انبساط حرارتی کامپوزیت است. همچنین کامپوزیت با پوشش پلیمری دارای مقاومت خوبی در برابر رطوبت میکرواگاسم ها و همچنین جمع شدن آلودگی بر روی سطح می باشد.
مزیت تیرهای کامپوزیت نسبت به تیرهای فلزی
1-کاهش وزن
سنگینی وزن تیرهای فلزی یکی از مشکلات شرکت های انتقال و توزیع برق است. در مناطقی که به دلایل گوناگون از جمله ناهمواری های سطح زمین، امکان استفاده از ماشین های بالابر در آنها وجود ندارد حمل تیرهای فلزی بسیار سخت و خطرناک است این در حالی است که کامپوزیت وزن نسبتاً کمی دارد و حمل آن آسان است.
2- مقاومت دربرابر خوردگی
تیرهای فلزی در آب و هوای مرطوب و خورنده عمر بسیار کمی دارند. یکی از برتری های مواد کامپوزیت مقاومت بسیار مناسب آنها در برابر خوردگی است که این مواد را برای این مناطق مطلوب می سازد.
3- نارسانایی الکتریکی
کامپوزیت ها را می توان به صورت موادی عایق طراحی کرد و ساخت این ویژگی خطر برق گرفتگی و اتصال کوتاه را کاهش می دهد.
4- زیبایی
با بکارگیری کامپوزیت ها می توان به سراغ طرح هایی رفت که علاوه بر بهینه بودن، زیباتر نیز می باشد.
5- طول عمر
به دلیل عمر بیشتر محصولات کامپوزیت و عدم نیاز به تعویض و تعمیر در آنها هزینه تعویض و نگهداری حذف خواهد شد.
نتیجه آن که خطوط انتقال هوایی به سبب هزینه‌ها، درنظر گرفتن راکتانس بالا، مناسب بودن با چگالی بار کم و آسیب به زیبایی محیط اطراف بایستی در مناطق کم جمعیت، دور افتاده و بین شهری استفاده شود.
مزیت تیرهای کامپوزیتی نسبت به تیرهای بتنی
تیرهای بتنی از تیرهای پر کاربرد در شبکه توزیع برق است که از ترکیبات سازنده مختلفی تشکیل شده است و در آب و هوای گوناگون مقاومت متفاوتی از خود نشان می دهند که در بسیاری از موارد شاهد خوردگی آنها هستیم. تیرهای بتنی در شرایط عادی مقاومت قابل قبولی در برابر فرسودگی و تخریب دارند. اما تخریب و فرسودگی تیرهای بتنی اساسا از آلودگی محیط اعم از آب و خاک است که با نفوذ به داخل بتن به سمت بالا به دلیل خاصیت موئینگی سبب زنگ زدگی و خوردگی میله گردها شده و در اثر انبساط، آرماتورها نمایان شده و بتن پایه کاملا جدا و کنده می شود. هر گونه ترک سطحی روی پایه در اثر دمای بالای محیط حمل نامناسب، دپوی غیر استاندارد و یا بادهای گرم هنگام بتن ریزی پایه ها سبب تسریع در تبخیر آب و ایجاد ترک های سطحی می شود. بعد از ترک پایه راه نفوذ رطوبت و آلوگی ایجاد شده که در نهایت زنگ زدگی میلگرد را باعث می شود. ترکیبات سولفات و کلر از مهمترین عوامل خوردگی سیمان بتن هستند که این ترکیبات در مواجه با رطوبت هوا تاثیر بیشتری داشته وجود بادهای گرم خوردگی را تشدید می کند و سبب آسیب به تیر برق می شود. خوردگی میلگردهای موجود در تیرهای بتنی معضل بزرگی برای سازه های بتنی در مناطق مرطوب همانند سازه های دریایی ، اسکله ها و تاسیسات نیروگاهی در مجاورت دریا است، چرا که باعث حمله نمکی به میلگرد ها و خوردگی آنها می شود و این شکل سالانه هزینه سنگینی را بر صنایع مختلف تحمیل می کند.این در حالی است که تیر برق کامپوزیتی به علت مقاومت در برابر خوردگی و پوسیدگی، نفوذ آب و حشرات و موریانه ها مقاومت بسیار بالای دارند. ضمناً، میله گردهای کامپوزیت پلیمری دارای ویژگی های خاصی بوده که آنها را به عنوان تقویت کننده برای سازه های بتنی مطرح می کند. این میله ها در برابر یون کلرید مقاوم بوده، استحکام کششی آنها نسبت به فولاد 5/1 تا 2 برابر بیشتر و وزن آن یک چهارم فولاد است. خاطر نشان میگردد ،تیرهای برق بر اساس اقلیم هر منطقه ساخته می شود.