پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
دانلود گزارش کارآموزی برق درباره سیم و کابل
(1) کابل :
واژه ی کابل به معنای طناب کلفت می باشد که در زبان فارسی با تلفظ فرانسوی آن کاربرد یافته است این مفهوم در پی به کار گیری سیمهای روکش دار در صنعت برق پاگرفت و امروزه یکی از مهمترین افزارها در شبکه های برقی است . دست یابی به نخستین فناوری (فن آگاهی )برای ساخت کابل یا رساناهای روکش دار تا سال 1380 (1209 خورشیدی )نیز به عقب برمیگردد ،هر چند سرآغاز گسترش (جهانی شدن )این فناوری به دهه ی 80 سده ی نوزدهم برمی گردد سیمهای روکشدار به هم تابیده شدن چند رشته سیم نازک مسی با روکشی از جنس گونه ای کائوچوی طبیعی به نام (گوتا پرچا )ساخته شدند (گوتا پرچا)ماده ای خمیری به شمار می رفت که پس از اندودن سیم و پیمودن فرایندهای بعدی حالت کشسان (لاستیکی )پیدا می کرد به این گونه سیمها ،سیمهای با روکش لاستیکی نیز می گفتند .
گزارش ها نشان می دهند که در چندین دهه ی تا پیش از دهه ی 1880 سیمهای روکش لاستیکی (شکل گرفته از ماده گوتاپرچا ) در زمینه ی مخابرات (تلگراف و …)کاربرد داشته اند . بعدها پس از آن که برق جاری دایم و سپس متناوب شناخته و به کار برده شد :همین سیمهای روکش دار برای نخستین بار در شبکه های برقی نیز به کار گرفته شدند.
با احداث خط تلگراف اروپا به هند از راه پروس ،روسیه و ایران و راه اندازی آن در سالهای پس از 1870 (1249 خورشیدی )،برای نخستین بار پای یکی از پدیده های مدرن سده ی نوزدهم اروپا و آمریکا به ایران باز شد .این پدیده به همراه خود تجهیزات و واژه هایی مانند (سیم )،(تیر)،(مقره )،(سیم کشی )و…را نیز مطرح کرد . همین واژه ها که می توانند نخستین واژه گزینیهای صنعتی به شمار آیند بعدها در زمینه ی برق نیز به کار گرفته شدند از سویی از همین دوران باید سیمهای لخت و روکشدار به ایران وارد شده و کاربرد یافته باشند.
در کابلهای اولیه که بیشتر همان سیمهای روکش دار بودند ماده ی گوتاپرچا را که خاستگاهی گیاهی داشت به دور رشته سیمهای دسته بندی شده می پیچاندندو آنها را در دمای 140- 130 درجه ی سانتیگراد خشک و سپس مجموعه را با مواد روغنی ،رزین یا موم اشباع می کردند ،حتی در مواردی بسته به نیاز غلاف سربی نیز روی آنها می کشیدند .
وجود غلافهای سربی برای جلوگیری از رخنه نم وآب بر روی سیمهای روکش شده گواه اهمیتی بوده که به جایگاه این فناوری نوپا داده می شد . در سال 1879 (1258 خورشیدی )بورل BOREL نخستین کسی بود که از این غلاف برای ایجاد پوشش ضد نم سود بردو غلافها را بدون درز و یکپارچه برروی سیمهای روکش دار کشاند . در سال 1887 (1266 خورشیدی )شیمیدانها از راه سنتز مواد جدید موفق به تهیه ی ماده ای به نام (باکلیت )شدند ،امتیاز نامه ی کشف این ماده در سال 1909 (1288 خورشیدی )در آمریکا به نام لئوهندریک بیکلند بلژیکی صادر شد . این ماده ارزانتر از لاستیک طبیعی بود و ولتاژبالاتری را تحمل میکرد در راه دستیابی بدین ماده ،که در آن دوران یک پدیده ی پیشرفته به شمار می رفت (و امروزه بسیار پیش پا افتاده به نظر می آید )فرایندی ده ساله پیموده شده بود. پس از به کارگیری از این ماده ،صنعت برق توانست ولتاژهای بالاتری را به کارگیرد . از این روند دستیابی به مواد عایق توانمندتر و پیشرفته تر و همچنین نیاز به ولتاژهای هر چه بزرگتر تلاش دو سویه ای بوده که هنوز ادامه دارد .
در سال 1880 (1259 خورشیدی )(فرانتی )ایتالیایی با معرفی عایق چند لایه ای از نوارهای کاغذی ،که رویهم پیچانده می شدند نخستین گام مهم را در صنعت کابلسازی برداشت ، طولی نکشید که نوارهای کاغذی و روشهای نوار بندی آنها بر روی سیمهای آماده شده جای خود را باز کرد و بزودی روشن شد که با روغنکاری این کاغذها ویژگی عایقشان نیرومندتر نیز می گردد از اینرو با آغشته سازی کاغذهای عایق کننده ،صنعت کابلسازی پابه پهنه ی تازه ای گذاشت و چندی نگذشت که با بهره گیری از روش خلا و به کارگیری رزینهای گرم ،فراورده های متنوعتری نیز به دست آمد .
با بالا رفتن ولتاژو نیاز روز افزون به گذراندن جریانهای بزرگ ،پدیده های دشواری زایی که امروزه همه ی دست اندر کاران با آنها آشناهستند یکی پس از دیگری پا به میدان میگذاشتند ،دشواری زایی میدانهای بزرگ که در پیرامون تنه ی کابلها پدیدار میگردید،خیلی زود دردسر آفرین شد . در سال 1913 (1292 خورشیدی )هوخشتادر آلمانی با بهره گیری از یک لایه ی کاغذی فلزدارشده نیمه رسانا،توانست دامنه ی پراکندگی میدانهای پیرامونی را تا اندازه ای مهار کند و از آن پس این لایه با نام (پوشش هوخشتادتر )نامور گردید . این سرآغاز مهار پدیده های فیزیکی دشواری زا در ساختمان کابل و صنعت کابلسازی به شمار می آید،از این پس بود که فناوری کابلسازی برای برخورد با هرگونه پدیده های دشواری زا به دنبال راهکارهای مناسب رفت .
در دهه ی نخست سده بیستم پس از آن که صنعت نفت این توانائی را یافت تا روغنهای گوناگونی را به بازار بفرستد و هر کدام از آنها نیز توانستند زمینه های ویژه ای در کار بردهای صنعتی بیابند ،آغشته سازی کاغذهای عایقی با روغن کم چگال در یک فشار پیوسته یکسان ، زمینه ی پیشرفت دیگری را در زمینه ی کابلسازی فراهم آورد .
اینک صنعت کابل به مرحله ای برجسته گام می گذاشت و راهی را میجست که بتواند نیازهای آینده را پاسخگو باشد . ابتکار درخشان (فرانتی )در به کار گیری نوارهای کاغذ،دریچه ی مناسبی را باز کرد و روشی را پایه گذاشت که نزدیک به یک سده بر روند ساخت کابل در جهان چیرگی یافته و هنوز هم کابلهای فشار قوی بسیار دقیق و حساس را با این روش عایق بندی می کنندپس از آن که روغنها و رزینهای آغشته ساز کاغذها توانستند تا اندازه ای بر پدیده ی پیدایش جرقه های ریز در میان لایه های بسیار نازک کاغذها چیره گردند زمینه ی ساخت کابلهای فشار قوی هموار شد و این روند به (فرانتی )اجازه داد تا نخستین کابل 10 کیلو ولتی جهان را در سال 1890 (1269 خورشیدی )بسازد (در این سالها هنوز ناصرالدینشاه برایران فرمان می راند و هنوز از صنعت برق در این بخش از دنیا خبری نبود در سال 1264 یک دینام برق که تنها چند لامپ راروشن می کرد برای کاخ گلستان خریداری و در سال 1266 راه اندازی شده بود ولی این به معنای ورود برق صنعتی نمی توانست به شمار آید ،هر چند شاید مقدمات ورود آن به هند که بخشی از امپراتوری انگلیس به شمار می رفت و همچنین به امپراتوری عثمانی که هر دو همسایه ما بودند آغاز شده بود .
(1-1) کابلهای بسپاری ( پلیمری خشک )
گرایش به آسانتر کردن روش ساخت کابل و بهره گیری از مواد عایق خشک همواره در نزد کابلسازان و کاربران مطرح بوده است و از آنجا که در کابلها و سیمهای روکش دار نخستین نیز ماده ی گوتاپرچا به کار میرفت که خود یک ماده ی لاستیکی و بسپاری به شمار می آید ،زمینه ی برگشت به سوی مواد همانند همواره وجود داشته است .به طوری که کابلسازان آمریکایی از گذشته به ویژه به این دسته از عایقها گرایش بیشتری نشان می داده اند و بیشتر از اروپاییها کابلهای خشک می ساختند .با به بازار آمدن ماده ی (باکلیت )و کاربرد آن به عنوان عایق در تجهیزات برق ،راه برای دستیابی به ماده ای مناسب و تا اندازه ای انعطاف پذیر برای کابلها نیز هموارتر شد ،در همین رهگذر است که در سال 1930 (1309 خورشیدی )در کشور آلمان سازندگان کابل ،ماده ای بانام پی ،وی،سی (پلی وینیل کلراید )را کشف و آن را برای عایقکاری کابلها مناسب یافتند ،این ماده جای مواد لاستیکی نامرغوب پیشین را در سیمهای روکش دار و کابلهای باریک فشار ضعیف گرفت و همچنین در ساخت سیمهای مناسب برای سیم کشی خانگی جای عایق لاستیکی قدیمی تر و روکش پارچه ای کیسه بافت را پر کرد و بزودی به عنوان تنها گزینه ی مناسب برای کابلهای فشار ضعیف مطرح شد . در همین رهگذر کابلهای خشک پروتودور ساخت آلمان در ایران خیلی زود شناخته و کاربرد یافتند و همزمان با روندی که شبکه های شهری به ویژه در مراکز پرچگال شهر تهران برچیده و زیر زمینی میشد یکی از پر کاربردترین کالاهای مصرفی برای شبکه های فشار ضعیف شهری گردیدند ،هر چند باید اذعان داشت که روحیه به کارگیری کابلهای کاغذی آغشته به روغن در میان ایرانیان همچنان نیرومند بود .
مواد گرم ،نرم خمیری شکل (پلاستیک ها )از مناسب ترین مواد برای عایق کاری کابلها به شمار می آیند و به کمک افزار مناسب به آسانی بر روی رساناها اندود می شوند . در این میان با پیشرفت صنایع نفت و سپس پتروشیمی و کشف روز به روز فرآورده های مناسب و پر شمار دامنه ی دسترسی ب هاین مواد پر شمار دیگر هموارتر می گردید ، در میان این مواد بسپار اتیلن جایگاه ویژه ای یافت . این ماده امروزه به عنوان عایق ،یک ماده ی کلیدی به شمار می آید . از همین دست می توان به ماده ی بسپاری دیگری از هیدروکربور پروپلین با نام ای پی آر EPR اشاره کرد که به علت ویژگیهای برقی مناسب توانسته تا اندازه ای جا بیفتد .
همزمان با به کار گیری بسپار پروپیلن مواد گرما – سخت نیز که از راه پردازش گرمایشی مواد گرما نرم تولید می شوند ، کاربرد گسترده ای پیدا کردند . در این باره می توان به بسپار اتیلن پخته یا کراس لینک شده XLPE اشاره نمود که امروزه جایگاه مهمی در ساختمان کابلهای فشار میانی و فشار قوی و فرا فشار قوی یافته است .
دهه ی 1950 (1330 خورشیدی ) را می توان سر آغاز به کار گیری مواد بسپاری در فراورده های بازرگانی صنعت کابل به شمار آورد . در ساختمان کابلهای فشار ضعیف با مقاطع کوچک به ویژه در آمریکا مواد خشک به عنوان عایق از خیلی بیشترها نیز کاربرد پیدا کرده بود ، هر چند اروپایی ها به ویژه در آلمان ، انگلیس ، فرانسه و ایتالیا به کابلهای با عایق کاغذی روغنی گرایش داشتند ، آنها حتی کابلهای فشار ضعیف با مقاطع بزرگ را نیز با این عایق می ساختند و معمولا” آنها را با غلاف سربی و زره فولادی و بعدها آلومینیومی پشتیبانی می کردند .
با پیدایش پی ، وی ،سی رفته رفته این گرایشهای سخت گیرانه تغییر راستا داد و این ماده به ویژه در کابلهای فشار ضعیف با مقاطع کوچک کاربرد عامتری یافت ،به ویژه که پدیده ی خشک افتادن بخشهایی از کابلهای کاغذی روغنی پرجریان فشار ضعیف در زمینهای شیب دار ، آلایندگیهای بر آمده از روغن آنها که گاهی دشواری زا می شدند ،بدین تغییر گرایش دامن می زد . کابلهای با عایق پی ،وی ،سی دشواریهای اشاره شده را نداشته ،نصب آسانتری داشته و نیاز به حفاظت بسیار دقیق پیدا نمی کردند . این دلایل و برتریهایی که در درازمدت خود را نشان می دادند باعث شد تا کاربرد کابلهای خشک فشار ضعیف با مقاطع بزرگ نیز روز به روز توجیه بیشتری پیدا کند . یکی از دلایل مهم دیگری نیز که باعث شد تا کابلهای خشک آینده را از آن خود کند سادگی فرایند ساخت و ارزانی آن بود زیرا کار ساخت آنها با روش تزریق و اندود سازی انجام می گرفت ، لایه ی عایق آنها یکپارچه و تک ماده بود (در برابردو ماده بودن کاغذ آغشته به روغن ).این نکته رفته رفته اهمیت خود را نشان می داد زیرا نبود روغن و آلایندگیهای ناشی از آن ،از آسیبهای وارده بر محیط زیست بسیار می کاست و کار نصب مفصل ها و سر کابل بندیها را هر چه ساده تر می کرد.
نخستین کابلهای با عایق بسپاری در نیمه های دهه 1940 (دهه ی 1320 خورشیدی )ساخته شد و همان طور که پیش از این گفته شد این ماده بسپاری پلی وینیل کلراید (پی ،وی ،سی )بود . کاربرد عملی این کابل در دهه ی 1950 (دهه ی 1330 خورشیدی )پا گرفت ، اما بزودی روشن شد که به علت بالا بودن تلفات دی الکتریک (8 0 /0=tan&)و شاید تا اندازه ای عالی روی آوردند،این ماده ی ناقطبی به عنوان عایق کابل در سال 1844 (1323 خورشیدی )در آمریکا در کابلهای 3 کیلو ولتی و درسال 1947 (1326 خورشیدی ) در سوییس برای کابلهای 20 کیلو ولتی به کار رفت و سرانجام آن که در سال 1966 (1345 خورشیدی ) در ساخت کابلهای 138 کیلو ولتی و سه سال بعد در ساخت کابلهای 220 کیلو ولتی و در سال 1986 (1365 خورشیدی ) در کابلهای 400 کیلو واتی خشک در فرانسه به کار گرفته شد ولی به علت محدودیتهای دمایی هرگز به کاربردی گسترده دست نیافت ، زیرا بسپار اتیلن با همه برتریهای در خور توجه اش در دمای بالاتر از دمای C70 نرم و خمیری و در C90 به بالا تا اندازه ای روان می شود ولی از آنجا که به علت محدودیت مقاطع رساناها و توجیه های اقتصادی در زمینه ی مصرف مس و آلومینیوم ،دمای رساناها در کابلها نزدیک به C90 در نظر گرفته می شد ،این ماده با محدودیت کاربرد روبرو گردید ،ولی ویژگیهای برتر آن همواره این امکان را می داد که با انجام روشهای بهینه سازی بر ویزگیهای نامناسب آن قائق آیند . در این رهگذر بود که شیوه ی پخت (کراس لینک کردن )آن مطرح گردید (این روش با نام ولکانیزه (گوگردی )کردن ،از پیش در تولید هر گونه لاستیک شناخته شده بود )ماده ای که از این راه بدست آمد یک ماده ی گرما –سخت (ترموستینگ )کشسان بود که با نام XLPE یا بسپار اتیلن کراس لینک شده نامور گردید و بزودی و بی درنگ جای نخست را در فرایند عایقکاری کابلهای با فشارهای بالاتر از آن خود کرد . نخستین کاربرد عملی این ماده در کابلهای فشار قوی به دهه ی 1960 (دهه ی 1340 خورشیدی )بر میگردد ولی این در سال 1953 (1332 خورشیدی )بود که کابل خشک با عایق XLPEدر کارخانه ی جنرال الکتریک آمریکا ساخته شد . این ماده با دارا بودن ویژگیهای برقی بسیار عالی بزودی راه خود را در کابلهای فرافشار قوی نیز پیدا کرد . در این میان آنچه که هنوز هم کاربرمواد بسپاری گرما –نرم و گرما –سخت را تا اندازه ای دچار تردید می ساخت وجود حفره ها و روزنهای بسیار ریز در لایه های عایق و پیدایش پدیده های تخلیه های جزئی و پدیده ی آب درختی در آنها بود که این گروه از کابلها را دچار فرسایش و گسیختگی زود هنگام می کرد و راهی نیز برای پر کردن این حفره هاوجود نداشت .
فهرست
(1 )کابل 6
(1-1 )کابل های بسپاری 10
(2-1 )تاریخچه کابل سازی در ایران 16
(3-1 ) مراحل کابل سازی 26
(4-1 )مراحل تولید کابل 70 * 12 *3 سکتوری خاص 29 (5-1 )مراحل ساخت کابل kv 230 29
(6-1 ) مراحل تولید کابل 1600 mm2 : 230 kv 30
(7-1)مراحل کابل فشار متوسط : 70-120 *3 31
(8-1 ) ccv 31
(9- 1 ) استرندر 91 رشته 35
(10-1 )اسکرین 39
(2) آزمایشگاه فشار قوی 44
(1-2 )آزمون کابل 46
(2-2 ) آزمون های جاری کابل های توزیع 58
(3-2 ) آزمون نوعی برروی کابلهای خشک 62
(4-2 ) آزمون های کابلهای فشار ضعیف 63
(5-2 ) آزمون های جایگاهی 65
(6-2 )روکش 68
(7-2 )شرایط آزمون ها 69
(8-2 )آزمون های نمونه ای 72
(9-2 )آزمون های تکراری 74
(10-2 ) آزمون های نوعی (برقی ) 78
(11-2 )استاندارد IEC شماره 60840 90
( 12-2 ) آزمون ولتاژ 92
(13-2)آزمون های نمونه 100
(14-2)ژنراتور ضربه 105
(15-2)ترانسفورماتور آزمایشگاهی چند پله 109
(16-2 )مگااهم متر (مگر ) 115
(17-2 ) آزمایشگاه فشار قوی 117
(18-2) مراجع 118
| فرمت فایل: Word (قابل ویرایش) |
| تعداد صفحات: 119 |
| حجم: 6.64 مگابایت |