تله خط یا تله موج (line trap)

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: دو منظور اساسی از بکارگیری تله خط در شبکه دنبال می شود :
1- خط یک امپدانس تعریف شده بدون توجه به شرایط بهره برداری در شبکه فشار قوی پشت تله خط (این ویژگی تله خط مانع اتلاف بیهوده قدرت سیگنال کاربر در اثر نشت آن به شبکه پشت تله خط، که ممکن است با کلید زنی آرایشهای مختلفی داشته باشد، خواهد شد).
2- محدود کردن سیگنالهای مخابراتی به بخشی از شبکه انتقال انرژی که تله خط در انتهای آن قرار دارد (شبکه مخابراتی) و جلوگیری از نفوذ این سیگنالها به شبکه های مجاور (چنانچه این هدف برآورده شود می توان در بخشهای دیگر شبکه مجدداً از باندهای فرکانس مشابه استفاده نمود) .

ساختمان تله خط
در شکل 1 اجزاء اصلی تشکیل دهنده یک تله خط LT معرفی شده اند. از میان آنها عناصر اصلی تله خط LT ، که معرف رفتار وسیله در شبکه انتقال انرژی و شبکه مخابراتی هستند، در شکل 5 نشان داده شده اند. این اجزاء عبارتند از :
1- پیچک اصلی (Main coil)
2- وسیله تنظیم (Tuning device)
3- وسیله محافظ (Protective device)
یک تله خط با اجزاء فوق برای نصب در حد فاصل نقطه ورودی سیگنال کاربر و سایر تجهیزات شبکه قدرت نظیر تسمه ها و ترانسفورماتورها در نظر گرفته می شود. پیچک اصلی همراه با وسیله تنظیم، در حالیکه از امیدانس قابل اغماضی در فرکانس شبکه انتقال انرژی (50 یا 60 هرتز) برخوردار می باشد، در برابر یک یا چند فرکانس کاربر و با باند فرکانسی، امیدانس نسبتاً بزرگی از خود نشان داده و مایع نفوذ سیگنالهای مخابراتی به محیط سست می گردد.
در یک بررسی دقیق (هنگام ارزیابی فنی پیشنهادهای مختلف) لازم است وظیفه و مشخصه های الکتریکی و غیرالکتریکی سایر اجزاء تله خط نیز مورد توجه قرار گیرند :
4- ترمینالهای اتصال تله خط به شبکه فشار قوی
5- حلقه محافظ کرونا
6- اسپایدر (Spider)
7- جمعه آویز (Suspension ring)
8- تسمه های نگهدارنده (Insulated tie bars)
9- پایه (جهت نصب تله خط روی پایه)
10- توری جهت ممانعت از ورود پرندگان

مشخصات عمومی اجزاء یک تله خط
الف) پیچک اصلی (Main coil)
پیچک اصلی نقش یک اندوکتیویته را در تله خط ایفاء می کند. یک تله خط در محل ورود خط انتقال به پست فشار قوی و سری با خط قرار می گیرد. به همین دلیل پیچک اصلی که رابط واقعی شبکه انتقال انرژی و پست فشار قوی است، علاوه بر شرایط آب و هوایی محل پست باید قادر باشد کلیه مشخصات لاینفک خط انتقال، نظیر جریان نامی، جریان اتصال کوتاه، تنشهای ولتاژی و مکانیکی شبکه را تحمل نماید. عموماً تله خط ها باید از قابلیت دسترسی (Availability) بالایی برخوردار باشند. در واقع طرح آنها باید آنچنان باشد که در طول عمر مفید خود با حداقل تعداد خرابی و زمان تعمیر و نگهداری مواجه گردند. زیرا هر بار خارج شدن تله خط از مدار به معنی از دست دادن یک خط انتقال انرژی می باشد. از این نظر مشخصات عمومی که در زیر مطرح می شوند حائز اهمیت بسیاری در طراحی ساختمان پیچک اصلی می باشند.
پیچک اصلی اساساً از یک هادی که بصورت سیلندری پیچیده می شود تشکیل شده است. در دو انتها، پیچک به ترمینالهایی ختم می شود که از یک طرف به خط انتقال و خازن کوپلاژ و از سمت دیگر به پست فشار قوی متصل می گردد. هادی پیچک اصلی غالباً از جنس آلومینیوم و بصورت رشته ای (Stranded) با مقطع مستطیلی ساخته می شود. انزولاسیون مثال حلقه های مجاور پیچک به دو روش کلی تأمین می گردد. هر یک از این روشها دارای مزایا و معایبی هستند که در زیر بررسی می شوند :
1- روش اول: پیچک اصلی با عایق هوا (Non-insulated / Air-insulated)
در این روش که روش متداولتری است، هادی آلومینیومی در حالیکه فاقد پوشش عایقی بوده و مستقیماً با هوای آزاد در تماس است، پیچیده می شود. استقامت الکتریکی میان حلقه ها توسط فواصل هوایی تأمین می گردد. این فواصل هوایی از نظر فیزیکی توسط مجموعه ای از فاصله نگهدارها (Spacers) و با نوارهای عایقی از جنس Fiberglass حفظ می شوند. به منظور افزایش استقامت این عایقها در برابر شرایط مختلف آب و هوایی نوعی Rosin هم به آن اضافه می کنند. در هنگام وقوع یک اتصال کوتاه، نیروهای حاصله توسط این فاصله نگهدارها و یا نوارهای عایقی جذب می شوند.
با این آرایش هر یک از رشته های سازنده هادی اصلی در مجاورت هوا اکسیده شده و یک لایه عایقی در سطح خارجی خود پدید می آورند. این لایه عایقی می تواند شدت جریانهای گردابی (Eddy current) ناشی از میدان مغناطیسی قوی درون پیچک را تغلیل داده و از تلفات حرارتی پیچک بکاهد. ضمن اینکه تبادل حرارتی میان پیچک و محیط اطراف بدون واسطه صورت می پذیرد. در این روش هادی پیچک مستقیماً در معرض آلودگی محیط واقع شده و ممکن است در شرایط بحرانی، فاصله خزشی (Creepage distance) میان حلقه ها نیازمند توجه خاص باشد. برای اینکه اشیاء خارجی و پرندگان نتوانند با وارد شدن به درون پیچک اتصال کوتاهی میان حلقه ها ایجاد نمایند، باید در اماکنی که احتمال این خطر پیش بینی می شود از تورهایی در طرفین پیچک (Bird barriers) به منظور ممانعت از ورود اشیاء خارجی و یا پرندگان استفاده نمائیم.
2- روش دوم : پیچک اصلی با پوشش عایق (Insulated)
در این روش ابتدا هادی آلومینیومی در یک پوشش عایقی از جنس Fiberglass و Resin پوشانده شده و در مرحله بعد پیچانده می شود. به این ترتیب پس هر دو حلقه مجاور، دو لایه عایقی قرار گرفته و پیچک از استقامت مناسب در برابر تنشهای الکتریکی و مکانیکی برخوردار خواهد بود (در این وضعیت نیروهای مکانیکی در امتداد محیط هر حلقه بصورت یکنواخت توزیع می شوند، برخلاف روش اول که این نیروها را تنها نقاط خاصی از محیط حلقه که دارای فاصله نگهدار هستند، تحمل می نمایند). در این روش هادی پیچک مستقیماً در مجاورت هوای آزاد قرار ندارد. این ویژگی باعث می شود که مشکل آلودگی محیط و اتصال کوتاه میان حلقه ها بدنبال ورود اشیاء خارجی و پرندگان به درون پیچک مطرح نبوده و بنابراین لزومی به وجود توری (Bird barrier) نیز احساس نگردد. تبادل حرارتی با محیط در این روش با واسطه و دشوارتر از روش نخست صورت می پذیرد. اثرات حرارتی و دینامیکی جریان اتصال کوتاه، جریان عادی شبکه و اضافه بارها ممکن است باعث ترک خوردن پوشش رزینی شده و این از جمله معایب این روش است. بکار بردن روکش عایقی روی هادی پیچک اصلی، ظرفیت خازن خودی (Self-capacitance) پیچک را افزایش داده و به این ترتیب فرکانس تشدید آن را کوچکتر می نماید، تغییری که از دید تبادل اطلاعات در شبکه مخابراتی، مطلوب ارزیابی نمی شود. بسته به جریان نامی شبکه نقل انرژی و اندوکتیویته مورد نیاز شبکه مخابراتی، پیچک با سیم ساده و با دوبل و بصورت تکه لایه با چند لایه پیچیده می شود. چند لایه پیچیده شدن پیچک ظرفیت خودی آن را افزایش می دهد و همانطوریکه گفته شد این یک مزیت برای آن محسوب نمی گردد.
از نظر مکانیکی حداکثر نیروی وارده به تله خط، حین عبور جریان اتصال کوتاه و در یک نخست آن اتفاق می افتد. علاوه بر نیروهای وارده در دو جهت محوری و شعاعی، باید نیروهایی را که از طریق ترمینالها اعمال می شوند نیز در نظر گرفته شوند. معمولاً کنترل نیروهای وارده از طریق ترمینالها با اصلاح آرامش فیزیکی آنها صورت می پذیرد. همچنین باید از عبور جریان اتصال کوتاه از طریق اسپایدرها احتراز شود، زیرا این پدیده سست ظهور نیروهای الکترومغناطیسی بزرگ می گردد. مقطع پیچک اصلی غالباً بصورت مستطیلی ساخته می شود. با این شکل اگر پیچک طوری پیچیده شود که بهای کوچکتر مستطیل متوجه سطوح جانبی سیلندر باشد، پیچک از استقامت بیشتری برخوردار خواهد بود. در هر صورت استقامت مکانیکی پیچک اصلی در برابر نیروهای منقبض شونده محوری و نیروهای منبسط شونده شعاعی باید طی تله خط را می توان برحسب وزن، ابعاد، تعداد، فواصل هوایی مجاز، مشخصات ترانسفورماتور ولتاژ خازنی (CVT) ، پست و ... تصور مختلف آویز، عمودی (روی CVT با مقره ایکایی) و با افقی (روی مقره انکایی) نصب نمود. نصب افقی تله خط ساعت کاهش نرخ تبادل حرارتی آن می شود. برای بارگیری بهینه از تله خط نصب عمودی مناسب تر است.
هر پیچک علاوه بر اندوکتانس خودی با حقیقی Lt دارای یک ظرفیت خارجی خودی Cr (Self-capacitance) هم می باشد. همانطوریکه گفته شد این ظرفیت خازنی از نظر کمی تابعی از طرح ساختمانی پیچک اصلی بوده و اهمیت نسبی آن با افزایش فرکانس بیشتر می شود. فرکانس تشدید ذاتی (Self-resonant frequency) یک پیچک، فرکانسی است که در آن اندوکتانس حقیقی Lt با ظرفیت خودی Cr پیچک در وضعیت تشدید الکتریکی قرار می گیرند. برای عملکرد صحیح سیگنال کاربر، در طراحی ساختمان پیچک اصلی در کنار سایر مشخصات لازم باید در جهت افزایش فرکانس تشدید ذاتی تلاش گردد. مطابق استاندارد IEC 353 فرکانس تشدید ذاتی پیچک اصلی یک تله خط باید از kHz 500 بزرگتر باشد. مگر برای تله خط هایی که اندوکتانس نامی آنها از Mh 5/0 بزرگتر است و ممکن است دست یافتن به جنس شرطی از نظر ساختمان فیزیکی عملی نباشد.

ب) وسیله تنظیم (Tuning device)
یک وسیله تنظیم آرایه ای از خازنها، سلفها و مقاومتها است که از نظر فیزیکی در داخل و از نظر الکتریکی موازی با پیچک اصلی نصب می شود. وسیله تنظیم TD و پیچک اصلی MC ، از دید شبکه مخابراتی، بصورت یک فیلتر یا یک یا چند فرکانس قطع و یا یک باید قطع گسترده عمل می کنند.
همانطوریکه قبلاً هم گفته شده یک تله خط باید از قابلیت دسترسی (Availability) بالایی در طول عمر خود بهره مند باشد. زیرا هر بار تعمیر تله خط و یا تعویض و تنظیم مجدد وسیله تنظیم به معنی قطع و از دست دادن یک خط انتقال انرژی است از این نظر معنی قابلیت اعتماد سیستم PLC و ارسال مطمئن سیگنالهای کاربر، وسیله تنظیم در درجه اول اهمیت قرار دارد. به همین علت طراحی وسیله تنظیم باید آنچنان باشد که بدلیل افزایش درجه حرارت و با میدان مغناطیسی در درون پیچک اصلی (در اثر عبور جریان دائم بامی IN ، جریان کوتاه مدت بامی IKN و با اضافه بارهای اضطراری) هیچگونه آسیب فیزیکی ندیده و نیز تعبیر قابل توجهی در مشخصه قطع و یا سد کنندگی تله خط (Blocking requirements) بوجود نیامد. علاوه بر این برای حفاظت اجزاء وسیله تنظیم در برابر شرایط آب و هوایی مختلف بایستی این اجزاء در یک محفظه غیر قابل نفوذ یک یا چند لایه ای جاسازی شوند. جهت حفاظت وسیله تنظیم در برابر تنشهای ولتاژی باید در تعیین استقامت عایقی آن از یک حاشیه ایمنی مطمئن (طبق استاندارد حداقل go 30) نسبت به اضافه ولتاژهای موقتی و سطوح حفاظتی وسیله محافظ PD استفاده شود. وسیله تنظیم باید آنچنان در داخل پیچک اصلی نصب گردد که امکان تعویض و تنظیم آن بدون دستگاری تله خط موجود باشد.

ج) وسیله محافظ (Protective device)
د) سایر اجزاء
پیچک اصلی در دو انتها دو اسپایدر (Spider) ختم می شود. اسپایدرها معمولاً دارای 4 یا 6 و یا 8 بازو بوده و باید از مواد غیر مغناطیسی ساخته شوند تا بدین ترتیب از گرم شدن آنها در اثر میدانهای مغناطیسی قوی درون پیچک جلوگیری به عمل آید. با این ساختمان، پیچک اصلی یک سیلندر خود نگهدار (Self-supporting) را تشکیل می دهد و می تواند توسط یک پایه نگهدارنده (Pedestal) روی مقره های اتکایی، خازن کوپلاژ و یا CVT نصب گردد. پایه نگهدارنده نیز بدلایل گفته شده باید در مواد غیر مغناطیسی ساخته شود. بعلاوه پایه مذکور باید از ارتفاع کافی برخوردار باشد تا بدین وسیله حرارت بیش از حد مجاز به مقره امکانی ، خازن کوپلاژ و یا CVT مستقل نگردد. در تله خط هایی که بصورت آویز نصب می شوند، در یک مجموعه تسمه های نگهدارنده (Tie bars) که اسباندر فوقانی را به اسباندر تحتانی وصل می کند، استفاده می نمایند. استقامت کششی تله خط تابع تعداد و استقامت این تسمه های نگهدارنده عایق که از جنس Fiberglass + Resin ساخته می شوند، می باشد. مطابق استاندارد IEC 353 استقامت کششی تله خط های آویزی حداقل باید دو برابر وزن تله خط بعلاوه N 5000 باشد. گاهی اوقات به منظور جلوگیری از نوسان تله خط های آویزی و حفظ حداقل فواصل هوایی مجاز آنها را بتوسط حلقه لنگر (Anchor ring) مهار می کنند.
برحسب نیاز می توان اجزاء دیگری نظیر حلقه کرونا و توری پرندگان را روی تله خط نصب نمود. با توجه به مسائل فوق الذکر و سایر مشخصات بامی، تله خط ها در پروژه استاندارد پستهای 132 کیلوولت عموماً روی CVT نصب خواهند شد.

نحوه اتصال تله خط به شبکه فشار قوی
شکل 1 همچنین نشان می دهد که یک تله خط LT در انتهای خط انتقال انرژی و در نقطه ورود به پست قرار گرفته و بصورت سری با شبکه متصل می گردد. این مسئله حائز اهمیت زیادی است. زیرا تحت این شرایط تله خط LT باید قادر باشد آثار الکتریکی، مکانیکی و حرارتی مختلفی را که از جریانهای نامی و اتصال کوتاه شبکه، اضافه ولتاژهای صاعقه و کلید زنی و ... ناشی می شوند و نیز شرایط آب و هوایی و محیطی از قبیل آلودگی را بخوبی تحمل نماید.
اینکه روی کدامیک از فازهای یک خط انتقال باید تله خط نصب نمائیم، بستگی به این دارد که بخواهیم از چند فاز خط انتقال انرژی جهت مخابره اطلاعات استفاده کنیم. همانطوریکه در بند 3 گفته شده، کوپلاژ سیستم PLC ممکن است با اشکال مختلف تکفازه، دوفازه و یا سه فازه انجام گیرد. انتخاب یکی از این انواع به عوامل مختلفی بستگی داشته و از پیش نمی توان یک قاعده کلی ارائه نمود. به هر حال در طرح استاندارد پستهای 132 کیلوولت امکان نصب تله خط روی هر سه فاز ملحوظ خواهد شد.
بطور کلی از تله خط به منظور ایزوله کردن شبکه مخابراتی از شبکه نقل انرژی استفاده می شود. گاهی اوقات برای اینکه بتوانیم از دو قسمت یک شبکه نقل انرژی به هم پیوسته برای تبادل اطلاعات مختلف در یک باند فرکانسی مشترک استفاده کنیم، از یک سیستم تله خط در حدفاصل این دو شبکه به منظور ایزوله نمودن آنها از لحاظ مخابراتی استفاده می نمائیم. البته توصیه شده است که برای استفاده از یک باید فرکانسی مشترک، دو شبکه باید حداقل به اندازه دو تست انتقال انرژی با هم فاصله داشته باشند با تضعیف لازم در سیگنالهای مخابراتی ایجاد شده و تداخل قابل ملاحظه ای در شبکه های مربوطه از لحاظ دریافت و ارسال اطلاعات حاصل نگردد.

روشهای مختلف نصب تله خط در پست فشار قوی
یک تله خط به دو شکل کلی در پست فشار قوی نصب می گردد :
1- نصب تله خط بصورت آویز (Supension mounting) :
تله خط هایی که قرار است بصورت آویز نصب گردند باید به حلقه های آویز (Suspension ring) مجهز باشند. معمولاً این حلقه ها بطور مستقیم به اسپایدر فوقانی متصل می گردند و تعداد آنها بسته به بزرگی تله خط ممکن است به دو ، سه و یا چهار عدد نیز افزایش یابد. در این طریقه نصب باید ابعاد تله خط، از لحاظ فواصل هوایی مجاز (Clearances) میان فازهای مجاور و فازها و گنتری، مورد توجه قرار گیرند. گاهی اوقات ممکن است لازم باشد، برای جلوگیری از نوسان تله خط و حفظ فواصل هوایی مجاز، از یک حلقه لنگر (Anchor ring)، که به اسپایدر تحتانی متصل شده و تله خط توسط آن مهار می شود، کمک گرفته شود. بعلاوه در این نحوه اتصال، وزن تله خط در رابطه با استقامت کشش آن، که به تعداد و استقامت کششی تسمه های نگهدارنده (Tie bars) بستگی دارد، اهمیت می یابد.
2- نصب تله خط روی پایه (Pedestal mounting) :
در این روش نصب تله خط با یک پایه (Pedestal) مجهز شده و روی مقره های اتکایی نصب می گردد. تله خط های کوچک با متوسط با وزن و ابعاد کم را معمولاً می توان روی خازن کوپلاژ و یا روی CVT نصب نمود. این طریقه نصب علاوه بر اینکه از لحاظ جاگیری مناسب تر است، هزینه های مربوط به سازه نگهدارنده و سایر اتصالات فشار قوی را نیز کاهش می دهد. در مورد تله خط های بزرگ این نحوه نصب عملی نموده و باید از سه یا چهار مقره اتکایی برای نصب آنها سود جست. برحسب نیاز، نصب تله خط ها بصورت افقی نیز عملی می باشد. هر چند نصب عمودی تله خط از نظر تبادل حرارتی مناسبتر می باشد.
بطور کلی نصب تله خط روی پایه از لحاظ بهره برداری، تعویض و یا تنظیم مجدد وسیله تنظیم TD مناسبتر است. هر چند ممکن است در مورد تله خط های بزرگ، فواصل هوایی فاز- فاز محتاج توجه ویژه ای باشند.
بررسی آماری که از پستهای 132 کیلو ولت سراسر کشور جمع آوری شده نشان می دهد که بیشتر خطوط مجهز به تله خط هایی با اندوکتانس نامی حداکثر تا Mh5/0 و جریان نامی 1000 تا A 1250 هستند. در موارد نادری تله خط های mH 1 نیز بکار گرفته شده است. بررسی مقادیر اندوکتانس و جریان نامی تی پی کال تله خط های بکار گرفته شده در سطح ولتاژی 132 کیلوولت و مشخصاتی که از طرف سازندگان ارائه می شود نشان می دهد که تله خط ها با مشخصات فوق در اغلب موارد قابل نصب روی CVT هستند. با توجه به مزایای پیشگفته برای نصب تله خط روی CVT در طرح استاندارد پستهای 132 کیلوولت این طریقه پیشنهاد شده است. در موارد نادری که بیشتر در مورد تله خط ها با اندوکتانس و با جریان نامی های بزرگ پیش می آید و بدلیل سنگینی و حجم و ابعاد، امکان نصب روی CVT وجود نداشته باشد ، تله خط ها بصورت آویز نصب خواهند شد. در طراحی گستری ها مشخصات لازم از نظر حداقل فواصل هوایی و طرح فونداسیون آن برای نصب آویز حداکثر دو تله خط در نظر گرفته خواهد شد.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 226]