نظام التعليق في العوازل لخطوط نقل الكهرباء

ElectroPro | 06/19/2020 | دروس الهندسة الكهربائية | لا توجد تعليقات

ماهو نظام التعليق في العوازل الكهربائية ؟ وكيف يمكننا التعبير عن كفاءة السلسلة ؟

نظام التعليق في العوازل Suspension type string insulator

✔ هي سلسلة من الأقراص البورسلانية المتصلة ببعضها على شكل سلسلة من خلال روابط و نقط إتصال معدنية.

✔ تستخدم هذه العوازل على نطاق واسع في أنظمة نقل الكهرباء الهوائية و هناك شيء مهم يجب مراعاته في تلك العوازل و هو ما يسمى كفاءة العازل أو كفاءة السلسلة string efficiency.

✔ تدرج الكمون على السلسلة :

يوضح الشكل المرفق بالمنشور سلسلة تعليق مكونة من ثلاث أقراص و نظرًا لأن كل قرص بورسلين يقع بين وصلتين معدنيتين ، فإنه يشكل مكثفًا capacitor.

تُعرف سعة capacitance هذا المكثف بالسعة الذاتية self-capacitance أو السعة المتبادلة إضافة إلى ذلك ، هناك سعة الهواء أيضًا بين الوصلات المعدنية و البرج المؤرض و تعرف بإسم shunt capacitance وكما هو واضح في الشكل الدارة المكافئة لعازل التعليق مكون من ثلاث أقراص مع إفتراض أن السعة مع البرج هي جزء بسيط من السعة الذاتية, أي :

shunt capacitance = k * self-capacitance

إذا كانت هناك سعة ذاتية فقط، فسيكون تيار الشحن charging current هو نفسه يمر من خلال كافة الأقراص. في هذه الحالة ، يتوزع الجهد الكهربائي بشكل متساوي عبر السلسلة ، أي أن الجهد عبر كل قرص سيكون هو نفسه. و لكن نظرًا لوجود السعة مع البرج ، فإن تيار الشحن ليس هو نفسه الذي يمر من خلال كافة الأقراص.

و من الواضح أن الجهد يبلغ عبر القرص العلوي القيمة الدنيا في حين أن الجهد عبر القرص الأقرب للناقل يبلغ الحد الأقصى، أي :

V3 = V1 (1 + 3k + k2)

و يستمر الجهد عبر القرص في التناقص. نظرًا لتوزيع الجهد غير المنتظم عبر السلسلة ، و بالتالي فإن الوحدة الأقرب إلى الناقل تتعرض لأعلى إجهاد كهربائي و من المحتمل أن يتم ثقبها و بالتالي قد يتم ثقب الأقراص الأخرى على التوالي. لذلك ، هذا التوزيع غير المتكافئ للجهد غير مرغوب فيه و يتم التعبير عنه عادة بكفاءة السلسلة.

✔يعبر عن الكفاءة تلك بالمعادلة التالية :

كفاءة السلسلة = الجهد عبر السلسلة / (عدد الأقراص X الجهد عبر القرص الأقرب إلى الناقل )

تصبح كفاءة السلسلة 100٪ إذا كان الجهد عبر كل قرص هو نفسه تمامًا ، و لكن هذه حالة مثالية و مستحيلة عمليا” بالنسبة للجهد المتناوب AC أما في النظام المستمر DC ، فإن السعات العازلة غير فعالة ، و يكون الجهد في كل قرص هو ذاته و هذا هو السبب في أن كفاءة السلسلة لنظام DC هي 100٪ .

يزداد عدم التساوي في تدرج الجهد مع زيادة عدد الأقراص في السلسلة. لذلك تعد السلاسل الأقصر أكثر فعالية من السلاسل الأطول.

لا تنسى مشاركة الموضوع مع الاصدقا على مواقع التواصل الاجتماعي في الاسفل لتعم الفائدة 💗