كيفية اختيار برنامج تشغيل HTLS لخطوط الجهد العالي ?

مقدمة

في مواجهة النمو المستمر في الطلب على الطاقة, يصبح تسارع تحديث الشبكات الكهربائية أولوية. تمثل برامج تشغيل HTLS حلاً رئيسيًا لزيادة قدرة خطوط الجهد العالي, دون تعديل الهياكل الحالية. ولكن كيفية اختيار النوع الصحيح من برنامج تشغيل HTLS مناسب لمشروعك ? يساعدك هذا الدليل العملي على فهم الأنواع المختلفة من برامج تشغيل HTLS, مزاياهم, والمعايير الفنية التي يجب مراعاتها لاتخاذ خيار مستنير.

ما هو سائق HTLS ?

السائقين HTLS (انخفاض درجة الحرارة المنخفضة, أو ارتفاع درجة الحرارة, سهم منخفض) هل السائقين الكهربائيين مصممة خصيصًا لنقل كميات كبيرة من الكهرباء على مسافات طويلة, مع الحد من السهم (انحناء الكابلات تحت تأثير الحرارة والوزن). على عكس السائقين التقليديين مثل ACSR, السائقين HTLS يمكن أن تعمل في درجات حرارة عالية (حتى 210 درجة مئوية أو أكثر), دون المساس بأدائها الميكانيكي.

وهي مكونة من مواد متقدمة مثل النفوس في الألياف المركبة, في سبائك الألومنيوم الصلب أو الحراري القائم على الحرارية, محاطة بطبقات موصلة تتكيف مع القيود الحرارية الشديدة. تتيح هذه الخصائص قدرة نقل تيار أعلى بكثير, دون الحاجة إلى تعديل الأعمدة أو الهياكل الموجودة.

يتم الآن استخدام برامج تشغيل HTLS على نطاق واسع في مشاريع تحديث الشبكات الكهربائية, خاصة في المناطق ذات الكثافة الحضرية العالية, المناطق الجبلية, أو في ممرات نقل الطاقة المشبعة. يتم تشجيع اعتمادهم أيضًا من خلال أهداف انتقال الطاقة وصعود الشبكات الذكية.

لماذا تختار برنامج تشغيل HTLS ?

السائقين HTLS لديهم العديد من المزايا التقنية والاقتصادية, الذين يجعلوهم حلول اختيار لمشاريع تعزيز الجهد العالي. فيما يلي الأسباب الرئيسية لتبنيها المتزايد :

قدرة نقل متفوقة

يستخدم برامج تشغيل HTLS مواد موصلة عالية الأداء, مثل سبائك الألومنيوم منخفضة المقاومة أو النفوس المركبة. لذا, القطر والوزن المكافئ, يمكن لسائق HTLS نقل ما يصل إلى ضعف مثل سائق تقليدي. هذا يجعل من الممكن زيادة قدرة الخطوط الموجودة بشكل كبير, دون تعديل البنية التحتية في المكان.

الحد من السهم الحراري عالية درجة الحرارة

على عكس السائقين التقليديين, يمكن للسائقين HTLS العمل في درجات حرارة عالية, يصل إلى 210 درجة مئوية, أكثر. حتى في ظل هذه الظروف القاسية, لا يزال تشوههم ضئيلًا. ويوضح ذلك باستخدام المواد ذات معامل التمدد الحراري المنخفض, مثل النفوس المركبة أو الفولاذ الخاص. هذه الخاصية ضرورية لضمان الأمان في البيئات القسرية, مثل المناطق الحضرية الكثيفة أو الصلبان على الطرق.

الحل الاقتصادي للتحديث دون إعادة البناء

إن استبدال سائق قديم بـ HTLS يجعل من الممكن مضاعفة سعة الخط, دون استبدال الأعمدة أو تعديل تباعد الهياكل. هذا يقلل إلى حد كبير من تكاليف الهندسة المدنية, المواعيد النهائية للتنفيذ, وانقطاع الخدمة.

زيادة مقاومة البيئات القاسية

يدعم سائقو HTLS حالات شديدة مثل الرياح القوية, دورات حرارية متطرفة, الرطوبة أو التلوث. وبالتالي فهي مناسبة للمناطق المعرضة لظروف مناخية صعبة.

يوفر كابل ZMS عدة أنواع من موصلات HTLS قادرة على العمل في البيئات القاسية, مع خدمة التخصيص وفقًا للقيود الفنية للمشروع.

الأنواع الرئيسية من برامج تشغيل HTLS وخصائصها

هناك عدة أنواع من برامج تشغيل HTLS, كل مصمم لتلبية قيود درجة حرارة محددة, مقاومة ميكانيكية أو بيئية. فيما يلي النماذج الأكثر شيوعًا في خطوط الجهد العالي.

برامج تشغيل ACCC (جوهر موصل الألمنيوم)

تتكون برامج تشغيل ACCC من روح مركزية في مادة مركبة (عموما في ألياف الكربون والزجاج), محاط بأسلاك الألمنيوم الحرارية.

هذه النواة المركبة لها ما يقرب من صفر تمدد حراري, الذي يحد بقوة من السهم, حتى في درجة حرارة عالية جدا.

بفضل نسبة الوزن/المقاومة الممتازة, برامج تشغيل ACCC يمكن نقل كمية كبيرة من التيار مع الحفاظ على مستوى منخفض من السهم. وبالتالي فهي مناسبة بشكل خاص للخطوط البالية الطويلة, إلى المناطق الحضرية, ومشاريع إعادة التأهيل دون تعديل الأعمدة.

ميزة أخرى : الروح المركبة لسائقي ACCC أخف وزنا. والنتيجة هي انخفاض الجهد/الحمل على هياكل الدعم للخطوط مثل الأعمدة, يعزل, الأسلحة المستعرضة, إلخ. هذا يسمح بالتركيب السهل دون الحاجة إلى التقوية الهيكلية.

سائقي ACSS (مدعوم من الصلب موصل الألومنيوم)

يتكون سائقو ACSS من خيوط فولاذية مجلفنة واحدة أو أكثر في الوسط, محاط بخيوط الألومنيوم المتكررة. يوفر هذا النوع من البناء مقاومة ميكانيكية ممتازة ويسمح بتشغيل درجات الحرارة العالية, ما يصل إلى 250 درجة مئوية.

على عكس برامج التشغيل التقليدية, استقبال ACSS الألومنيوم ليس محدد مسبقا. هذا يعني أن معظم الجر مدعوم من الروح الفولاذية, حتى ساخن. هذا السلوك يجعل ACSS مناسبًا بشكل خاص للفضول الطويل أو الخطوط الخاضعة للأحمال الميكانيكية المهمة, كما هو الحال في المناطق المتعرجة أو الجبلية.

علاوة على ذلك, إن أدائها الحراري العالي يجعل من الممكن تقوية خط موجود دون تغيير الهياكل, بينما تضمن موثوقية طويلة طويلة المدى.

سائقي ACCR (مركب موصل الألومنيوم معزز)

يستخدم سائقو ACCR روحًا مركزية في سبيكة الألمنيوم المعززة, غالبًا ما يتم دمجها مع ألياف السيراميك أو غيرها من المواد المتقدمة.

يمنحهم هذا الهيكل مقاومة ميكانيكية ممتازة, مع الحفاظ على خفة أكبر من سائقي الروح الصلب.

تكمن الميزة الرئيسية لـ ACCR في تمددها الحراري المنخفض للغاية مع الموصلية الكهربائية العالية. يمكنهم العمل في درجات حرارة تصل إلى 210 درجة مئوية, مع الحد من السهم الحراري. هذا يجعلها حلاً مثاليًا للمناطق المقيدة بالحجم, مثل عبور الأنهار, ممرات أو خطوط حضرية كثيفة ذات حجم مرئي.

ما هو أكثر من ذلك, مقاومتهم للتآكل ممتازة, مما يجعلها خيارًا جيدًا للبيئات الساحلية أو الصناعية العدوانية.

سائقي خانق / الفجوة نوع

سائقي خانق, وتسمى أيضا برامج تشغيل نوع الفجوة, يتكون من قلب سبيكة خارقة (النيكل مع معامل تمدد منخفض للغاية) محاط بخيوط الألمنيوم الكلاسيكية. هذا النوع من السائق لديه استقرار أبعاد جيد للغاية في درجة حرارة عالية, ما يصل إلى 250 درجة مئوية.

تكمن خصوصية سائق الفجوة في وجود مساحة (“فجوة”) بين الروح وطبقة الألومنيوم, مليئة بالدهون أو الزلقة.

يسمح هذا التكوين بتمديد الألومنيوم بشكل مستقل عن النواة, الذي يحد بشكل فعال من السهم الحراري. لذا, يظل السائق فعالًا حتى أثناء الاختلافات في درجة الحرارة القصوى.

غالبًا ما يتم استخدام برامج تشغيل Invar في مشاريع تجديد الخطوط الطويلة, أو عندما تكون القيود الميكانيكية عالية ولكن يجب أن يظل الحجم العمودي ضئيلًا.

سائقي TACSR / تثقيف (معزز الصلب المنحرف الألمنيوم الفولاذ / موصل الألومنيوم الصلب المعزز الألومنيوم)

برامج تشغيل TACSR و TACSRA هي متغيرات متقدمة من موصلات ACSR التقليدية.

إنهم يدمجون قلب فولاذي مقوى لضمان مقاومة ميكانيكية عالية, محاط بخيوط الألومنيوم مرتبة في شكل شبه منحرف (الكفاءة) أو الكلاسيكية (تثقيف).

هذا التصميم يحسن كثافة المواد الموصلة, السماح بتوصيل أفضل وزيادة قدرة النقل مقارنة بـ ACSR التقليدية.

كما يدعمون ارتفاع درجات حرارة التشغيل, عادة ما يصل إلى 150-170 درجة مئوية.

ال سائقي TACSR / تثقيف غالبًا ما يتم استخدامها لخطوط الجهد العالي التي تتطلب حل وسط جيد بين الأداء الميكانيكي والقدرة الحرارية, خاصة في المناطق في ظل الظروف المناخية المتغيرة.

معايير الأخذ في الاعتبار لاختيار برنامج تشغيل HTLS

لا يعتمد اختيار سائق HTLS فقط على أدائه الاسمي. يجب تكييفه مع القيود المحددة للمشروع وأهداف التشغيل. فيما يلي المعايير الرئيسية التي يجب مراعاتها :

مطلوب درجة حرارة التشغيل

كل نوع من برنامج تشغيل HTLS لديه حد حراري محدد (عموما ما بين 150 درجة مئوية و 250 درجة مئوية). من الضروري اختيار نموذج قادر على التشغيل في الحد الأقصى لدرجة الحرارة المقدمة دون فقدان الأداء أو التمديد المفرط.

قيد الخط الميكانيكي

تتطلب بعض الخطوط مقاومة عالية للجر (المناطق الجبلية, طويل, الظروف المناخية القصوى). سيكون سائقو الروح الصلب أو الخار أكثر ملاءمة في هذه الحالة.

الحد من السهم الحراري

في البيئات الحضرية, معابر الطريق أو السكك الحديدية, من الأهمية بمكان تقليل السهم. سائقي تمدد حراري منخفضة (لجنة التنسيق الإدارية, accr, Invar) هي المفضلة.

التوافق مع الهياكل الحالية

إذا كان المشروع يتعلق بتجديد خط موجود, من الضروري أن تأخذ في الاعتبار الحد الأقصى للأحمال الميكانيكية التي يمكن أن تدعمها الأعمدة. سائقي أخف وزنا أو انخفاض الجهود على الهياكل (مثل ACCCS) يمكن تجنب أعمال التعزيز باهظة الثمن.

الظروف البيئية

بيئة الملح, المناطق الصناعية التآكل, السعة الحرارية القوية ... العديد من العوامل التي تؤثر على اختيار مادة الروح والخيوط. على سبيل المثال, يشتهر سائقو ACCR بمقاومة التآكل الممتازة.

المعايير والمتطلبات المحلية

يجب على السائق المختار الامتثال للمعايير الدولية (اللجنة الانتخابية المستقلة, أستم, إلخ.) ولكن أيضا الخصائص التقنية المحلية (تكرار, التوتر nominale, اكتب التثبيت, إلخ.).

مقارنة برامج تشغيل HTLS وفقًا للمعايير الدولية

لتسهيل اختيار سائق HTLS ، تم تكييفه مع مشروع معين, من المفيد مقارنة أدائهم الفني على أساس المعايير الدولية الأكثر شيوعًا (اللجنة الانتخابية المستقلة, أستم, إلخ.).

يحتوي الجدول التالي على مقارنة اصطناعية للأنواع الرئيسية من موصلات HTLS :

نوع السائق	درجة حرارة كحد أقصى. (درجة مئوية)	السهم الحراري	المقاومة الميكانيكية	الموصلية	الوزن النسبي	المعايير الحالية
لجنة التنسيق الإدارية	200-210	ضعيف جدا	متوسط	عالي	ضوء	ASTM B987, اللجنة الانتخابية المستقلة 62004
ACSS	حتى 250	متوسط	عالي	متوسط	تلميذ	ASTM B856
accr	حتى 210	ضعيف جدا	متوسط ​​إلى مرتفع	عالي	ضوء	ASTM B609
Invar / فجوة	حتى 250	ضعيف	عالية جدا	متوسط	متوسط	اللجنة الانتخابية المستقلة 61089 + مواصفات محددة
الكفاءة / تثقيف	150-170	متوسط	عالي	متوسط	تلميذ	اللجنة الانتخابية المستقلة 62004, يكون 398

تفسير المعايير

أقصى درجة حرارة الخدمة : حاسم بالنسبة لمشاريع التحميل الزائد أو في المناطق ذات الطلب العالي للطاقة.

السهم الحراري : كلما كان ضعيفا, كلما كان السائق مناسبًا للمناطق الحضرية, لممرات الهواء الحرجة, إلخ.

المقاومة الميكانيكية : يحدد قدرة الموصل على دعم التوتر بين الأعمدة, خاصة في المناطق الريفية أو الجبلية.

المعايير : من الضروري التأكد من اعتماد السائقين وفقًا للمعايير المعترف بها (أستم, اللجنة الانتخابية المستقلة), ضمان الجودة والتوافق الفني.

يوفر كابل ZMS برامج تشغيل HTLS وفقًا للمعايير الدولية ويمكنه توفير شهادات الاختبار والاختبار المقابلة عند الطلب عند الطلب.

دراسة حالة : سيناريو اختيار برنامج تشغيل HTLS

لتوضيح عملية اختيار برنامج تشغيل HTLS المكيف, خذ مثالًا ملموسًا لتحديث خط موجود.

سياق المشروع

تخطط شركة كهرباء حاليًا لتقوية خط ما الحالي 220kV. يعبر هذا الخط منطقة محوبية مع كثافة بناء عالية. لكن, هياكل الدعم (أهم, العوازل) لا يمكن استبداله. لذلك من الضروري زيادة قدرة الخط دون تعديل البنية التحتية الحالية.

القيود الفنية المحددة

• زيادة قدرة النقل الحالية على الأقل 80 %
• تقليل السهم الحراري (خط فوق الطرق والمساكن)
• الحفاظ على أو تخفيف الحمل الميكانيكي على الأعمدة الموجودة
• ضمان مقاومة تآكل ممتازة (منطقة شبه صناعية)
• احترام معايير IEC والحد من تكاليف التدخل

التحليل والاختيار

• ACSR الكلاسيكية : غير مناسب, السعة غير الكافية والمقاومة الحرارية
• لجنة التنسيق الإدارية : الروح المركبة, انخفاض الوزن, الموصلية الممتازة, انخفاض السهم الحراري
• accr : أداء حراري وميكانيكي جيد, لكن تكلفة أعلى
• ACSS : ارتفاع درجة حرارة مؤهلة, لكن وزن كبير ومتوسط ​​السهم
• الكفاءة : التحسن المحتمل, لكن أقل كفاءة على السهم الحراري
• Invar / فجوة : جامدة جدا لتفتيت قصيرة وأكثر تكلفة للتركيب

خاتمة

برنامج تشغيل ACCC هنا هو الخيار الأمثل :

• زيادة في السعة دون الحمل الزائد من الهياكل
• سهم حراري منخفض جدا, متوافق مع البيئة الحضرية
• تقرير أداء جيد / يكلف
• الشهادة وفقًا لمعايير ASTM و IEC

لقد دعم كابل ZMS بالفعل مشاريع مماثلة حلول ACCI الشخصية, بما في ذلك دراسة الحمل, توريد الكابلات والمساعدة التقنية للتثبيت.

إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات التفصيلية, لا تتردد في الاتصال بنا !

خاتمة

تقدم برامج تشغيل HTLS استجابة ملموسة لتحديات تعزيز خطوط الطاقة دون تعديل الهياكل الحالية. بفضل أدائهم الحراري, الميكانيكية والبيئية, أنها تسمح بتحديث شبكات سريع وفعال. اختيار حكيمة, يرتبط باختبارات صارمة والتنفيذ الدقيق, ضروري لضمان كفاءتها الكاملة. مع تطوير الطاقات المتجددة وزيادة التدفقات الكهربائية, سيلعب سائقو HTLS دورًا مركزيًا بشكل متزايد في شبكات النقل في المستقبل.