هنگامی که در مقایسه میان شبکه هوایی و شبکه زمینی توزیع برق به ویژگیها، مزایا و معایب یا محدودیتهای هر یک توجه نماییم، انتخاب نوع مناسب، آسانتر خواهد بود.
خطوط توزیع برق، آخرین حلقه از سیستم برقرسانی هستند. انرژی الکتریسیته پس از تولید در نیروگاهها، توسط خطوط انتقال به نزدیک مراکز مصرف منتقل میشود و سپس با کاهش ولتاژ در پستهای فشار قوی فوق توزیع، تحویل شبکه های توزیع نیرو میگردد.
در بخش توزیع، با دو گونه اصلی شبکه از نظر محل نصب مواجه هستیم: هوایی و زمینی. امروز قصد داریم پیرامون این دو نوع شبکه با هم گفت و گویی داشته باشیم.
معایب و مزایای شبکه هوایی توزیع برق
توزیع برق به صورت هوایی در دو سطح ولتاژی LV و MV امکانپذیر است. در این خطوط نظر به کشور، منطقه و سطح ولتاژ، یکی از گزینه های هادی هوایی بدون روکش، هادیهای روکشدار، کابل خودنگهدار و کابل فاصله دار استفاده میشود.
در نگاه کلی، مزیتهای شبکه هوایی توزیع الکتریسیته عبارتند از:
- هزینه کمتر اجرا
- سرعت بیشتر در نصب، انشعاب گیری و توسعه خطوط
- آسانتر و کم هزینه تر بودن تعیین نقطه خرابی و خطا
- هزینه کمتر در رفع عیوب
- عدم محدودیت ولتاژ در نوع بدون روکش
- بیشتر بودن ظرفیت آمپری در خطوط بدون روکش
پس از بیان مزایا، معمولاً برای مقایسه شبکه هوایی و زمینی توزیع برق به معایب یا محدودیتهای هر کدام اشاره میشود. بنابراین، از معایب خطوط هوایی توزیع برق میتوان موارد زیر را برشمرد:
- آسیب پذیر از شرایط جوی مانند باد، باران، آذرخش، برف و یخ زدگی
- تأثیر پذیر از شاخه های درختان و پرندگان و نیاز به هزینه برای شاخه زنی (در خطوط بدون روکش)
- افزایش فالتهای گذرا و خاموشیهای بدون برنامه ریزی به ویژه در نوع بدون روکش
- آسیب پذیر از سوی حیوانات
- آسیب پذیر در برخورد و تصادم با وسایل نقلیه
- کاهش ایمنی برای انسانها، ساختمانها و تجهیزات مجاور خطوط (خاصه در نوع بدون روکش)
- ایجاد خطر مرگ برای پرندگان در نوع بدون روکش
- امکان بروز آتش سوزی در اثر بروز خطاها یا اضافه ولتاژ متأثر از صاعقه
- ایجاد آلودگی بصری در محیط شهری و روستایی
- بیشتر بودن خطر سرقت هادیها یا کابلها
با استفاده از هادی های روکشدار MV، کابلهای خودنگهدار ولتاژ پایین و متوسط و نیز کابلهای فاصله دار در خطوط ولتاژ متوسط هوایی، میتوان برخی از عیوب بیان شده، مانند ردیفهای 2، 3، 6، 7 و 8 را برطرف نمود؛ اما دیگر موارد همچنان وجود خواهند داشت.
مزایا و معایب خطوط زمینی توزیع برق
میتوان گفت که اکثریت قریب به اتفاق معایب خطوط هوایی، در شبکه زیر زمینی دیده نمیشوند و این موارد به مزیتهای خطوط زمینی تبدیل خواهند شد. از سویی دیگر، بیشتر مزایای خطوط هوایی در خطوط زمینی وجود نخواهند داشت.
برتریها و محاسن شبکه زمینی توزیع انرژی الکتریسیته:
- تأثیر نپذیرفتن از شرایط جوی مثل باد، باران، صاعقه و برف
- افزایش ایمنی برای انسانها
- جلوگیری از مرگ پرندگان و عدم نیاز به شاخه زنی درختان
- کاهش خروجیها و کاهش انرژی توزیع نشده منتج از آنها
- افزایش قابلیت اطمینان شبکه برق
- امکان استفاده از کابلهای با سایز بالاتر و افزایش ظرفیت انتقال توان الکتریکی
- کاهش هزینه نگهداری و سرویس
- عدم ایجاد آلودگی دیداری
- کاهش امکان سرقت کابلها
و معایب یا محدودیتهای خطوط کابلی زیر زمینی عبارتست از:
- افزایش هزینه اجرای خطوط
- سرعت کمتر در نصب یا توسعه شبکه برق
- سخت بودن انشعاب گیری از خطوط
- افزایش هزینه عیب یابی و برطرف نمودن آن
جمع بندی مقایسه شبکه برق هوایی با زمینی
با در نظر گرفتن ویژگیهای هر یک از دو نوع شبکه برق هوایی و زمینی، محاسبات شبکه، موقعیت جغرافیایی محل اجرای شبکه، محدودیتهای احتمالی در هر منطقه و توجه به پارامترهای اقتصادی، میشود به یک جمع بندی و نقطه بهینه برای انتخاب نوع مناسب دست یافت.
به طور عمومی میتوان پیشنهادهای زیر را در نظر گرفت:
- توصیه میگردد خطوط هوایی توزیع برق بدون روکش تا جایی که ممکن است در فضای داخل روستاها و شهرها به کار نروند.
- شبکه های هوایی توزیع برق برای خارج از شهرها و روستاها گزینه مناسبی هستند.
- اجرای خطوط توزیع برق ولتاژ متوسط شهری به صورت زیر زمینی به شدت به قابلیت اطمینان شبکه خواهد افزود.
- کابلهای فاصله دار هوایی فشار متوسط میتوانند ضمن برطرف نمودن مواردی از عیوب خطوط هوایی بدون روکش، قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به هادیهای روکشدار ایجاد نمایند و از طرفی هزینه را در مقایسه با کابل خودنگهدار MV کاهش دهند.
- کابلهای خودنگهدار سه فاز و تکفاز استاندارد، گزینه مطلوبی برای خطوط هوایی توزیع برق ولتاژ پایین در شهرها و روستاها از جهات مختلف به شمار میروند.