پارسا کارشناسی ارشد 1400
پدیدآور: داود رجبی پور
استاد راهنما: هادی صفری فارمد
موسسه آموزش عالی وحدت، دانشکده برق
چکیده

پایه های برق یکی از اصلی ترین اجزای شبکه توزیع برق می باشند، چرا که انتقال برق از طریق خطوط انتقال هوایی بدون پایه های شبکه )تیرها( تقریبا غیر ممکن و توزیع انرژی الکتریکی از طریق زمینی بسیار سخت، هزینه بر ودر مواردی غیر ممکن است. تیرهای بتنی از تیرهای پرکاربرد در شبکه های توزیع برق است و در شرایط عادی، مقاومت مکانیکی قابل قبولی در برابر فرسودگی و تخریب دارند؛ اما تخریب و فرسودگی تیرهای بتنی اساساً از آلودگی محیط اعم از آب و خاک است که با نفوذ به داخل بتن بهسمت باال به دلیل خاصیت موئینگی، سبب زنگ زدگی و خوردگی میلگردها شده و در اثر انبساط، آرماتورها نمایان شده و بتن پایه کامالً جدا و کنده میشود. بنابر نکات گفته شده در گزینه های باال اگر بتوان کمی تخریب پایه های بتنی را به تعویق انداخت قطعا تعمیر و تعویض وهزینه های ناشی از این اعمال نیز به تعویق می افتد. پایه های بتنی شبکه توزیع برق مثل بقیه تجهیزات برقی بنا به گذر زمان از عمر آن ها کاسته و پایه ها رفته رفته پوسیده شده و به دلیل تخریب و آسیب دیدگی استهالک های خاص خود را دارد که البته شرایط محیطی و اجتماعی و برخی رفتار ها روند این آسیب و فرسوندگی را افزایش می دهد . برای رفع این مشکل و کاهش آسیب پذیری پایه ها باید راهکار ها ی مناسب و اجرایی اعالم شود که از نظر هزینه و طول فرایند کوتاه تر و سریع تر باشد چرا که: 1 پایه های استفاده شده در شهر ها و مناطق مسکونی اکثرا بتنی می باشند. 2 تعویض این پایه ها بخاطر سیمانی بودن و نداشتن اتصاالت غیر دائم) استفاده از پیچ مهره و ...( بسیار سخت بوده و تقریبا غیر ممکن است. 3 تعویض و تعمیر این پایه ها بخاطر وزنی که دارند بسیار سخت و مشکل و دارای هزینه زیادی است. فاکتور های مهم اساسی که در تخریب بتن ها تاثیر دارند عبارت اند از :رطوبت ، آلودگی، حرارت و مواد امالح و مواد خورنده در خاک ، بتن، دارای مقاومت فشار باالیی است؛ اما استحکام کششی آن پایین است. برای افزایش مقاومت کششی بتن از میلگردهای فوالدی بهعنوان تقویتکننده استفاده میشود. این میلگردها وقتی در مجاورت محیطهای اکسیدکننده قرار میگیرند، دچار خوردگی میشوند. این موضوع معضل بزرگی برای سازه های بتنی مناطق مرطوب است؛ چراکه باعث حمله نمکی به میلگردها و خوردگی آن میشود. این مشکل ساالنه هزینه های سنگینی را تحمیل می کند. 2 خوردگی میلگرد در بتن یکی از عوامل خرابی پایه های بتنی شبکه توزیع در مناطق محیطی مخرب می باشد . شهرستان تایباد در جنوب شرقی استان خراسان رضوی قرار گرفته است و دارای طول جغرافیایی " 5/37 ´47°60 شمالی میباشد. ارتفاع متوسط منطقه 800 متر از سطح دریا، متوسط بارندگی سالیانه 144 میلیمتر، درجه حرارت حداقل و حداکثر مطلق به ترتیب 2/9- و 2/41 و میانگین درجه حرارت 4/16 درجه سانتیگراد میباشد. متوسط رطوبت نسبی 55 درصد، مقدار تبخیر و تعرق واقعی 150 میلیمتر، میزان تبخیر و تعرق پتانسیل 2045 میلیمتر و نوع اقلیم خشک و سرد است . در شهرستان تایباد با توجه به شرایط اقلیمی و آب و هوایی از یک سو و وجود نمک های خورنده در پروفیل خاک بسیاری از مناطق و همچنین وجود رودخانه های فصلی با شوری آب باال از سوی دیگر، بسیاری از ا شالوده های بتنی در معرض خوردگی و تخریب قرار دارند. خاک شهرستان تایباد عالوه بر درصد باالی سولفات حاوی مقادیر زیادی یون کلر میباشد و میزان خورندگی آن با عنایت به شرایط اقلیمی خاص قابل توجه است. در صورت عدم توجه به اصالح روش ساخت پایه ها و مقاوم سازی پایه های فرسوده شبکه های توزیع طی یک برنامه کوتاه مدت شاهد افزایش میزان خرابی، خطرات ناشی از سقوط پایه ها و افزایش چشمگیر خاموشی ها خواهیم بود. به منظور بررسی عوامل خورندگی پایه های بتنی با توجه به آنالیز خاک نمونه پایه های شبکه توزیع در شهرستان تایباد بررسی و در تعدادی از پایه ها پارامترهای عرض ترک، پتانسیل نیم پیل و مقاومت الکتریکی بررسی خواهد شد. همچنین رطوبت خاک و مقدار یون های کلر و سولفات آن نیز در نقاط مختلف بیان خواهد گردید. در مرحله بعد بر اساس نتایج به دست آمده از بررسی مواردی مانند مقاومت فشاری، نفوذ آب تحت فشار، پتانسیل نیم پیل، تعیین ضریب نفوذپذیری، نفوذ تسریع شده یون کلراید در بتن ،مهاجرت تسریع شده یون کلراید، خوردگی تسریع شده، کاهش جرم میلگرد و مقاومت بیرون کشیدگی میلگرد، شبیه سازی و مدل سازی تعیین عمر مفید پایه ها انجام می گردد .در نهایت ضمن بررسی انواع خرابی های بتن ،مدل های خرابی ناشی از خوردگی و انواع روش های مقاوم سازی علل خوردگی پایه های بتنی و راهکارهای کاهش آن مطرح خواهد شد، که در صورت به کارگیری این راهکارها مشکالت موجود در زمینه پایایی و دوام پایه ها مرتفع می گردد.