کراس آرم

کراس آرم کامپوزیتی
کراس‌آرم کامپوزیتی، پروفیل‌های پالتروژن‌شده (معمولاً از الیاف شیشه — GFRP — و رزین‌های پلیمری مثل پلی‌استر/وینیل‌استر/اپوکسی) است که به‌عنوان بازویی عایق و نگه‌دارنده برای هادی‌ها و تجهیزات روی تیر/دکل‌های شبکه توزیع و انتقال استفاده می‌شود. مزیت‌های کلیدی آن کاهش وزن، نسبت استحکام به وزن بالا، عایق بودن الکتریکی و مقاومت در برابر خوردگی هستند که در عمل افزایش قابلیت اطمینان شبکه و کاهش نگهداری را به دنبال دارد.
مواد و روش ساخت (آنچه مهندس باید بداند)
• الیاف: معمولاً E-glass (الیاف شیشه) با نوارهای ‌unidirectional برای مقاومت طولی و لایه‌های مت برای مقاومت عرضی و پخش تنش.
• رزین: پلی‌استر غیر‌اشباع، وینیل‌استر یا اپوکسی — انتخاب رزین روی مقاومت در برابر رطوبت، دما و پیری اثر مستقیم دارد.
• فرآیند: اغلب از پالتروژن (pultrusion) برای تولید پروفیل‌های با خواص طولی پیوسته استفاده می‌شود؛ جهت‌گیری الیاف، درصد حجم فیبر (Vf) و کیفیت آغشتگی رزین تعیین‌کننده خواص مکانیکی نهایی‌اند.

خواص مکانیکی و طراحی
• آنیزوتروپی: خواص طولی (در جهت الیاف) بسیار بالاتر از خواص عرضی هستند — بنابراین طراحی بایستی براساس خواص طولی و رفتار خمشی پروفیل انجام شود.
• خزش (creep): بارهای ماندگار (مثلاً وزن سیم، یخ، باد ثابت) باعث خزش و افزایش تغییرشکل در طول زمان می‌شوند؛ طراح باید اثر خزش را در افت مجاز انتگرال کند (محاسبهٔ deflection بلندمدت، و استفاده از داده‌های خزش آزمایشی برای شرایط محیطی موردنظر). مطالعات نشان داده‌اند که توالی لایه‌ها و درصد فیبر نقش تعیین‌کننده در پاسخ خزش دارد.
• نقطه‌های اتصال مکانیکی: نواحی سوراخ‌بندی و محل‌های اتصال فلزی محل تمرکز تنش‌اند — طراحی باید شامل آستری/فیلر، سخت‌کنندهٔ محلی یا بوشینگ‌های فلزی/کامپوزیتی برای جلوگیری از خردشدگی (crush) و تمرکز تنش باشد. هنگام بررسی پیشنهاد فروشنده، نتایج تست‌های crush و توانایی تحمل گشتاور پیچ باید مطالبه شود.
• خواص الکتریکی و ایزولاسیون
• عدم هادی بودن BIL: ها عایق الکتریکی هستند و برای مشخصات ضربه‌ای و عایقی، سازندگان باید مشخصات BIL (basic insulation level) و wet BIL را ارائه دهند. به‌عنوان مرجع نمونه، در برخی مشخصات تجاری برای کراس‌آرم‌های فایبرگلاس مقادیر BIL حدود ≥15 kV/inch (خشک) و ≥12 kV/inch (مرطوب) گزارش شده است — این عددها نشان می‌دهد کراس‌آرم می‌تواند نقش عایق کمکی را در محل نصب ایفا کند، اما طراحی نهایی باید براساس ولتاژ شبکه و فواصل ایمنی صورت گیرد
• ترک‌خوردگی سطحی، Tracking و Dry-band arcing: در محیط‌های نمکی یا خیلی آلوده، تجمع رسوبات می‌تواند موجب arcing سطحی یا dry-band tracking شود؛ بنابراین در این شرایط نیاز به انتخاب رزین مقاوم به پیری، پوشش‌های ضد‌نشانه و طراحی که اجازهٔ آب‌شویی و خود-پاک‌سازی داشته باشد هست.
پایداری محیطی، پیری و ریسک‌های مرتبط
• نور UV و اکسیداسیون رزین: ماتریس رزینی در معرض اشعه‌ی فرابنفش و حرارت می‌تواند ترک‌خوردن، کاهش چسبندگی با الیاف و افت خواص مکانیکی را تجربه کند مگر اینکه از پایدارکننده‌های UV و پوشش‌های محافظ استفاده شود.
• رطوبت و هیدرولیز / تخریب عایقی در شرایط مرطوب: مطالعات نشان داده‌اند که تحت ولتاژ AC و شرایط مرطوب، پیری عایقی در GFRP می‌تواند به‌صورت مراحل (شروع، هیدرولیز، کربونیزاسیون، شکست) جلو برود — بنابراین برای کاربردهای ولتاژ بالا لازم است آزمون‌های انتقال ولتاژ قوی و آزمون‌های aging در مشخصات گنجانده شود.
مودهای خرابی معمول و چگونه آنها را مهندسی کنیم
1. خرابی موضعی در محل پیچ/سوراخ: با استفاده از بوشینگ، واشر پهن و کنترل گشتاور پیچ، و در صورت نیاز تقویت موضعی با رزین پُرکننده یا آستری فلزی/کامپوزیتی می‌توان جلوگیری کرد.
2. خزش و تغییرشکل بلندمدت: طراحی شده تا تغییرشکل تحت بارهای ثابت زیر مقدار مجاز بماند (استفاده از تست‌های خزش با دما و رطوبت مشابه محل نصب)
3. پیری رزینی (UV) انتخاب رزین مناسب، افزودنی‌های UV، پوشش‌ها و طراحی برای کاهش تجمع آلودگی راهکارهای مهندسی هستند.
4. خرابی عایقی در شرایط آلودگی/نمک: استفاده از نسخه‌های دارای مقاومت به tracking، طراحی فاصله خزشی مناسب و مراقبت پیشگیرانه
استانداردها، تست‌ها و مدارک مورد انتظار در خرید
طبق دستورالعمل تعيين الزامات، معيارهاي ارزيابي فني و آزمون‌هاي کراس آرم‌های کامپوزیتی
شرکت مديريت توليد، انتقال و توزيع نيروي برق ايران (توانير)
*آزمایشات و تست های مربوطه در بخش آزمایشات وبسایت موجود است.