استفاده از باسداکت در سیستم توزیع برق ساختمان های بلند مرتبه

Usage of Busduct systems in power distribution of semi high riser buildings

مقدمه
 

در سال های اخیر با توجه به رشد روز افزون جمعیت در کشورمان، بنای ساختمان های بلند مرتبه بیشس از پیش توجیه پذیر و رایج گردیده است.
طبق گزارش واحد آمار و اطلاعات شهرداری اصفهان، روانه های صادره ی مناطق سیزده گانه در سال 1386 برای ساختمان های بالای 5 طبقه اصفهان بیش از 1129 فقره بوده که نسبت به سال 1385 بیش از 100 درصد رشد داشته است.
یکی از مهم ترین بخش های هر واحد مسکونی چند واحدی سیستم تأسیسات و توزیع انرژی آن است که با توجه به حجم کاربرد در یک ساختمان بلند مرتبه، علاوه بر کارایی فنی و کیفیت، توجیه اقصتادی آن نیز مورد توجه می باشد.
سیستم جدیدی که در پاره ای از موارد می تواند جایگزین کابل کشی گردد سیستم باسداکت (Bus duct) است که در ادامه به شرح بیشتر آن پرداخته خواهد شد.
هدف از نگارش این مقاله، تنها طرح باسداکت به عنوان یک فن آوری نوین برق رسانی است و استفاده از آن به هیچ وجه به صورت یک نسخه ی از پیش آماده توصیه نمی گردد. برای انتخاب نوع سیستم برق رسانی مانند هر سیستم دیگری باید مقایسه ی فنی و اقتصادی دقیق بر اساس ماهیت پروژه انجام گیرد و بر اساسِ تابع هدف، طرح بهینه انتخاب شود.

باسداکت
 

تعاریف، تاریخچه، انواع و کاربردهای آن
 

باسداکت ها (BusDucts) هادی های انتقال الکتریکی به فرم شمش عایق شده هستند و در واقع باسداکت کانال پیش ساخته ی الکتریکی با هادی الکتریکی می باشد.
نام باسداکت از دو قسمت اصلی باس (BUS) و داکت (DUCT) تشکیل می شود. «باس» همان شینه مسی یا آلومینیومی هادی جریان برق است که وظیفه ی انتقال را بر عهده دارد و «داکت» کانال پیش ساخته ای است که باس های انرژی درون آن قرار می گیرند.

نام های دیگر باسداکت، باسبار ترانکینگ (Busbar Trunking) و باس وی (Busway) است. «باسبار» به شمش های هادی انتقال انرژی الکتریکی ازجنس مس یا آلومینیوم گفته می شود که قابلیت نصب در سویچ بوردها، تابلوهای توزیع یا هر یک از لوازم الکتریکی صنعتی را دارند. «ترانکینگ» نیز به معنای کانال پیش ساخته ی الکتریکی آماده ی هادی گذاری است که این هادی ها می توانند کابل های مسی یا باسبارهای مسی یا آلومینیومی باشند.
کِیبِل باس (CableBus): برای انتقال جریان های بسیار زیاد مورد استفاده قرار می گیرد. تفاوت کیبل باس با باسداکت در آن است که درون محفظه ی کیبل باس به جای شمش های باسبار از کابل قدرت استفاده شده است.

تاریخچه ی پیدایش باسداکت
 

شرکت جنرال الکتریکی ادعا می کند که نخستین ایده ی پیدایش باسداکت بدین گونه به وجود آمد که شرکت جنرال موتورز (General Motors) با توسعه ی واحدهای مختلف تولیدی خود برای انتقال و تابلوهای توزیع برق دستگاه هایش با مشکلات فراوانی مواجه شد و در نتیجه با جنرال الکتریکی وارد مذاکره گردید. جنرال الکتریک پس از بررسی طرح ها و تئوری های مختلف، برای اولین بار باسداکت هوا عایق را با بدنه ی فلزی طراحی و به شرکت جنرال موتورز ارائه نمود. با ورود باسداکت و جایگزینی این سیستم به جای سیستم کابل، حجم زیادی از کابل های برق به علاوه ی سینی های حامل کابل ها، نردبان کابل ها یا همان لَدِرها و همچنین تعداد زیادی از تابلوهای توزیع برق حذف گردیدند و کانال های پیش ساخته یمدولار با قابلیت جابه جایی آسان و سریع و توانایی انتقال و توزیع برق در ظرفیت های بالاتر جایگزین آن ها شدند.
در ایران از سال 1354 سیستم باسداکت شناخته شد و تا پیش از انقلاب اسلامی، حدود 80 صنعت و موسسه به باسداکت های وارداتی عمدتاً آمریکایی (GE) مجهز گردیدند. تولید داخلی در ایران نیز از سال 1370 با ساخت باسداکت روشنایی و مصارف سبک آغاز شد. آمپراژ معمول این باسداکت ها، 25 و 40 آمپر به صورت تک فاز یا سه فاز بودند. پس از آن، به مرور تولید و استفاده از سیستم باسداکت با آمپراژ بالا (تا 6000 آمپر) نیز در ایران رایج گردید. در حال حاضر هم باسداکت های ولتاژ متوسط (MV) و هم باسداکت های ولتاژ پایین (LV) در ایران مورد استفاده قرار می گیرند.

تقسیم بندی خلاصه ی باسداکت ها
 

به طور خلاصه باسداکت ها به شرح جدول 1 قابل تقسیم بندی هستند.

جدول 1: سیم بندی کلان باسداکت ها

پارامتر دسته بندی	شرح
عملکرد (Function)	انتقال: برای انتقال انرژی بین دو خط استفاده می شود. مانند ترانسفورماتور به تابلو. توزیع: وظیفه ی توزیع انشعابی انرژی را بر عهده دارد، مانند رایزر یک ساختمان بلند.
نوع انشعاب گیری	ثابت: معمولاً به صورت بسته، و انشعابات آن اجزای غیر متحرک است. لغزشی: معمولاً برای سیستم های متحرک استفاده می شوند، مانند جرثقیل های سقفی
ولتاژ و قدرت	(MV) ولتاژ متوسط: در انواع 11، 20 و 6 کیلوولت و در قدرت های مختلف توزیع برق تولید می شود. (LV) ولتاژ ضعیف: در آمپراز مختلف از 25 تا 5000 آمپر ارائه می گردد. این باسداکت ها در انواع تک فاز و سه فاز تولید می شوند
جنس	هادی: هادی های باسداکت در دو نوع مسی و آلومینیومی موجود است. عایق: می تواند هوا را یا رزین خشک باشد. بدنه: باسداکت های با عایق هوا معمولاً بدنه ی فلزی دارند، بدنه از جنس های مواد مصنوعی نیز برای کاربردهای خاص ساخته می شود.
فرم	محفظه ی لوله ای، محفظه ی مکعبی، سه فاز در محفظه های جداگانه، سه فاز در یک محفظه.

مهم ترین کاربردهای سیستم باسداکت

1-برق رسانی از ترانفسورماتور توزیع تا تابلوهای اصلی توزیع:
2- توزیع تک فاز و سه فاز انرژی برق بین تابلوهای اصلی تا تقسیم های مصرف کننده های انتهایی در پروژه های صنعتی؛ و
3- رایزر برق رسانی ساختمان های بلند و نیمه بلند از ورودی ساختمان تا تابلوهای برق واحدها.
در این کاربرد، باسداکت ها به جای کابل های برق در رایزر ساختمان به صورت عمودی نصب می شوند و در طبقات توسط جعبه های انشعاب برق نصب شده بر روی آن ها، برق مورد نیاز هر طبقه تحویل کابل های برق رسانی فرعی (تغذیه کننده ی واحدها) خواهد شد. در مسیر تابلوهای اصلی توزیع برق ساختمان تا رایزر برق رسان نیز می توان از باسداکت های انتقالی که به صورت افقی نصب می شوند، استفاده نمود.
کاربردهای فوق جزو مهم ترین کاربردهای سیستم مدرن باسداکت در دنیا هستند. در این سیستم امکان استفاده از تجهیزات اندازه گیری در طبقات و متمرکز کردن نتیجه ی اندازه گیری در طبقه ی همکف برای سهولت دسترسی به مقادیر مصرفی وجود دارد. همچنین می توان از کنتورهای دیجیتال و امکان قرائت از راه دور استفاده نمود.

مقایسه ی سیستم باسداکت نسبت به برق رسانی کابلی
 

باسداکت ها در مقایسه با سیستم کابلی معمولی دارای ایمنی بالا، استحکام و عمر طولانی هستند. در طراحی باسداکت باید استحکام مکانیکی مناسبی مدنظر باشد. این خود باعث می گردد که سطح مقطع و فرم بدنه به گونه ای باشد که مزایای جانبی:
• کاهش تلفات حرارتی؛
• کاهش افت ولتاژ؛ و
• کاهش میدان مغناطیسی حاشیه ای (Lower outside enclosure magnetic field intensity)
نیز به دست آید. به طور خلاصه در موارد زیر استفاده از سیستم باسداکت توجیه پذیر است:
1- بالا بودن جریان توزیع (بالاتر از 2500 آمپر)؛
2- محدودیت فضا در قدرت های زیاد؛
3- نیاز به سرعت نصب و راه اندازی بالا (برای مثال، در پروژه های دقیق با حجم قدرت زیاد و زمان بندی اجرایی محدود که نیاز است تا حد امکان از قطعات پیش ساخته استفاده گردد؛
4- نیاز به انعطاف در انشعاب پذیری (برای مثال، در توزیع برق کارخانجات صنعتی که میزان و محل مصرف بار ممکن است تغییر نماید و لازم است که سیستم توزیع در ایجاد انشعاب، منعطف باشد)؛

5- نیاز به طول عمر بالا؛
6- نیاز به شاخص IP بالا (درجه ی حفاظت در مقابل رطوبت، ذرات معقل و ضربه)؛ و
7- نیاز به مصالح مقاوم در مقابل ایجاد، گسترش و همچنین تحمل حریق.
مواردی که باعث می گردد شرکت های مهندسی مشاور در برخی از پروژه ها از سیستم باسداکت استفاده نکند عبارتند از:
1- نیاز به اجرای Site run پروژه. در برخی از پروژه ها تصمنیم گیری برای جزئیات در محل پروژه صورت می گیرد. در این پروژه ها محل ترانسفورماتور یا تابلوهای برق اصلی ممکن است تغییر کنند. لذا سفارش از قبل و دقیق باسداکت ها امکان پذیر نیست. در این موارد بر اساس تراز و محل استقرار نهایی، کابل ها بریده شده و کفشک کابل به آن ها متصل گردیده، سیستم به سهولت نصب می گردد.
2- بالا بودن نسبی هزینه ها باسداکت در پروژه های با قدرت پایین و یا ساختمان های کم ارتفاع و کم حجم.
3- متناسب نبودن سطح تکنولوژی پروژه با تکنولوژی باسداکت، برای مثال، در یک ساختمان کاملاً معمولی 5 طبقه استفاده از باسداکت و ارسال اطلاعات مصرف طبقات از طریق پورت های دیتا به سیستم دیجیتال اندازه گیری و مانیتورینگ بخش ورودی ساختمان تناسبی با سیستم های تأسیساتی بسیار ساده ی آن ندارد.

مطالعات نمونه:
 

الف) برج میلاد تهران
 

برج مخابراتی میلاد با ارتفاع 435 متر پس از برج های تورنتوی کانادا CN Tower (553 متر)، اوستاکینوی مسکو (540متر) و اروینتال پرالِِ شانگهای (460 متر)، به لحاظ ارتفاع در مقام چهارم برج های مخابراتی دنیا و قبل از برج کوالالامپور مالزی (421 متر) قرار دارد.
این برج از چهار قسمت Base یا پایه (لابی سه طبقه ای)، Shaft یا ساق (250 متر) و سازه ی رأس (Head) و آنتن مخابراتی (Tip) تشکیل شده است. سازه ی راس شامل 12 طبقه با کاربری های سالن دید سرپوشیده، سالن دید روباز (Observation deck) ، تریا، گالری هنری، رستوران گردان، سکوی دید، رستوران ویژه، مخابرات و تلویزیون و گنبد آسمانی است و دکل آنتن و تجهیزات مخابراتی بر فراز سازه راس نصب است. در تأسیسات این پروژه از پیشرفته ترین انواع سیستم ها استفاده شده است. به نظر شما در چنین پروژه ای باید از سیستم کابل برای توزیع انرژی الکتریکی استفاده گردد و یا از سیستم Busduct؟ (4)

ب) برج بین الملل تهران
 

از جمله دیگر پروژه هایی که نگارندگان مقاله افتخار همکاری در آن را داشته اند. برج بین الملل تهران (3) است. این برج با زیربنای 220000 مترمربع و ارتفاع 8/176 متر در 56 طبقه دارای 43 واحد سوئیت 420 متری، 172 واحد دو خوابه (168 تا 180 متری)، 213 واحد سه خوابه (220 تا 306 متری)، 16 واحد چهارخوابه (414 تا 435 متری) و 11 واحد پنت هاوس (295 تا 591 مترمربعی) است. 54 طبقه ی برج روی همکف، و 2 طبقه نیز به عنوان طبقات سرویس پایین تر از همکف هستند و به دلیل خاص بودن پروژه سیستم های تأسیساتی بسیار پیشرفته در آن به کار رفته است. هر طبقه از چهار قسمت در سه بال A و B و C و یک قسمت لابی تشکیل شده است. به نظر شما برای توزیع انرژی الکتریکی در این برج 555 واحدی مسکونی به علاوه مشاعات تجاری از سیستم باسداکت استفاده شده است و یا سیستم توزیع کابلی (5)؟

پ) ایستگاه تقویت فشار گاز
 

اوین بار نویسندگان این مقاله نصب باسداکت های صنعتی با آمپراژ بالا را در پروژه های ایستگاه های تقویت فشار گاز (در مسیر خطوط اصلی لوله های ً56 و ً48 از جنوب به مرکز و ادامه آن به سمت شمال غرب کشور) تجربه کردند. در این پروژه ها برای خروجی ترانسفورماتورهای 2500، 2000 و 1600 کیلوولت آمپر از سیستم باسداکت استفاده شده است. در این پروژه ها به دلیل جدایی سیستم خرید از سیستم اجرا، و با توجه به ماهیت پروژه ها، که نقشه های اجرایی باید به طور دقیق از قبل تهیه می شد، و همچنین با توجه به فاکتورهای ایمنی، به تشخیص مشاور سیستم توزیع اصلی از خروجی ترانسفورماتورها تا تابلوهای MLVP از نوع باسداکت فشار ضعیف انتخاب گردید. علی رغم این که مونتاژ باسداکت ها در پروژه چندان هم بدون مشکل نبود، ولی پس از اجرا آرایش سیستم بسیار مرتب تر از سیستم کابلی با تعداد 21، 28 و یا 42 رشته قطور شده بود.

سخن پایانی
 

در پایان امید است این مقاله ضمن توصیف اجمالی باسداکت و اطلاع رسانی از وضعیت گذشته و حال استفاده از آن در ایران، حساسیت طراحان مختلف را در انتخاب سیستم های توزیع و دقت نظر آن ها را به نفع کارفرما، بهره بردار و پروژه برانگیخته باشد.

پي‌نوشت‌ها:
 

1- sasanalamat@sheedlight.com
2- Email: Info@nirooresan.com
3 و 5- پاسخ این سوالات را می توانید در صفحه ی دیگری از مجله ملاحظه کنید.
4- بلندترین برج مسکونی احداث شده در تهران واقع در محوطه ی برج های مسکونی معروف به A.S.P در تقاطع اتوبان های حکیم و کردستان
 

مراجع
1- www.gepower.com
2- www.power-technology.com
3- www.wikipedia.org
4- کاتالوگ شرکت ژیتال
5- کاتالوگ شرکت مهر توان گسیل
6- اطلاعات پرونده پروژه های گروه نیرورسان
دانش نما شماره پیاپی 166-165