اشنایی با شبکه های توزیع برق

آشنايي با شبكه هاي توزيع :
صنعت برق يكي از حياتي ترين صنايع يك كشور به حساب مي آيد . در اين ميان ، شبكه هاي توزيع انرژي الكتريكي ، محل تلاقي مشتركين صنعت برق مي باشد و اشكالات سيستم توزيع در اين صنعت ، از ديد مصرف كنندگان ، مشكل كليه صنعت برق قلمداد خواهد شد . توسعه روز افزون ، عدم پيش بيني صحيح اين روند و عقب ماندگي تكنولوژي ، همواره مشكلاتي را در سيستم توزيع انرژي الكتريكي به همراه داشته است . با توجه به اينكه ۳۵ درصد از سرمايه گذاري هاي صنعت

برق ، به بخش توزيع مربوط است و عدم طراحي صحيح ، هدايت سيستم بدون برنامه ريزي و تعيين اهداف بدون كنترل پروژه ها ، موجبات اعمال ضرر به سرمايه ملي ، اتلاف انرژي وعدم رضايت و بدبيني مشتركين را به دنبال داشته است ، بنابراين لزوم آموزش و انتقال دانش ، نوآوري ، رعايت نكات فني و استانداردها، نظارت ، كنترل و ارزيابي در سيستم هاي توزيع شديداً احساس مي شود .
لزوم توجه و آشنايي با توزيع انرژي الكتريكي :
با هر قدمي كه در زندگي برداشته مي شود ، وابستگي جوامع بشري به منابع انرژي الكتريكي بيشتر احساس مي شود ؛ در اين ميان ، ارتباط بين منبع تغذيه و مصرف كنندگان ، به نام سيستم توزيع انرژي نقش حياتي را ايفا مي كند . اين سيستم نه تنها از نظر كميت توزيع انرژي الكتريكي اهميت دارد ، بلكه از نظر ارائه و استمرار تامين برق نيز با استانداردهاي معتبر در كيفيت مطلوب مورد توجه قرار گرفته است .

انرژي الكتريكي ، در نيروگاهها ي حرارتي توسط سوخت هاي فسيلي ، يا پس از صرف هزينه هاي سنگين ، با استفاده از پتانسيل آب سدها در توربين هاي آبي توليد شده از طريق خطوط انتقال انرژي ، به مراكز مصرف انتقال مي يابند . در اين مراكز ، ايستگاه هاي تبديل ، سطح ولتاژ را كاهش مي دهند . اين ولتاژ متوسط به وسيله شبكه هاي توزيع به محل مصرف كننده خواهد رسيد . در محل مصرفي نيز، به كمك ايستگاههاي ترانسفورماتوري توزيع ، ولتاژ به حد قابل استفاده براي مصارف خانگي ، صنعتي ، تجاري ، عمومي، كشاورزي و … تبديل شده و به مصرف مي رسد (

شكل ۱-۱ ). سيستم هاي قدرت ، وظيفه تامين انرژي الكتريكي رااز مرحله توليد تا مصرف به عهده دارند . اين سيستم ها به چهار بخش عمده توليد ، انتقال ، توزيع و سرويس به مشتركين تقسيم مي شود . امروزه ، باتوجه به گستردگي فعاليت هاي چرخه تامين برق در انواع مراحل «توليد ، انتقال ، توزيع برق و خدمات بعداز فروش به مشتركين »، لزوم توجه بيشتر و اختصاصي تر به هر كدام از اين شاخه هاي صنعت برق را جدي تر كرده است .

ضرورت آموزش و استفاده از تخصص نيروي انساني در هر يك از اين بخش ها ، باعث شد تا براساس نوع فعاليت آن ها ( شكل ۱-۱ ) وزارت نيرو به شركت ها و سازمانها ي وابسته تقسيم گردد . كه البته به دليلي تفاوت زياد اين فعاليت ها معمولاً هر يك توسط تشكيلات جداگانه اي اداره مي شوند .
در اوايل توسعه استفاده از انرژي برق ، سيستم هاي توزيع اغلب جزو نيروگاه ها بودند ، كه با گسترش بهره گيري از انرژي الكتريكي ، تقاضا از سيستم هاي توزيع نيرو بيشتر و بسيار پيچيده تر شد . اين سيستم ها نه تنها مجبور بودند كه تعداد زيادي از مصرف كنندگان را سرويس بدهند ، بلكه بايد بارهاي انفرادي بزرگ را نيز تغذيه مي كردند كه امروزه ، نياز به نظارت دقيق تر وطراحي جامع تري را از لحاظ رعايت افت ولتاژ و كيفيت برق با قابليت اطمينان بالا در سرويس دهي مي طلبد . بنابراين «مهدسي توزيع نيرو » به طور پيوسته ، با پهنه گسترده اي از مسايل مواجه است كه خود از نظر اقتصادي ، طراحي ، مباحث علمي براي ساخت ، تعمير وبهره برداري بهينه ، به صورت يك شاخه علمي در زمينه مهندسي برق تبديل شده است . با گسترش بهره برداري از برق ،تقاضاهاي مصرف كنندگان ازسيستم هاي توزيع نيرو نيز بيشتر و بسيار متنوع تر شد . اين سيستم ها نه تنها مجبورند كه تعداد زيادي ا زمصرف كنندگان شهري را سرويس بدهند بلكه بايد بارهاي

انفرادي از جمله صنايع و كارگاه هاي توليدي ، چاه هاي آب كشاورزي ، مناطق دوردست روستايي را نيز تحت پوشش نيرورساني قرار دهند كه در اين حالت ، نياز به نظارت و رسيدگي دقيق تر به سطح تغييرات ولتاژ در اشعابات مشتركين وجود خواهد داشت . از سوي ديگر امروزه مصرف كنندگان ، چنان قابليت اطميناني از سرويس دهي خواستارند كه در آن ، دفعات قطع برق كمتر و مدت خاموشي در زمان هاي كوتاه تر باشد . بنابراين ، توجه به امر طراحي ، احداث ،

تعميرونگهداري سيستم هاي توزيع ، خود يك مبحث علمي روز شده و براي رعايت اصول فني و اقتصادي در اين شاخه از صنعت برق نياز روزافزوني به چشم مي خورد .

پيشرفت سيستم هاي توزيع :
به موازات توسعه شبكه هاي توزيع برق، نوآوري در وسايل الكتريكي ، اختراع مواد بسيار مناسب ، تكامل تجهيزات و ابزارآلات پيشرفته ، روز به روز جايگزين وبه كار گرفته شد به شكلي كه تكنيك هاي جديد و بسيار كارآمدي را براي تعمير ، بهره برداري و احداث شبكه هاي توزيع ، براي برپاداشتن يك سيستم توزيع اقتصادي ، انتخاب صحيح اندازه هاي هادي ها ، عايق ها ، ترانسفورماتورها و ديگر

اجزا، موجب شد تا براي يك سيستم با قابليت اطمينان بالا به بهره برداري هاي اضطراري ناشي از بارهاي اضافه نياز كمتري داشته و به طور كلي ، تاسيسات براي تقاضاي بيشتر آينده جوابگو باشد . در چنين سيستمي تلفات كاهش خواهد يافت . از طرف ديگر ، مباحث جديدي در زمينه سيستم هاي توزيع از جمله مديريت مصرف و بار ، مكانيزاسيون ، ديسپاچينگ توزيع و دستگاههاي كنترل از راه دور ، سيستم هاي ديجيتالي و الكترونيكي در اندازه گيري و كنترل معرفي و ساخته شه است

. همه موارد گفته شده ارتباط مهندسي شدن شبكه هاي توزيع را با بهبود كيفيت سرويس دهي الكتريكي و همچنين كاهش تلفات و بهره برداري بهينه و خودكار از سيستم توزيع را نويد مي دهد .
عوامل ديگري نيز وجود دارد كه بر طراحي ، احداث و بهره برداري از سيستم هاي توزيع تاثير گذاشته در حالي كه بسياري از آنها طبيعت فني ندارند ، از اين جمله اند مسايل اقتصاد –

مهندسي كه مهمترين نقش را در اين زمينه ايفا مي كنند ، مسايلي همچون نرخ برگشت سرمايه ، ارزش آتي سرمايه گذاري هاي فعلي ، همچنين ارزش فعلي هزينه ها در آينده ، نرخ تورم ، مسايل تامين مالي ، بودجه و ماليات هستند . ازديگر مشكلات مي توان به حريم هاي خطوط برقدار ، حفظ و نگهداري اراضي ، قطع درختان و مسايل محيط زيست اشاره كرد. الگوي رشد درآينده ،آيين نامه هاي تعرفه هاي برق وافزايش توقع مصرف كنندگان، تلاش براي جلب رضايت مشتركين ، تامين و آموزش نيروي انساني ماهر و متخصص را طلب مي كند .

از آنجايي كه مهندسين توزيع ، با سيستم هاي موجود كار مي كنند ، بنابراين تحليل وضعيت تاسيسات فعلي ، عمليات اصلاح و بهينه سازي روي آنها و همچنين تشريح بعضي از تغييرات و تحولات ، امري مطلوب خواهد بود . درحال حاضر ، بيشتر سيستم هاي توزيع ، به صورت هوايي مي باشند و صرفنظر از افزايش شبكه هاي كابل زميني ، سيستم هاي توزيع هوايي براي مدتي به همين گستردگي ادامه خواهد داشت .

استفاده از خطوط هوايي ، امكان استفاده از انرژي برق به دورترين نقاط كشور را نيز فراهم آورده است . امروزه ،علم مهندسي توزيع ، به عواملي محيطي احاطه داشته وبيش از پيش ، درپي ابتكارونوآوري براي حل اين مشكل مي باشند . درطرح هاي جديد شبكه هاي هوايي ، علاوه بر رعايت كردن استانداردهاي موجود ، عوامل زيست محيطي را نيز در طراحي آن مد نظر قرارمي دهند تا سازه هاي خطوط توزيع ، كمترين مزاحمت راايجاد نمايند . در اين زمينه حتي در كشورهاي پيشرفته نيز يكسان كردن پايه هاي خطوط توزيع برق، شبكه هاي مخابراتي و شبكه روشنايي معابرو اجرا يآن روي پايه هايي با ارتفاع هاي توافق شده براي انواع هادي ها ، به مورداجرا گذاشته شده است .

مهندسين توزيع برق صرف نظر از برخي ديدگاه هاي متداول ، بايد به جنبه هاي ديگر مثل معماري و شهرسازي ، همخواني سازه ها با محيط اطراف همچنين شهر وعوامل ديگر محيطي نيز توجه داشته باشند . البته اين حقيقت رانمي توان از نظر دور داشت كه رعايت حريم خطوط فشار متوسط برقدار از يك طرف ، و منظره رديف پايه هاي خطوط توزيع هوايي از طرف ديگر ، فقط براي مهندسين توزيع زيبا به نظر مي رسد . احداث فقط يك خط هوايي ، به ظاهر محيط اطراف لطمه وارد كرده همه ساله ، باعث قطع درختان ومرگ پرندگان دربرخورد باجمپرها واتصالات آنها مي شود .

پيشرفت هاي جديد دمورد انواع كنسول ها ، مقره هاي اتكايي به عنوان عايق و كنسول به طور يك جا و حتي شكل ، اندازه ورنگ پايه ها ، طوري طراحي شده اند كه تنوع و زيبايي محيط را كمتر به هم زده از ايجاد مناظر و اتفاقات بد جلوگيري كنند .
بررسي شبكه هاي توزيع :
با توجه به مزيت هاي مهم انرژي الكتريكي بر ساير انرژي ها به صورت سادگي و راحتي توزيع و قابليت انتقال براي مسافت هاي طولاني امروزه پيش بيني مي گردد كه بيشترين مصرف انرژي در قرن آينده كماكان به صورت انرژي الكتريكي باشد و شبكه توزيع كه عهده دار ارائه انرژي به مصرف كنندگان ميباشد ، به عنوان يكي از اجزاي اصلي سيستم قدرت از اهميت و ارزش قابل ملاحظه اي برخوردار مي گردد . در يك سيستم قدرت ، به طور معمول نيمي از تلفات متعلق به شبكه توزيع است و با افزايش تقاضاي مصرف برق ، شبكه هاي توزيع روبه گسترش نهاده است ؛سرمايه گذاري هاي ساليانه دراين زمينه،به ميلياردها دلارميرسد . عدم تامين منابع مالي در اين بخش ، استراتژي نامناسب طراحي و بهره برداري و همچنين رواج فرهنگ استادكاري باعث شده تاشبكه هاي توزيع كشور ، از وضعيت مطلوبي برخوردار نباشد . بنابراين وقتي هر دو عامل يعني سرمايه گذاري كلان و

تلفات در كنار يكديگر قرار بگيرند، مشخص خواهد شد كه اصلاح حتي قسمت كوچكي از روش هاي طراحي اين سيستم ، به تغيير اساسي در شركت هاي توزيع برق خواهد انجاميد . هدف از اصول طراحي شبكه هاي توزيع ، ارائه طرحي است كه تضمين كننده نياز رو به رشدانرژي الكتريكي بوده به شكلي كه از نظر تكنيكي و اقتصادي مورد قبول و عملي باشد . به اين ترتيب ، طراحي سيستم توزيع از يك سو به پارامترهاي مربوط به رشد بار ، توزيع مكاني نقاط مصرف واز سوي ديگر ، به عوامل فني مانند مقادير خطوط و فيدرها ، ظرفيت و محل پست هاي فوق توزيع ، سطوح ولتاژ وقابليت

اطمينان مورد نظر و … را در نظر مي گيرد . علاوه براين ، براي آن كه طرح به صورت عملي قابل اجرا باشد ، بايد به جنبه هاي اقتصادي مانند هزينه هاي خريد و نصب تجهيزات ، هزينه هاي تلفات ساليانه انرژي ، نرخ بهره و مانند اين ها توجه نمود . براي بررسي همه جانبه شبكه هاي توزيع كه سرانجام به ارائه اصول وروش هاي مناسب در طراحي آن ها منجر مي شود لازم است كه ساختار اين شبكه دركل سيستم قدرت مشخص گردد .

مدارها و پست هاي فوق توزيع :
قدرت متوسط خطوط فوق توزيع ( انتقال ) از منابع توليد به پست هاي فوق توزيع منتقل مي شود . مدارهاي فوق توزيع ،ممكن است به صورت مدارهاي ساده شعاعي ،حلقوي يا يك شبكه به هم پيوسته (رينگ) باشند كه در نهايت ، به پست فوق توزيع ختم مي شود . به طور معمول ، هر پست فوق توزيع (HV/MV) ناحيه بار خود را كه بخشي از ناحيه سرويس دهي سيستم توزيع است ،

تغذيه مي كندو درآن ، ولتاژ فوق توزيع به منظور توزيع در سراسر ناحيه به ولتاژ فشار متوسط كاهش مي يابد . نقاط ورود ي در سيستم هاي توزيع تزريق انرژي ، به صورت شاخه هاي تغذيه مي باشد ، كه درشبكه هاي توزيع به اصطلاح «فيدر» ناميده مي شوند . اين فيدرها بر اساس توپولوژي شبكه تعريف مي شوند و مورد نظر هر شبكه طراحي بوده ، ساختار سيستم توزيع را تشكيل مي دهند . فيدرها مي توانندبه صورت خطوط هوايي ياشبكه كابل زميني بوده به شكل ولتاژ فشار متوسط يا درسطح ولتاژ فشار ضعيف به كار بروند . درطراحي سيستم هاي توزيع ، بايد سه گزينه زير از قبل تعيين و مورد توجه قرار گيرند :

۱- ساختار سيستم توزيع : شعاعي ، حلقوي ( رينگي ) ،تغئيه از دو سو ( تبديلي ) و شبكه هاي غرابلي
۲- سطح ولتاژ توزيع برق : به صورت فشار متوسط ( طرف اوليه ) و يا فشارضعيف (طرف ثانويه ) . شكل ۴ دياگرام شماتيك سيستم هاي توزيع ر نشان مي دهد .
۳- نوع ساختمان شبكه : شبكه هاي هوايي ، سيستم زيرزميني .

ساختار فيدرهاي سيستم توزيع :
به طور اساسي فيدرهاي شعاعي يك سيستم توزيع ، به دليل عدم تداوم سرويس دهي سوال برانگيز بوده و بروز يك خطا روي هر يك از اين فيدرها ، به خاموشي تعدادي ازمصرف كنندگان مي انجامد . هنگام استفاده از اين آرايش ، توقف در سرويس ده يبه صورت اجتناب ناپذيري وجود دارد . بنابراين استفاده از شبكه هاي حلقوي و يارينگي مورد توجه قرار مي گيرد . به عنوان تعريف : شبكه رينگي به مداري گفته مي شود كه ا زيك شينه آغازشده پس از متصل كردن چند شينه به يكديگر ، به همان نقطه شروع باز گردد. به عبارت ديگر ، رينگ ، حلقه اي است كه مي تواند بيش از يك

پست را تغذيه كرده و بيشتر از يك نقطه ، قابل تغذيه باشد . مزيت اصلي شبكه رينگ قابليت اطمينان مناسب و امكان گسترش آسان آن است ، اما تعداد ديژنگتورها وكليدهاي مورد نياز زياد و رله گذاري مشكل وپر خرج مي شود . پس در شبكه هاي فعلي توزيع برق ، براي استفاده از قسمتي از قابليت هاي شبكه هاي حلقوي وبه دليل مشكلات جايگزيني و تجهيزات ذكر شده از سيستم حلقه باز يا شبكه با قابليت تغذيه از دو سو در بين دو شينه يا پست توزيع استفاده مي نمايند .

بر طراحي فيدرهاي اوليه ، عوامل مهم بسياري اثر مي گذارند كه مهمترين آن ها عبارتند از :چگالي ورشد بار ، نياز به ايجاد ظرفيت خالي براي بهره برداري در حالت اضطراري ، ساختار مدار مورد استفاده طرح ، ظرفيت پست فوق توزيع مربوط به آن ، تلفات ، سطح ولتاژ و نيز ساير استانداردهاي سرويس دهي . در برخي از موارد ، افت ولتاژ نقش مهمي در طراحي فيدرهاي اوليه به عهده دارند . افت ولتاژ كل بايد در طول فيدر اوليه ، پست هاي توزيع ، مدارهاي ثانويه واتصالات سرويس مصرف كننده ، به گونه اي مناسب تقسيم شود ؛ البته اين تقسيم بندي به نوع ساختار مدار اوليه و ثانويه ، و ترانسفورماتور به كار رفته نيز بستگي دارد .

سطوح ولتاژ شبكه هاي توزيع :
شبكه هاي فشار متوسط عمومي در ايران ، با ولتاژ ۳۳ ، ۲۰و۱۱ كيلو واتي كار مي كنند كه در اين ميان ، ولتاژ ۲۰كيلو ولت رايج ترين آنها است و امروزه نيز ، ايجاد و توسعه شبكه هاي فشار متوسط به طور اساسي با ولتاژ ۲۰ كيلو ولت صورت مي گيرد . در برخي از شهرها نيز كه از قديم ولتاژ ۱۱ كيلوولتي معمول بوده است ، رفته رفته جاي خود را به ۲۰كيلوولت داده اند . ولتاژ ۳۳ كيلوولتي فقط در خوزستان رايج است و در ابتدا به عنوان ولتاژ فوق توزيع به كار رفته مي رفت . بدين معني كه از طريق خطوط ۳۳ كيلوولتي و ايستگاههاي تبديل۱۱/۳۳ كيلوولتي ولتاژ توزيع ۱۱ كيلوولتي تامين و برق به مراكز مصرف رسانده مي شد و سپس با تبديل ۱۱ كيلوولت به ۴۰۰ ولت به مصرف مي

رسيد . اما امروزه گرايش به تبديل مستقيم ولتاژ از ۳۳ كيلوولت به ۴۰۰ ولت بيشتر است و ايستگاه هاي مبدل ۴۰۰/۳۳۰۰۰ ولتي به يكباره كار توزيع انرژي در سطح فشار متوسط را انجام مي دهند . در حال حاضر ، هر دو حالت ياد شده در شبكه خوزستان وجود دارد . ازطرفي در آينده در شهرهاي بزرگي همچون تهران ، ولتاژ فوق توزيع ۶۳ كيلوولتي نيز جز سطوح ولتاژ فشار متوسط در طرف ولتاژ اوليه شبكه هاي توزيع قرار خواهد گرفت .

لازم به توضيح است كه براساس تعريف جديد استانداربين المللي ،سطح ولتارفشارمتوسط (M.V.)، طيف ولتاژ در بازده ۳ الي ۷۵ كيلوولت را شامل مي شود . به عنوان مثال ، در بيشتر پالايشگاه ها و صنايع پتروشيمي و همچنين صنايع سيمان و خودروسازي ، پست هايي با سطح ولتاژ ۳/۳ و ۶ كيلوولت ، به عنوان شبكه اوليه وجود دارد كه مقدار اين ولتاژها د رشبكه هاي توزيع مجاز نمي باشد .جدول (۱) سري ولتاژهاي استانداردهاي شده طبق IEC را نشان مي دهد .
جدول (۱): ولتاژهاي نامي سيستم هاي سه فاز A.C از ۱ تا ۳۵ كيلوولت

ولتاژ نامي سيستم
KV بيشترين ولتاژ تجهيزات
KV
3* 3/3*

۶* ۶/۶*]
۱۰ ۱۱
۱۵ _
۲۰ ۲۲
_ ۳۳
۳۵* _ ۳/۶

۲/۷
۱۲
۵/۱۷
۲۴
۳۶
۵/۴۰
* اين مقادير نبايد براي سيستم هاي توزيع برق عمومي به كار برده شوند .
** اين سيستم ها به طور معمول سه سيمه هستند و مقادير ولتاژهاي مابين فازها را نشان مي دهند .
*** در يك سيستم طبيعي تغييرات حداكثر و حداقل نبايد بيشتراز محدوده ۱۰%± باشد .
شبكه هاي فشار ضعيف و به دنبال آن اتصالات مربوط به سرويس مصرف كننده ، آخرين بخش از شبكه هاي توزيع راتشكيل مي دهند يعني به طور مستقيم با مصرف كنندگان در ارتباط هستند .

اين مدارها ، از نظر چگونگي سرويس دهي با فيدرهاي اوليه يكسانند . شبكه فشار ضعيف به طور كلي ، به همراه ترانسفورماتورهاي توزيع در يكحوزه قرار مي گيرد كه ميان آنها ، ارتباط تنگاتنگي برقرار است .درمناطق شهري با چگالي بار سنگين ، به طور معمول شبكه فشار ضعيف فقط از طريق كابل هاي زميني عبور داده مي شوند ، بنابراين امكان به هم پيوستگي شبكه فشار ضعيف ،با هزينه مناسبي فراهم مي آيند . از اين رو در گذشته ، در اين مناطق ، از شبكه شعاعي استفاده مي شد ، اما اكنون شبكه هاي به هم پيوسته مناسب تر به نظر مي رسد.
اگرچه شبكه شبكه فشارمتوسط ( طرف اوليه ) وفشار ضعيف ( طرف ثانويه ) با يكديگر تفاوت هاي آشكاري دارند ، با اين حال ، مباني مشتركي به ويژه در طراحي آنها حاكم است و اين مطلب درباره پست ها نيز صدق مي كند .

مقايسه سيستم هاي زميني و هوايي :
در بررسي محاسن و معايب بين شبكه هاي زميني و هوايي ، بايد توسعه همه جانبه سيستم هاي الكتريكي ونيز مقرون به صرفه بودن آن را مد نظر قرار داد . طبيعت ساختماني ، چگونگي احداث ، بهره برداري و تجربه هاي نگهداري از اين دو گونه سيستم توزيع ، براي مقايسه همه جانبه شبكه هاي هوايي باسيستم زميني به شرح آورده شده است .
صرفه اقتصادي :
به طور كلي سيستم هاي هوايي برخلاف سيستم هاي زميني ، بسيار كم هزينه تر و ارزان ترند زيرا به كندن كانال ، هزينه هاي اخذ مجوزهاي حفاري ، لوله هاي مخصوص و … نيازي نداشته و در مورد خود كابل ها نيز حفاظ و عايق گران قيمت ، اتصالات و غلاف هاي آب بندي گران جهت امكانات ويژه ضد آب كردن تجهيزات زيرزميني وجود ندارد. درست همين هزينه هاي گزاف سرمايه گذاري است كه سيستم هاي زميني را چندين برابر گران تر از سيستم هاي هوايي كرده است .
امروزه باپيشرفت هاي تكنولوژي،ازپلاستيك به عنوان عايق وپوسته كابلهاي زميني استفاده مي شود. توانايي اين مواد براي دفن مستقيم سيستم در زير خاك ، صرفه اقتصادي آن را نسبت به سيستم هاي هوايي كاهش داده، بااين حال ،هنوزهم افزايش هزينه هاي شبكه زميني در ولتاژهاي زياد به مراتب بيشتر مي باشد به طوري كه به عنوان مثال ، هزينه هاي شبكه هاي فشارضعيف ۴۰۰ ولت زميني ، در حدود دو برابر شبكه هاي هوايي خواهد بود و اين نسبت در شبكه هاي با ولتاژ ۶۳ و ۱۳۲ كيلوولت به ترتيب ۱۰ و ۱۸ برابرمي گردد .
مشكلات اجرايي :

احداث شبكه هاي هوايي آسان تر بوده و در هر نقطه و محل مي توان به وسيله شبكه هوايي ، به سرعت جريان برق را برقرار نمود . در اين شبكه ها ، سادگي ساخت و احداث ، سهولت بهره برداري وتعميراتي كه به دنبال دارند به عنوان اصولي مهم در نظر گرفته مي شود . يك طرح ساده ، هميشه بر طرح هاي پيچيده برتري دارد مگر عواملي مهم ، استفاده از طرح هاي پيچيده شبكه هاي زيرزميني را توجيه نمايد . امروزه سياست هاي كلان بخش برق ، در چگونگي طراحي و نيرو رساني به شبكه هاي توزيع هوايي تاكيد دارند . مشكل عدم وجود منابع مالي سازمان در انجام

پروژه ، مي تواند به انتخاب اين سياست منجر شودكه شبكه هاي توزيع هوايي ، با حداكثرسرعت ممكن و به راحتي توسعه مي يابند . گرفتن انشعاب از شبكه هاي هوايي ، بدون مشكل ، با مخارج كم و با سرعت بيشتر انجام مي شود ، در حالي كه اشعاب گيري از كابل ها ، مستلزم ايجاد نقاط برداشت و پخش مانند ايستگاه هاي توزيع ، تابلوهاي برق و پيلارها (شالترها ) ، جعبه هاي انشعاب و … خواهد بود .
بنابراين سيستم هاي هوايي ، به صورت خيلي وسيع براي مدتي غالب خواهد بود و در سطوح برق رساني روستاها كاربردي به تقريب انحصاري خواهند داشت . در آينده ، براي شبكه هاي شهري

داراي چگالي بار زياد ، با استفاده از درآمدهاي حاصله ، بهبود كيفيت ، رعايت ديگر مسايل و تبديل به شبكه هاي زميني مد نظر خواهند بود . به طور كلي در مكان هايي كه چگالي بارهاي مصرفي آن قدر زياد باشد كه نصب خطوط هوايي با سيم ها و هادي هاي انبوه واقع روي پايه هاي خطوط هوايي از نظر شكل ظاهري ، ايمني و بهره برداري غير عملي به نظر رسد ، انتخابي جز سيستم زميني وجود نخواهد داشت .

تعمير و عيب يابي :
عيب يابي و رفع آن در شبكه هاي هوايي ،آسان تر انجام مي گيرد ، زيرا بيشتر عيبهاي شبكه هاي هوايي با چشم ديده مي شوند در صورتي كه براي پيدا كردن عيب در شبكه زيرزميني ، به دستگاه هاي خاص نياز خواهد بود . در ضمن هنگامي كه درسيستم هاي زميني مشكلي پيش مي آيد ، از نظر تعمير بسيار وقت گير و سخت خواهد بود با اين حال ، سيستم زميني با خطر قطعي برق ناشي از طوفان ، رفت و آمد و برخورد وسايل نقليه ، سقوط درختان و غيره مواجه نيست . به همين دليل ، صرف مخارج اضافي براي شبكه هاي زميني ، جهت احداث شبكه هاي قابل تغذيه از دو سو( مدار دوم ) ، چندين مدار موازي ، طرح هاي تبديلي و حتي شبكه هاي غربالي براي ايجاد قابليت اطمينان برقرساني ، توجيه پذير خواهد بود .

لازم به توضيح است كه شرايط متعدد ديگري نيز وجود داردكه كابل هاي زميني را به سيستم هاي هوايي ترجيح مي دهند . در واقع چون شبكه هاي زميني در زير خاك دفن مي باشند ، از عوامل جوي ، مانند طوفان ، يخ زدگي ، برخورد شاخه هاي درختان و رعد وبرق درامان بوده امكان خرابي آنها كمترمي باشد ، از اين رو ، قطع جريان كمتري نيز پيش مي آيد .

يكي ديگر از مشكلات فعلي خطوط هوايي ، رفت وآمد وسايل نقليه و برخورد آنها با تيرها است . از طرفي مقررات راهنمايي و رانندگي چنان سخت است كه ساخت و مرمت سيستم هاي هوايي را رفته رفته با مشكل مواجه كرده است . علاوه بر آن ، رفت و آمد ( ترافيك ) سنگين ووسايل با ارتفاع زياد مانند بالابرها و جرثقيل ها ، خطرات ديگري از نظر برخورد وسايل نقليه سنگين به تيرها و سيم ها ايجاد مي كنند .
حفظ زيبايي محيط وحريم ها :

به طور كلي سازه هاي خطوط هوايي ، با زيبايي و معماري امروزي محيط همخواني ندارند بنابراين مهندسين توزيع برق ، در طراحي سيستم توزيع انرژي الكتريكي ، به حفظ زيبايي نيز توجه مي كنند تا جايي كه پايه هاي سيماني ر در رنگ ها و اشكال متعددي مي سازند .
در شهرها و مناطق پر جمعيت و حساس ، براي حفظ زيبايي شهر ، به طور معمول از شبكه هاي زميني استفاده مي شود ، با اين حال در بعضي از نقاط به اجبار از شبكه هاي هوايي استفاده مي شود تا حريم سيم هاي برق داررعايت شوداين موضوع مانند باند فرودگاه ها، داخل محوطه نيروگاه ها و پادگان ها و غيره … مي باشد . به علت بدون روپوش بودن هادي هاي خطوط هوايي رعايت فاصله مجاز از تاسيسات و ساختمانها به عنوان رعايت حريم خطوط انتقال مورد نياز مي باشد . در

بسياري از موارد ، به علت كم بودن عرض مسير و معابر و در نتيجه به علت عدم امكان تامين حريم خطوط هوايي ،كابل كشي زميني يا شبكه كابل هاي هوايي روكش دار ( كابل هاي خودنگهدار ) توصيه مي شود . اين موضوع به خصوص درباره خطوط فشار متوسط در داخل شهرها و مجتمع هاي آپارتماني ، مجتمع هاي صنعتي و تجاري به طور كامل محسوس است . رعايت حريم شبكه هاي هوايي ، ازعواملي است كه بايد مورد توجه قرار گيرد . به طور معمول شهرداري ها يا سازمان پاركها درمسيراحداث شبكه هاي هوايي شهرها درختكاري مي كنند كه پس از رشد درختان ش

اخه هاي آن ها با هادي هاي خطوط تماس پيدا كرده و در هواي باراني يا رطوبت موجب اتصالي و سوانحي مانند پارگي سيم ها خواهند شد البته عبور خطوط هوايي از مناطق جنگل كاري شده و درختان ميوه نيز باعث قطع درختان و صدمه به محيط زيست مي شود .
حادثه آفريني و ايمني :
به علت درد سترسي بودن و لخت بودن قسمت هاي زنده خطوط هواي وهمچنين آسيب پذيربودند پايه وهادي آنها، شبكه ها اغلب درمعرضي بروز حوادث بودند كه شرح مختصري ازآنها بدين قرار است :
الف ) آسيب پذيري دربرابرطوفان ها واختلالات جوي درشبكه هاي هوايي بسيارقابل توجه مي

باشد. دراين موارد، ايجاد آتش سوزي و برق گرفتگي ، به دليل درهم پيچيده شدن هادي ها يا افتادن اشيا و اجسام روي شبكه دورازانتظار نيست .
ب ) خطرهايي كه همه ساله در اثر برخورد جرثقيل ها ، كمپرسي ها و خودرو هاي با ارتفاع زياد با شبكه برق دار هوايي اتفاق مي افتد ، رانندگان ، اپراتورها و ديگر عوامل كاري را تهديد مي نمايد و هر ساله ، آمار قابل ملاحظه اي را به خود اختصاص مي دهد .
ج ) پرتاب فلاخن كودكان ، شكستن مقره هاي بشقابي و برخورد بادبادك هاي نوجوانان كه فاقد سرگرمي و محيط ورزشي هستند ، از عواملي هستند كه در شهرها و روستاهاي كشور به شبكه هاي فشار ضعيف هوايي آسيب مي رسانند و گاه با قطع سيم نول و افتادن روي فازهاي ديگر و دوفاز شدن ، باعث خرابي تجهيزات مصرف كنندگان تكفاز شده به مشتركان برق زيان هاي مالي وارد مي كنند .
د ) تصادف وسايل نقليه با تيرهاي بتني يا چوبي در كنار جاده و اتوبان ها ، يكي ديگر از عوامل حادثه ساز در شبكه هاي توزيع هوايي است كه گاهي موجب افتادن تير روي خودروها و بروز خسارت جاني و مالي سنگين مي شود .
ه ) شبكه هاي هوايي براي كارگران ساختماني نيزخطرآفرين است . به دليل كم عرض بودن بسياري از معابر شهري ، برپا كردن داربست ها براي نماسازي يا نصب وسايل ، سبب نزديكي شبكه هاي برق و گاهي برق گرفتگي يا خسارت هاي جاني مي شود .

و ) سقوط برقكاران از روي پايه يا پلكان هاي تيرها ، خواه با استفاده از وسايل ايمني و خواه بدون آنها ، به دليل انجام فعاليت هاي برقي ، هنوز در برخي از مناطق تحت پوشش برق كشور اتفاق مي افتد . در ضمن افتادن اشياء و برخورد آنها با افراد در حال تعمير يا نصب يراق آلات و يا كنده و پاره شدن سيم و اصابت آنه