up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله مقره كششي PDF
QR code - مقره كششي

مقره كششي

اشنايي با مقره هاي سيستم توزيع نيروي برق

آشنايي با مقره هاي سيستم توزيع نيروي برق :
شبكه هاي توزيع هوايي توسط عايقي كه آنها را مقره مي نامند نسبت به زمين محافظت مي شوند ضمناً مقره ها بايستي تحمل فشار الکتريکي و مكانيكي وارده از سيم و نيروي بار را داشته باشند. البته علاوه بر ولتاژ خط بايد قابليت تحمل اضافه ولتاژ هاي گذراي خط را نيز داشته باشد.
علت اصلي استفاده از مقره ها را در شبكه ها مي توان ناشي از دو مسئله دانست :
1 ) عايق كردن سيم ها نسبت به كراس آرم و پايه
2 ) عايق نمودن سيم ها به يکديگر و در نتيجه حفظ فاصله فازها از نظر ايمني
مقره ها از نظر جنس سه نوع هستند :
الف) مقرهاي چيني ب) مقرهاي شيشه اي ج) مقرهاي کامپوزيت
مواد تشكيل دهنده مقره ها :
الف) مقره هاي چيني :
استقامت مكانيكي مقره ها (ايزولاتورها) به جنس ، ضخامت عايق و استقامت الكتريكي آن به جنس، طول و شكل مقره بستگي دارد. دو ماده اصلي براي ساختن مقره هاي خطوط هوايي، چيني و شيشه سخت مي باشد.
مواد اوليه چيني كه در ساخت مقره ها از آن استفاده مي شود عبارت است از : فلدسپات، كائولين (خاک چيني)، رس يا سيليکات آلومينيوم هيدراته، و كواترز كه بايستي به يک نسبت معين از آنها را تركيب كرده و به صورت گل در آورده سپس درصد رطوبت آنرا پايين آورده و در خلاء پرس نمايند تا از حباب هاي هوا خالي گردد و بعد آن را قالب گيري كرده و به شكل مقره مورد نظر در مي آيند پس از خشک شدن لعاب داده و بعد آن را در كوره هاي مخصوص تحت تأثير درجه حرارت معين پخته مي شود تا عايق چيني به دست آيد. خمير كردن چيني با آب كاملاً تصفيه شده انجام مي گيرد تا املاح موجود در آب به خصوص نمک که موجب خراب كردن خواص مكانيكي چيني و همچنين خواص الكتريكي چيني مي شود. جلوگيري كند. كليه مقره هاي چيني داراي پوششي از لعاب شيشه با درجه ذوب پايين مي باشند كه به رنگ سفيد ، قهوه اي و يا سبز مي باشد لعاب علاوه بر بالا بردن مقاومت مكانيكي مقره، باعث صيقلي شدن سطح خارجي مقره نيز مي گردد و در نتيجه قدرت چسبندگي ذرات خارجي (گرد و خاک و دوده) با آن كم مي شود و در اثر باران و باد به سادگي تميز و شسته مي شوند. همچنين باعث مي شود فشار الكتريكي به طور يكنواخت در تمام سطح آن انتشار يابد.
استقامت عايقي چيني در حدود 12 تا 28 کيلو ولت بر ميليميتر مي باشد. مقره هاي چيني در برابر اشعه ماوراي بنفش خورشيد، فعل وانفعالات الکتريکي سطحي، رطوبت و غيره تأثير پذير نمي باشد. از معايب عمده مقره هاي چيني عدم تشخيص سوراخ شدگي مقره، با مشاهده ظاهري آن مي باشد.
الف) مقرهاي شيشه اي :
در ساخت مقره هاي شيشه اي از شيشه سخت شده استفاده مي شود. شيشه از ذوب مواد متشکله شامل سيليس سود، سنگ آهک و منيزيم در درجه حرارت حدود 1400 درجه سانتي گراد بدست مي آيد که پس از قالب ريزي و پخت مجدد، آن را سرد مي کنند. پوسته خارجي مقره شيشه اي در حالت فشردگي بوده و در مقبل لب پريدگي و قوس الکتريکي نسبت به چيني مقاوم تر است. استقامت عايقي شيشه بيشتر از چيني بين 60 تا 120 کيلو ولت بر ميليمتر مي باشد. شيشه تحت فشار مقاوم تر از چيني بوده و در مقابل کشش، استقامتي معادل چيني دارد، اما در مقابل ضربات مکانيکي شکننده تر است.
شفافيت شيشه باعث مي گردد، که شکستگي و ترک داخلي آن با چشم قابل رويت باشد. نقطه ضعف عمده مقره هاي شيشه اي حفظ آب روي سطح شيشه مي باشد. بنابراين آلودگي هاي مرطوب به راحتي سطح اين مقره را مي پوشانند و در محيط هاي آلوده احتمال وقوع جرقه سطحي افزايش مي يابد. اين ضعف مقره هاي شيشه اي با استفاده از نوعي روکش سيليکون رابر موسوم به (RTV) قابل رفع مي باشد.
ج) مقره هاي کامپوزيت :
اجزاي تشکيل دهنده مقره هاي کامپوزيت شامل هسته عايق، پوشش پلاستيکي و اتصالات انتهايي مي باشد. هسته مرکزي مقره از فيبر پلاستيکي فشرده (FRP) ساخته مي شود. اين هسته وظيفه تحمل بار مکانيکي اعمالي به مقره را بر عهده دارد. فيبر هاي فشرده اي که براي ساخت هسته مورد استفاده قرار مي گيرند از جنس الياف شيشه مي باشد. هسته در مقره هاي کامپوزيت اصلي ترين جزء عايقي مقره به شمار مي آيد.
روکش لاستيکي مقره وظيفه محافظت هسته در مقابل هوازگي و اثرات مخرب رطوبت و شرايط جوي را بر عهده دارد. براي پوشش بيروني هسته از سه دسته مواد رزين اپوکسي، الاستومر هاي کوپليمر اتيلن، پروپيلن و الاستومر هاي سيليکوني استفاده مي شود. اين روکش داراي خاصيت آب گريزي بوده و ميزان جذب آلودگي آن بسيار ناچيز است. از مزاياي ديگر اين روکش امکان طراحي بشقاب هاي مقره به شکل دلخواه مي باشد.
مقايسه مقره هاي شيشه اي، چيني و کامپوزيت :
1 ) نوع شيشه اي در مقابل لب پريدگي و قوس الكتريكي نسبت به چيني مقاومتر است و نوع کامپوزيت از هر دو مقاوم تر مي باشد.
2 ) اگر شيشه بشكند به تكه هاي كوچكي شكسته شده و اين عيب را مي توان از روي زمين مشاهده كرد بنابراين تشخيص عيب در مقره شيشه اي آسانتر از مقره چيني است.
3 ) ضريب انبساط حرارتي مقره شيشه اي كوچكتر بوده و در نتيجه تغيير شكل نسبي آن در اثر تغيير درجه حرارت حداقل است.
4 ) نوع شيشه اي تحت فشار مقاوم تر از چيني بوده و در مقابل كشش استقامتي معادل چيني را دارد خاصيت عايقي کامپوزيت بيشتر از دو نوع ديگر مي باشد در نتيجه اين امکان را مي دهد که در طراحي آن از فاصله خزشي کوچکتري در مقايسه با مقره هاي چيني و شيشه اي استفاده شود.
5 ) عيب شيشه اي اين است كه رطوبت در سطح آن زودتر تقطير شده و در مقره هاي بزرگ، که جرم ماده آن با شكل نامنظم است ممكن است پس از سرد شدن تغيير شكل نسبي داخلي پيدا كند. عيب ديگر مقره شيشه اي اين است كه رطوبت و گرد و غبار و آلودگي به راحتي روي شيشه نشسته و باعث جريان خزنده سطحي مي گردد. اين عيب را مي توان در مناطق مرطوب و پر گرد و غبار با طرح خاص مقره برطرف كرد. اما مقره کامپوزيت داراي خاصيت آب گريزي است در نتيجه ميزان جذب غبار در آن پايين بوده، نياز به شستشو در حين بهره برداري کاهش يافته که موجب کمتر شدن هزينه نگهداري مي شود.
شكست الكتريكي مقره :
به سه صورت ممكن است در مقره شكست الكتريكي رخ دهد :
1 ) تخليه الكتريكي (قوس الكتريكي) در هواي اطراف مقره كه بر اثر كليد زني (در قطع و وصل كليدها) و يا رعد و برق بوجود آيد.
2 ) سوراخ شدن مقره كه باعث تخليه قوس الكتريكي از درون مقره مي گردد كه اين بيشتر به جنس مقره بستگي دارد.
3 ) جمع شدن آلودگي و گرد و غبار در سطح خارجي مقره كه باعث ايجاد جرقه در سطح مقره مي شود.
انواع مقره ها از نظر شکل :
1 ) مقره سوزني يا ميخي :
مقره سوزني همانطور كه از نامش پيداست روي يک پيچ يا پايه فولادي (پين) وصل مي گردد كه مقره را در جاي خود مثلاً روي كراس آرم نگه مي دارد و هادي نيز به وسيله يک تکه سيم اصلي روي مقره محكم مي گردد. مقره هاي سوزني ممكن است چيني يا شيشه اي باشند. از اين مقره ها در پايه هاي مياني خطوط هوايي استفاده مي شود. مقره هاي سوزني شيشه اي يكپارچه بوده ولي نوع چيني آن تا ولتاژ 11kv يكپارچه و براي ولتاژهاي بالاتر بسته به مقدار ولتاژ چند تكه ساخته مي شود كه به وسيله سيمان مخصوصي به يكديگر وصل مي گردد.
انواع مقره سوزني :
الف) مقره سوزني ساده
ب ) مقره سوزني سر گرانيتي يا راديو فريد :
يکي از مشکلات اين نوع مقره ها توزيع نامناسب ولتاژ بروي سطوح مقره مي باشد. در
طراحي مقره هاي سوزني از يک قشر لايه گرافيتي براي توزيع يکنواخت ولتاژ و جلوگيري از تمرکز آن در نزديکي محل اتصال هادي به مقره به صورت موضعي روي سطوح نزديک به پين و دور کلاهک استفاده مي شود. اين لايه گرافيتي باعث کاهش اغتشاشات راديويي و پديده کرنا و بهبود توزيع ميدان مي گردد.
2 ) مقره اتكايي :
نوعي ديگر از مقره است كه به صورت استوانه چيني توپر يا توخالي ساخته مي شود. نوع توخالي آن به شكل استوانه است كه در انتهايش يک حفره دارد كه قبل از اينكه قاعده مقره به كلاهک فلزي چسبانده شود پوشانده مي شود. از مقره هاي اتكايي به صورت عمودي يا افقي استفاده مي گردد. نوع افقي آن از نوع چيني يک پارچه و توپر ساخته شده و براي نگهداري هر فاز توسط يک پين يا پيچ مخصوصي بر روي پايه به طور افقي نصب مي گردد. در سر مقره يک كلمپ مخصوص جهت نگهداري هادي خط مي باشد. اين نوع مقره در شبكه هوايي نياز به كراس آرم و بريس ندارد و فضاي كمتري را اشغال مي كند و در جايي که نياز به فاصله خزشي زيادي باشد استفاده مي شود. از آنجايي که مقاومت مکانيکي مقره هاي اتکايي توپر در اثر افزايش قطر کاهش مي يابد، لذا براي تحمل نيرو هاي مکانيکي بزرگ نمي توان از مقره اتکايي توپر استفاده نمود. نوع عمودي آن بيشتر در پست هاي فشار قوي نصب مي گردد. كه ممكن است توپر يا توخالي باشد. کاربرد اين مقره ها هم اکنون در شبکه توزيع بسيار محدود است.
3 ) مقره آويزي (بشقابي) :
در خطوط ولتاژ متوسط در مواردي که به هر دليلي نيروي استقامت مکانيکي مقره بايد بالا تر از حد متعارف و طبيعي باشد ( در پايه هاي کششي يا انتهايي، زاويه اي، اسپن هاي بزرگ و يا استفاده از هادي هاي سنگين ) از مقره هاي بشقابي استفاده مي شود مقره بشقابي چنانچه از نامش پيداست از كراس آرم آويزان بوده و هادي خط به انتهاي آن به وسيله كلمپي بسته مي شود. با توجه به اين که تعدادي از اين مقره ها در يکديگر قفل شده به صورت زنجير در مي آيند مشکل افزايش طول خزش در ولتاژ هاي بالا براي اين نوع مقره وجود ندارد. اين نوع مقره بيشتر در شبکه هاي فشار قوي مورد استفاده قرار مي گيرد. زيرا مقره سوزني در اين ولتاژها بسيار سنگين و گران تمام مي شود و بسيار مشكل است كه پايه مقره سوزني بتواند نيروهاي مكانيكي وارده را تحمل نمايد. استفاده از مقره هاي آويزي احتياج به پايه مقره ندارد و امكان ايجاد هر نوع فاصله اي بين هادي ها و پايه را به وسيله افزايش تعداد مقره ها به صورت زنجيري به وجود مي آورد. هم چنين چنانچه مقره دچار شکست الکتريکي شود، اجزاي چيني هادي را رها نمي کنند و سيم هادي به زمين نمي افتد. بدين جهت در اسپن هاي عبوري از جاده ها و نقاط حساس از اين نوع مقره ها استفاده مي شود.
4 ) مقره كششي :
اين مقره ها در ابتدا و انتهاي خطوط در زوايا و پيچ هاي تند و در جاهاي بسيار بلند مثل عبور از رودخانه ها يا دره هاي عريض علاوه بر نيروهاي عمودي وزن سيم، نيرو هاي يخ و نيروهاي عرضي باد بر سيم، نيروي كششي افقي ناشي از كشيدن هادي ها نيز وجود دارد استفاده مي شود. مقره كششي بر دو نوع مي باشد :
الف) مقره كششي خط
ب) مقره مهار :
اين مقره ها در مسير سيم هاي مهار پايه هاي خطوط به منظور عايق سازي قسمت پايين سيم مهار از قسمت بالايي آن براي حفظ ايمني افراد در پاي مهار مورد استفاده قرار مي گيرند. اين مقره ها به گونه اي طراحي و ساخته مي شوند که در صورت شکسته شدن ، سيم مهار رها نگردد و روي زمين نيفتد.
5 ) مقره چرخي :
جنس اين مقره از چيني مي باشد که بر روي آن لعاب داده شده است. اين نوع مقره در شبكه هاي فشار ضعيف به كار مي رود. مقره چرخي در وسط داراي سوراخي است كه در تمام طول مقره وجود دارد. از اين سوراخ ميله اي عبور مي كند كه مقره را از دو طرف يعني از بالا و پايين در اتريه نگه مي دارد و اتريه توسط پيچ و مهره به پايه محكم مي شود و بر دو نوع مي باشد. مقره چرخي S80 و مقره S120 كه مقره S80 براي استفاده جهت سيم هاي مسي تا سطح مقطع 50 و مقره S120 جهت استفاده سيم هاي مسي 50 به بالا بكار برده مي شود.

مقدمه: يکي از اجزاء مهم شبکه هاي فشار قوي ، مقره ها مي باشد که بر حسب ولتاژ مورد استفاده و شرايط محيطي از نظر آلودگي و رطوبت ، شکل خاصي به خود مي گيرن ...

مقدمه: يکي از اجزاء مهم شبکه هاي فشار قوي ، مقره ها مي باشد که بر حسب ولتاژ مورد استفاده و شرايط محيطي از نظر آلودگي و رطوبت ، شکل خاصي به خود مي گيرن ...

با توجه به روند رو به رشد مصرف برق در جهان و لزوم افزايش و توسعه توليد برق و به تبع آن احداث خطوط انتقال نيرو با ولتاژهاي بالاتر به منظور انتقال انرژي ...

از زماني که انسان غارنشيني را به قصد يافتن مکان زيست بهتر ، پشت سر گذاشت، با مصالح ساختماني سر و کار پيدا کرده بود. بديهي است که اين مواد از نوع موجود ...

پلي اتيلن يكي از ساده ترين و ارزان ترين پليمرها و پر مصرف ترين ماده پلاستيكي در جهان است. اين ماده از پليمريزاسيون اتيلن به دست مي آيد و به طور خلاصه ...

بشر با تلاش براي دستيابي به مواد جديد, با استفاده از مواد ألي (عمدتا هيدروكربنها) موجود در طبيعت به توليد مواد مصنوعي نايل شد. اين مواد عمدتا شامل عنص ...

يک تکه سنگ شيشه بزرگ شيشه از مواد معدني بدست مي آيد که معمولا به رنگ هاي متفاوت در طبيعت يافت مي شود و بنظر مي رسد اولين شناخت و استفاده انسان از شيش ...

دانلود نسخه PDF - مقره كششي