مقره چیست؟ انواع مقره از نظر جنس و از نظر کاربرد
- حمید زینالی
- طراحی و تجهیزات پست فشار قوی, وبلاگ
- 1404/06/12
- این مقاله بروزرسانی شده 14 اردیبهشت 1405
مقره چیست؟
در شبکههای توزیع برق مانند خطوط انتقال به تجهیزات نیاز است که بتوانند نقش عایقی و جداسازی قسمتهای تحت ولتاژ از دیگر قسمتها جدا کنند. طبق تعریف، مقره وسیلهای گفته میشود که دارای مقاومت الکتریکی بالایی بوده، بین هادیهای برقدار و پایههای نگهدارنده قرار میگیرد. مقره، علاوه بر عایق نمودن هادی نسبت به پایه و همچنین نسبت به زمین ارتباط مکانیکی هادی و پایه را نیز تشکیل می دهد.
ویژگی و وظایف اصلی مقره
۱. وظیفه اصلی مقرهها:
ایزوله کردن هادی از بدنه کنسول و یا پایه می باشد. این مقرهها باید بتوانند بدون داشتن جریان نشتی، مشخصات الکتریکی لازم برای تحمل بیشترین ولتاژ عادی و سایر ولتاژهای اضافی تحت شرایط مختلف را داشته باشند.
2. تحمل نیروی مکانیکی:
وظیفه دیگر مقرهها، تحمل نیروهای مکانیکی حاصل از وزن هادیها و نیروهای اعمال ناشی از باد و یخ میباشد که در هر شرایطی، فاصله هادی از بدنه و بازوی پایه، نباید از مقادیر مجاز کمتر باشد. این ویژگیها به عنوان خواص مکانیکی مقرهها محسوب می شوند.
۳. حفظ خواص فیزیکی:
مقرهها باید در برابر تغییرات جوی و درجه حرارت مقاومت خود را از دست ندهند و با گذشت زمان دچار تغییر نشوند.
انواع مقره از لحاظ جنس
1. مقره چینی
چینی بکار رفته در ساختمان مقره چینی، ترکیبی از کائولین و رس یا سیلیکات آلومینیوم هیدراته، کوارتز که بایستی به یک نسبت معین آنها را ترکیب نمود. از آن جائیکه بسیار ضروری است که یک مقره بدون حفره و ناخالصی باشد، روش و مراحل ساخت آن از دقت و حساسیت خاصی برخوردار است.
استحکام مکانیکی مقره در حدود 12 تا 28 KV/mm میباشد. از معایب مقره چینی این است که در برخی از مواقع ترکهای ریزی در آن به وجود میآید و این مسئله باعث کاهش مقاومت در برابر ولتاژ ضربه میگردد.
2. مقره شیشهای
این مقرهها از شیشه سخت ساخته شدهاند. شیشه از ذوب مواد متشکله شامل سیلیس یا شن، سود سنگ آهک و منیزیم در درجه حرارت حدود 1400 درجه سانتیگراد بدست میآید که پس از قالبریزی دوباره پخته و کنترل میکنند سپس آن را سرد میکنند.
از مزایای مقرههای شیشهای میتوان به ضریب انبساط حرارتی بسیار کم اشاره کرد که در اثر تغییرات شکل آنها، در اثر افزایش درجه حرارت بسیار کم است. مقرههای شیشهای قبل از بروز ترک کاملاً خرد میشوند و از این رو میتوان مقرههای معیوب را پیدا کرد.
بر خلاف مقرههای چینی، در هنگام ساخت مقرههای شیشهای، حفره به وجود نمیآید و یا اگر حفرهای هم باشد، قابل مشاهده است.
مقایسه مقره شیشهای با چینی
- قدرت دیالکتریک بالایی در مقایسه با چینی دارد.
- مقاومت آن بسیار بالا است.
- ضریب انبساط حرارتی کمی دارد.
- از استحکام کششی بالاتری نسبت به مقره چینی برخوردار است.
- به دلیل ماهیت شفاف، ناخالصیها و حبابهای موجود در آن به راحتی قابل تشخیص هستند.
- شیشه طول عمر طولانی دارد، و لذا خصوصیات مکانیکی و الکتریکی آن با گذشت زمان تحت تأثیر قرار نمیگیرد.
- شیشه ارزانتر از چینی است.
3. مقره کامپوزیتی
مقرههای کامپوزیتی ترکیبی از مواد پلیمری بوده و در برابر اشعه فرابنفش خورشید مقاوم هستند. این مقرهها به علت خواص الکتریکی و مکانیکی بسیار خوب، در حال جایگزین شدن به جای مقرههای چینی و مقرههای شیشهای هستند.
مقرههای کامپوزیتی بسیار سبک هستند و برخلاف مقرههای شیشهای و یا چینی، قابل شکستن نیستند و از اینرو استحکام مکانیکی بسیار خوبی دارند. همچنین به دلیل بالاتر بودن جریان خزشی در مقرههای آلوده، برای استفاده در این مناطق بسیار مفید بوده و نیازی به شستوشو و تمیز کردن آنها نیست.
انواع مقره از نظر کاربرد
1. مقره اتکایی
مقرههای اتکایی به صورت استوانههایی بلند هستند که فرو رفتگیها و برآمدگیهایی روی سطح استوانه دارند. از نظر ساخت میتوانند به صورت توپر و توخالی باشند.
نوع توپر این مقره دارای استحکام مکانیکی و الکتریکی بیشتری در مقابل سوراخ شدن است. امروزه مقرههای پست بیشتر به صورت توپر ساخته میشوند. از نوع توخالی در مواردی استفاده میشود که مقره باید نیروی مکانیکی بیشتری تحمل کند. البته برای افزایش استقامت الکتریکی مقره اتکایی، آن را با گاز خشک ازت پر میکنند.
2. بوشینگ (مقره عبوری)
مقرههای عبوری برای سرهای خروجی و ورودی دستگاههای فشار قوی و برای جلوگیری از ایجاد جرقه بین خط عبوری و بدنه دستگاه استفاده میشوند. این نوع مقرهها به صورت لایهای استوانهای به کار میروند. با توجه به محیط کاری، شکل مقرههای عبوری متفاوت است. معمولاً فضای داخلی این استوانههای عایقی، توسط گازها یا مایعهای عایق پر میشود.
3. مقره هوایی
3.1 مقرههای کششی
مقرههای کششی در برجهای کششی، به صورت زنجیره مقرهای، وظیفه اتصال هادی به برج را بر عهده دارند. این زنجیره مقرهها میتواند به صورت دوتایی یا سهتایی یا … مورد استفاده قرار گیرند که انتخاب آنها به تعداد هادیهای هر فاز و همچنین شرایط بارگذاری و نوع مقره بستگی دارد.
از مقرههای کششی در پایههای ابتدا و انتهای خطوط انتقال، خطوط توزیع و در پایههایی که در مسیر خط از حالت مستقیم خارج شده و با نسبت به افق زاویه پیدا میکنند، استفاده میشود.
3.2 مقرههای مهار
در خطوط فشار ضعیف، مقرهها باید در ارتفاعی که نسبت به زمین قرار دارند، عایق باشد. عایق مورد استفاده در سیم مهار، مقره مهار نامیده میشود و معمولا از جنس چینی است. این عایق به گونه ای طراحی میشود که در صورت شکست عایق، سیم با زمین تماس پیدا نکند.
3.3 مقرههای سوزنی (میخی)
از این مقره ها برای نگهداری خطوط توزیع 11 و 20 و 33 کیلو ولت استفاده می شود، بیشتر به صورت یکپارچه ساخته می شوند و معمولا به شکل ناقوس کلیسا هستند و هادی خط روی شیار بالایی مقره قرار میگیرد و توسط یک سیستم به مقره محکم میشود.
3.4 مقرههای بشقابی (آویزان)
در ولتاژهای بالاتر از 50 کیلو ولت که در سیستمهای انتقال و فوق توزیع استفاده میشود، استفاده از مقرههای سوزنی به علت نیاز به ضخامت زیادتر و پیچیدهتر شدن ساختمان مقرهها و گرانتر شدن آنها و غیر اقتصادی بودن آنها امکان پذیر نیست. لذا در ولتاژهای بالا از مقرههای آویزان استفاده میشود و هادی خط به وسیله کلمپ فلزی به پایین ترین مقره بشقابی زنجیره متصل می گردد.
هر مقره بشقابی از یک دیک به شکل بشقاب از جنس چینی یا شیشه تشکیل شده است که در قسمت بالایی آن یک کلاهک چدنی گالوانیزه به شیشه یا چینی متصل شده است و در قسمت پایین مقره نیز یک پین فولادی گالوانیزه به مقره متصل شده است. همچنین مسیر زیر بشقابها به صورت چیندار است تا طول مسیر جریان نشتی افزایش یابد.
3.5 مقرههای چرخی
از مقرههای چرخی برای خطوط فشار ضعیف 400 ولت استفاده می شود. این مقره ها توسط تسمه فلزی U شکل به نام اتریه و بین اتریه و پین واشپیل به پایههای خطوط توزیع هوایی بسته میشوند و سیم هوایی شبکه بر روی شیار چرخی مانند مقره قرار میگیرد و از آن بهعنوان مقره کششی نیز استفاده میشود.
3.6 مقرههای استوانهای
این مقرهها به صورت یک زنجیره استوانهای و به صورت یکپارچهای از جنس چینی یا اخیراً از مواد ترکیبی ساخته میشوند و به دو طرف انتهایی آنها دو کلاهک فلزی با سیمان مخصوص اتصال داده شده است.
قطر استوانه عایق متناسب با قطر مکانیکی مورد نیاز انتخاب میشود. از این مقرهها بیشتر در خطوط انتقال استفاده میشود. این مقرهها در مقایسه با مقرههای بشقابی، شکلی با وزن نسبتاً کمتری برخوردارند.
آیا این مقاله برایتان مفید بود؟
