لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 47
مقدمه:
از آغاز پیدایش صنعت برق ، نیاز به تجهیزاتی که بتوانند نقش عایقی و جداسازی قسمتهای تحت ولتاژ از سایر قسمت ها را داشته باشند وجود داشته و تحقیقات در این زمینه نیز همچنان ادامه دارد.اولین عنصری که به عنوان مقره مطرح گردید چوب خشک بود ولی بعلت اینکه پس از خیس شدن تا اندازه ای خاصیت عایقی خود را از دست میداد کنار گذاشته شد. پس از چوب استفاده از مصنوعات کلی وسرامیک مورد مطالعه قرار گرفت وامروز بطور گسترده از شیشه و چینی وپلاستیک در ساخت مقره ها استفاده می شود.
در خطوط انتقال نیرو نیز لازم است هادیهای تحت ولتاژ بنحوی از برجها ایزوله شوند که مقره ها عامل اصلی جداسازی هادیها از پایه ها وزمین می باشد و برای اینکه بتوانند وظایف خود را که در حقیقت تامین فاصله مناسب می باشد به خوبی انجام دهند باید دارای خواص کلی زیر باشند :
(1) خاصیت عایقی مناسب
(2) مقاومت مکانیکی کافی
(3) تحمل الکتریکی در مقابل اضافه ولتاژ ها
(4) مقاومت الکتریکی بالا در جهت کاهش نشت جریان الکتریکی
(5) مقاوم در مقابل تغییرات درجه حرارت محیط
مسلما هرچه مقاومت الکتریکی و مکانیکی مقره ها بیشتر باشد،تحمل آنها در مقابل اضافه ولتاژها یا اضافه بارهای مکانیکی افزایش می یابد ،علاوه بر آن پایین بودن درجه عایقی مقره ها احتمال بروز جرقه بین هادیها با برجها را از طریق زنجیره مقرهها افزایش میدهد.که این امر سبب تخریب آنها میگردد که درمجموع کاهش قابلیت برق رسانی و در نتیجه خروج خطوط انتقال نیرو را بهمراه خواهد داشت.
ایزولاسیون و مقره ها :
برای اتصال هادی های خطوط انتقال به دکل ها که دارای ولتاژ های زیادی نسبت به بدنه ی دکل و نسبت به یکدیگر می باشند،از وسایل مجزا کننده استفاده میشود.این جدا کننده ها که عموما به صورت مقره در خطوط انتقال بکار می روند ، عموما دارای دو وظیفه ی مهم می باشند:
یکی وظیفه ی مکانیکی آنها است بطوری که باید دارای استقامت مکانیکی خوب بوده و قادر باشند بارهای مکانیکی راتحت شرایط متحمل از قبیل برف ،باد ، باران ، و غیره بخوبی تحمل نمایند.
دیگری وظیفه ی الکتریکی آنها است بطوری که باید دارای خواص غایقی خوب بوده و بتوانند هادی های دارای ولتاژ را بخوبی از دکل و از یکدیگر ازنظر الکتریکی جدا نمایند و علاوه بر تحمل ولتاژ کار خط ، در مقابل ولتاژ های ضربه ای ناشی از رعد و برق و قطع و وصل کلید ها و غیره که بعدا توضیح داده خواهد شد بخوبی مقاومت کنند.
در ضمن جریان نشتی مقره ها که ممکن است در اثر تخلیه ی کرونا ، تلفات دی
الکتریکی یاعایقی مواد داخلی مقره و جریان نشتی سطحی مقره به وجود اید باید حتیالامکان ناچیز باشد .
شکست ولتاژ اعمال شده روی مقره ممکن است به دلیل تخلیه ی الکتریکی در هوای اطراف مقره ، تخلیه ی الکتریکی سطحی از طریق گرد و غبار وآلودگی های روی سطح مقره ویا تخلیه ی الکتریکی ازداخل خود مقره صورت پذیرد که در حالت اخیر منجر به خرابی مقره می گردد .
اغراق نیست اگر بگوییم که ضریب اطمینان سیستم های قدرت بستگی به کیفیت و
ضریب اطمینان ایزولاتورها دارد و از آن جایی که ولتاژ انتقال و ظرفیت انتقال روز به روز در حال افزایش است میتوان گفت که نقش ایزولاتورها و مقره ها روز به روز مهمتر خواهد شد و همچنین نیاز برخورداری از تحمل مکانیکی بیشتر درآینده توام با خاصیت الکتریکی مناسب مسئولیت سنگینی را از هم اکنون بردوش مهندسان مواد گذاشته است به لحاظ اهمیت نقش ایزولاتورها ومواد تشکیل دهنده ی آنها در خطوط انتقال در اینجا به تشریح آنها می پردازیم.
1) مواد تشکیل دهنده عایقها و مقره ها
مواد مختلفی وجود دارند که بعنوان عایق الکتریکی در ساخت مقره ها به کار میروند. این مواد عموما بدوگروه سرامیکی و غیرسرامیکی (پلاستیک)می توانند تقسیم گردند . گروه سرامیکی که ازاهمیت بیشتری برخوردار می باشد خود انواع مختلفی را شامل می شود که عمده ی آنها بخصوص برای خطوط انتقال ، شامل پرسلین و شیشه می باشند.با این حال امروزه پرسلین به عنوان بهترین این مواد ازنقطه نظر استقامت الکتریکی ومکانیکی ، استقامت تحت شرایط جوی مختلف ، ضریب اطمینان بالا و غیره ، موردقبول صاحب نظراندر سراسر جهان می باشد و به عنوان بهترین ماده برای ساخت مقره ها شناخته شده است .
در این جا به دلیل اهمیت به تشریح این دو ماده می پردازیم :
1-1) پرسلین
این ماده مخلوطی است از رس و کائولین یا سیلیکات هیدراته و کوارتز ، فلدسپات
یا سیلیکو آلومینات سوداو پتاس. در ساختمان بعضی ازپرسیلینهای مخصوص ممکن است اکسیدهای بخصوص شامل تیتان و زیرکونیم نیز موجود باشد درصد کوارتزچیزی در حدود25%و درصد فلدسپات یا سیلیکو آلومینات سود و پتاس نیز در همین حدودمی باشد و خواص الکتریکی و مکانیکی آن تابعی از درصد مواد تشکیل دهنده ی آن می باشد. این مواد را پس از آرد کردن خوب مخلوط کرده و به شکل مطلوب درآورده و درکوره باحرارتی در حدود 1300 درجه می پزند .
پرسلین دارای خاصیت عایقی بسیار خوب و قوی بوده و گرادیان ولتاژی که باعثخرابی آن می گردد در حدود mm / kv30 - 15 می باشد ودر مقابل ولتاژ ضربه تا 49mm/kv تحمل دارد. مقاومت مخصوص آن زیاد و در حدود mCΩ ٩٤ 10×3 است که در نتیجه جریاننشتی آن ناچیز می باشد .ثابت دی الکتریک پرسلین 6.5- 4
مقاله در مورد ایزولاسیون و مقره ها 49 ص
