معرفی مقره

[Mehdi.Aref 26,774]

یکی از اجزای مهم شبکه های فشار قوی ، مقره ها می باشد که بر حسب ولتاژ مورد استفاده و شرایط محیطی از نظر آلودگی و رطوبت ، شکل خاصی به خود می گیرند.

مقاله زیر در مورد وظایف و خصوصیات مقره ها و جنس و انواع آن ها و ... می باشد.

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[hosseinassar 501]

انواع مقره های خطوط هوایی

الف) مقره های سوزنی (میخی) :از این مقره ها برای نگهداری خطوط توزیع 11 و 20 و 33 کیلو ولت استفاده می شود که بیشتر به صورت یکپارچه ساخته می شوند

الف) مقره های سوزنی (میخی) :

از این مقره ها برای نگهداری خطوط توزیع 11 و 20 و 33 کیلو ولت استفاده می شود که بیشتر به صورت یکپارچه ساخته می شوند و معمولاً به شکل ناقوس کلیسا هستند و هادی خط روی شیار بالایی مقره قرار می گیرد و توسط یک سیستم به مقره محکم می شود. مقره توسط یک پیچ فولادی که در داخل مقره محکم شده است به بازوی دکل بسته می شود. اطراف پیچ فولادی را با فلز نرم مانند سرب یا سیمان پر می کنند تا چینی مقره با فولاد سخت در تماس نباشد و در اثر گشتاور خمشی شکسته نشود.

چترهای روی مقره هم به خاطر ایجاد مسیر طولانی و همچنین ایجاد نقاط خشک در هنگام بارندگی و هم لغزان بودن سطح مقره برای باقی نماندن باران بر روی سطح مقره ایجاد می شود. به عبارت دیگر در حالت مرطوب بودن مقره ، فاصله جرقه برابر مجموع کوتاهترین فاصله از لبه یک چتر به نزدیکترین نقطه روی چتر پایینی به اضافه فاصله از لبه چتر پایینی تا پایه فلزی مقره می باشد. همچنین در حالت خشک بودن مقره کوتاهترین فاصله از هادی تا پایه فلزی مقره است. به این منظور ، ضریب اطمینان مقره را به صورت زیر تعریف می کنند.

 

ولتاژ نامی نقره/ ولتاژ لازم برای جرقه سطحی =ضریب اطمینان مقره

در شبکه های 20 کیلو ولت ، ضریب اطمینان هوای خشک مقره های میخی برابر 6 و برای هوای مرطوب به مقدار 4 است. همچنین در شبکه های 11 kv این ضریب در هوای خشک برابر 2/8 و برای هوای مرطوب به مقدار 5 است.

ب) مقره های آویزان (در مقره های خطوط هوایی) :

 

در ولتاژهای بالاتر از 50 کیلو ولت که در سیستم های انتقال و فوق توزیع استفاده می شود ، استفاده از مقره های سوزنی به علت نیاز به ضخامت زیادتر و پیچیده تر شدن ساختمان مقره ها و گرانتر شدن و غیر اقتصادی بودن آن ها امکان پذیر نیست. لذا در ولتاژهای بالا از مقره های آویزان می شود و هادی خط به وسیله کلمپ فلزی به پایین ترین مقره بشقابی زنجیره متصل می گردد.

 

هر مقره بشقابی از یک بشقاب از جنس چینی یا شیشه تشکیل شده است که در قسمت بالایی آن ،یک کلاهک چدنی گالوانیزه توسط سیمان مخصوصی به نام Alumina (که مقاومت الکتریکی بالا و از استقامت مکانیکی و چسبندگی بالایی برخوردار است) به شیشه یا چینی متصل شده است و در قیمت پایین مقره نیز یک پین (pin) فولادی گالوانیزه که آن هم به وسیله سیمان مخصوص Alumina به مقره متصل شده است. همچنین مسیر زیر بشقاب ها به صورت چین دار است تا طول مسیر جریان نشتی افزایش یابد. پین فولادی هر مقره در داخل حفره کلاهک مقره پایینی قرار گرفته و با زدن گیره اطمینان ( اشپیل Split-Pin ).

حفره : کلاهک از سوراخ ریز مقابل آن اتصال پین و کلاهک محکم می شود. دو مقره ضمن اتصال محکم به مقره در محل اتصال به صورت لولایی حرکت آزادانه هم دارند. قطر بشقاب های این نوع مقره ها معمولاً بین 150 تا 360 میلیمتر و یا بیشتر می باشد . استقامت مکانیکی آن ها هم معمولاً بین 40 تا 300 کیلو نیوتن می باشد.

 

ج) مقره های سنتی :

مقره های کششی در جاهایی که نیروی کشش افقی زیادی به مقره وارد می شود استفاده می گردد. از این مقره ها در پایه های ابتدا و انتهایی خطوط انتقال ، توزیع و در پایه هایی که در مسیر خط از حالت مستقیم خارج شده و یا نسبت به افق ، زاویه پیدا می کنند ، استفاده می شوند. مقره های مذکور همان مقره های بشقابی هستند که به صورت افقی نسب می شوند و باید بیوری کششی خط را در پایه ها تحمل نمایند و چون نیروی زیادتری را باید تحمل کنند فقط استقامت مکانیکی آن ها نسبت به مقره های آویزان بیشتر است.[/font]

 

د) مقره های مهار :

در خطوط توزیع برای پایه هایی که در ابتدا و انتهای خط قرار می گیرند و یا برای پایه هایی قرار گرفته در زاویه برای خنثی کردن نیروی کششی که از یک طرف به پایه وارد می شود از سیم مهار استفاده می شود. این سیم مهار از یک طرف به رأس تیر محکم می شود و از طرف دیگر به وسیله مهار و صفحه مهار در داخل زمین محکم می شود.

برای ایمنی و حفاظت بیشتر که احتمالاً سیم مهار در بالا از طریق میلگرد تیر برق دار گردید ، سیم مهار در نزدیکی زمین برقدار نشود ، در وسط سیم مهار از مقره مهار استفاده می شود و سیم های مهار از دو طرف به مقره مهار متصل می شود. این مقره به گونه ای است که اگر شکسته شود ، سیم مهار رها نمی شود و البته بایستی تحمل نیروی کششی سیم مهار را داشته باشند.

 

 

ه)مقره چرخی :

از این مقره ها در خطوط فشار ضعیف 400 ولت استفاده می شود. این مقره ها توسط تسمه فلزی U شکل به نام اتریه و پین واشپیل به پایه های خطوط توزیع هوایی بسته می شوند و سیم هوایی شبکه بر روی شیار چرخی مانند مقره قرار می گیرد و از آن به عنوان مقره کششی نیز استفاده می شود و در دو نوع یک شیاری و دو شیاری استفاده می شود.

[am in 25,041]

در شبکه های توزیع برق مانند خطوط انتقال،به تجهیزاتی نیاز است که بتوانند نقش عایقی و جداسازی قسمتهای تحت ولتاژ را از یکدیگر قسمتها داشته باشند.طبق تعریف(مقره)به وسیله یاآلتی گفته می شود که دارای مقاومت الکتریکی بالایی بوده و بین هادی های برقدار و سازه های نگه دارنده قرار می گیرند.مقره علاوه بر عایق نمودن هادی نسبت به پابه ( و همچنین نسبت به زمین)ارتباط مکانیکی هادی و زمین را نیز تشکیل می دهد . مقره ها چهار ویژگی و وظیفه عمده دارند: الف) وظیفه اصلی مقره ها ، ایزوله کردن هادی از بدنه کنسول و پایه می باشد. این مقره ها ، باید بتوانند بدون داشتن جریان نشتی ، مشخصات الکتریکی لازم برای تحمل بیشترین ولتاژهادی و سایر ولتاژهای اضافی تحت شرایط مختلف را داشته باشند . این ویژگی ها به عنوان (خواص الکتریکی مقره ها) عبارتند از:

1- مقاومت الکتریکی حجمی و سطحی بالا

2- مقاومت در برابر سوراخ شدن توسط شوک حرارتی در اثر عبور جریان الکتریکی فشار قوی.

3- مقاومت زیاد در مسیر

4- عدم تشکیل خود القایی

ب) وظیفه دیگر مقره ها ، تحمل نیروهای مکانیکی حاصل از وزن هادی ها ، و نیروهای اعمالی ناشی از باد و یخ می باشد که در هر شرایطی ، فاصله هادی از بدنه و بازوی پایه ، نباید از مقادیر مجاز کمتر باشد.این ویژگی ها به عنوان (خواص مکانیکی مقره) نامیده شده و به شرح زیر هستند.

1- خاصیت الاستیسیته به نسبت خوب که باعث می شود مقره ، تنشهای خمشی و کششی را تا حدودی تحمل کرده و در برابر تغییر شکل مقاومت نماید. 2 – در برابر نیروی فشاری مقاومت بالایی از خود نشان می دهد.

3 – چون مقره های چینی در برابر ضربه مقاومت کمی دارن باید عی شود تا لبه و گوشه های تیزی داشته باشند.

4 – مقاومت لازم را در برابر شوکهای حرارتی حاصل از تغییرات اختلاف پتانسیل الکتریکی ، صاعقه و ... به طور ناگهانی داشته باشند.

ج)مقره ها باید در برابر تغییرات جوی و درجه حرارت مقاوم بوده ، خواص خود را در اثر گذشت زمان و کهنه شدن ، تا حد قابل قبولی حفظ نماید. این ویژگی ها که (خواص فیزیکی ) نامیده شده عبارتست از :

1- مقاومت در برابر عوامل جوی و تابش آفتاب

2- زنگ نزدن و اکسید نشدن

3 – دارا بودن ضریب انبساط کم

4 – حفظ خواص در برابر سرما و گرما

5 – عدم میل ترکیبی با بیشتر مواد موجود در محیط اطراف

د) هر مقره باید (خواص ساختمانی ) را رعایت نموده و قابل اعمال روی آن باشد . به عنوان نمونه ، می توان موارد زیر را در مورد مورد مقره های چینی با ساختمان پرسلان نام برد:

1- مقره چینی باید دارای ساختمان به هم فشرده بوده ، به طوری که هیچ خلل و فرجی در داخل آن وجود نداشته باشد.

2 – الکترونها و یونها به یکدیگر مرتبط و متصل باشند تا اختلاف پتانسیل الکتریک بسیار زیاد به آن وارد نشود.

امروزه رد شبکه های توزیع ، برای اتکای اجسام هادی ، و جداسازی آنها از یکدیگر بیشتر از مقره های چینی استفاده می کنند. این مقره ها ، علاوه بر اینکه در خطوط انتقال فشار متوسط به عنوان نقاط اتکایی سیم در محل پایه ها استفاده می شوند ، به عنوان عایق در سیستمهای توزیع ، از جمله بوشینگهای ترانسفورماتورها ، کلیدها و سایر ادوات برقی از جمله بدنه برقگیرها ، مهارها ، کات اوتها و بدنه سر کابل فشار قوی و اتکایی برای عایق سازی در محل ورود برق به کار می روند.

مواد اولیه به کار رفته برای ساخت مقره ها ( سرامیک الکتریکی ) مانند چینی و شیشه می باشد.در آینده برای ساخت مقره ها از مواد جدیدتری همچون فایبر گلاس ، اپکسی(epoxy ) ، پلاستیک (composite ) و مواد پلیمری بیشتر استفاده خواهد شد. برای رعایت نکته های مختلف مکانیکی و الکتریکی ، سازندگان مختلف مقره سعی می کنند تا مناسبترین ، مرغوبترین و در عین حال اقتصادی ترین نوع مقره را برای استفاده در شبکه و کاربردهای مختلف تولید نمایند.

[am in 25,041]

یکی از اجزاء مهم شبکه های فشار قوی ، مقره ها می باشد که بر حسب ولتاژ مورد استفاده و شرایط محیطی از نظر آلودگی و رطوبت ، شکل خاصی به خود می گیرند. وظایف مقره ها در شبکه ها را می توان به صورت زیر بیان نمود :

1. تحمل وزن هادی های خطوط انتقال و توزیع برای نگهداری سیم های هوایی روی پایه ها و دکل ها در بدترین شرایط (یعنی موقعی که ضخامت یخ و برف تشکیل شده روی سیم ها در حداکثر مقدار باشد) را داشته باشد و اصولاً باید بتوانند بیشترین نیروهای مکانیکی وارد شده بر ان ها را تحمل کنند.

2. عایق بندی هادی ها و زمین و بین هادی ها با یکدیگر به عهده مقره است. یعنی مقره ها باید از استقامت الکتریکی کافی برخوردار باشند تا بتوانند بین فازهای شبکه و دکل ها که متصل به زمین هستند ایزولاسیون کافی برای تحمل ولتاژ فازها را داشته باشند. استقامت الکتریکی آن ها باید در حدی باشد کهدر بدترین شرایط (یعنی در حضور رطوبت ، باران ، آلودگی و بروز صاعقه با ولتاژ بالا) دچار شکست کامی الکتریکی نشوند.

بنابراین مقره ها باید دارای خصوصیات زیر باشند :

1. استقامت الکتریکی بالا.

2. استقامت مکانیکی بالا.

3. عاری از ناخالصی و حفره های داخلی.

4. استقامت در برابر تغییرات درجه حرارت و عدم تغییر شکل در اثر تغییر دما (با توجه به ضریب انبساط حرارتی که بایستی کم باشد).

5. ضریب اطمینان بالا.

6. ضریب تلفات عایقی کم.

7. در برابر نفوذ آب و آلودگی ها مقاوم باشد.

[am in 25,041]

جنس مقره ها معمولاً از چینی یا شیشه است. مقره های چینی از سه ماده مختلف تشکیل شده است :

1. کائولین یا خاک چینی AL2O3-2SIO2-2H2O به مقدار 40 تا 50 درصد.

2. سیلیکات آلومینیوم (فلداسپات) K2O-AL2O3-6SIO2 به مقدار 25 تا 30 درصد.

3. خاک کوارتز SIO2 به مقدار حداکثر 25 درصد.

این سه نوع با ترتیب برای بالا بردن استقامت حرارتی ، الکتریکی و مکانیکی به کار می روند. به عبارت دیگر خواص الکتریکی ، مکانیکی و حرارتی چینی بستگی به درصد فراوانی این سه جزء دارد. هر چه فلداسپات بیشتر باشد استقامت الکتریکی آن زیادتر می شود و هر چه مقدار کوارتز بیشتر شود ، استقامت مکانیکی آن بیشتر شده و با افزایش کائولین ، استقامت حرارتی آن بیشتر می شود.

برای تهیه چینی ، مواد فوق را با کمی آب خالص مخلوط می کنند تا به صورت گل و خمیر در آید. سپس این گل را در قالب های معینی شکل داده و در کوره حرارت می دهند تا پخته شود و رطوبت آن نیز گرفته شود. البته قبل از قالب گیری ، درصد رطوبت گل را پایین می آورند و تحت خلاء ان را پرس می کنند ، پس از ریخته شدن آن را سرد می کنند. ولی سرد کردن آن به طور ناگهانی انجام نمی شود و با ملایم این کار صورت می گیرد. تا ترکی در آن ایجاد نشود. پس از این مرحله یک لایه لعاب شیشه ای بر روی آن می ریزند تا سطح آن کاملاً خالی از وجود حباب ها و ترک های مویین گردد. لعاب شیشه ای علاوه بر افزایش استقامت مکانیکی مقره قدرت چسبندگی گرد و غبار و نفوذ گرد و غبار و رطوبت را کاهش می دهد. همچنین باعث ایجاد یک سطح کاملاً صاف می شود که باعث افزایش مقاومت سطحی عایق می شود.

درجه حرارت پختن در کوره نیز در تعیین استقامت الکتریکی و مکانیکی مقره چینی مؤثر است که هر چه در درجه حرارت بالاتری قرار داده شود ، حبابهای هوا در آن کمتر به وجود می آیند و استقامت الکتریکی آن زیاد می شود اما در عوض عایق خیلی ترد و شکننده می شود و هرچه درجه حرارت پختن در کوره کمتر شود استقامت مکانیکی آن بیشتر می شود و هر چه درجه حرارت پختن در کوره کمتر می شود ، استقامت مکانیکی آن بیشتر می شود ، ولی حفره های بیشتری در آن باقی می ماند و استقامت الکتریکی آن بیشتر می شود ولی حفره های بیشتری در آن باقی می ماند و استقامت الکتریکی آن کاهش می یابد.

معمولاً درجه حرارت پخت در کوره را بین 1200 تا 1500 درجه نگه م دارند. در نتیجه ، استقامت الکتریکی چینی بین 120 (kv/cm) تا 280 (kv/cm) می باشد. همچنین استقامت مکانیکی چینی در برابر نیروی فشاری 690 (MNt/m2) (در مقاطع بزرگتر 275 (MNt/m2) ) و در برابر نیروی کششی 48 (MNt/m2) (در مقاطع بزرگتر 20 (MNt/m2)) و در برابر نیروی خمشی 95 (MNt/m2) می باشد. از خواص بسیار مهم چینی می توان آسان شکل گرفتن آن ها و استقامت در برابر مواد شیمیایی و تغییرات جوی را نام برد.

[am in 25,041]

معمولاً شیشه را در درجه حرارت هی بالا با مخلوطی از مواد مختلف از جمله آهک و پودر کوارتز ذوب می نمایند و سپس به طور ناگهانی آن را سرد نموده و قالب ریزی می کنند. این عمل ((Toughening) باعث سفت شدن شیشه می شود). بدین ترتیب مقره شیشه ای با استقامت مکانیکی خیلی زیاد بدست می آید که در مقابل لب پریدگی از چینی مقاوم تر است و استقامت مکانیکیفشاری آن 5/1 برابر چینی است و استقامت مکانیکی آن در برابر نیروهای خمشی اندک ، کمتر از چینی است.

همچنین استقامت الکتریکی آن هم خیلی بیشتر از عایق های چینی است (بین 500 تا 1000 کیلو ولت بر سانتی متر).

مزیت دیگر شیشه این است که ضریب انبساط حرارتی آن کوچک است و در نتیجه تغییر شکل نسبی آن در اثر تغییر درجه حرارت ، خیلی کم است. همچنین در مقره های شیشه ای ، قبل از بروز ترک ، کاملاً خرد می شوند و لذا از روی زمین به راحتی می توان مقره معیوب را تشخیص داد. بر خلاف مقره های چینی ، در واقع ساخت مقره های شیشه ای ، معمولاً حفره در آن به وجود نمی آید و اگر ترک یا حفره ای هم باشد به راحتی قابل مشاهده است. به علاوه به علت عبور نور خورشید از آن در اثر شاف بودن ، مقاومت آن در برابر نور خورشید بیشتر است . اما معایب شیشه آن است که :

1. اولاً رطوبت به راحتی در سطح آن تقطیر می شود.

2. به علت تغییر شکل نسبی داخلی پس از سرد شدن ، نمی توان مقره های بزرگی از آن ها ساخت.

3. گرد و خاک را بیشتر به خود جذب می کند.

[am in 25,041]

دو نوع شکست در مقره ها ممکن است رخ دهد :

1. سوراخ شدن مقره ( شکست الکتریکی داخل بدنه مقره) : این شکست بستگی به جنس مقره ، ضخامت بدنه مقره و ناخالصی های آن دارد که غالباً اتفاق نمی افتد ؛ مگر در هنگام صاعقه های بسیار خطرناک و امواج سیار روی خط چین رخ می دهد. ضخامت بدنه مقره را طوری طراحی می کنند که برای ولتاژهای ضربه صاعقه ای و امواج سیار ناشی از سویچینگ سوراخ نشود.

2. جرقه سطحی مقره : به علت اینکه سح مقره ها با هوا در ارتباط است و با توجه به اینکه استقامت الکتریکی هوا خیلی کمتر از مقره ها است لذا قبل از سوراخ شدن ، در روی سطح مقره ها جرقه زده می شود. معمولاً اگر بر روی سطح مقره ها گرد و غبار و رطوبت و آلودگی بنشیند به سطح آن رسانا می شود و یک جریان نشتی روی سطح مقره بین هادی و پایه فلزی آن بر قرار می گردد و باعث پایین آمدن ارزش عایقی سطح مقره می شود. لذا اولاً سطح عایق ها را طویل می سازندتا مسیر جریان نشتی طولانی تر شود و ارزش عایقی سطحی زیاد از دست نرود.

دیگر آن که سسطح عایق را به صورت چتری می سازند تا باران از آن ریخته شده و ابعاد مقره نیز بزرگ نشود و بالاخره جای خشک هم داشته باشد. شیب چترها باید طوری باشد که روی سطوح هم پتانسیل یعنی عمود بر خطوط میدان بین هادی و میله قرار گیرند. زیرا اگر بین دو نقطه ای که دارای اختلاف پتانسیل باشند ، سطح رسانای ناشی از گرد و غبار تشکیل می شود ، جریان زیادتری جاری شده و جرقه سطحی زودتر زده می شود.

[am in 25,041]

بر حسب کاربرد این نوع وسیله ، مقره ها را به سه دسته تقسیم می کنند :

1. مقره های خطوط هوایی : برای عایق کردن هادی ها نسبت به پایه (دکل) و نسبت به یکدیگر و نگهداری هادی ها بر روی پایه ها از این نوع مقره استفاده می شود.

2. مقره های اتکایی : برای عایق کاری باس بارها در پست ها و تابلوها نسبت به زمین و نگهداری آن ها از این نوع مقره ها استفاده می شود.

3. مقره های عبوری یا بوشینگ ها : از این نوع مقره ها برای عبور باس بارها از دیواره ها یا ورود به تجهیزات استفاده می شود. همچنین برای ایزوله کردن خطوط یا باس بارها نسبت دیوارها یا بدنه تجهیزات هم به کار می رود.

اکنون به توضیح تک تک این نوع مقره ها خواهیم پرداخت . البته درصد بسیار زیادی از مقره های مورد استفاده از نوع مقره های خطوط هوایی می باشد.

[am in 25,041]

الف) مقره های سوزنی (میخی) : از این مقره ها برای نگهداری خطوط توزیع 11 و 20 و 33 کیلو ولت استفاده می شود که بیشتر به صورت یکپارچه ساخته می شوند و معمولاً به شکل ناقوس کلیسا هستند و هادی خط روی شیار بالایی مقره قرار می گیرد و توسط یک سیستم به مقره محکم می شود. مقره توسط یک پیچ فولادی که در داخل مقره محکم شده است به بازوی دکل بسته می شود. اطراف پیچ فولادی را با فلز نرم مانند سرب یا سیمان پر می کنند تا چینی مقره با فولاد سخت در تماس نباشد و در اثر گشتاور خمشی شکسته نشود. چترهای روی مقره هم به خاطر ایجاد مسیر طولانی و همچنین ایجاد نقاط خشک در هنگام بارندگی و هم لغزان بودن سطح مقره برای باقی نماندن باران بر روی سطح مقره ایجاد می شود. به عبارت دیگر در حالت مرطوب بودن مقره ، فاصله جرقه برابر مجموع کوتاهترین فاصله از لبه یک چتر به نزدیکترین نقطه روی چتر پایینی به اضافه فاصله از لبه چتر پایینی تا پایه فلزی مقره می باشد. همچنین در حالت خشک بودن مقره کوتاهترین فاصله از هادی تا پایه فلزی مقره است. به این منظور ، ضریب اطمینان مقره را به صورت زیر تعریف می کنند. ولتاژ لازم برای جرقه سطحی = ضریب اطمینان مقره

 

در شبکه های 20 کیلو ولت ، ضریب اطمینان هوای خشک مقره های میخی برابر 6 و برای هوای مرطوب به مقدار 4 است. همچنین در شبکه های 11 KV این ضریب در هوای خشک برابر 2/8 و برای هوای مرطوب به مقدار 5 است.

ب) مقره های آویزان (در مقره های خطوط هوایی) : در ولتاژهای بالاتر از 50 کیلو ولت که در سیستم های انتقال و فوق توزیع استفاده می شود ، استفاده از مقره های سوزنی به علت نیاز به ضخامت زیادتر و پیچیده تر شدن ساختمان مقره ها و گرانتر شدن و غیر اقتصادی بودن آن ها امکان پذیر نیست. لذا در ولتاژهای بالا از مقره های آویزان می شود و هادی خط به وسیله کلمپ فلزی به پایین ترین مقره بشقابی زنجیره متصل می گردد.

هر مقره بشقابی از یک دیک بشقاب از جنس چینی یا شیشه تشکیل شده است که در قسمت بالایی آن ،یک کلاهک چدنی گالوانیزه توسط سیمان مخصوصی به نام Alumina (که مقاومت الکتریکی بالا و از استقامت مکانیکی و چسبندگی بالایی برخوردار است) به شیشه یا چینی متصل شده است و در قیمت پایین مقره نیز یک پین (pin) فولادی گالوانیزه که آن هم به وسیله سیمان مخصوص Alumina به مقره متصل شده است. همچنین مسیر زیر بشقاب ها به صورت چین دار است تا طول مسیر جریان نشتی افزایش یابد. پین فولادی هر مقره در داخل حفره کلاهک مقره پایینی قرار گرفته و با زدن گیره اطمینان ( اشپیل Split-Pin ). حفره : کلاهک از سوراخ ریز مقابل آن اتصال پین و کلاهک محکم می شود. دو مقره ضمن اتصال محکم به مقره در محل اتصال به صورت لولایی حرکت آزادانه هم دارند. قطر بشقاب های این نوع مقره ها معمولاً بین 150 تا 360 میلیمتر و یا بیشتر می باشد . استقامت مکانیکی آن ها هم معمولاً بین 40 تا 300 کیلو نیوتن می باشد.

مزایای استفاده از مقره های بشقابی را می توان به صورت زیر بیان نمود :

1. چون هر واحد مقره بشقابی برای یک ولتاژ نامی پایینی (در حدود 11 کیلو ولت) طراحی می شود. متناسب با ولتاژ خط می توان به تعداد دلخواه از این بشقاب ها را به هم متصل نمود تا یک زنجیره آن بتواند ولتاژ خط را تحمل کند (قابلیت انتخاب تعداد بشقاب ها).

2. اگر هر کدام از بشقاب های یک زنجیره مقره آویزان ، معیوب یا صدمه ببیند فقط لازم است همان یک بشقاب عوض شود و نیازی به تعویض کل زنجیره نیست (اقتصادی بودن مقره).

3. چون زنجیره مقره به کراس آرم خط آویزان است و می تواند به صورت آزادانه حرکت نماید ، حداقل فشار مکانیکی بر مقره های آویزان وارد می شود (تنش های مکانیکی کمتری به مقره وارد می شود).

4. اگر به دلیلی بخواهند ولتاژ نامی خط را افزایش دهند به راحتی می توان با اضافه نمودن چند تا بشقاب ، قدرت عایقی مناسب را به دست آورد و نیازی به تعویض زنجیره مقره نیست (قابلیت انعطاف در افزایش ولتاژ خط).

5. چونهادی خط به زنجیره آویزان می گردد و پایین تر از بازوی کراس آرم (صلیبی) دکل خط انتقال قرار می گیرد در نتیجه هنگام برخورد صاعقه به خط ، صاعقه ابتدا به بازوی کراس آرم خط برخورد می نماید تا حدود زیادی از خط حفاظت می شود (حفاظت خط در برابر صاعقه به وسیله بازوی کراس آرم دکل انجام می شود).

6. اگر بار مکانیکی خط زیاد باشد مثلاً : در اسپن های بلند ، هنگام عبور خطوط انتقال از روی رودخانه ها ، دره ها ، اتوبان ها می توان از زنجیره های دوبل یا بیشتر استفاده نمود (قابلیت استفاده از زنجیره های دوبل یا بیشتر).

ب) مقره های سنتی : مقره های کششی در جاهایی که نیروی کشش افقی زیادی به مقره وارد می شود استفاده می گردد. از این مقره ها در پایه های ابتدا و انتهایی خطوط انتقال ، توزیع و در پایه هایی که در مسیر خط از حالت مستقیم خارج شده و یا نسبت به افق ، زاویه پیدا می کنند ، استفاده می شوند. مقره های مذکور همان مقره های بشقابی هستند که به صورت افقی نسب می شوند و باید بیوری کششی خط را در پایه ها تحمل نمایند و چون نیروی زیادتری را باید تحمل کنند فقط استقامت مکانیکی آن ها نسبت به مقره های آویزان بیشتر است.

د) مقره های مهار : در خطوط توزیع برای پایه هایی که در ابتدا و انتهای خط قرار می گیرند و یا برای پایه هایی قرار گرفته در زاویه برای خنثی کردن نیروی کششی که از یک طرف به پایه وارد می شود از سیم مهار استفاده می شود. این سیم مهار از یک طرف به رأس تیر محکم می شود و از طرف دیگر به وسیله مهار و صفحه مهار در داخل زمین محکم می شود. برای ایمنی و حفاظت بیشتر که احتمالاً سیم مهار در بالا از طریق میلگرد تیر برق دار گردید ، سیم مهار در نزدیکی زمین برقدار نشود ، در وسط سیم مهار از مقره مهار استفاده می شود و سیم های مهار از دو طرف به مقره مهار متصل می شود. این مقره به گونه ای است که اگر شکسته شود ، سیم مهار رها نمی شود و البته بایستی تحمل نیروی کششی سیم مهار را داشته باشند.

ﻫ )مقره های استوانه ای : این مقره ها به صورت یک زنجیره استوانه ای و به صورت یکپارچه از جنس چینی یا اخیراً از مواد ترکیبی (که استقامت مکانیکی بسیار بالایی داشته و آب بر روی سطح آن ها پخش نمی شود و برای مناطق صحرایی مناسب هستند) ساخته می شوند و به دو طرف انتهایی آن ها دو کلاهک فلزی با سیمان مخصوص اتصال داده شده است. قطر استوانه عایق متناسب با قطر مکانیکی نیاز انتخاب می شود. از این مقره بعضاً در خطوط انتقال استفاده می شود. این مقره ها در مقایسه مقره های آویزان بشقابی از وزن بسیار کمتری برخوردارند (وزن مقره های اویزان دریک زنجیره بیشتر به خاطر وزن کلاهک های فلزی آن است) و لذا از نظر اقتصادی ارزان تر هستند. ولی نقطه ضعف اصلی آن ها امکان خراب شدن کامل مقره در اثر یک قوس الکتریکی یا ضربه مکانیکی بیرونی بر آن است. در صورتی که در مقره های بشقابی تمام زنجیره از بین نمی رود. در زنجیره های بشقابی اگر یک مقره دچار ترک شود تا مدت زیادی بقیه آن ها می توانند ولتاژ خط را تحمل کنند و همچنین بار مکانیکی خط را تحمل نمایند. در ولتاژهای بالا می توان دو یا سه مقره استوانه ای را به هم متصل نمود. نوع ساخته شده از مواد ترکیبی (Composite Material) این نوع مقره ها دارای خاصیت آب گریزی بوده و آب و آلودگی بر روی سطح مقره پخش نمی شود ، بلکه این آلودگی و رطوبت در یک نقطه روی سطح باقی می ماند و چون تمام سطح مرطوب نمی شود ، می توان مسیر خزشی آن را کوتاه نمود. جریان نشتی این نوع مقره ها خیلی کم است و در مناطق با آلودگی زیاد روی سطح آن ها جرقه زده نمی شود و نیازی به تمیز کردن هم ندارند. این مقره ها ضمن داشتن استقامت مکانیکی بالا از وزن بسیار کمی نیز برخوردارند.

مقره های مخصوص

 

برای مناطق با شرایط آب و هوایی بسیار بد مانند مناطقی که آلودگی صنعتی یا آلودگی آب و هوایی بیش از حد معمول وجود دارد یا مناطقی که مه زیاد وجود دارد یا مناطقی که صاعقه های خطرناک با شیب زیاد وجود دارد ، از مقره های استاندارد معمولی نمی توان استفاده نمود و باید از مقره های با طراحی خاص برای آن مناطق استفاده نمود و باید از مقره های با طراحی خاص برای ان مناطق استفاده نمود. در این نوع مقره ها معمولاً از بشقاب های گودتر استفاده می کنند و داخل بشقاب گود ، چترهای بلندتری به آن داده می شود. در نتیجه فاصله خزش مقره افزایش می یابد و جریان نشتی آن به دلیل طولانی تر شدن مسیر و بزرگ شدن مقاومت سطحی کاهش یافته و دیرتر جرقه سطحی زده می شود (به خاطر آلودگی و رطوبت). همچنین سطح مقره را پر شیب می سازند تا در اثر باران سطح آن به راحتی تمیزتر شود.

ز) مقره چرخی : از این مقره ها در خطوط فشار ضعیف 400 ولت استفاده می شود. این مقره ها توسط تسمه فلزی U شکل به نام اتریه و پین واشپیل به پایه های خطوط توزیع هوایی بسته می شوند و سیم هوایی شبکه بر روی شیار چرخی مانند مقره قرار می گیرد و از آن به عنوان مقره کششی نیز استفاده می شود و در دو نوع یک شیاری و دو شیاری استفاده می شود.

مقره های اتکایی

 

این مقره ها برای نگهداشتن شین های فشار قوی و دیگر تجهیزات به کار برده می شوند. این مقره ها به شکل استوانه ای چینی توپر یا توخالی ساخته می شوند که برای تأسیساتی که مقره باید نیروی مکانیکی بیشتری را تحمل کند از نوع توخالی آن استفاده می شود. زیرا نوع توپر آن فقط با یک قطر معین و محدودی قابل ساخت است ولی برای افزایش استقامت الکتریکی نوع توخالی آن سوراخ داخل مقره ها به صورت افقی یا عمودی نصب می شوند.

مقره های عبوری (بوشینگ ها)

 

برای سرهای خروجی و ورودی دستگاه های فشار قوی ، برای جلوگیری از ایجاد جرقه بین ولتاژ آن خط عبوری و بدنه دستگاه به کار می روند (مثل بوشینگ ترانس ها). این مقره ها به صورت لایه های استوانه ای به کار می روند و نسبت به محیط مورد استفاده ، شکل مقره های عبوری متفاوت است. ساده ترین آن ها استوانه های درهم است. فضای داخل این استوانه های مابقی ، معمولاً توسطگازها یا مایع های عایق پر می شود. در ترانسفورماتورها ، بوشینگ ها حاوی روغن هستند. ارتفاع آن ها برحسب میزان ولتاژ و ارتفاع از زمین متفاوت است. به منظور جلوگیری از ازدیاد حرارت در بوشینگ ها از فیبرهای عایقی در سر بوشینگ ها استفاده می شود زیرا فیبر هدایت حرارتی بهتری نسبت به چنین دارد.

[am in 25,041]

به طور کلی سه دسته آزمایش بر روی مقره ها انجام می گیرد :

1. Type Test : که فقط روی سه عدد مقره انجام می گیرد و صرفاً به خاطر بررسی مشخصات الکتریکی یک مقره است که اساساً بستگی به شکل مقره و جنس و ابعاد آن به طور کلی به طراحی مقره بستگی دارد. این آزمایش ها را فقط یک بار برای تأیید صحت طراحی مقره ها و مقایسه نتایج حاصل با مقادیر تعیین شده توسط استانداردها انجام می دهند. به این آزمایش ها ، آزمایش های تخلیه یا آزمایش های جرقه نیز می گویند (Flashover Test). 2. Sample Test (آزمایش های نمونه) : این آزمایش ها بر روی تعدادی از مقره ها که به صورت کاملاً اتفاقی انتخاب می شوند ، انجام می گیرد و به منظور بررسی مشخصات مقره و کیفیت موارد مورد استفاده در آن ها است و در حقیقت معیاری برای پذیرش کیفیت مقره های تولیدی یک تولید کننده است.

3. Routine Test (آزمایش های سری) : این آزمایش ها بر روی تک تک تمام مقره های تولید شده در خط تولید شده در خط انجام می گیرد و به منظور خارج شدن مقره هایی که احتمالاً در جریان ساختن آن اشکالی به وجود آمده می باشد. بدین طریق مقره های کاملاً معیوب از خط تولید خارج می شوند.

Type Test بر طبق استاندارد بین المللی IEC گروه اول آزمایش ها شامل آزمایش های زیر است :

1. آزمایش استقامت در برابر ولتاژ ضربه ای ، صاعقه در هوای خشک : این آزمایش در دو حالت انجام می شود : الف) با موج ضربه ای مقاوم : برای هر مقره ای حداکثر دامنه موج ضربه ای استاندارد (که برای امواج صاعقه مدل می شود) باعث ایجاد جرقه بر روی سطح مقره نمی شود را استاندارد مشخص کرده است. البته مقادیر برای شرایط جوی استاندارد داده می شود. حالا اگر شرایط آزمایش از نظر فشار و درجه حرارت و میزان رطوبت متفاوت با شرایط استاندارد باشد ، باید مقادیر فوق را تصحیح نمود. در این آزمایش 15 بار موج ضربه ای استاندارد 1.2/50 μsec به مقره به دفعات متوالی اعمال می شود. فاصله زمانی بین هر بار باید به اندازه کافی باشد تا اثر قبلی از بین رود. دامنه موج ضربه ای همان مقدار مشخص شده در استانداردها با ضریب تصحیح مربوطه است. اگر این آزمایش در هیچ دفعه ای جرقه سطحی روی مقره زده نشود یا تعداد دفعات جرقه سطحی کمتر از 2 بار باشد و سطح مقره ها آسیب کلی نبیند. این آزمایش جواب مثبت داده است. البته اثر جزئی جرقه روی سطح مقره (مثل خش انداختن) مجاز است. ب) با موج ضربه ای با احتمال 50 % جرقه سطحی : دامنه موج ضربه ای استاندارد که با احتمال 50% بر روی سطح مقره جرقه زده می شود در استانداردها مشخص شده است. حالا برای یک مقره مورد آزمایش ، یک موج ضربه ای استاندارد با دامنه Vk نزدیک به سطح تقریبی دامنه ولتاژ جرقه 50% انتخاب می شود. همچنین یک دامنه متغیر ولتاژ ΔV که تقریباً 3% از ولتاژ V است ، انتخاب می گردد. حالا یک موج ضربه ای استاندارد با دامنه VK به مقره اعمال می شود. اگر این موج سبب بروز جرقه سطحی روی مقره نگردید ، دامنه موج ضربه ای بعدی باید Vk + ΔV انتخاب شود که اگر حدود 30 بار و چون ممکن است Vk اولیه خیلی کوچک یا خیلی بزرگ انتخاب شده باشد ، 1 تا 9 آزمایش اول را 30 بار محسوب نمی کنند.

 

مقره به شرطی این قسمت را جواب می دهد که 50%U بدست آمده از رابطه بالا برای آن از 04/1 برابر ولتاژ جرقه مقاوم آن کمتر نباشد و مقره ها در اثر جرقه ای سطحی روی آن ها آسیب کلی نبیند. 2. آزمایش استقامت در برابر ولتاژ ضربه ای سوئچینگ در هوای مرطوب : موج ضربه ای برای مدل کردن سوئچینگ ، یک موج ضربه ای 250/2500μsec است که با موج ضربه ای صاعقه متفاوت است و زمان رسیدن به یک مقدار یک و نیم موج پشت آن خیلی بیشتر از موج ضربه ای صاعقه می باشد. در این حالت مقره تحت آزمایش ، زیر بارش یک باران مصنوعی قرار می گیرد. شدت بارش باران باید حداقل بین 1 میلیمتر بر دقیقه تا 2 میلیمتر بر دقیقه باشد و به صورت مورب با زاویه °45 بارش نماید. درجه حرارت محیط هم بین c°15- تا c°15 باشد و مقاومت مخصوص آن در c°20 باید – m Ω 15±100 باشد. مقره باید به مدت 15 دقیقه قبل از شروع تست تحت بارش این باران قرار گیرد ، البته این زمان می تواند کمتر هم باشد ، مخصوصاً زمانی که تست های متوالی انجام می گیرد. در این جا نیز این آزمایش در دو حالت مختلف می تواند انجام بگیرد : الف) با موج ضربه ای با احتمال 50% جرقه سطحی : طریقه آزمایش مانند حالت هوای خشک است (با موج ضربه ای صاعقه) ولی دامنه موج ضربه ای 50% بدست آمده از رابطه نباید کمتر از 085/1 برابر دامنه موج ضربه ای مقاوم تعیین شده در استاندارد برای موج ضربه ای مقاوم تعیین شده در استاندارد مربوط به شرایط جوی استاندارد است که برای شرایط آزمایشگاهی باید در ضرایب تصحیحی ، اصلاح شود. ب) با موج ضربه ای مقاوم : این آزمایش نیز با دامنه موج ضربه ای مقاوم تعیین شده در استاندارد برای 15 بار تکرار می شود و اگر تعداد دفعاتی که جرقه سطحی روی مقره زده می شود بیشتر از 2 بار نباشد این ازمایش جواب مثبت داده است. در این آزمایش نیز نباید سطح مقره ها آسیب کلی ببیند (اثرهای جزئی روی سطح مقره قابل پذیش است).

3. آزمایش استقامت در برابر ولتاژ با فرکانس صنعتی در هوای مرطوب Wet Power – Freuency Test دراین لحظه مقره نیز تحت آزمایش در یک شرایط باران مصنوعیمانند حالت قبل قرار می گیرد. متناسب با شرایط جوی زمان آزمایش از نظر فشار و درجه حرارت ، مقدار ولتاژ قابل استفاده مقره را بر اساس مقدار تعیین شده آن در استانداردها بدست می آوریم (با استفاده از ضرایب تصحیح). سپس یک ولتاژ در حدود 75% ولتاژ فوق را به مقره اعمال می کنیم و سپس به تدریج و به آرامی با یک شیب در حدود 2% ولتاژ فوق بر ثانیه ، ولتاژ را افزایش می دهیم تا به مقدار 100% فوق برسد. سپس این ولتاژ را در حدو یک دقیقه بر روی مقره نگه می داریم. طی این آزمایش هیچ گونه جرقه سطحی یا سوراخ شدن مقره نباید اتفاق بیفتد. دراین آزمایش می توان افزایش ولتاژ را هنوز ادامه دهیم تا جرقه سطحی حاصل شود. این آزمایش را 5 بار تکرار می کنیم و مقدار متوسط ولتاژهای جرقه سطحی را به عنوان ولتاژ جرقه هوای مرطوب در ولتاژ سینوسی با فرکانس های صنعتی تعیین کنیم. فرکانس موج سینوسی باید بین 15kv تا 100kv باشد. هر واحد مقره ، نام تولید کننده و سال تولید آن نوشته می شود. همچنین حداکثر قدرت مکانیکی مقره نیز بر روی آن نوشته می شود. مثلاً U300 مقره 300 کیلونیوتنی است. شرایط استاندارد به صورت T = 20°c وP = 760mmHy رطوبت 119 water/m3 = است. قبل از پرداختن به آزمایش هایی که بر روی مقره های نمونه انجام می گیرد ، ساختمان مقره ها را بیان می کنیم ، که به دو دسته تقسیم می شوند : 1. نوع A : مقره هایی که طول یا ضخامت کوتاهترین مسیر موجود در داخل آن ها برای سوراخ شدن داخل بدنه مقره حداقل برابر با نصف طول کوتاهترین مسیر جرقه در هوای روی سطح مقره است. 2. نوع B : مقره هایی که ضخامت داخل آن ها برای مسیر سوراخ شدن مقره کمتر از نصف طول کوتاهترین مسیر جرقه بر روی سطح مقره در هوا است.

آزمایش های روی مقره های نمونه طبق استاندارد (Sample Test) IEC

برای یک محموله ای از مقره های یک نوع با مشخصات یکسان از همه نظر که به وسیله خریدار از تولید کننده مقره خریداری می شود. تعدادی مقره به صورت کاملاً اتفاقی و تصادفی از بین محموله آماده انتخاب می شود و تعدادی آزمایش روی نمونه های انتخابی انجام می شود. در صورتی که نتایج آزمایش ها مثبت باشند ، کیفیت محصول آن ها از طرف خریدار تأیید می شود. تعداد نمونه های انتخابی بر اساس استاندارد IEC به صورت زیر است: با فرض P تعداد مقره های انتخابی به عنوان نمونه و N تعداد کل مقره ها باشد ، آنگاه : 1) اگر N 20000 باشد ، P = 14 + (0/75N ÷ 1000) است.

آزمایش هایی که بر روی مقره های نمونه انتخاب شده انجام می گیرند ، عبارتند از : 1- بررسی سیستم قفل و بست. 2- کنترل مقدار وزن مقره ها و ابعاد قسمت های مختلف آن ها. 3- آزمایش سیکل حرارتی. 4- آزمایش حداکثر تحمل بار الکترومکانیکی (فقط روی مقره های شیشه ای). 5- آزمایش حداکثر تحمل بار مکانیکی. 6- آزمایش شوک حرارتی (فقط برای مقره های شیشه ای). 7- آزمایش تحمل ولتاژ در برابر سوراخ شدن (فقط برای مقره های نوع B). 8- آزمایش تخلخل (وجود حفره) (فقط برای مقره های چینی). 9- آزمایش میزان گالوانیزه بودن قسمت های فلزی مقره.

مقره های نمونه انتخاب شده را طبق استاندارد IEC به دو گروه تقسیم می کنند : گره اول شامل دو سوم تعداد مقره های انتخاب شده و گروه دوم شامل یک سوم تعداد مقره های انتخاب شده است. بر اساس نوع A یا B مقره ها و نوع بشقابی یا اتکایی ، آزمایش های نمونه فوق تعدادی بر روی گروه اول و تعدادی بر روی هر دو گروه انجام می شود.

مقره هایی که بر روی آن ها آزمایش های نمونه صورت می گیرد نباید در سرویس از آن ها استفاده شود.

شرح آزمایش

1- بررسی سیستم قفل و بست : در این جا چند آزمایش مختلف برای اطمینان از مکانیزم قفل و بست انجام می گیرد : الف) با اتصال بشقاب ها به همدیگر و تشکیل یک یا چند زنجیره ، خرکت های افقی شبیه به حرکت هایی که در حالت سرویس ممکن است پیدا شود به آن ها داده می شود که اتصال زنجیره ها باید باز شود. ب) اشپیل (Split – Pin) تمام بشقاب ها در موقعیت قفل قرار داده می شود و به وسیله یک دستگاه که نیروی کششی وارد می کنند بار کششی برای حرکت کردن اشپیل هر بشقاب اعمال می شود. برای هر بشقاب این عمل 3 بار تکرار می شود. مقدار این نیرو طبق استاندارد ، بین 50 تا 500 نیوتن بایستی اعمال شود. ج) هشپیل هر مقره یا نیروی کششی حداکثر یعنی 500N کشیده می شود (به وسیله دستگاه کشنده). اشپیل ها در اثر این نیرو نباید از محل قفل به طور کامل خارج شوند. 2- کنترل ابعاد مقره (Verification Of Dimensions) : این کنترل ابعاد عبارتند از : الف) اندازه گیری وزن مقره های نمونه و متوسط گیری به عنوان وزن مقره. ب) اندازه گیری قطر خارجی مقره از بالاترین تا پایین ترین نقطه. ج) اندازه گیری ارتفاع مقره از بالاترین تا پایین ترین نقطه. د) اندازه گیری فاصله خزشی مقره ( Creep Age Distance ). ﻫ) کنترل قطر حفره کلاهک و قطر پین فلزی مقره با اشل های استاندارد (اشل هایی که باید داخل حفره بروند یا از قطر پین بگذرند و اشل هایی که نباید بگذرند). 3- آزمایش سیکل حرارتی ( Temperature Cycle Test ) در این آزمایش یک مخزن آب سرد و یک مخزن آب گرم تهیه می شود. درجه حرارت مخزن آب گرم باید 70°c بیشتر از درجه حرارت مخزن آب سرد باشد و به وسیله یک سیستم اتوماتیک ، درجه حرارت مخزن ها ثابت نگه داشته شوند. مقره های نمونه به مدت T دقیقه در مخزن آب گرم قرار داده می شوند. Aمقره نوع T = 15 + 0/7 m , m = kgجرم مقره بر حسب Bمقره نوع T = 15 min بعد از طی زمان فوق ، سریعاً بدون هیچ تأخیری (حداکثر تأخیر 30 ثانیه) و برای مدت زمان T دقیقه نیز در مخزن آب سرد غوطه ور می شوند. این سیکل گرما و سرما 3 بار تکرار می شود. برای مقره های اتکایی به جاب مخزن آب سرد ، باید آن را بعد از خارج کردن از مخزن آب گرم (برای مدت 15 دقیقه در مخزن آب گرم قرار گرفته است) به مدت 15 دقیقه در معرض باران مصنوعی با شدت 3 میلیمتر بر دقیقه قرار می دهیم و این سیکل را 3 بار تکرار می کنیم. شرط پذیرش این آزمایش این است که در پایان هیچ یک از مقره های نمونه ترک خوردگی پیدا نکرده باشند. 4- آزمایش تحمل بار الکترومکانیکی ( Electromechanical Failing Load Test) در این آزمایش همزمان با اعمال ولتاژ با فرکانس صنعتی به مقره یک بار مکانیکی کششی نیز به مقره اعمال می شود تا اگر تخلیه الکتریکی داخلی در اثر تخلیه های داخل مقره اتفاق می افتد ، در اثر نیروی کششی اعمال شده به صورت عیب مکانیکی (مثلاً ترک خوردن مقره) مشخص می شود. ولتاژ اعمالی به مقره همان ولتاژ مقاوم با فرکانس صنعتی در هوای مرطوب است. چون در مقره های شیشه ای تخلیه های موضعی داخل مقره کاملاً پیدا است ، لذا این آزمایش برای مقره های شیشه ای انجام نمی شود. 5- آزمایش تحمل حداکثر بار مکانیکی ( Mechanical Failing Load Test ) در این آزمایش مقره نمونه ، تک تک و به نوبت در داخل دستگاه مخصوص اعمال نیروی کششی قرارگرفته و نیروی کششی اعمالی به آن ها از صفر به طور سریع به مقدار 75% حداکثر تحمل بار مکانیکی نامی مقره افزایش داده می شود. سپس به آرامی در یک مدت زمان معین بین 15 تا 45 ثانیه بار کششی اعمالی را به 100% حداکثر بار مکانیکی می رسانیم. شدت این افزایش به مقدار 35% حداکثر بار مکانیکی نامی در هر دقیقه می باشد. در این آزمایش مقره باید بتواند بار مکانیکی کششی اعمال شده را تحمل کند و دچار شکست مکانیکی لازم برای شکست مقره دست یابیم. لازم به ذکر است که برای مقره های اتکایی (سوزنی) بار مکانیکی خمشی به جای کشش اعمال می شود. 6- آزمایش شوک حرارتی (فقط برای مقره های شیشه ای) در این آزمایش یک مخزن آب که درجه حرارت کمتر از c°50 را دارد ، مهیا می شود. سپس مقره های نمونه را در داخل یک کوره هوای گرم که درجه حرارت آن حداقل °c100 بالاتر از درجه حرارت مخزن آب است ، 20 دقیقه قرار می دهند. سپس مقره ها را به طور ناگهانی وارد مخزن آب می نمایند و حداقل 2 دقیقه در مخزن با آب نگه می دارند. مقره ها نباید دچار ترک یا شکستگی شوند. 7- آزمایش تحمل ولتاژ در برابر سوراخ شدن مقره ( Pun Chore Tesr ) این آزمایش می تواند با یک موج ولتاژ سینوسی با فرکانس صنعتی و یا با یک موج ضربه ای انجام گیرد. البته معمولاً با فرکانس صنعتی انجام می شود. مقره های نمونه در این آزمایش کاملاً خشک و تمیز می شوند و در داخل یک محفظه روغن شناور می شوند. که روغن باید عاری از رطوبت و ناخالصی باشد و استقامت الکتریکی بالایی داشته باشد. اگر محفظه روغن فلزی باشد باید ابعاد آن خیلی بزرگ باشد که جرقه بین قسمت فلزی مقره و بدنه محفظه روغن زده نشود. ولتاژ با فرکانس صنعتی بین قسمت های فلزی مقره اعمال می شود. همچنین روغن برای این استفاده می شود که استقامت الکتریکی خیلی بالاتری نسبت به هوا دارد و از بروز جرقه سطحی روی مقره در اثر اعمال ولتاژ بالا جلوگیری می کند. برای آزمایش ، ولتاژ اعمالی را سریعاً به مقدار حداکثر ولتاژ نامی قابل تحمل مقره می رسانیم که در استانداردها مشخص شده است که بر اثر این ولتاژ نباید در مقره شکست الکتریکی و سوراخ شدن به وجود آید. اگر میزان استقامت مقره مورد نظر باشد بایستی ولتاژ را آنقدر افزایش داد تا مقره سوراخ شود. 8- آزمایش تخلخل (فقط برای مقره های چینی) Poorsity Test در این آزمایش قطعات شکسته شده یک مقره چینی در یک محلول الکل یک درصد که مقداری جوهر قرمز نیز به آن اضافه شده (یک گرم جوهر قرمز درصد گرم الکل) و تحت فشار 15 مگانیوتن بر متر مربع برای چندین ساعت (حدود 24 ساعت) قرار داده می شود. سپس قطعات بیرون آورده شده و تمیز و خشک می شوند و دوباره شکسته شده و به قطعات کوچکتری تبدیل می شوند. در سطوح شکسته شده نباید هیچ اثری از نفوذ الکل مشاهده شود. این آزمایش برای لعاب (glaze) مقره است (برای اطمینان از عدم وجود ترک های مویین در لعاب مقره) لذا می توان مقره را پس از آزمایش وزن کرد و سپس برای 24 ساعت در آب تحت فشار قرار داده و سپس مجدداً وزن نمود. اگر افزایش وزن داشته باشیم نشان دهنده نفوذ آب در خلل و فرج مقره است. 9- آزمایش میزان گالوانیزاسیون قسمت های فلزی (Galvanizing Test) در این آزمایش اولاً وضعیت ظاهری پوشش سطحی روی قسمت های فلزی مقره های نمونه از نظر یکنواختی و هموار بودن بررسی می گردد. همچنین به وسیله یک دستگاه مخصوص جرم فلز (روی) بر روی سطوح فلزی در واحد تعیین می گردد. دستگاه مخصوص فوق ، ضخامت فلز روی را می تواند در یک نقطه هم اندازه گیری کند. برای این منظور 10 نقطه به طور تصادفی بر روی کلاهک و 10 نقطه بر روی پین انتخاب می شوند. سپس با داشتن جرم حجمی روی ، مقدار جرم فلز روی در واحد سطح مشخص می شود. در هر مقره نمونه ، جرم روی در واحد سطح نباید کمتر از 500 گرم بر متر مربع باشد و برای تمام نمونه ها به طور متوسط از مقدار 600 گرم برکتر مربع نباید کمتر باشد.

تست های معمول مقره ها (Routine Test) این آزمایش ها به تک تک مقره ها در خط تولید اعمال می شود که شامل آزمایش های زیر هستند : 1- بررسی وضعیت ضاهری مقره ها از نظر شکل و ابعاد و رنگ ظاهری آن ها. 2- آزمایش های مکانیکی : برای مقره های نوع A: یک زنجیره از مقره ها به مدت یک دقیقه تحت یک بار کششی معادل 60% حداکثر تحمل بار مکانیکی قرار می گیرند. برای مقره های نوع B: یک زنجیره از مقره ها برای مدت 10 ثانیه تحت یک بار کششی معادل 40% حداکثر تحمل بار مکانیکی قرار می گیرند. مقره هایی که در این آزمایش دچار شکست و ترک خوردگی شوند از خط تولید خارج می شوند. 3- آزمایش الکتریکی : مقره های بشقابی یا مقره های اتکایی (سوزنی) در این آزمایش به آنها یک ولتاژ سینوسی با فرکانس صنعتی اعمال می شود. دامنه ولتاژ باید به حدی باشد که هر چند ثانیه یک بار جرقه سطحی روی مقره زده می شود. زمان اعمال ولتاژ باید حداقل 5 دقیقه باشد. اگر مقره ها دچار سوراخ شدگی شوند از خط تولید خارج می شوند.

[am in 25,041]

در خطوط توزیع ، برای پایه های واقع در ابتدا و انتهای خط ، و یا برای پایه های قرار گرفته در زاویه و به منظور خنثی کردن نیروی کششی که از یک طرف به پایه وارد می شود ، از سیم فولادی مهار استفاده می شود این سیم مهار از یک طرف به سر تیر محکم می شود و از طرف دیگر به میله مهار و صفحه مهار در عمق 2 متری داخل زمین محکم می گردد . برای ایمنی و حفاظت بیشتر ( که اگر احتمالاً سیم مهار در بالا از طریق میلگرد تیر بتنی برق دار گردید ، سیم مهار در نزدیکی زمین برق دار نشود ) ، در وسط سیم مهار از مقره مهار استفاده می شود و سیم های مهار از دو طرف به مقره مهار متصل می شوند . این مقره به گونه ای است که اگر شکسته شود سیم مهار رها نمی شود و البته باید تحمل نیروی کششی سیم مهار را داشته باشند . این مقره به صورت یک شش وجهی استوانه ای می باشد که دارای دو سوراخ عمود بر هم است . سیم مهار از طرف بالا به سوراخ پایینی وارد و از وجه مقابل به روی همان سیم برگشته و پیچانده می شود تا محکم گردد . سیم مهار طرف پایین نیز به طور مشابه ، روی سوراخ بالایی وارد و خارج می شود . بدین ترتیب ، ضخامت بین دو سوراخ ، سیم های بالایی و پایینی مهار را از هم ایزوله می کند .

مقره بشقابی (Disc Insulator )

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

 

مقره های بشقابی ، به طور اختصار به صورت زیر مشخص می شوند :

dxb-c M&E

- قطر بشقاب بر حسب میلی متر :d [mm] ،

- ارتفاع بشقاب بر حسب میلی متر :b [mm] ،

- فاصله خزشی بر حسب میلی متر :c [mm] و

- مقاومت الکترومکانیکی مقره بر حسب M&E می باشد .

به عنوان مثال متداول ترین مقره بشقابی در شبکه توزیع ایران ، به صورت254x146-280 15000Lb یعنی مقره بشقابی با قدرت مکانیکی 15 هزار پوندی (معادل 70 کیلو نیوتن) به قطر 254 میلی متر و ارتفاع 146 میلی متر می باشد که فاصله نشتی آن 280 میلی متر است .

جداسازي مسير هاي فشار قوي از زمين توسط مقره انجام مي گيرد. مقره هاي فشار قوي در مجاورت شرايط جوي و اقليمي مختلف قرار گرفته و تاثير شرايط جوي بر آنها سبب مي گردد سطح عايق مقره ها بستر مناسبي جهت هدايت zجريان به سوي زمين گردد و اثرات خود را بر سيستم هاي قدرت به جا گذارد. از اين رو انتخاب مقره در بالا بردن قابليت اطمينان شبکه نقش مهمي ايفا مي کند. در واقع, مقره ها عايق برگشت پذيري هستند که چنانچه تحت ولتاژ زياد قرار گيرند منهدم شده و ديگر قابل استفاده نخواهند بود.

ساختمان مقره ها در خطوط انتقال نيرو با ولتاژ بالا, پايداري خط و ضريب اطمينان آن به نوع مقره بستگي دارد. مقره هاي شيشه اي و چيني که از دير باز در خطوط انتقال مورد استفاده قرار گرفته اند داراي معايبي هستند که سبب شده است به مرور, مقره هاي سيليکوني و يا مقره هاي کامپوزيتي جايگزين آنها شوند. اين نوع مقره ها از دو يا چند پليمر تشکيل مي شوند و شامل قسمتهاي مختلفي هستند که عبارتند از:

 

1. هسته کامپوزيت (Composite Core)
   
2. روکش پليمر
   
3. اتصالات
   

هسته کامپوزيت اين مقره ها از يک ميله الياف شيشه که با مواد لاستيکي يا چسبنده احاطه شده است, تشکيل شده که از مقاومت بالا و انعطاف خوبي برخوردار است و وظيفه تحمل تنش هاي مکانيکي وارد شده از طرف هادي و انتقال آن به دکل را بر عهده دارد. روکش سيليکوني مقره وظيفه محافظت هسته را از خوردگي و اثرات مخرب رطوبت بر عهده دارد, داراي خاصيت هيدروفوبيک بوده و ميزان جذب آلودگي آن بسيار ناچيز است که اين خاصيت باعث مقاومت سطحي بسيار زياد مقره و کاهش جريان نشتي مي شود. استفاده از پليمر سيليکون همچنين مقاومت مقره را در برابر عوامل محيطي بالا برده نياز به تعمير و نگهداري از مقره را به حداقل رسانده و مقره را در شرايط سخت مقاوم, پايدار و قابل اطمينان مي سازد. اتصالات نيز از طريق پيوستن هسته کامپوزيت به برج متصل شده و بار مکانيکي را انتقال مي دهند.

در انواع:

 

1. 
   
   

مقره اتکايي مقره هاي اتکايي تا ولتاژ 36kV جهت اتکاء سرکابل هاي هوايي 12kV تا 36kV بوده که به طور صد در صد مطابق استاندارد IEC 60110-9 آزمايش مي شوند.

 

1. 
   
   

مقره هاي آويزي مقره هاي آويزي تا ولتاژ 36kV موجودند و به طور صد در صد مطابق استاندارد IEC 60110-9 آزمايش مي شوند.

[!Hooman 10,133]

مقره

File : pdf

page : 15

password : 111

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44,195]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

در شبکه هاي توزيع برق مانند خطوط انتقال،به تجهيزاتي ني از است که بتوانند نقش عا يقي و جداساز ي قسمتهاي تحت ولتاژ را ازديگر قسمتها داشته باشند.طبق تعريف)مقره)به وسيله ياآلتي گفته مي شود که داراي مقاومت الکتريکي بالايي بوده و بين هادي هاي برقرار و سازه هاي نگه دارنده قرار مي گيرند . در اين مقاله معرفي انواع مقره ها و همچنين ساختمان داخلي و نحوه اتصالات و تست آنها موجود مي باشد . همچنين در انتهاي مقاله تعدادي عكس از انواع مقره ها مي جود مي باشد

 

مقدمه:

در شبکه هاي توزيع برق مانند خطوط انتقال ، به تجهيزاتي نياز است که بتوانند نقش عايقي و جداسازي قسمتهاي تحت ولتاژ را از ديگر قسمتها داشته باشند.طبق تعريف(مقره)به وسيله ياآلتي گفته مي شود که داراي مقاومت الکتريکي بالايي بوده و بين هادي هاي برقرار و سازه هاي نگه دارنده قرار مي گيرند.مقره علاوه بر عايق نمودن هادي نسبت به پابه ( و همچنين نسبت به زمين)ارتباط مکانيکي هادي و زمين را نيز تشکيل مي دهد . مقره ها از اجزاء مهم شبکه هاي فشار قوي مي باشد که بر حسب ولتاژ مورد استفاده و شرايط محيطي از نظر آلودگي و رطوبت ، شکل خاصي به خود مي گيرند

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

ساختمان مقره ها

در خطوط انتقال نيرو با ولتاژ بالا, پايداري خط و ضريب اطمينان آن به نوع مقره بستگي دارد. مقره هاي شيشه اي و چيني که از دير باز در خطوط انتقال مورد استفاده قرار گرفته اند داراي معايبي هستند که سبب شده است به مرور, مقره هاي سيليکوني و يا مقره هاي کامپوزيتي جايگزين آنها شوند. اين نوع مقره ها از دو يا چند پليمر تشکيل مي شوند و شامل قسمتهاي مختلفي هستند که عبارتند از:

(Composite Core) - هسته کامپوزيت

- روکش پليمر

- اتصالات

هسته کامپوزيت اين مقره ها از يک ميله الياف شيشه که با مواد لاستيکي يا چسبنده احاطه شده است, تشکيل شده که از مقاومت بالا و انعطاف خوبي برخوردار است و وظيفه تحمل تنش هاي مکانيکي وارد شده از طرف هادي و انتقال آن به دکل را بر عهده دارد. روکش سيليکوني مقره وظيفه محافظت هسته را از خوردگي و اثرات مخرب رطوبت بر عهده دارد, داراي خاصيت هيدروفوبيک بوده و ميزان جذب آلودگي آن بسيار ناچيز است که اين خاصيت باعث مقاومت سطحي بسيار زياد مقره و کاهش جريان نشتي مي شود. استفاده از پليمر سيليکون همچنين مقاومت مقره را در برابر عوامل محيطي بالا برده نياز به تعمير و نگهداري از مقره را به حداقل رسانده و مقره را در شرايط سخت مقاوم, پايدار و قابل اطمينان مي سازد .اتصالات نيز از طريق پيوستن هسته کامپوزيت به برج متصل شده و بار مکانيکي را انتقال مي دهند.

[spow 44,195]

جنس مقره ها

جنس مقره ها معمو ً لا از چيني يا شيشه است. مقره هاي چيني از سه ماده مختلف تشکيل شده است:

١- کائولين يا خاک چيني به مقدار 40 تا ٥٠ درصد. AL2O3-2SIO2-2H2O

2-سيليکات آلومينيوم(فلداسپات) به مقدار ٢٥ تا ٣٠ درصد K2O-AL2O3-6SIO2.

٣- خاک کوارتز SIO2به مقدار حداکثر ٢٥ درصد.

اين سه نوع با ترتيب براي بالا بردن استقامت حرارتي ، الکتريکي و مکانيکي به کار مي روند. به عبارت ديگر خواص الکتريکي ، مکانيکي و حرارتي چيني بستگي به درصد فراواني اين سه جزء دارد. هر چه فلداسپات بيشتر باشد استقامت الکتريکي آن زيادتر مي شود و هر چه مقدار کوارتز بيشتر شود ، استقامت مکانيکي آن بيشتر شده و با افزايش کائولين

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

استقامت حرارتي آن بيشتر مي شود.

براي تهيه چيني ، مواد فوق را با کمي آب خالص مخلوط مي کنند تا به صورت گل و خمير در آيد. سپس اين گل را در قالب هاي معيني شکل داده و در کوره حرارت مي دهند تا پخته شود و رطوبت آن نيز گرفته شود. البته قبل از قالب گيري ، درصد رطوبت گل را پايين مي آورند و تحت خلاء ان را پرس مي کنند ، پس از ريخته شدن آن را سرد مي کنند. ولي سرد کردن آن به طور ناگهاني انجام نمي شود و با ملايم اين کار صورت مي گيرد. تا ترکي در آن ايجاد نشود. پس از اين مرحله يک لايه لعاب شيشه اي بر روي آن مي ريزند تا سطح آن کاملا خالي از وجود حباب ها و ترک هاي مويين گردد. لعاب شيشه اي علاوه بر افزايش استقامت مکانيکي مقره قدرت چسبندگي گرد و غبار و نفوذ گرد و غبار و رطوبت را کاهش مي دهد. همچنين باعث ايجاد يک سطح کاملا صاف مي شود که باعث افزايش مقاومت سطحي عايق مي شود.

درجه حرارت پختن در کوره نيز در تعيين استقامت الکتريکي و مکانيکي مقره چيني مؤثر است که هر چه دردرجه حرارت بالاتري قرار داده شود ، حبابهاي هوا در آن کمتر به وجود مي آيند و استقامت الکتريکي آن زياد مي شود اما در عوض عايق خيلي ترد و شکننده مي شود و هرچه درجه حرارت پختن در کوره کمتر شود

استقامت مکانيکي آن بيشتر مي شود و هر چه درجه حرارت پختن در کوره کمتر مي شود ، استقامت مکانيکي آن بيشتر مي شود ، ولي حفره هاي بيشتري در آن باقي مي ماند و استقامت الکتريکي آن بيشتر مي شود ولي حفره هاي بيشتري در آن باقي مي ماند و استقامت الکتريکي آن کاهش مي يابد. معمو ً لا درجه حرارت پخت در تا ٢٨٠ (kv/cm) کوره را بين ١٢٠٠ تا ١٥٠٠ درجه نگه می دارند. در نتيجه ، استقامت الکتريکي چيني بين ١٢٠ در مقاطع (MNt/m2) ( مي باشد. همچنين استقامت مکانيکي چيني در برابر نيروي فشاري ٦٩٠ (kv/cm) (MNt/m2) در مقاطع بزرگتر ٢٠ (MNt/m2) ( و در برابر نيروي کششي ٤٨ (MNt/m2) ) بزرگتر ٢٧٥ 95 مي باشد. از خواص بسيار مهم چيني مي توان آسان شکل گرفتن (MNt/m و در برابر نيروي خمشي ( 2

آن ها و استقامت در برابر مواد شيميايي و تغييرات جوي را نام برد.

مقره هاي شيشه اي:

معمو ً لا شيشه را در درجه حرارت هي بالا با مخلوطي از مواد مختلف از جمله آهک و پودر کوارتز ذوب مي

باعث ((Toughening) نمايند و سپس به طور ناگهاني آن را سرد نموده و قالب ريزي مي کنند. اين عمل

سفت شدن شيشه مي شود بدين ترتيب مقره شيشه اي با استقامت مکانيکي خيلي زياد بدست مي آيد که در

١ برابر چيني است و استقامت / مقابل لب پريدگي از چيني مقاوم تر است و استقامت مکانيکيفشاري آن ٥

مکانيکي آن در برابر نيروهاي خمشي اندک

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

کمتر از چيني است.

[seyed mehdi hoseyni 27,119]

مقره:

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[Secret: 2,286]

یک فایل ورد تقریبا 35 صفحه راجع به انتخاب مقره

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[!Hooman 10,133]

انواع مقره

فایل : ppt

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44,195]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

مقدمه: يكي از اجزاء مهم شبكه هاي فشار قوي ، مقره ها مي باشد كه بر حسب ولتاژ مورد استفاده و شرايط محيطي از نظر آلودگي و رطوبت ، شكل خاصي به خود مي گيرند. وظايف مقره ها در شبكه ها را مي توان به صورت زير بيان نمود : 1. تحمل وزن هادي هاي خطوط انتقال و توزيع براي نگهداري سيم هاي هوايي روي پايه ها و دكل ها در بدترين شرايط (يعني موقعي كه ضخامت يخ و برف تشكيل شده روي سيم ها در حداكثر مقدار باشد) را داشته باشد و اصولاً بايد بتوانند بيشترين نيروهاي مكانيكي وارد شده بر ان ها را تحمل كنند.

2. عايق بندي هادي ها و زمين و بين هادي ها با يكديگر به عهده مقره است. يعني مقره ها بايد از استقامت الكتريكي كافي برخوردار باشند تا بتوانند بين فازهاي شبكه و دكل ها كه متصل به زمين هستند ايزولاسيون كافي براي تحمل ولتاژ فازها را داشته باشند. استقامت الكتريكي آن ها بايد در حدي باشد كهدر بدترين شرايط (يعني در حضور رطوبت ، باران ، آلودگي و بروز صاعقه با ولتاژ بالا) دچار شكست كامي الكتريكي نشوند.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

بنابراين مقره ها بايد داراي خصوصيات زير باشند :

1. استقامت الكتريكي بالا.

2. استقامت مكانيكي بالا.

3. عاري از ناخالصي و حفره هاي داخلي.

4. استقامت در برابر تغييرات درجه حرارت و عدم تغيير شكل در اثر تغيير دما (با توجه به ضريب انبساط حرارتي كه بايستي كم باشد).

5. ضريب اطمينان بالا.

6. ضريب تلفات عايقي كم.

7. در برابر نفوذ آب و آلودگي ها مقاوم باشد.

جنس مقره ها

جنس مقره ها معمولاً از چيني يا شيشه است. مقره هاي چيني از سه ماده مختلف تشكيل شده است :

1. كائولين يا خاك چيني AL2O3-2SIO2-2H2O به مقدار 40 تا 50 درصد.

2. سيليكات آلومينيوم (فلداسپات) K2O-AL2O3-6SIO2 به مقدار 25 تا 30 درصد.

3. خاك كوارتز SIO2 به مقدار حداكثر 25 درصد.

اين سه نوع با ترتيب براي بالا بردن استقامت حرارتي ، الكتريكي و مكانيكي به كار مي روند. به عبارت ديگر خواص الكتريكي ، مكانيكي و حرارتي چيني بستگي به درصد فراواني اين سه جزء دارد. هر چه فلداسپات بيشتر باشد استقامت الكتريكي آن زيادتر مي شود و هر چه مقدار كوارتز بيشتر شود ، استقامت مكانيكي آن بيشتر شده و با افزايش كائولين ، استقامت حرارتي آن بيشتر مي شود.

براي تهيه چيني ، مواد فوق را با كمي آب خالص مخلوط مي كنند تا به صورت گل و خمير در آيد. سپس اين گل را در قالب هاي معيني شكل داده و در كوره حرارت مي دهند تا پخته شود و رطوبت آن نيز گرفته شود. البته قبل از قالب گيري ، درصد رطوبت گل را پايين مي آورند و تحت خلاء ان را پرس مي كنند ، پس از ريخته شدن آن را سرد مي كنند. ولي سرد كردن آن به طور ناگهاني انجام نمي شود و با ملايم اين كار صورت مي گيرد. تا تركي در آن ايجاد نشود. پس از اين مرحله يك لايه لعاب شيشه اي بر روي آن مي ريزند تا سطح آن كاملاً خالي از وجود حباب ها و ترك هاي مويين گردد. لعاب شيشه اي علاوه بر افزايش استقامت مكانيكي مقره قدرت چسبندگي گرد و غبار و نفوذ گرد و غبار و رطوبت را كاهش مي دهد. همچنين باعث ايجاد يك سطح كاملاً صاف مي شود كه باعث افزايش مقاومت سطحي عايق مي شود.

درجه حرارت پختن در كوره نيز در تعيين استقامت الكتريكي و مكانيكي مقره چيني مؤثر است كه هر چه در درجه حرارت بالاتري قرار داده شود ، حبابهاي هوا در آن كمتر به وجود مي آيند و استقامت الكتريكي آن زياد مي شود اما در عوض عايق خيلي ترد و شكننده مي شود و هرچه درجه حرارت پختن در كوره كمتر شود استقامت مكانيكي آن بيشتر مي شود و هر چه درجه حرارت پختن در كوره كمتر مي شود ، استقامت مكانيكي آن بيشتر مي شود ، ولي حفره هاي بيشتري در آن باقي مي ماند و استقامت الكتريكي آن بيشتر مي شود ولي حفره هاي بيشتري در آن باقي مي ماند و استقامت الكتريكي آن كاهش مي يابد. معمولاً درجه حرارت پخت در كوره را بين 1200 تا 1500 درجه نگه م دارند. در نتيجه ، استقامت الكتريكي چيني

بين 120 (kv/cm) تا 280 (kv/cm) مي باشد. همچنين استقامت مكانيكي چيني در برابر نيروي فشاري 690 (MNt/m2) (در مقاطع بزرگتر 275 (MNt/m2) ) و در برابر نيروي كششي 48 (MNt/m2) (در مقاطع بزرگتر 20 (MNt/m2)) و در برابر نيروي خمشي 95 (MNt/m2) مي باشد. از خواص بسيار مهم چيني مي توان آسان شكل گرفتن آن ها و استقامت در برابر مواد شيميايي و تغييرات جوي را نام برد.

شيشه

معمولاً شيشه را در درجه حرارت هي بالا با مخلوطي از مواد مختلف از جمله آهك و پودر كوارتز ذوب مي نمايند و سپس به طور ناگهاني آن را سرد نموده و قالب ريزي مي كنند. اين عمل ((Toughening) باعث سفت شدن شيشه مي شود). بدين ترتيب مقره شيشه اي با استقامت مكانيكي خيلي زياد بدست مي آيد كه در مقابل لب پريدگي از چيني مقاوم تر است و استقامت مكانيكيفشاري آن 5/1 برابر چيني است و استقامت مكانيكي آن در برابر نيروهاي خمشي اندك ، كمتر از چيني است.

همچنين استقامت الكتريكي آن هم خيلي بيشتر از عايق هاي چيني است (بين 500 تا 1000 كيلو ولت بر سانتي متر).

مزيت ديگر شيشه اين است كه ضريب انبساط حرارتي آن كوچك است و در نتيجه تغيير شكل نسبي آن در اثر تغيير درجه حرارت ، خيلي كم است. همچنين در مقره هاي شيشه اي ، قبل از بروز ترك ، كاملاً خرد مي شوند و لذا از روي زمين به راحتي مي توان مقره معيوب را تشخيص داد. بر خلاف مقره هاي چيني ، در واقع ساخت مقره هاي شيشه اي ، معمولاً حفره در آن به وجود نمي آيد و اگر ترك يا حفره اي هم باشد به راحتي قابل مشاهده است. به علاوه به علت عبور نور خورشيد از آن در اثر شاف بودن ، مقاومت آن در برابر نور خورشيد بيشتر است . اما معايب شيشه آن است كه :

1. اولاً رطوبت به راحتي در سطح آن تقطير مي شود.

2. به علت تغيير شكل نسبي داخلي پس از سرد شدن ، نمي توان مقره هاي بزرگي از آن ها ساخت.

3. گرد و خاك را بيشتر به خود جذب مي كند.

شكست الكتريكي در مقره ها

دو نوع شكست در مقره ها ممكن است رخ دهد :

1. سوراخ شدن مقره ( شكست الكتريكي داخل بدنه مقره) :

اين شكست بستگي به جنس مقره ، ضخامت بدنه مقره و ناخالصي هاي آن دارد كه غالباً اتفاق نمي افتد ؛ مگر در هنگام صاعقه هاي بسيار خطرناك و امواج سيار روي خط چين رخ مي دهد. ضخامت بدنه مقره را طوري طراحي مي كنند كه براي ولتاژهاي ضربه صاعقه اي و امواج سيار ناشي از سويچينگ سوراخ نشود.

2. جرقه سطحي مقره :

به علت اينكه سح مقره ها با هوا در ارتباط است و با توجه به اينكه استقامت الكتريكي هوا خيلي كمتر از مقره ها است لذا قبل از سوراخ شدن ، در روي سطح مقره ها جرقه زده مي شود. معمولاً اگر بر روي سطح مقره ها گرد و غبار و رطوبت و آلودگي بنشيند به سطح آن رسانا مي شود و يك جريان نشتي روي سطح مقره بين هادي و پايه فلزي آن بر قرار مي گردد و باعث پايين آمدن ارزش عايقي سطح مقره مي شود. لذا اولاً سطح عايق ها را طويل مي سازندتا مسير جريان نشتي طولاني تر شود و ارزش عايقي سطحي زياد از دست نرود. ديگر آن كه سسطح عايق را به صورت چتري مي سازند تا باران از آن ريخته شده و ابعاد مقره نيز بزرگ نشود و بالاخره جاي خشك هم داشته باشد. شيب چترها بايد طوري باشد كه روي سطوح هم پتانسيل يعني عمود بر خطوط ميدان بين هادي و ميله قرار گيرند. زيرا اگر بين دو نقطه اي كه داراي اختلاف پتانسيل باشند ، سطح رساناي ناشي از گرد و غبار تشكيل مي شود ، جريان زيادتري جاري شده و جرقه سطحي زودتر زده مي شود.

انواع مقره ها

بر حسب كاربرد اين نوع وسيله ، مقره ها را به سه دسته تقسيم مي كنند :

1. مقره هاي خطوط هوايي : براي عايق كردن هادي ها نسبت به پايه (دكل) و نسبت به يكديگر و نگهداري هادي ها بر روي پايه ها از اين نوع مقره استفاده مي شود.

2. مقره هاي اتكايي : براي عايق كاري باس بارها در پست ها و تابلوها نسبت به زمين و نگهداري آن ها از اين نوع مقره ها استفاده مي شود.

3. مقره هاي عبوري يا بوشينگ ها : از اين نوع مقره ها براي عبور باس بارها از ديواره ها يا ورود به تجهيزات استفاده مي شود. همچنين براي ايزوله كردن خطوط يا باس بارها نسبت ديوارها يا بدنه تجهيزات هم به كار مي رود.

اكنون به توضيح تك تك اين نوع مقره ها خواهيم پرداخت . البته درصد بسيار زيادي از مقره هاي مورد استفاده از نوع مقره هاي خطوط هوايي مي باشد.

 

[spow 44,195]

انواع مقره هاي خطوط هوايي

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

از اين نوع مقره ها براي عبور باس بارها از ديواره ها يا ورود به تجهيزات استفاده مي شود .

 

 

الف) مقره هاي سوزني (ميخي) :

از اين مقره ها براي نگهداري خطوط توزيع 11 و 20 و 33 كيلو ولت استفاده مي شود كه بيشتر به صورت يكپارچه ساخته مي شوند و معمولاً به شكل ناقوس كليسا هستند و هادي خط روي شيار بالايي مقره قرار مي گيرد و توسط يك سيستم به مقره محكم مي شود. مقره توسط يك پيچ فولادي كه در داخل مقره محكم شده است به بازوي دكل بسته مي شود. اطراف پيچ فولادي را با فلز نرم مانند سرب يا سيمان پر مي كنند تا چيني مقره با فولاد سخت در تماس نباشد و در اثر گشتاور خمشي شكسته نشود.

چترهاي روي مقره هم به خاطر ايجاد مسير طولاني و همچنين ايجاد نقاط خشك در هنگام بارندگي و هم لغزان بودن سطح مقره براي باقي نماندن باران بر روي سطح مقره ايجاد مي شود. به عبارت ديگر در حالت مرطوب بودن مقره ، فاصله جرقه برابر مجموع كوتاهترين فاصله از لبه يك چتر به نزديكترين نقطه روي چتر پاييني به اضافه فاصله از لبه چتر پاييني تا پايه فلزي مقره مي باشد. همچنين در حالت خشك بودن مقره كوتاهترين فاصله از هادي تا پايه فلزي مقره است. به اين منظور ، ضريب اطمينان مقره را به صورت زير تعريف مي كنند.

ولتاژ لازم براي جرقه سطحي = ضريب اطمينان مقره

ولتاژ نامي مقره

 

در شبكه هاي 20 كيلو ولت ، ضريب اطمينان هواي خشك مقره هاي ميخي برابر 6 و براي هواي مرطوب به مقدار 4 است. همچنين در شبكه هاي 11 KV اين ضريب در هواي خشك برابر 2/8 و براي هواي مرطوب به مقدار 5 است.

 

ب) مقره هاي آويزان (در مقره هاي خطوط هوايي) :

در ولتاژهاي بالاتر از 50 كيلو ولت كه در سيستم هاي انتقال و فوق توزيع استفاده مي شود ، استفاده از مقره هاي سوزني به علت نياز به ضخامت زيادتر و پيچيده تر شدن ساختمان مقره ها و گرانتر شدن و غير اقتصادي بودن آن ها امكان پذير نيست. لذا در ولتاژهاي بالا از مقره هاي آويزان مي شود و هادي خط به وسيله كلمپ فلزي به پايين ترين مقره بشقابي زنجيره متصل مي گردد.

هر مقره بشقابي از يك ديك بشقاب از جنس چيني يا شيشه تشكيل شده است كه در قسمت بالايي آن ،يك كلاهك چدني گالوانيزه توسط سيمان مخصوصي به نام Alumina (كه مقاومت الكتريكي بالا و از استقامت مكانيكي و چسبندگي بالايي برخوردار است) به شيشه يا چيني متصل شده است و در قيمت پايين مقره نيز يك پين (pin) فولادي گالوانيزه كه آن هم به وسيله سيمان مخصوص Alumina به مقره متصل شده است. همچنين مسير زير بشقاب ها به صورت چين دار است تا طول مسير جريان نشتي افزايش يابد. پين فولادي هر مقره در داخل حفره كلاهك مقره پاييني قرار گرفته و با زدن گيره اطمينان ( اشپيل Split-Pin ).

حفره : كلاهك از سوراخ ريز مقابل آن اتصال پين و كلاهك محكم مي شود. دو مقره ضمن اتصال محكم به مقره در محل اتصال به صورت لولايي حركت آزادانه هم دارند. قطر بشقاب هاي اين نوع مقره ها معمولاً بين 150 تا 360 ميليمتر و يا بيشتر مي باشد . استقامت مكانيكي آن ها هم معمولاً بين 40 تا 300 كيلو نيوتن مي باشد.

مزاياي استفاده از مقره هاي بشقابي را مي توان به صورت زير بيان نمود :

1. چون هر واحد مقره بشقابي براي يك ولتاژ نامي پاييني (در حدود 11 كيلو ولت) طراحي مي شود. متناسب با ولتاژ خط مي توان به تعداد دلخواه از اين بشقاب ها را به هم متصل نمود تا يك زنجيره آن بتواند ولتاژ خط را تحمل كند (قابليت انتخاب تعداد بشقاب ها).

2. اگر هر كدام از بشقاب هاي يك زنجيره مقره آويزان ، معيوب يا صدمه ببيند فقط لازم است همان يك بشقاب عوض شود و نيازي به تعويض كل زنجيره نيست (اقتصادي بودن مقره).

3. چون زنجيره مقره به كراس آرم خط آويزان است و مي تواند به صورت آزادانه حركت نمايد ، حداقل فشار مكانيكي بر مقره هاي آويزان وارد مي شود (تنش هاي مكانيكي كمتري به مقره وارد مي شود).

4. اگر به دليلي بخواهند ولتاژ نامي خط را افزايش دهند به راحتي مي توان با اضافه نمودن چند تا بشقاب ، قدرت عايقي مناسب را به دست آورد و نيازي به تعويض زنجيره مقره نيست (قابليت انعطاف در افزايش ولتاژ خط).

5. چونهادي خط به زنجيره آويزان مي گردد و پايين تر از بازوي كراس آرم (صليبي) دكل خط انتقال قرار مي گيرد در نتيجه هنگام برخورد صاعقه به خط ، صاعقه ابتدا به بازوي كراس آرم خط برخورد مي نمايد تا حدود زيادي از خط حفاظت مي شود (حفاظت خط در برابر صاعقه به وسيله بازوي كراس آرم دكل انجام مي شود).

6. اگر بار مكانيكي خط زياد باشد مثلاً : در اسپن هاي بلند ، هنگام عبور خطوط انتقال از روي رودخانه ها ، دره ها ، اتوبان ها مي توان از زنجيره هاي دوبل يا بيشتر استفاده نمود (قابليت استفاده از زنجيره هاي دوبل يا بيشتر).

پ) مقره هاي سنتي :

مقره هاي كششي در جاهايي كه نيروي كشش افقي زيادي به مقره وارد مي شود استفاده مي گردد. از اين مقره ها در پايه هاي ابتدا و انتهايي خطوط انتقال ، توزيع و در پايه هايي كه در مسير خط از حالت مستقيم خارج شده و يا نسبت به افق ، زاويه پيدا مي كنند ، استفاده مي شوند. مقره هاي مذكور همان مقره هاي بشقابي هستند كه به صورت افقي نسب مي شوند و بايد بيوري كششي خط را در پايه ها تحمل نمايند و چون نيروي زيادتري را بايد تحمل كنند فقط استقامت مكانيكي آن ها نسبت به مقره هاي آويزان بيشتر است.

د) مقره هاي مهار :

در خطوط توزيع براي پايه هايي كه در ابتدا و انتهاي خط قرار مي گيرند و يا براي پايه هايي قرار گرفته در زاويه براي خنثي كردن نيروي كششي كه از يك طرف به پايه وارد مي شود از سيم مهار استفاده مي شود. اين سيم مهار از يك طرف به رأس تير محكم مي شود و از طرف ديگر به وسيله مهار و صفحه مهار در داخل زمين محكم مي شود.

براي ايمني و حفاظت بيشتر كه احتمالاً سيم مهار در بالا از طريق ميلگرد تير برق دار گرديد ، سيم مهار در نزديكي زمين برقدار نشود ، در وسط سيم مهار از مقره مهار استفاده مي شود و سيم هاي مهار از دو طرف به مقره مهار متصل مي شود. اين مقره به گونه اي است كه اگر شكسته شود ، سيم مهار رها نمي شود و البته بايستي تحمل نيروي كششي سيم مهار را داشته باشند.

ﻫ )مقره هاي استوانه اي :

اين مقره ها به صورت يك زنجيره استوانه اي و به صورت يكپارچه از جنس چيني يا اخيراً از مواد تركيبي (كه استقامت مكانيكي بسيار بالايي داشته و آب بر روي سطح آن ها پخش نمي شود و براي مناطق صحرايي مناسب هستند) ساخته مي شوند و به دو طرف انتهايي آن ها دو كلاهك فلزي با سيمان مخصوص اتصال داده شده است. قطر استوانه عايق متناسب با قطر مكانيكي نياز انتخاب مي شود. از اين مقره بعضاً در خطوط انتقال استفاده مي شود. اين مقره ها در مقايسه مقره هاي آويزان بشقابي از وزن بسيار كمتري برخوردارند (وزن مقره هاي اويزان دريك زنجيره بيشتر به خاطر وزن كلاهك هاي فلزي آن است) و لذا از نظر اقتصادي ارزان تر هستند. ولي نقطه ضعف اصلي آن ها امكان خراب شدن كامل مقره در اثر يك قوس الكتريكي يا ضربه مكانيكي بيروني بر آن است. در صورتي كه در مقره هاي بشقابي تمام زنجيره از بين نمي رود. در زنجيره هاي بشقابي اگر يك مقره دچار ترك شود تا مدت زيادي بقيه آن ها مي توانند ولتاژ خط را تحمل كنند و همچنين بار مكانيكي خط را تحمل نمايند.

در ولتاژهاي بالا مي توان دو يا سه مقره استوانه اي را به هم متصل نمود. نوع ساخته شده از مواد تركيبي (Composite Material) اين نوع مقره ها داراي خاصيت آب گريزي بوده و آب و آلودگي بر روي سطح مقره پخش نمي شود ، بلكه اين آلودگي و رطوبت در يك نقطه روي سطح باقي مي ماند و چون تمام سطح مرطوب نمي شود ، مي توان مسير خزشي آن را كوتاه نمود. جريان نشتي اين نوع مقره ها خيلي كم است و در مناطق با آلودگي زياد روي سطح آن ها جرقه زده نمي شود و نيازي به تميز كردن هم ندارند. اين مقره ها ضمن داشتن استقامت مكانيكي بالا از وزن بسيار كمي نيز برخوردارند.

[spow 44,195]

مقره هاي مخصوص

براي مناطق با شرايط آب و هوايي بسيار بد مانند مناطقي كه آلودگي صنعتي يا آلودگي آب و هوايي بيش از حد معمول وجود دارد يا مناطقي كه مه زياد وجود دارد يا مناطقي كه صاعقه هاي خطرناك با شيب زياد وجود دارد ، از مقره هاي استاندارد معمولي نمي توان استفاده نمود و بايد از مقره هاي با طراحي خاص براي آن مناطق استفاده نمود و بايد از مقره هاي با طراحي خاص براي ان مناطق استفاده نمود. در اين نوع مقره ها معمولاً از بشقاب هاي گودتر استفاده مي كنند و داخل بشقاب گود ، چترهاي بلندتري به آن داده مي شود. در نتيجه فاصله خزش مقره افزايش مي يابد و جريان نشتي آن به دليل طولاني تر شدن مسير و بزرگ شدن مقاومت سطحي كاهش يافته و ديرتر جرقه سطحي زده مي شود (به خاطر آلودگي و رطوبت). همچنين سطح مقره را پر شيب مي سازند تا در اثر باران سطح آن به راحتي تميزتر شود.

 

ز) مقره چرخي :

از اين مقره ها در خطوط فشار ضعيف 400 ولت استفاده مي شود. اين مقره ها توسط تسمه فلزي U شكل به نام اتريه و پين واشپيل به پايه هاي خطوط توزيع هوايي بسته مي شوند و سيم هوايي شبكه بر روي شيار چرخي مانند مقره قرار مي گيرد و از آن به عنوان مقره كششي نيز استفاده مي شود و در دو نوع يك شياري و دو شياري استفاده مي شود.

مقره هاي اتكايي

اين مقره ها براي نگهداشتن شين هاي فشار قوي و ديگر تجهيزات به كار برده مي شوند. اين مقره ها به شكل استوانه اي چيني توپر يا توخالي ساخته مي شوند كه براي تأسيساتي كه مقره بايد نيروي مكانيكي بيشتري را تحمل كند از نوع توخالي آن استفاده مي شود. زيرا نوع توپر آن فقط با يك قطر معين و محدودي قابل ساخت است ولي براي افزايش استقامت الكتريكي نوع توخالي آن سوراخ داخل مقره ها به صورت افقي يا عمودي نصب مي شوند.

مقره هاي عبوري (بوشينگ ها)

براي سرهاي خروجي و ورودي دستگاه هاي فشار قوي ، براي جلوگيري از ايجاد جرقه بين ولتاژ آن خط عبوري و بدنه دستگاه به كار مي روند (مثل بوشينگ ترانس ها). اين مقره ها به صورت لايه هاي استوانه اي به كار مي روند و نسبت به محيط مورد استفاده ، شكل مقره هاي عبوري متفاوت است. ساده ترين آن ها استوانه هاي درهم است. فضاي داخل اين استوانه هاي مابقي ، معمولاً توسطگازها يا مايع هاي عايق پر مي شود. در ترانسفورماتورها ، بوشينگ ها حاوي روغن هستند. ارتفاع آن ها برحسب ميزان ولتاژ و ارتفاع از زمين متفاوت است. به منظور جلوگيري از ازدياد حرارت در بوشينگ ها از فيبرهاي عايقي در سر بوشينگ ها استفاده مي شود زيرا فيبر هدايت حرارتي بهتري نسبت به چنين دارد.

آزمايش مقره هاي خطوط هوايي

به طور كلي سه دسته آزمايش بر روي مقره ها انجام مي گيرد :

 

1. Type Test : كه فقط روي سه عدد مقره انجام مي گيرد و صرفاً به خاطر بررسي مشخصات الكتريكي يك مقره است كه اساساً بستگي به شكل مقره و جنس و ابعاد آن به طور كلي به طراحي مقره بستگي دارد. اين آزمايش ها را فقط يك بار براي تأييد صحت طراحي مقره ها و مقايسه نتايج حاصل با مقادير تعيين شده توسط استانداردها انجام مي دهند. به اين آزمايش ها ، آزمايش هاي تخليه يا آزمايش هاي جرقه نيز مي گويند (Flashover Test).

2. Sample Test (آزمايش هاي نمونه) : اين آزمايش ها بر روي تعدادي از مقره ها كه به صورت كاملاً اتفاقي انتخاب مي شوند ، انجام مي گيرد و به منظور بررسي مشخصات مقره و كيفيت موارد مورد استفاده در آن ها است و در حقيقت معياري براي پذيرش كيفيت مقره هاي توليدي يك توليد كننده است.

3. Routine Test (آزمايش هاي سري) : اين آزمايش ها بر روي تك تك تمام مقره هاي توليد شده در خط توليد شده در خط انجام مي گيرد و به منظور خارج شدن مقره هايي كه احتمالاً در جريان ساختن آن اشكالي به وجود آمده مي باشد. بدين طريق مقره هاي كاملاً معيوب از خط توليد خارج مي شوند.

Type Test بر طبق استاندارد بين المللي IEC

گروه اول آزمايش ها شامل آزمايش هاي زير است :

1. آزمايش استقامت در برابر ولتاژ ضربه اي ، صاعقه در هواي خشك : اين آزمايش در دو حالت انجام مي شود :

الف) با موج ضربه اي مقاوم : براي هر مقره اي حداكثر دامنه موج ضربه اي استاندارد (كه براي امواج صاعقه مدل مي شود) باعث ايجاد جرقه بر روي سطح مقره نمي شود را استاندارد مشخص كرده است. البته مقادير براي شرايط جوي استاندارد داده مي شود. حالا اگر شرايط آزمايش از نظر فشار و درجه حرارت و ميزان رطوبت متفاوت با شرايط استاندارد باشد ، بايد مقادير فوق را تصحيح نمود. در اين آزمايش 15 بار موج ضربه اي استاندارد 1.2/50 μsec به مقره به دفعات متوالي اعمال مي شود. فاصله زماني بين هر بار بايد به اندازه كافي باشد تا اثر قبلي از بين رود. دامنه موج ضربه اي همان مقدار مشخص شده در استانداردها با ضريب تصحيح مربوطه است. اگر اين آزمايش در هيچ دفعه اي جرقه سطحي روي مقره زده نشود يا تعداد دفعات جرقه سطحي كمتر از 2 بار باشد و سطح مقره ها آسيب كلي نبيند. اين آزمايش جواب مثبت داده است. البته اثر جزئي جرقه روي سطح مقره (مثل خش انداختن) مجاز است.

ب) با موج ضربه اي با احتمال 50 % جرقه سطحي : دامنه موج ضربه اي استاندارد كه با احتمال 50% بر روي سطح مقره جرقه زده مي شود در استانداردها مشخص شده است. حالا براي يك مقره مورد آزمايش ، يك موج ضربه اي استاندارد با دامنه Vk نزديك به سطح تقريبي دامنه ولتاژ جرقه 50% انتخاب مي شود. همچنين يك دامنه متغير ولتاژ ΔV كه تقريباً 3% از ولتاژ V است ، انتخاب مي گردد. حالا يك موج ضربه اي استاندارد با دامنه VK به مقره اعمال مي شود. اگر اين موج سبب بروز جرقه سطحي روي مقره نگرديد ، دامنه موج ضربه اي بعدي بايد Vk + ΔV انتخاب شود كه اگر حدود 30 بار و چون ممكن است Vk اوليه خيلي كوچك يا خيلي بزرگ انتخاب شده باشد ، 1 تا 9 آزمايش اول را 30 بار محسوب نمي كنند. اگر هر ولتاژ UV در اين آزمايش nV بار تكرار شده باشد ، ولتاژ جرقه سطحي 50% از رابطه زير بدست مي آيد :

∑nVUV

مقره به شرطي اين قسمت را جواب مي دهد كه 50%U بدست آمده از رابطه بالا براي آن از 04/1 برابر ولتاژ جرقه مقاوم آن كمتر نباشد و مقره ها در اثر جرقه اي سطحي روي آن ها آسيب كلي نبيند.

2. آزمايش استقامت در برابر ولتاژ ضربه اي سوئچينگ در هواي مرطوب :

موج ضربه اي براي مدل كردن سوئچينگ ، يك موج ضربه اي 250/2500μsec است كه با موج ضربه اي صاعقه متفاوت است و زمان رسيدن به يك مقدار يك و نيم موج پشت آن خيلي بيشتر از موج ضربه اي صاعقه مي باشد. در اين حالت مقره تحت آزمايش ، زير بارش يك باران مصنوعي قرار مي گيرد. شدت بارش باران بايد حداقل بين 1 ميليمتر بر دقيقه تا 2 ميليمتر بر دقيقه باشد و به صورت مورب با زاويه °45 بارش نمايد. درجه حرارت محيط هم بين c°15- تا c°15 باشد و مقاومت مخصوص آن در c°20 بايد – m Ω 15±100 باشد.

مقره بايد به مدت 15 دقيقه قبل از شروع تست تحت بارش اين باران قرار گيرد ، البته اين زمان مي تواند كمتر هم باشد ، مخصوصاً زماني كه تست هاي متوالي انجام مي گيرد. در اين جا نيز اين آزمايش در دو حالت مختلف مي تواند انجام بگيرد :

الف) با موج ضربه اي با احتمال 50% جرقه سطحي : طريقه آزمايش مانند حالت هواي خشك است (با موج ضربه اي صاعقه) ولي دامنه موج ضربه اي 50% بدست آمده از رابطه نبايد كمتر از 085/1 برابر دامنه موج ضربه اي مقاوم تعيين شده در استاندارد براي موج ضربه اي مقاوم تعيين شده در استاندارد مربوط به شرايط جوي استاندارد است كه براي شرايط آزمايشگاهي بايد در ضرايب تصحيحي ، اصلاح شود.

ب) با موج ضربه اي مقاوم : اين آزمايش نيز با دامنه موج ضربه اي مقاوم تعيين شده در استاندارد براي 15 بار تكرار مي شود و اگر تعداد دفعاتي كه جرقه سطحي روي مقره زده مي شود بيشتر از 2 بار نباشد اين ازمايش جواب مثبت داده است. در اين آزمايش نيز نبايد سطح مقره ها آسيب كلي ببيند (اثرهاي جزئي روي سطح مقره قابل پذيش است).

3. آزمايش استقامت در برابر ولتاژ با فركانس صنعتي در هواي مرطوب

Wet Power – Freuency Test

دراين لحظه مقره نيز تحت آزمايش در يك شرايط باران مصنوعيمانند حالت قبل قرار مي گيرد. متناسب با شرايط جوي زمان آزمايش از نظر فشار و درجه حرارت ، مقدار ولتاژ قابل استفاده مقره را بر اساس مقدار تعيين شده آن در استانداردها بدست مي آوريم (با استفاده از ضرايب تصحيح). سپس يك ولتاژ در حدود 75% ولتاژ فوق را به مقره اعمال مي كنيم و سپس به تدريج و به آرامي با يك شيب در حدود 2% ولتاژ فوق بر ثانيه ، ولتاژ را افزايش مي دهيم تا به مقدار 100% فوق برسد. سپس اين ولتاژ را در حدو يك دقيقه بر روي مقره نگه مي داريم. طي اين آزمايش هيچ گونه جرقه سطحي يا سوراخ شدن مقره نبايد اتفاق بيفتد. دراين آزمايش مي توان افزايش ولتاژ را هنوز ادامه دهيم تا جرقه سطحي حاصل شود. اين آزمايش را 5 بار تكرار مي كنيم و مقدار متوسط ولتاژهاي جرقه سطحي را به عنوان ولتاژ جرقه هواي مرطوب در ولتاژ سينوسي با فركانس هاي صنعتي تعيين كنيم. فركانس موج سينوسي بايد بين 15kv تا 100kv باشد.

هر واحد مقره ، نام توليد كننده و سال توليد آن نوشته مي شود. همچنين حداكثر قدرت مكانيكي مقره نيز بر روي آن نوشته مي شود. مثلاً U300 مقره 300 كيلونيوتني است. شرايط استاندارد به صورت T = 20°c وP = 760mmHy رطوبت 119 water/m3 = است. قبل از پرداختن به آزمايش هايي كه بر روي مقره هاي نمونه انجام مي گيرد ، ساختمان مقره ها را بيان مي كنيم ، كه به دو دسته تقسيم مي شوند :

1. نوع A : مقره هايي كه طول يا ضخامت كوتاهترين مسير موجود در داخل آن ها براي سوراخ شدن داخل بدنه مقره حداقل برابر با نصف طول كوتاهترين مسير جرقه در هواي روي سطح مقره است.

2. نوع B : مقره هايي كه ضخامت داخل آن ها براي مسير سوراخ شدن مقره كمتر از نصف طول كوتاهترين مسير جرقه بر روي سطح مقره در هوا است.

آزمايش هاي روي مقره هاي نمونه طبق استاندارد (Sample Test IEC )

براي يك محموله اي از مقره هاي يك نوع با مشخصات يكسان از همه نظر كه به وسيله خريدار از توليد كننده مقره خريداري مي شود. تعدادي مقره به صورت كاملاً اتفاقي و تصادفي از بين محموله آماده انتخاب مي شود و تعدادي آزمايش روي نمونه هاي انتخابي انجام مي شود. در صورتي كه نتايج آزمايش ها مثبت باشند ، كيفيت محصول آن ها از طرف خريدار تأييد مي شود. تعداد نمونه هاي انتخابي بر اساس استاندارد IEC به صورت زير است:

با فرضP تعداد مقره هاي انتخابي به عنوان نمونه و N تعداد كل مقره ها باشد ، آنگاه :

1) اگر N

2) اگر 500

3) اگر N > 20000 باشد ، P = 14 + ( 0/75N ÷ 1000) است.

آزمايش هايي كه بر روي مقره هاي نمونه انتخاب شده انجام مي گيرند ، عبارتند از :

1- بررسي سيستم قفل و بست.

2- كنترل مقدار وزن مقره ها و ابعاد قسمت هاي مختلف آن ها.

3- آزمايش سيكل حرارتي.

4- آزمايش حداكثر تحمل بار الكترومكانيكي (فقط روي مقره هاي شيشه اي).

5- آزمايش حداكثر تحمل بار مكانيكي.

6- آزمايش شوك حرارتي (فقط براي مقره هاي شيشه اي).

7- آزمايش تحمل ولتاژ در برابر سوراخ شدن (فقط براي مقره هاي نوع B).

8- آزمايش تخلخل (وجود حفره) (فقط براي مقره هاي چيني).

9- آزمايش ميزان گالوانيزه بودن قسمت هاي فلزي مقره.

مقره هاي نمونه انتخاب شده را طبق استاندارد IEC به دو گروه تقسيم مي كنند :

گره اول شامل دو سوم تعداد مقره هاي انتخاب شده و گروه دوم شامل يك سوم تعداد مقره هاي انتخاب شده است. بر اساس نوع A يا B مقره ها و نوع بشقابي يا اتكايي ، آزمايش هاي نمونه فوق تعدادي بر روي گروه اول و تعدادي بر روي هر دو گروه انجام مي شود.

مقره هايي كه بر روي آن ها آزمايش هاي نمونه صورت مي گيرد نبايد در سرويس از آن ها استفاده شود.