مقره ها : برای اتصال خطوط هوایی به دکل ها وایزوله کردن آنها از پایه و از یکدیگر ,مورد استفاده قرار میگیرند . بدین جهت, پایداری و انتقال بدون وقفه انرژی الکتریکی ,تا حدود زیادی بستگی به انتخاب ومراقبت صحیح مقره ها دارد. مقره ها باید از استقامت مکانیکی و الکتریکی مناسبی برخوردار باشند تا بتوانند علاوه بر نیروهای مختلف مکانیکی و الکترودینامیکی که به آنها وارد میشود , در نامناسب ترین شرایط , فشار الکتریکی وارده را نیز تحمل کنند.

مقره های مورد استفاده در خطوط هوایی از جنس چینی , شیشه و اخیرا مواد پلیمری , ساخته میشوند. بطور عام , چینی دارای مقاومت کششی نسبتاکمی است اما از نظر تحمل نیروهای فشاری , بسیار خوب است و اساسا این ویژگی در مورد انواع مختلف شیشه نیز صادق است. مقره های چینی , دارای پوششی از لعاب شیشه میباشد. این لعاب, علاوه برافزایش استقامت الکتریکی ,باعث صیقلی شدن سطح خارجی مقره و آلودگی کمتر آن , میگردد.

نوع دوم مقره های بکار رفته در خطوط هوایی, مقره شیشه ای هستند. از مزایای این نوع مقره ها , آن است که وجود ترک در سطح خارجی آنها از زمین , قابل رویت است . با توجه به گسترش خطوط هوایی انتقال انرژی وقیمت فونداسیون دکل ها مقره های چینی وشیشه ای در خطوط هوایی با ولتاژ بالا , به علت سنگین شدن وزن زنجیره مقره و زیاد بودن هزینه شستشو و تعمیرات جای خود را به نسل جدیدی از مقره های کامپوزیت داده اند که دارای خصوصیات بهتری می باشند.

بررسی مزایا ومعایب:

امروزه مقره های کامپوزیت , پس از گذشت قریب به سه دهه از عرضه آنها به صنعت برق , به عنوان محصولاتی , کاملا شناخته شده ومناسب در خطوط ولتاژ بالا استفاده میشوند.

به دلیل طراحی دقیق مقره های کامپوزیت , این مقره ها , مزایای بسیار زیادی بخصوص از لحاظ خواص عایقی , نسبت به مقره های معمول دارند . از مهمترین آنها میتوان به موارد ذیل اشاره کرد:

1.      وزن کمتر : وزن مفره های کامپوزیت , کمتر از3/1 انواع معادل چینی میباشد و این امر, هزینه های نصب آنرا کاهش می دهد.

2.      انعطاف پذیری : این امر سبب کاهش ضایعات حمل و نقل و مقاومت مقره در برابر زلزله شده است.

3.      عملکرد وطول عمر بهتر حتی در شرایط آلودگی سنگین و آب و هوای بد که ناشی از آبگریزی سطحی مواد پلیمری است و همین موجب کاهش نیاز به شستشو در حین کارکرد شده است.

4.      ضایعات کمتر مراحل تولید

5.      استقامت بهتر در برابر فشار های خمشی وبارهای زیاد ناگهانی

علاوه بر مزایای ذکر شده در بالا , این مقره ها , دارای نقاط ضعفی مثل : آسیب پذیر بودن به علت تشکیل شدن از قسمت های مختلف , کاهش خاصیت آبگریزی با گذشت زمان و حساسیت مواد پلیمری بکار رفته در روکش در برابر پیر شدگی , گران بودن هزینه ساخت وعدم وجود تقاضای کافی برای آنها میباشد.

اجزای اصلی مقره های کامپوزیت:

بطور کلی میتوان اجزای مقره های کامپوزیت را به صورت زیر تقسیم کرد:

1.      هسته(میله) کامپوزیت : هسته کامپوزیت , وظیفه تحمل بار کششی وارد شده از طرف کابل برق به آن و انتقال آن به دکل را بر عهده دارد و استقامت الکتریکی لازم را نیز تامین می نماید

2.      روکش (چتر) پلیمری : به منظور حفاظت هسته از اثرات مخرب رطوبت وافزایش ولتاژ شکست الکتریکی , هسته را با روکش پلیمری میپوشانند.

3.      یراق آلات (اتصالات) : یراق آلات , با اتصال به هسته کامپوزیت , مقره را به دکل , وصل می کنند و بار مکانیکی را به دکل , انتقال می دهند. این یراق آلات , معمولا از جنس فولاد گالوانیزه می باشد.

در مقره های مرسوم , فقط یک ماده عایقی , مسوول عملکرد الکتریکی ومکانیکی مقره هاست اما مقره های کامپوزیت , حداقل شامل دو ماده عایقی هستند : یکی برای تامین خواص الکتریکی مقره (روکش پلیمری) ودیگری برای تامین خواص مکانیکی آن( هسته کتمپوزیت ). در ابتدا , مقره های کامپوزیت فقط از یک میله FRP (Fiber Reinforced Plastic ) به عنوان هسته و پوششی که میله  FRP را به عنوان روکش در بر می گیرد , ساخته می شدند.

1.روکش پلیمری :

در ساخت یک مقره کامپوزیت , ترکیب مواد مختلف با خواص مختلف در ساختمان آن , مساله جدیدی را برای طراحان این نوع مقره ها , پدید آورده است . مشکل اصلی در طراحی وساخت , اتصال بین مواد مختلف در فصل مشترک بین آنهاست , چرا که عدم اتصال مناسب ویکپارچه بین قسمت های مختلف ( بخصوص چتر پلمری با هسته) , موجب بروز مشکلات عایقی ومکانیکی در مقره خواهد شد. برای حل این مساله روکش را از مواد الاستومری می سازند تا مشکل فصل مشترک بین میله و پوشش مقره که در اثر خواص حرارتی و مکانیکی مواد متفاوت آنها پدید  می آید مرتفع گردد. امروزه دو نوع پوشش اصلی برای مقره های کامپوزیت , به کار می رود  این مواد یا از نوع SIR (لاستیک سیلیکونی:Sillikon Rubber ) هستند ویا از نوع   eprکه روی هم رفته ,  نوع SIR دارای خواص بهتری نسبت به نوع   eprمی باشد .در جدول زیر مقایسه ای کلی میان کارکرد مقره های ساخته شده از دو نوع بالا  را در شرایط آلودگی و وجود جریان های نشتی , انجام داده است:

هنگامی که آلودگی موجود باشد و جریان های نشتی , آغاز شده باشد .SIR وEPR مقایسه بین مقره های

استحکام بلند مدت در برابر شرایط آب و هوایی , آبگریزی به لایه های آلودگی , از خصوصیات منحصر به فرد مقره های دارای پوشش SIR می باشند و به همین دلیلای نو مقره در خطوط فشار قوی , افزایش قابل توجه ای یافته است.

2. میله FRP(هسته):

در طراحی هسته مقره های کامپوزیت که به میله FRP نیز معروف است , دو مورد اصلی لحاظ میگردد , اول رفتار الکتریکی آن دوم, رفتار مکانیکی آن . خواص الکتریکی ماده تشکیل دهنده میله FRP را با توجه به استاندارد 1109 IEC تعیین می کنند.

محدودهقطر هسته , با توجه به بار کششی قابل تحمل توسط مقرهاز 14 تا70 میلیمتر تعیین میگردد و طول آ ن , کاملا به طراحی الکتریکی مقره بستگی دارد.

3.      یراق آلات:

یراق آلات (اتصالات) مقره های کامپوزیت , معمولا از جنس فولاد معمولی هستند که به روش غوطه وری گرم , پوشش داده می شوند.

پوشش یراق آلات , معمولا گالوانیزه روی (Zn) خالص است. اخیرا از پوشش های آلیاژی با نام گالوانوم که ترکیبی از عناصر آلومینیوم و روی (AlوZn) بوده و مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد , استفاده می شود. یراق آلات باید بارهای کششی وارده را در طول خطوط , تحمل کنند و حداقل واکنش های الکتروشیمیایی بین مواد فلزی را دارا باشند . ظرفیت های حرارتی , مکانیکی والکتریکی آنها باید مد نظر قرار گیرند.

فرآیند ساخت:

بطور کلی , هر کدام از قسمت های یک مقره کامپوزیت , پس از اینکه بطور جداگانه ساخته شد , در طی یک فرآیند معین , به قسمت های دیگر , متصل می شود ( به کمک چسب های مناسب وبا اعمال فشار) و در نهایت , کل مقره کامپوزیت , جهت پخت کامل تحت حرارت 150 تا200 درجه سانتی گراد قرار می گیرد.

نتیجه گیری:

آنچه بیان شد , نگاهی اجمالی به ساختمان مقره های کاپوزیت و مقایسه آن با مقره های معمولی بود , مقره های کامپوزیتی از مواد مختلف وبه روش های مختلف ساخته می شود. در این میان پوشش SIR به عنوان روکش پلیمری , از خصوصیات بهتری نسبت به سایر الستومرهای موجود , برخوردار است . اما به دلیل قیمت بالا وبهبود خواص , با لاستیک EPDMبه نسبت خاصی مخلوط می شود . در طراحی میله های  FRP نیز خواص الکتریکی ومکانیکی لازم باید از طریق آزمون های استاندارد موجود, تعیین شود . وجود خاصیت آبگریزی در این نوع مقره , یکی از مزایای عمده آنها نسبت به مقره های معمول می باشد.

منابع:

1.      محمود قلی محمودی : تکنولوژی فشا قوی الکتریکی –انتشارات پژوهش چاپ اول 1363

2.      مسعود سلطانی : تجهزات نیروگاه-انتشارات تکنو بوک 1392

3.      مجموعه مقالات کنفرانس های بین المللی برق : 2001-1998 :PCS

4.      آنتونی جی-پانزینی: توزیع نیروی برق_ترجمه گروه مترجمین برق منطفهای تهران _انتشارات شرکت برق منطقه ای تهران . زمستان 1376

5.      نشریه کهربا سال چهارم شماره هفتم :1380

6.H.Dizet& Others:latest- developments and experience with compsite longrod insulators. Cigere international conference 1986

7.M.Kuhl ,A.Schut2: design criteria of composite. Insulators for use in HVoutdoor applic attions. Cigre SC22,1977

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: