مقرهها هم از لحاظ کاربرد و هم از لحاظ جنس و سطح ولتاژ تقسیم‌بندی میشوند. ابتدا مقرهها را بر اساس کاربرد و سپس بر اساس جنس مقره و نیز سطح ولتاژ تقسیم‌بندی می‌کنیم و توضیح خواهیم داد.
انواع مقرهها بر اساس کاربرد:
انواع مقرهها از نظر کاربرد آنان، عبارتند خواهند بود از: مقرههای اتکایی به منظور عایق کاری باس بارها در پست‌های برق و نیز تابلوها، مقرههای عبوری و یا بوشینگ‌ها به منظور عبور باس بارها، از دیواره‌ها و یا بدنه تجهیزات الکتریکی مثل ترانسفورماتورها و کلیدها، خازن‌ها و مقرههای مهار و نیز مقرههای کششی.
مقره مهار
در خط‌های ولتاژ ضعیف، مقرهها می‌بایست نسبت به ارتفاعی که از زمین دارند، عایق باشند. عایق استفاده شده در سیم مهار، مقره مهار نامیده میشود و معمولا هم جنس آن چینی است. این عایق به شکلی طراحی میشود که اگر عایق سیم شکست، تماسی با زمین پیدا نکند.
مقره اتکایی
مقره اتکایی به شکل استوانه‌ای بلند بوده که فرو رفتگی‌ها و نیز برآمدگی‌هایی بر روی سطح استوانه داشته و از نظر ساختار، میتوانند به شکل توخالی و نیز توپر باشند.
مقره زنگوله ای
مقره زنگوله‌ای به طریقی ساخته میشود که امکان نشستن آلودگی و نیز گرد و خاک بر روی آن حداقل ممکن باشد. از مقره‌ی زنگوله‌ای در مناطقی استفاده میشود که آلودگی زیاد بوده و همینطور اینکه باران کم می‌بارد.
مقره چینی
امروزه، چینی(Porcelain)، پرکاربردترین ماده‌ی استفاده شده برای مقرههای هوایی است. چینی از جنس آلومینیوم سیلیکات(Aluminum Silicate) است. آلومینیوم سیلیکات، با کاسولن پلاستیکی و فلدسپار و همینطور کوارتز، مخلوط میشود تا ماده عایق پرسلن سخت و نیز چینی لعاب‌دار حاصل شود. سطح چینی می‌بایست به قدر کافی لعاب‌دار و نیز صیقلی باشد تا آب بر روی آن نمانده و به آن نفوذ نکند.
چینی همچنان نیز می‌بایست فاقد تخلخل باشد، چون تخلخل، دلیل اصلی کم شدن خاصیت دی الکتریک آن است. علاوه بر آن، چینی می‌بایست فاقد هرگونه ناخالصی و یا حباب هوا، که میتواند بر خاصیت عایق تاثیر گذارد، باشد. درجه‌ی حرارت پخته شدن در کوره هم میتواند در تعیین استقامت الکتریکی و نیز مکانیکی مقره چینی، مؤثر باشد، به گونه‌ای که هر چقدر در درجه‌ی حرارت بالاتری قرار داده بشود، حباب‌های هوا در آن کمتر ایجاد میشوند و نیز استقامت الکتریکی آن زیاد میگردد، ولی در عوض، عایق خیلی ترد و شکننده خواهد شد.
هر چه درجه‌ی حرارت پخته شدن در کوره، کمتر گردد، استقامت مکانیکی آن بیشتر خواهد شد اما حفره‌های بیشتری هم در آن باقی مانده و استقامت الکتریکی آن کاهش خواهد یافت. معمولا درجه‌ی حرارت پخته شدن در کوره را، چیزی مابین (۱۲۰۰ تا ۱۵۰۰) درجه نگه میدارند. همینطور از معایب مقرههای چینی میتوان به ایجاد ترک‌های ریز در آنان و در نتیجه‌ی آن، کاهش مقاومت در مقابل ولتاژهای ضربه اشاره نمود.
مقره پلاستیکی
این مقرهها از جنس پلاستیک و همینطور از ترکیبات شیمیایی اتیلن و پروپیلن و همینطور رزین می‌باشند. مزیت این مقرهها، در دفع کردن خوب آب، خواهد بود به دلیل اینکه پلاستیک این خاصیت را دارا است که قطرات آب بر روی سطح آن جاری نمی‌شود تا با سایر قطرات ترکیب گشته مسیری را برای هدایت قوس آماده گرداند. ولی در مقرههای چینی و نیز شیشهای آب به آسانی بر روی سطح مقره، جاری میشود.
وظایفی را که آنان میتوانند به عهده بگیرند، به قرار زیر است:
تحمل کردن وزن هادی‌های خطوط انتقال و نیز توزیع ،به منظور نگهداری سیم‌های هوایی بر روی پایه‌ها و همینطور دکل‌ها، در بدترین شرایط آب و هوایی، عایق‌بندی هادی‌ها و نیز زمین و همینطور بین هادی‌ها با هم.
یعنی مقره می‌بایست استقامت الکتریکی مناسبی را دارا باشد تا بتواند بین فازهای شبکه و نیز دکل‌ها که متصل به زمین‌اند، ایزولاسیونی مناسب به منظور تحمل ولتاژ فازها را دارا باشد.
استقامت الکتریکی بالا به این معنا که بتواند ولتاژهای بالا و همینطور ولتاژهایی که از رعد و برق حاصل میگردد را، تحمل نماید به شکلی که در بدترین شرایط از نظر، باران شدید و رطوبت هوا و نیز رعد و برق، دچار شکست الکتریکی نگردد.
1. استقامت مکانیکی بالا، به این معنا است که بتواند بارها و نیز نیروهای مکانیکی زیاد را تحمل کند.
2. عاری از ناخالصی و همینطور حفره‌های داخلی باشد. استقامت در مقابل تغییرات درجه‌ی حرارت و نیز تغییر شکل ندادن بر اثر تغییرات دما
مقره کششی
مقرههای کششی در برج‌های کششی، به شکل زنجیره مقره‌ای، کار اتصال هادی، به برج را انجام میدهند. این زنجیره مقرهها میتوانند به شکل دوتایی و یا سه‌تایی و یا اینکه بیشتر، استفاده شوند.
از مقرههای کششی، در پایه‌های ابتدا و نیز انتهایی خط‌های انتقال و توزیع و همینطور در پایه‌هایی که در مسیر خط، از شکل مستقیم خارج گشته‌اند و یا اینکه نسبت به افق زاویه پیدا می‌کنند، استفاده میشود.
مقره بوشینگ
مقره بوشینگ، برای سرهای خروجی و نیز ورودی دستگاه‌هایی که فشار قوی هستند، برای جلوگیری کردن از به وجود آمدن جرقه بین ولتاژ آن خط عبوری و نیز بدنه‌ی دستگاه، به کار میروند (مانند بوشینگ ترانس). این مقرهها، به شکل لایه‌های استوانه‌ای به کار رفته و نسبت به محیطی که مورد استفاده قرار می‌گیرند، شکل مقرههای عبوری، متفاوت خواهد بود. ساده‌ترین آنان، استوانه‌های درهم بوده فضای داخلی استوانه‌های مابقی، معمولا توسط گاز و یا مایع‌های عایق، پر میگردد. در ترانسفورماتورها و بوشینگ‌ها، حاوی روغن هستند. ارتفاع آنان بر حسب مقدار ولتاژ و نیز ارتفاع از زمین، متفاوت میگردد. برای جلوگیری نمودن از ازدیاد گرما و حرارت در بوشینگ‌ها، از فیبرهای عایقی در سر بوشینگ‌ها استفاده میگردد، چرا که فیبر، هدایت حرارتی بهتری را دارد.
مقره یکپارچه
این مقرهها مانند استوانه‌ای بلند هستند که دارای شیارها و نیز برآمدگی‌هایی هستند. جنس این مقرهها معمولا از چینی و همینطور سرامیک بوده و به دو شکل توپر
(solid core sylindrical posts) و همینطور تو خالی(Hollow Insulator) ساخته میشوند. این مقرهها میتوانند به صورت‌های مختلفی به هم متصل شوند. (عمودی و یا همینطور مایل)
مقره شیشه ای
مقره شیشهای را، از مخلوطی از پودر کوارتز ذوب شده و نیز آهک که به شکلی ناگهانی، سرد و قالب‌ریزی بشود، می‌سازند. امروزه، مقرههای شیشهای هم مورد استقبال قرار گرفته‌اند و در خط‌های انتقال و نیز توزیع به کار میروند. در این مقرهها، از شیشه‌های سخت انیل، به منظور عایق استفاده میشود. مقره‌ی شیشهای مزیت‌هایی نسبت به مقره‌ی چینی معمولی داشته که عبارتند از:
1. در مقایسه با چینی، قدرت دی الکتریکی بالایی را دارد.
2. مقاومت آن بسیار بالا خواهد بود.
3. مقره‌ی شیشهای، ضریب انبساط حرارتی کمی را دارد.
4. استحکام کششی بالاتری را نسبت به عایق چینی دارا است.
5. از آنجایی که ماهیت آن شفاف بوده، در شرایط تابش نور خورشید، به میزان چینی گرم نمی‌شود.
6. به خاطر شفافیت شیشه و همینطور ناخالصی‌ها و نیز حباب‌های هوای داخل آن، به آسانی در داخل بدنه قابل تشخیص خواهد بود.
7. چون خصوصیات مکانیکی و نیز الکتریکی آن با گذشت زمان، تحت تاثیر قرار نمی‌گیرد، شیشه طول عمر بسیار بالایی را خواهد داشت.
8. شیشه ارزان قیمت‌تر از چینی است.
در مقرههای شیشهای، استقامت الکتریکی مابین (140 تا 500) کیلو ولت بر سانتی‌متر است. همچنین نیز، استقامت مکانیکی فشاری و همینطور مکانیکی کششی آنان، به ترتیب در حدود (1.5 و ۲) برابر مقرههای چینی است. از طرفی دیگر، استقامت مکانیکی خمشی مقرههای شیشهای تقریبا یکسان با مقرههای چینی (اندکی کمتر) است.
از مزایای مقرههای شیشهای میتوان به ضریب انبساط حرارتی خیلی کم آن اشاره نمود که در نتیجه آن، تغییرات شکل آنان در اثر افزایش میزان حرارت، بسیار کم خواهد بود.
همینطور به آسانی میتوان مقرههای خراب شده را پیدا نمود، چونکه مقرههای شیشهای، قبل از بروز ترک کاملا خرد میشوند.
مقره کامپوزیتی
مقره کامپوزیتی، ترکیباتی از مواد پلیمری است و در مقابل اشعه‌ی فرابنفش خورشید، مقاوم خواهد بود. این مقرهها به دلیل خواص الکتریکی و نیز مکانیکی بسیار خوبی که دارند، در حال جایگزینی به جای مقرههای چینی و نیز شیشهای هستند. مقرههای کامپوزیتی بسیار سبک بوده و عکس مقره چینی و شیشهای، شکستنی نیستند و به خاطر همین استحکام مکانیکی بسیار بالایی را دارند.
همچنان، به خاطر بالاتر بودن جریان نشتی در مناطق آلوده، به منظور استفاده در این مناطق مفید هستند و نیازی به تمیزی و سرویس آنان نخواهد بود.
مقرههای رزینی به شکل عمده از ترکیبات بی‌سفنل و همینطور اپی کلروهیدرین درست میشوند. برای سخت‌تر شدن ترکیب نام برده، معمولا موادی اضافی نیز مثل کوارتز اضافه میشود. این نوع مقرهها به خاطر نداشتن مقاومت در برابر اشعه‌ی فرابنفش خورشید، در فضای آزاد قابل استفاده نبوده و تنها در فضاهای داخلی استفاده میشوند.
مقره پلیمری نیز دو بخش را داراست:
1. هسته‌ای از جنس رزین اپوکسی تقویت گشته با فیبر شیشهای
2. لاستیک سیلیکونی و یا همینطور اتیلن پروپیلن داین مونومر(EPDM) ، که پوسته را میسازد. از انجایی که مقره‌ی پلیمری از 2 قسمت هسته و هوا ساخته گشته، مقره‌ی کامپوزیتی نامیده میشود.
مزایایی این نوع مقرهها به شکل زیر قابل بیان است:
1. وزن پایین‌تری را نسبت به مقرههای چینی و نیز شیشهای دارند.
2. از آنجایی که عایق کامپوزیت، انعطاف‌پذیر مناسبی دارد، احتمال شکسته شدن آن کاهش می یابد.
3. به سبب وزن پایین‌تر و نیز اندازه‌ی کوچک‌تر، این نوع مقره هزینه‌ی نصبی پایین‌تر دارد.
4. مقاومت کششی این نوع مقره، در مقایسه با مقره چینی، بالاتر است.
5. عایق پلیمری، به سبب وزن کمتر، بار کمتری را به دکل و نیز تیر تحمیل میکند.
مقره سوزنی
مقرههای سوزنی، روی یک پیچ یا پایه فولادی نصب میگردند. با توجه به این مسئله، مقره در سر جای خودش، مثلا روی کراس ارم میماند. بعد آن هادی به وسیله یک سیم اصلی روی آن محکم میگردد. نوع سوزنی شیشهای و یا چینی است. جملگی سیم‌هایی که از بالای مقره سوزنی عبور می‌کنند بعد از اینکه روی نوع سوزنی در سر جای خودشان قرار گرفتند، به وسیله سیم مسی نرمی، بسته میشوند. این فرایند برای این انجام میگردد که آنان تحت هیچ شرایطی از مقره بیرون نرفته و یا اینکه به دلیل باد شدید، از آن خارج نگردند. این فرایند، به اصلی کردن سیم‌ها شناخته میشود. مقره سوزنی دو دسته است. دسته اول، سوزنی سرگرافیتی و نیز دیگری، سوزنی معمولی است.
از این مقرهها، به منظور نگهداری خطوط توزیع (۱۱،۲۰ و۳۳ ) کیلوولت استفاده میگردد که بیشتر به شکل یکپارچه ساخته شده و معمولا به شکل ناقوس کلیسا بوده و هادی خط بر روی شیار بالایی مقره، قرار خواهد گرفت و به وسیله یک سیستم به مقره، محکم میگردد. مقره به وسیله یک پیچ فولادی، که داخل مقره محکم شده، به بازوی دکل بسته میگردد. اطراف پیچ فولادی را، با فلزی نرم مثل سرب و یا سیمان پر کرده تا چینی مقره، با فولاد سخت در تماس نبوده و بر اثر گشتاور خمشی، نشکند.
چترهای روی مقره نیز به دلیل ایجاد مسیری طولانی و نیز ایجاد نقاط خشک، به منظور نماندن باران روی سطح مقره، در زمان بارندگی و همینطور لغزنده بودن سطح روی مقره، ،ایجاد میگردند. همینطور در حالت خشک بودن مقره، کمترین فاصله از هادی تا پایه‌ی فلزی مقره خواهد بود و بنابر این به این خاطر است که ضریب اطمینان مقره، به طریق زیر معرفی میگردد:
ضریب اطمینان مقره برابر است با ولتاژ لازم، برای جرقه سطحی.
مقره چرخشی
مقره چرخی، از جنس چینی بوده که بر روی آن را، لعاب میدهند. امروزه در انواع شبکه‌های فشار ضعیف، از مقره چرخی بیشتر از سایر مدل‌ها استفاده میگردد. علت اصلی آن، عمودی بودن شبکه‌ی فشار ضعیف است.
مقره چرخی، در وسط خودش حفره‌ای داشته که در تمامی طول این مقره، موجود می‌باشد. از این حفره‌ی مقره‌ی چرخی، میله‌ای گذر کرده که مقره‌ی مربوطه را، از دو قسمت بالا و پایین در اتریه حفظ می‌نماید. در اخر اتریه، توسط پیچ و مهره به پایه محکم خواهد گشت.
مقرههای چرخی به وسیله‌ی تسمه‌ی فلزی (U) شکل، به نام اتریه و نیز پین واشپیل، به پایه‌های خط‌های توزیع هوایی بسته شده و سیم هوایی شبکه، روی شیار چرخی مثل مقره، قرار گرفته و از آن به عنوان مقره کششی نیز استفاده میگردد و در 2 نوع یک شیاری و همینطور دو شیاری، استفاده میگردد.
مقره بشقابی
مقره‌ی بشقابی از جنس شیشه و یا همینطور چینی ساخته شده است و به شکل دیسک خواهند بود و همینطور از نظر کاربرد نیز، رایج‌ترین مقره در خط‌های هوایی انتقال انرژی، می‌باشند. این مقرهها به شکل زنجیره مقره استفاده میشوند که تعداد دیسک‌ها در زنجیر مقره، به سطح ولتاژ و محل استفاده و همینطور اضافه ولتاژ، بستگی دارد. ارتباط این دیسک‌ها با دیسک دیگری به وسیله‌ی دو قطعه‌ی فلزی، که با پودر سیمان و نیز شیشه و چسب مخصوص، به مقره محکم گشته، صورت میگیرد. مقره‌ی بشقابی بسته به نحوه‌ی اتصال به یکدیگر، و با توجه به شکل آنان در انواع مختلفی موجود هستند.
مقره بشقابی استانداد
این نوع مقره، خود انواعی مختلف دارد.
1. مقرههای نوع کلاهکی
2. مقرههای نوع شیار و زبانه
3. مقره بشقابی ضد مه، که این مقره در مناطق آلوده و مه آلود که به فاصله‌ی خزشی بیشتری نیاز است، استفاده میشود. در این مقره شیار پایین، بزرگ‌تر از شیار مقرههای معمولی خواهد بود، اما وزنی که آنان دارند، بیشتر بوده و سبب میشود نیروی مکانیکی بر روی برج افزایش یابد.
4. مقرههای بشقابی ائرودینامیک
این مقره در مناطق بادگیر استفاده میشود، به خاطر اینکه سطح بادگیر کمتری را به نسبت سایر مقرهها دارد و در زنجیر مقره، انحراف زاویه‌ی کمتری داشته و همینطور نیروهای وارده به برج کم میشود. به خاطر فاصله‌ی خزشی کم در این نوع مقره، برای حفظ کردن ایزولاسیون در زنجیر مقره، از تعدادی بیشتر از این نوع استفاده میشود که در نتیجه این امر سبب افزایش هزینه‌ها خواهد گشت.
3 دیدگاه در “انواع مقره ، جزئی کوچک با کارایی بزرگ در انتقال برق”
مرسی از توضیحاتتون در زمینه انواع مقره . به نظرم باز هم نکاتی هست که بتوان اضافه کرد
با تشکر از نظر شما. بله دوست عزیز به مرور این مطلب را به روز رسانی می کنیم.