مرجع اخبار فناوری

عایق های فشار باید دارای ویژگی هایی مانند تحمل الکتریکی و مکانیکی بالا، عدم وجود ناخالصی ها و حفره های داخلی، مقاومت در برابر تغییرات دما و عدم تغییر شکل، ضریب اطمینان بالا، ضریب عایق پایین و مقاومت در برابر آلودگی آب و خاک باشند.
خرابی الکتریکی یک عایق می تواند ناشی از تخلیه الکتریکی در هوای اطراف مقره، تخلیه الکتریکی سطحی توسط گرد و غبار یا تخلیه الکتریکی از مقره باشد. غیر معمول نیست که بگوییم ضریب اطمینان سیستم های قدرت به قابلیت اطمینان عایق ها و کیفیت آنها بستگی دارد. دلیل اصلی خرابی عایق های هوا، تخلیه الکتریکی است که در شرایط ولتاژ غیرعادی سیستم بین خط و زمین ایجاد می شود. در هنگام تخلیه الکتریسیته، حرارت زیاد ناشی از قوس الکتریکی باعث سوراخ شدن بدنه عایق می شود. به دلیل این پدیده، مواد مورد استفاده در مقره ها باید دارای ویژگی های خاصی باشند.

موادی که برای مقاصد عایق استفاده می شوند، مواد عایق نامیده می شوند. برای استفاده بهینه از این ابزارها باید ویژگی های خاصی داشته باشند که عبارتند از:

از نظر مکانیکی به اندازه کافی قوی است که بتواند در برابر فشار و وزن هادی مقاومت کند.آنها باید از استحکام دی الکتریک بسیار بالایی برخوردار باشند تا در برابر نوسانات ولتاژ در سیستم ولتاژ بالا مقاومت کنند.
برای جلوگیری از نشتی جریان در زمین، باید دارای حفاظت عایق بالایی باشد.
خواص فیزیکی و الکتریکی باید حداقل تحت تأثیر تغییرات دما قرار گیرند.
هر واحد یا صفحه عایق برای ولتاژ پایین (معمولاً 11 کیلو ولت) طراحی شده است. بسته به ولتاژ کاری می توان تعداد صفحات مورد نظر را به صورت سری وصل کرد. آسیب به هیچ یک از صفحات منجر به آسیب به کل فیبر نمی شود، زیرا صفحه آسیب دیده قابل تعویض است. برخی از اصطلاحات مربوط به مقره ها به شرح زیر است:

خط فرار (فاصله خزنده) یا مسیر خزشی: کوتاه ترین مسیر روی سطح مقره که هادی را به بدنه متصل می کند.
خرابی الکتریکی در عایق ها: تخلیه بین هادی و بدنه با حرکت سطحی (به دلیل کثیفی، گرد و غبار و رطوبت) خرابی الکتریکی نامیده می شود.
ولتاژ شکست عایق: مقدار ولتاژی است که باعث خرابی عایق می شود.
برخی از آزمایشات انجام شده بر روی مقره ها به شرح زیر است:

بررسی سیستم قفل
کنترل وزن مقره ها و ابعاد قطعات مختلف آنها
تست نوزاد داغ
تست حداکثر بار الکتریکی (فقط برای عایق های شیشه ای)
حداکثر تست تحمل بار مکانیکی
تست شوک حرارتی (فقط برای عایق های شیشه ای)
تست مقاومت ولتاژ در برابر سوراخ شدن
تست تخلخل یا حفره (فقط برای عایق های چینی)
تست درجه گالوانیزه شدن قطعات فلزی عایق
انواع مقره ها از نظر رفتار
عایق های مورد استفاده در فضای باز از پرسلن، شیشه و اخیراً مواد کامپوزیت ساخته شده اند.در ادامه به معرفی این عایق ها می پردازیم.

مقره چینی
امروزه پرسلن پر استفاده ترین ماده برای عایق هوا می باشد. پرسلن از سیلیکات آلومینیوم ساخته شده است. سیلیکات آلومینیوم با کازولین پلاستیکی، فلدسپات و کوارتز مخلوط می شود تا مواد عایق چینی سخت و پرسلن لعابدار بدست آید. کف چینی باید به اندازه کافی صاف و براق باشد تا آب روی آن قرار نگیرد و به داخل آن نفوذ نکند. پرسلن نیز باید عاری از تخلخل باشد، زیرا تخلخل عامل اصلی کاهش خواص دی الکتریک آن است. علاوه بر این، پرسلن باید عاری از هرگونه ناخالصی و حباب هوا باشد که ممکن است بر خواص عایق تأثیر بگذارد.
از معایب عایق های چینی می توان به ایجاد ترک های ریز در آنها و در نتیجه کاهش مقاومت در برابر ولتاژ ضربه ای اشاره کرد.

شیشه محافظ
عایق های شیشه ای از مخلوط آهک و پودر کوارتز ساخته می شوند که به طور ناگهانی سرد شده و خالص می شود. امروزه عایق های شیشه ای همچنان پذیرفته شده اند و در خطوط انتقال و توزیع مورد استفاده قرار می گیرند. در این عایق ها از شیشه سخت آنیل شده برای عایق استفاده می شود.عایق شیشه نسبت به عایق چینی معمولی مزایایی دارد که عبارتند از:

استحکام دی الکتریک بالایی در مقایسه با چینی دارد.
حفظ شما بسیار بالاست.
ضریب انبساط حرارتی پایینی دارد.
استحکام کششی بالاتری نسبت به عایق چینی دارد.
به دلیل ماهیت شفاف آن، مانند چینی در نور خورشید گرم نمی شود.
به دلیل شفاف بودن شیشه، ناخالصی ها و حباب های هوای داخل آن به راحتی در داخل بدنه دیده می شود.
شیشه عمر بسیار بالایی دارد، زیرا خواص مکانیکی و الکتریکی آن تحت تأثیر گذشت زمان قرار نمی گیرد.
شیشه ارزان تر از چینی است.
در مقره های شیشه ای مقاومت الکتریکی بین 140 تا 500 کیلوولت بر سانتی متر است. همچنین فشردگی و استحکام کششی آنها به ترتیب 1.5 و 2 برابر مقره های چینی است. از طرفی مقاومت خمشی مکانیکی عایق های شیشه ای تقریباً برابر با عایق های چینی است (کمی کمتر).

یکی از مزایای عایق های شیشه ای ضریب انبساط حرارتی بسیار پایین است، به همین دلیل تغییر شکل آنها در اثر افزایش دما بسیار کم است. عایق های شیشه ای قبل از نگاه کردن به داخل کاملاً شکسته می شوند و بنابراین عایق های معیوب به راحتی پیدا می شوند.بر خلاف عایق های چینی، هنگام ساخت عایق های شیشه ای سوراخی وجود ندارد و یا در صورت وجود سوراخ قابل مشاهده است.

معایب عایق های شیشه ای به شرح زیر است:

رطوبت می تواند به راحتی روی سطح شیشه چکه کند و بنابراین گرد و غبار موجود در هوا روی سطح شیشه می نشیند که خود باعث ایجاد الگوی جریان می شود.
برای شیشه های ولتاژ بالا نمی توان اشکال نامنظم طراحی کرد زیرا تنش های خنک کننده داخلی به دلیل سرد شدن نامنظم ایجاد می شود.
عایق های شیشه ای گرد و غبار بیشتری را جذب می کنند.

عایق های فشار باید دارای ویژگی هایی مانند تحمل الکتریکی و مکانیکی بالا، عدم وجود ناخالصی ها و حفره های داخلی، مقاومت در برابر تغییرات دما و عدم تغییر شکل، ضریب اطمینان بالا، ضریب عایق پایین و مقاومت در برابر آلودگی آب و خاک باشند.
خرابی الکتریکی یک عایق می تواند ناشی از تخلیه الکتریکی در هوای اطراف مقره، تخلیه الکتریکی سطحی توسط گرد و غبار یا تخلیه الکتریکی از مقره باشد. غیر معمول نیست که بگوییم ضریب اطمینان سیستم های قدرت به قابلیت اطمینان عایق ها و کیفیت آنها بستگی دارد. دلیل اصلی خرابی عایق های هوا، تخلیه الکتریکی است که در شرایط ولتاژ غیرعادی سیستم بین خط و زمین ایجاد می شود. در هنگام تخلیه الکتریسیته، حرارت زیاد ناشی از قوس الکتریکی باعث سوراخ شدن بدنه عایق می شود. به دلیل این پدیده، مواد مورد استفاده در مقره ها باید دارای ویژگی های خاصی باشند.

موادی که برای مقاصد عایق استفاده می شوند، مواد عایق نامیده می شوند. برای استفاده بهینه از این ابزارها باید ویژگی های خاصی داشته باشند که عبارتند از:

از نظر مکانیکی به اندازه کافی قوی است که بتواند در برابر فشار و وزن هادی مقاومت کند.آنها باید از استحکام دی الکتریک بسیار بالایی برخوردار باشند تا در برابر نوسانات ولتاژ در سیستم ولتاژ بالا مقاومت کنند.
برای جلوگیری از نشتی جریان در زمین، باید دارای حفاظت عایق بالایی باشد.
خواص فیزیکی و الکتریکی باید حداقل تحت تأثیر تغییرات دما قرار گیرند.
هر واحد یا صفحه عایق برای ولتاژ پایین (معمولاً 11 کیلو ولت) طراحی شده است. بسته به ولتاژ کاری می توان تعداد صفحات مورد نظر را به صورت سری وصل کرد. آسیب به هیچ یک از صفحات منجر به آسیب به کل فیبر نمی شود، زیرا صفحه آسیب دیده قابل تعویض است. برخی از اصطلاحات مربوط به مقره ها به شرح زیر است:

خط فرار (فاصله خزنده) یا مسیر خزشی: کوتاه ترین مسیر روی سطح مقره که هادی را به بدنه متصل می کند.
خرابی الکتریکی در عایق ها: تخلیه بین هادی و بدنه با حرکت سطحی (به دلیل کثیفی، گرد و غبار و رطوبت) خرابی الکتریکی نامیده می شود.
ولتاژ شکست عایق: مقدار ولتاژی است که باعث خرابی عایق می شود.
برخی از آزمایشات انجام شده بر روی مقره ها به شرح زیر است:

بررسی سیستم قفل
کنترل وزن مقره ها و ابعاد قطعات مختلف آنها
تست نوزاد داغ
تست حداکثر بار الکتریکی (فقط برای عایق های شیشه ای)
حداکثر تست تحمل بار مکانیکی
تست شوک حرارتی (فقط برای عایق های شیشه ای)
تست مقاومت ولتاژ در برابر سوراخ شدن
تست تخلخل یا حفره (فقط برای عایق های چینی)
تست درجه گالوانیزه شدن قطعات فلزی عایق
انواع مقره ها از نظر رفتار
عایق های مورد استفاده در فضای باز از پرسلن، شیشه و اخیراً مواد کامپوزیت ساخته شده اند.در ادامه به معرفی این عایق ها می پردازیم.

مقره چینی
امروزه پرسلن پر استفاده ترین ماده برای عایق هوا می باشد. پرسلن از سیلیکات آلومینیوم ساخته شده است. سیلیکات آلومینیوم با کازولین پلاستیکی، فلدسپات و کوارتز مخلوط می شود تا مواد عایق چینی سخت و پرسلن لعابدار بدست آید. کف چینی باید به اندازه کافی صاف و براق باشد تا آب روی آن قرار نگیرد و به داخل آن نفوذ نکند. پرسلن نیز باید عاری از تخلخل باشد، زیرا تخلخل عامل اصلی کاهش خواص دی الکتریک آن است. علاوه بر این، پرسلن باید عاری از هرگونه ناخالصی و حباب هوا باشد که ممکن است بر خواص عایق تأثیر بگذارد.
از معایب عایق های چینی می توان به ایجاد ترک های ریز در آنها و در نتیجه کاهش مقاومت در برابر ولتاژ ضربه ای اشاره کرد.

شیشه محافظ
عایق های شیشه ای از مخلوط آهک و پودر کوارتز ساخته می شوند که به طور ناگهانی سرد شده و خالص می شود. امروزه عایق های شیشه ای همچنان پذیرفته شده اند و در خطوط انتقال و توزیع مورد استفاده قرار می گیرند. در این عایق ها از شیشه سخت آنیل شده برای عایق استفاده می شود.عایق شیشه نسبت به عایق چینی معمولی مزایایی دارد که عبارتند از:

استحکام دی الکتریک بالایی در مقایسه با چینی دارد.
حفظ شما بسیار بالاست.
ضریب انبساط حرارتی پایینی دارد.
استحکام کششی بالاتری نسبت به عایق چینی دارد.
به دلیل ماهیت شفاف آن، مانند چینی در نور خورشید گرم نمی شود.
به دلیل شفاف بودن شیشه، ناخالصی ها و حباب های هوای داخل آن به راحتی در داخل بدنه دیده می شود.
شیشه عمر بسیار بالایی دارد، زیرا خواص مکانیکی و الکتریکی آن تحت تأثیر گذشت زمان قرار نمی گیرد.
شیشه ارزان تر از چینی است.
در مقره های شیشه ای مقاومت الکتریکی بین 140 تا 500 کیلوولت بر سانتی متر است. همچنین فشردگی و استحکام کششی آنها به ترتیب 1.5 و 2 برابر مقره های چینی است. از طرفی مقاومت خمشی مکانیکی عایق های شیشه ای تقریباً برابر با عایق های چینی است (کمی کمتر).

یکی از مزایای عایق های شیشه ای ضریب انبساط حرارتی بسیار پایین است، به همین دلیل تغییر شکل آنها در اثر افزایش دما بسیار کم است. عایق های شیشه ای قبل از نگاه کردن به داخل کاملاً شکسته می شوند و بنابراین عایق های معیوب به راحتی پیدا می شوند.بر خلاف عایق های چینی، هنگام ساخت عایق های شیشه ای سوراخی وجود ندارد و یا در صورت وجود سوراخ قابل مشاهده است.

معایب عایق های شیشه ای به شرح زیر است:

رطوبت می تواند به راحتی روی سطح شیشه چکه کند و بنابراین گرد و غبار موجود در هوا روی سطح شیشه می نشیند که خود باعث ایجاد الگوی جریان می شود.
برای شیشه های ولتاژ بالا نمی توان اشکال نامنظم طراحی کرد زیرا تنش های خنک کننده داخلی به دلیل سرد شدن نامنظم ایجاد می شود.
عایق های شیشه ای گرد و غبار بیشتری را جذب می کنند.