به وب سایت رسمی شرکت مانه پرتو خوش آمدید.

Designed by Mane Parto IT center
.

ويژگيها و خصوصيات مقره‌هاي فشار قوي الكتريكي و انواع برقگيرها مهندس ابراهيم گوناگوني- توزيع برق استان اصفهان- بخش اول

مقره‌هاي فشار قوي الكتريكي از جمله ابزارها و تجهيزات خطوط انتقال و توزيع انرژي الكتريكي به شمار مي‌آيند كه شناخت ويژگيها و خصوصيات آنها، علاوه بر آشنا بودن متخصصان ذيربط، براي تمامي كارشناسان فني در رشته‌هاي مختلف صنعت برق از اهميت خاصي برخوردار است.
در مقاله زير كه از سوي مهندس ابراهيم گوناگوني از شركت توزيع برق استان اصفهان ارسال شده است ويژگي‌هاي مقره‌هاي فشار قوي الكتريكي مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است.
مقره عايقي است كه از زمان پيدايش و توسعه روزافزون شبكه‌هاي سراسري برق تاكنون نه تنها به عنوان عايق بين كابل‌هاي هوائي بدون روكش و پايه‌هاي فلزي دكل‌هاي خطوط انتقال برق كاربرد داشته است، بلكه عملاً حائل و حامل بدون چون و چراي سيم‌ها و كابل‌هاي هادي جريان الكتريسيته از مبادي توليد نيروگاهي تا دورترين نقاط دور و نزديك به درون شهرها، مناطق صنعتي، مراكز روشنايي منتهي به مشتركان و مصرف‌كنندگان نهائي بوده است.
صيانت از حمل و انتقال الكتريسيته در مسافت‌هاي طولاني چندين صدكيلومتري و حفاظت از سرمايه‌گذاري‌هاي عظيم توليد، انتقال و همچنين ايستگاهها و تجهيزات شبكه‌‌هاي برون شهري و جلوگيري از بروز خطرات برق گرفتگي و آتش‌سوزي‌هاي احتمالي ناشي از رعد و برق و اتصال كوتاه قسمت‌هاي هادي در تجهيزات درون شهري، تنها به لحاظ كاربرد مقره و يا ديگر عايق‌هاي برقي امكان‌پذير بوده است.
مقره‌ها از قديم‌الايام از جنس چيني (سراميك)، شيشه و يا در چند دهه اخير از جنس رزين و پليمر نيز ساخته شده‌اند كه متداولترين آنها مقره‌هائي هستند كه از جنس چيني كه با لايه لعاب شيشه پوشش داده شده‌اند.

ساختمان مقره‌ها
در خطوط انتقال نيرو با ولتاژ بالا و پايداري خط و ضريب اطمينان آن به نوع مقره بستگي دارد. مقره‌هاي شيشه‌اي و چيني كه از ديرباز در خطوط انتقال مورد استفاده قرار گرفته‌اند داراي معايبي هستند كه سبب شده است به مرور،‌ مقره‌هاي سيليكوني و يا مقره‌هاي كامپوزيتي جايگزين آنها شوند.
اين نوع مقره‌ها از دو يا چند پليمر تشكيل مي‌شوند و شامل قسمتهاي مختلفي هستند كه شامل: هسته كامپوزيت (Composite Core) ، روكش پليمر و اتصالات هستند.
هسته كامپوزيت اين مقره‌ها از يك ميله الياف شيشه كه با مواد لاستيكي يا چسبنده احاطه شده، تشكيل شده كه از مقاومت بالا و انعطاف خوبي برخوردار است و وظيفه تحمل تنش‌هاي مكانيكي وارد شده از طرف هادي و انتقال آن به دكل را برعهده دارد. روكش سيليكوني مقره وظيفه محافظت هسته را از خوردگي و اثرات مخرب رطوبت برعهده دارد و داراي خاصيت هيدروفوبيك بوده و ميزان جذب آلودگي آن بسيار ناچيز است. اين خاصيت باعث مقاومت سطحي بسيار زياد مقره و كاهش جريان نشتي مي‌شود. استفاده از پليمر سيليكون همچنين مقاومت مقره را در برابر عوامل محيطي بالا برده و نياز به تعمير و نگهداري از مقره را به حداقل رسانده و مقره را در شرايط سخت مقاوم، پايدار و قابل اطمينان مي‌سازد. اتصالات نيز از طريق پيوستن هسته كامپوزيت به برج متصل شده و بار مكانيكي را انتقال مي دهند.

انواع مقره‌ها
مقره اتكايي: مقره‌هاي اتكايي تا ولتاژ 36 كيلوولت جهت اتكاء سركابل‌هاي هوايي 12 كيلوولت تا 36 كيلوولت بوده كه به طور صد در صد مطابق استاندارد 9-60110 IEC آزمايش مي‌شوند. مقره‌هاي آويزي تا ولتاژ 36 كيلوولت موجود هستند و به طور صد در صد مطابق استاندارد
9-60110IEC مورد آزمايش قرار مي‌گيرند. مقره‌هاي فشار قوي به منظور عايق‌بندي و همچنين ارتباط مكانيكي قسمتهاي مختلف يك شبكه كه ولتاژ متفاوتي دارد به كار مي‌رود. برحسب مورد استعمال، مقره‌هاي فشار قوي به سه دسته اصلي تقسيم مي‌شوند:
مقره‌هاي خطوط هوايي (آويز)،  مقره‌هاي عبوري و مقره‌هاي نگهدارنده (اتكائي).
مقره‌هاي خط هوايي: به منظور عايق كردن هادي نسبت به دكل به كار برده مي‌شوند.
مقره‌هاي عبوري: در مواردي كه بايد هادي حامل انرژي نسبت به ساختمان و يا هادي ديگري عايق‌بندي شوند بكار مي‌روند.
مقره‌هاي نگهدارنده: نيز در كليدهاي فشار قوي، در تابلوها و مواردي مشابه جهت عايق‌بندي قطعه‌هاي داراي ظرفيت نسبت به زمين و يا قسمت‌هاي ديگر مورد استفاده قرار مي‌گيرند. مقره‌هاي خط هوايي، مقره‌هاي عبوري و يا مقره‌هاي نگهدارنده براي فشار الكتريكي تا 35 كيلوولت از يك قطعه و براي فشار الكتريكي از 110 كيلوولت به بالا از قطعات مختلف، به يكديگر پيوند داده مي‌شوند.
بنابراين مقره براي هر شبكه فشار قوي از تعدادي از اين قطعات كه به طور مكانيكي به يكديگر پيوند يافته‌اند، تشكيل مي‌شود و از اين راه با تعداد كمي مقره استاندارد شده تمامي مقره‌هاي فشار قوي ساخته مي‌شود. مقره‌ها از اسكلت عايقي، آرماتور فلزي و مواد چسباننده‌اي كه آرماتور و عايق را به يكديگر مي‌چسبانند تشكيل مي‌شود.
براي مقره‌هاي فشار قوي از چيني و تا حدود كمتري از صمغ مصنوعي (Araldit) استفاده مي‌شود. به ويزه خواص مكانيكي و الكتريكي چيني براي تهيه مقره‌هاي فشار قوي با توجه به اعداد زير بسيار مناسب است: استقامت الكتريكي آن تا حدود kv/cm250، عدد عايقي ? r=6 مبناي محاسبه ابعاد هر مقره فشار قوي بر روي استفامت الكتريكي آن در مقابل فشار ضربه‌اي تعيين مي‌شود. منظور از فشار ضربه‌اي اين است كه مقره را به دفعات زياد تحت موج ضربه‌اي استاندارد شده آزمايش مي‌شود شرط قبولي مقره‌ها آن است كه در تمامي دفعات آزمايش فروپاشي الكتريكي رخ ندهد.
مقره‌هاي آويز خط هوايي نيز از لحاظ مكانيكي در مقابل نيروي كششي آزمايش مي‌شوند. وزن كششي تابعي از سطح مقطع سيم هادي و فاصله دكل‌ها است. مقدار اين وزن براي مقره‌هاي مختلف متفاوت است مثلاً در مقره‌هاي نگهدارنده 100 كيلوگرم خواهد بود در خط 400 كيلوولت حداكثر بار مكانيكي كه براي آزمايش مقره اتصال خط به دكل بكار مي‌رود حتي تا حدود 16 هزار كيلوگرم رسيده است.
مقره‌هاي نگهدارنده و مقره‌هاي عبوري نيز در مقابل نيروي خمشي امتحان مي‌شوند. اين نيرو در حال كار با قطع و وصل دستگاه‌هاي مكانيكي كليدها و در خط بر اثر نيروي باد بر مقره وارد مي‌شود.
توجه به اين نكات نيز ضروري است كه مقره بايد از لحاظ مطلوب بودن جنس چيني نيز مورد آزمايش قرار گيرند و هر مقره بايد قبل از نصب تحت آزمايش فروپاشي الكتريكي و آزمايش فروپاشي حرارتي واقع شود.

برقگيرها و محل نصب آنها
كارخانه‌هايي همچون كارخانه سيمان بايد داراي تاسيساتي براي حفاظت در مقابل برخورد مستقيم صاعقه باشند. براي جلوگيري از برخورد مستقيم صاعقه با تاسيسات، از سيم زمين استفاده مي‌شود كه در بلندترين نقاط دكل‌ها كشيده مي‌شود. نوع برقگير سيمي اغلب در اثر برخورد با صاعقه قطع مي‌شود و با اتصال به قطعات زير ولتاژ باعث اتصال كوتاه لحظه اي يك فاز مي‌شوند، كه چون سيم مي‌سوزد و خود به خود اين اتصال هم برطرف مي‌شود. براي سيم‌هاي برقگير يا به عبارت ديگر صاعقه‌گير اغلب از ”آلو فولاد“ استفاده مي‌شود كه در روي دكل‌هاي مورد استفاده است. اين برقگيرها معمولاً از لوله آهن سفيد است.

محل نصب برقگيرها
برقگيرها متناسب با ماكزيمم اختلاف سطحي كه با فركانس نامي شبكه در محل نصب ممكن است پيدا كنند، انتخاب مي‌شوند.
مشخصات انواع برقگيرها با فنتيل براي نصب تا ارتفاع 1000 متر از سطح دريا صدق مي‌كند و براي نصب آنها در ارتفاعات بيشتر بايد برقگير مجدداً متناسب با ارتفاع نصب، تنظيم شود. برقگيرها همانطور كه گفته شد با دو جريان ضربه‌اي نامي  ka5 و ka10 ساخته مي‌شود كه معمولاً ka5 آن در بيشتر مواقع كافي است و فقط در مناطق با رعد و برق و صاعقه‌هايي پي در پي و شديد كه برقگير به طور متوالي تحت فشار قرار مي‌گيرند، برقگيرهايي با جريان ضربه‌اي نامي ka10 مناسبتر هستند. نظر به اينكه محدوده‌اي كه در كنترل و محدوديت برقگير قرار مي‌گيرد كوچك است
(تا kv30 تقريباً 30 متر و از kv30 به بالا در محدود 60 متر) لذا بهتر است هميشه برقگير در نزديكي وسيله‌اي كه در تاسيسات باارزشتر است نصب شود. مثلاً در تاسيسات فشار قوي وسيع گسترده بايد برقگير در كنار ترانسفورماتور نصب شود و شين‌ها و خطوط هوايي نيز هر كدام براي خود، برقگير مخصوص داشته باشند.

ساختمان برقگيرها
ساختمان برق‌گيرها شامل موارد زير است: قسمت فعال شامل، مجموعه فواصل هوايي، مقاومت‌هاي غيرخطي، سيستم تقسيم ولتاژ روي فواصل هوايي است.
مجموعه فاصله هوايي به هنگام افزايش ولتاژ به حد معيني مانند يك فاصله جرقه‌زني عمل مي‌كند لذا قبل از عملكرد آن جريان عبوري از برقگير صفر است. پس از كاهش اضافه ولتاژ قوس خاموش شده و از عبور جريان جلوگيري مي‌كند. اين مجموعه شامل كويل خاموش كننده است كه با كاهش اضافه ولتاژ و پايين‌آمدن فركانس جريان عبوري، در مسير عبور جريان قرار گرفته و با توليد ميدان مغناطيسي روي قوس فاصله هوايي باعث طولاني‌ترشدن مسير آن و كمك به قطع جريان مي‌شود. در صورت عدم وجود اين كويل جريان ادامه يافته تا در صفر طبيعي خود قطع شود. بنابراين وجود اين كويل باعث كاهش مدت عبور جريان از برقگير شده و از تلفات حرارتي بيشتر در آن جلوگيري مي‌كند.
مقاومت‌هاي غيرخطي: اين مقاومت‌ها به صورت سري با فاصله هوايي و به شكل قرص هستند. نظر به غير خطي بودن اين مقاومت‌ها تغيير مقدار ولتاژ دو سر برقگير به هنگام اضافه ولتاژ محدود مي‌شود.
سيستم تقسيم ولتاژ: اين سيستم متشكل از مقاومت‌ها و خازن‌ها هستند كه به صورت موازي با مجموعه فواصل هوايي قرار مي‌گيرد و وظيفه آنها تقسيم ولتاژ مساوي روي فواصل هوايي است.

ديگر قسمت‌ها
محفظه خارجي، فلانج‌ها، ترمينال‌ها، رهاكننده فشار، پايه عايق‌ها، حلقه كنترل ميدان، جداكننده و شمارنده از ديگر قسمت‌هاي برقگير به شمار مي‌آيند.
محفظه خارجي: از جنس چيني بوده كه نقش عايق خارجي را داشته و با تعبيه چترها روي آن فاصله خزشي مورد نياز را تأمين مي‌كند.
رهاكننده فشار: به هنگام خطاي داخلي در برقگير درجه حرارت و فشار گاز داخلي شديداً افزايش مي‌يابد، رهاكننده فشار در اين هنگام عمل كرده و باعث تخليه فشار مي‌شود اين امر از انفجار برقگير و صدمات مربوطه جلوگيري مي‌كند.
پايه عايق‌ها، اين پايه‌ها بين ترمينال پايين برقگير (فلانج) و استراكچر (زمين) قرار گرفته و جهت هدايت جريان برقگير از مسير شمارنده استفاده مي‌شوند.
حلقه كنترل ميدان: اين حلقه در طرف ولتاژ بالا نصب شده و وظيفه تقسيم ميدان الكتريكي يكنواخت را در طول مقره و قسمت فعال را به عهده دارد.
جداكننده: اين وسيله در برقگيرهاي شبكه توزيع به منظور جداكردن برقگير از سيستم به هنگام خطاي داخلي تعبيه شده و در ضمن نقش نشان دهنده خطاي برقگير را نيز دارا است.
نوع بتون فاصله هوايي: قسمت فعال اين برقگيرها تنها شامل قرص‌هاي مقاومت غيرخطي از نوع اكسيد روي است. ساير قسمتهاي برقگير مشابه با برقگير ”نوع با فاصله هوايي“، است. ضمن اينكه عايق خارجي اين برقگيرها امروزه علاوه بر جنس چيني از جنس‌هاي پليمريك مانند E.P.D.M  و سيليكان رابر نيز ساخته مي‌شود كه داراي مزايا و معايب خاص اين مقره‌ها است.
علاوه بر برقگيرهاي با عايق خارجي هوا، برقگير نوع جي‌ آي اس نيز كه عايق قسمت برقدار با زمين، گاز SF6 است نيز ساخته مي‌شود.

حفاظت، با استفاده از اتصال زمين
در تمام تاسيسات الكتريكي به ويژه تاسيسات فشار قوي، اتصال ادوات الكتريكي به زمين، يكي از مهمترين و اساسي‌ترين اقداماتي است كه براي رفاه و سلامتي و اصولاً ادامه زندگي اشخاصي كه به نحوي با اين تاسيسات در تماس هستند انجام مي‌شود. اين كار بايد با دقت هرچه تمام‌تر و با توجه به قواعد وقوانيني خاص انجام شود كه نمونه‌هاي آن را در زير شرح داده مي‌شود.
برق‌گيرهاي سيليكوني: برقگير نوع VARISIL HE براي استفاده در مناطق آلوده و شبكه‌هايي كه ميزان رعد و برق بالايي دارند مناسب است. اين نوع برقگيرها محدوده ولتاژ 5 كيلوولت تا 36 كيلوولت را پوشش داده و قابليت تحمل انرژي تعيين شده طبق استانداردهاي 4-60099IEC- 60815IEC براي برقگيرهاي شبكه توزيع را به خوبي دارا است. توليد آنها براساس استانداردهاي مذكور بوده و داراي گواهي تاييد از شركت CESI ايتاليا هستند.
ساختمان برقگير سيليكوني: ساختمان اصلي اين برقگيرها از قرص‌هاي اكسيد روي مخلوط با چند اكسيد فلزي ديگر تشكيل شده است. اين قرص‌ها با درجه خلوص بالا، دانه‌بندي كاملاً كنترل شده و به طور تمام اتوماتيك توليد مي‌شوند كه سبب كيفيت عالي،‌ قابليت اجرا و عملكرد مطمئن اين قطعات مي‌شود.
بر روي اين قرص‌ها پوششي از رزين داراي الياف شيشه و مقاوم به حرارت كشيده شده است كه سبب پوشش كامل با فشار يكنواخت، استقامت مكانيكي و خواص الكتريكي مناسب آنها مي‌شود و در نهايت پليمر سيليكون براي پوشش خارجي برقگير به كار مي‌رود.
محاسن برقگيرهاي داراي پوشش سيليكوني: برقگير تهيه شده از سيليكون نياز به تعميرات و نگه‌داري ندارد چون سطح صاف سيليكون از چسبيدن هرگونه ماده‌اي جلوگيري مي‌كند. در محيط هاي بسيار آلوده اگر آلودگي روي آن رسوب كند در اثر بارش باران يا وزش بادخود به خود پاك مي‌شود.
? مقاومت بالا در مقابل عوامل محيطي مانند: رطوبت، حرارت، آلاينده‌ها، گاز ازون و اشعه UV، وزن سبك و نشكن بودن آن و سهولت در نصب و نگهداري  از جمله خصوصيات آنها است.
? قابليت اطمينان بالا در شرايط سخت و پايداري الكتريكي و مكانيكي در عمل و قابليت عبور انرژي‌هاي بالا، ابعاد كوچك كه اجازه نصب در هر موقعيتي (افقي، عمودي يا مايل) را مي‌دهد.
?هيدروفوب (آب گريز) بودن، كه اين خاصيت سبب مي‌شود قطرات آب بر روي سيليكون لايه‌اي پيوسته تشكيل نداده و از ايجاد جريان خزشي جلوگيري به عمل آيد.
? اگر در اثر جرقه آسيبي به روكش سيليكون وارد آيد، لايه تخريب شده خود به خود ترميم مي‌شود. تمامي مشخصات مربوط به اين برقگير بر روي درپوش بالاي برقگير حك شده است.
? قطعات موجود در برقگيرها درصورت نياز شامل موارد زير است: پايه براكت عايق براي نصب برقگير
ديسكانكتور اتوماتيك كه با براكت عايق به طور افقي نصب مي‌شود. اين ديسكانكتور در اثر اصابت صاعقه جدا شده و از اتصال كوتاه شدن مدار جلوگيري مي‌كند.در اين حالت نياز به بازرسي‌هاي دوره‌اي است تا ديسكانكتورها جدا شده برقگير، تا مجدداً وصل و در صورت خراب شدن برقگير، براكت و ديسكانكتور جديد نصب شود.

نویسنده:آقای ابراهیم گوناکونی

به نقل از:

tavanir.org.ir

 

آخرین بروزرسانی (پنجشنبه, 14 مرداد 1389 ساعت 09:43)

 
تلاش می کنیم بهترین باشیم

Designed by Mane Parto IT center
.
نظر سنجی
رضایت مندی مشتریان از محصولات شرکت
 
آمار سایت
اعضا : 1
محتوا : 52
لینک وب ها : 1
بازدیدکنندگان : 49908