ايزولاسيون و مقره ها 49 ص

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 47 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

32
‏مقدمه:
‏از آغاز پيدايش صنعت برق‏ ،‏ نياز به تجهيزاتي كه بتوانند نقش عاي‏قي و جداسازي قسمتهاي تحت ولتاژ‍ ا‏ز ساير قسمت ها را داشته باشند وجود داشته و تحقيقات در اين زمينه نيز همچنان ادامه دارد.‏اولين عنصري كه به عنوان مقره مطرح گرديد چوب خشك بود‏ ولي بعلت اينكه پس از خيس شدن‏ تا اندازه اي خاصيت عايقي خود‏ را ‏از دست ميداد كنار گذاشته شد‏. پ‏س از چوب استفاده از مصنوعات كلي وسراميك مورد مطالعه قرار گرفت وامروز بطور گسترده از شيشه و چيني وپلاستيك در ساخت مقره ها استفاده مي شود.
‏در خطوط انتقال نيرو نيز لازم است هاديهاي تحت ولتاژ بنحوي از برجها ايزوله شوند كه مقره ها عامل اصلي جداسازي هاديها از پايه ها وزمين مي باشد و براي اينكه بتوانند وظايف خود را كه در حقيقت تامين فاصله مناسب مي باشد به خوبي انجام دهند بايد داراي خواص كلي زير باشند :
‏(1) خاصيت عايقي مناسب
‏(2) مقاومت مكانيكي كافي
‏(3) تحمل الكتريكي در مقابل اضافه ولتاژ ها
‏(4) مقاومت الكتريكي بالا در جهت كاهش نشت جريان الكتريكي
‏(5) مقاوم در مقابل تغييرات درجه حرارت محيط
‏مسلما هرچه ‏مقاومت الكتريكي و مكانيكي مقره ها بيشتر باشد‏،تحمل آنها در مقابل اضافه ولتاژها يا اضافه بارهاي مكانيكي افزايش مي يابد ،علاوه بر آن پايين بودن درجه عايقي مقره ها ‏احتمال بروز جرقه بين هاديها با برجها را از طريق زنجيره مقرهها افزايش ميدهد.كه اين امر سبب تخريب آنها ميگردد كه درمجموع كاهش قابليت برق رساني ‏و در نتيجه خروج خطوط انتقال نيرو را بهمراه خواهد داشت.
‏ايزولاسيون و مقره ها‏ ‏:
‏براي اتصال هادي هاي خطوط انتقال به دكل ها كه داراي ولتاژ هاي زيادي نسبت به بدنه ي ‏دكل و نسبت به يكديگر مي باشند،از وسايل مجزا كننده استفاده ميشود.اين جدا كننده ها كه عموما به صورت مقره در خطوط انتقال بكار مي روند ، عموم
32
‏ا داراي دو وظيفه ي مهم مي ب‏اشند:
‏يكي وظيفه ي مكانيكي آنها است بطوري كه بايد داراي استقامت مكانيكي خوب بوده ‏و قادر باشند ‏بارهاي مكانيكي راتحت شرايط متحمل از قبيل برف ،باد ، باران ، و غيره بخوبي تحمل نمايند.
‏ديگري وظيفه ي الكتريكي آنها است بطوري كه بايد داراي خواص غايقي خوب بوده و بتوانند هادي هاي داراي ولتاژ را بخوبي از دكل و از يكديگر ازنظر الكتريكي‏ جدا نمايند و علاوه بر تحمل ولتاژ كار خط ، در مقابل ولتاژ هاي ضربه اي ناشي از رعد و برق و قطع و وصل كليد ها و غيره كه بعدا توضيح داده خواهد شد بخوبي مقاومت كنند.
‏در ضمن جريان نشتي مقره ها كه ممكن است در اثر تخليه ي كرونا ، تلفات دي
‏الكتريكي ياعايقي مواد داخلي مقره و جريان نشتي سطحي مقره به وجود ايد بايد حتيالامكان ناچيز باشد .
‏شكست ولتاژ اعمال شده روي مقره ممكن است به دليل تخليه ي الكتريكي در هواي ‏اطراف مقره ، تخليه ي الكتريكي ‏سطحي از طريق گرد و غبار وآلودگي هاي روي سطح مقره ويا تخليه ي الكتريكي ازداخل خود مقره صورت پذيرد كه در حالت اخير منجر به خرابي مقره مي گردد .
‏اغراق نيست اگر بگوييم كه ضريب اطمينان سيستم هاي قدرت بستگي به كيفيت و
‏ضريب ‏اطمينان ايزولاتورها دارد و از آن جايي كه ولتاژ انتقال و ظرفيت انتقال روز به‏ ‏روز در حال افزايش است ميتوان گفت كه نقش ايزولاتورها و مقره ها روز به روز مهمتر‏ ‏خواهد شد و همچنين نياز برخورداري از تحمل مكانيكي بيشتر درآينده توام با خاصيت‏ ‏الكتريكي مناسب مسئوليت سنگيني را از هم اكنون بردوش مهندسان مواد گذاشته است‏ ‏به لحاظ اهميت نقش ايزولاتورها ومواد تشكيل دهنده ي آنها در خطوط انتقال در اينجا به تشريح آنها مي پردازيم.
‏1) مواد تشكيل دهنده عايقها و مقره ها ‏
‏مواد مختلفي وجود دارند كه بعنوان عايق الكتريكي در ساخت مقره ها به كار ميروند. اين مواد عموما بدوگروه سراميكي و غيرسراميكي (پلاستيك)مي توانند تقسيم گردند . ‏گروه سراميكي كه ازاهميت بيشتري برخوردار
32
‏ ‏مي باشد خود انواع مختلفي را شامل‏ مي‏ ‏شود كه عمده ي آنها بخصوص براي خطوط انتقال ، شامل پرسلين و شيشه مي باشند.‏با اين حال امروزه پرسلين به عنوان بهترين اين مواد ازنقطه نظر استقامت الكتريكي ومكانيكي ، استقامت تحت شرايط جوي مختلف ، ضريب اطمينان بالا و غيره ، موردقبول‏ ‏صاحب نظراندر سراسر ‏جهان مي باشد و به عنوان بهترين ماده براي ساخت مقره ها شناخته شده است .
‏در اين جا به دليل اهميت به تشريح اين دو ماده مي پردازيم‏ :
‏1-1)‏ ‏پرسلين
‏اين ماده مخلوطي است از رس و كائولين يا سيليكات هيدراته و كوارتز ، فلدسپات
‏يا سيليكو آلومينات سوداو پتاس‏. ‏در ساختمان بعضي از‏پرسيلينهاي مخصوص ممكن ‏ ‏است اكسيدهاي بخصوص شامل تيتان و زيركونيم نيز موجود باشد درصد كوارتزچيزي در حدود25%و درصد فلدسپات يا سيليكو آلومينات سود و پتاس نيز در همين حدودمي باشد‏ و خواص الكتريكي و مكانيكي آن تابعي از درصد مواد تشكيل دهنده ي آن مي‏ ‏باشد. اين مواد را پس از آرد كردن خوب مخلوط كرده و به شكل مطلوب درآورده و دركوره باحرارتي در حدود 1300 درجه مي پزند .
‏پرسلين داراي خاصيت عايقي بسيار خوب و قوي بوده و گراديان ولتاژي كه باعث‏خرابي آن مي گردد در ح‏د‏ود‏ ‏mm‏ / ‏kv‏30 - 15 مي باشد ودر مقابل ولتاژ ضربه تا‏ ‏ ‏49‏mm‏/‏kv‏ تحمل دارد‏. مقاومت مخصوص آن زياد و در حدود‏ ‏mC‏Ω‏ ‏٩٤‏ 10‏×‏3 است كه در نتيجه جرياننشتي آن ناچيز مي باشد .ثابت دي الكتريك پرسلين ‏6.5- 4 =‏ε‏مي باشد . مقاوم‏ت مكا‏ن‏يكي آن درحدود در مقابل فشار حدود‏٢mm‏/‏kg‏ 50 است و در مقابل كشش تا حدود‏0.1‏ ‏مقدار فوق مقاومت از خود نشان مي دهد . ‏با ازدياد درص‏د كوارتز مقاومت مكانيكي آن‏ ‏افزايش ‏مي يابد و افزايش درصد رس آن، اثرات درجه حرارت را بر روي آن كاهش مي دهد. پرسلين براحتي لعابدار مي شود و اين كار مقاومتش را در مقابل ترك خوردن و
‏يا لبپريدگي زيادمي كند و براحتي تميز مي شود . از طرفي هدايت لعاب سطح آن باعث ‏توزيع يكنواخت ولتاژ در سراسر طول رشته ي مقره مي گردد مرور زمان و تغييرات‏
32
‏شرايط جوي در دراز مدت ممكن است باعث آشكار شدن خلل و فرج و خرابي اين مقره‏ ‏بشود . اين نوع مقره در مقابل ضربه، معمولا ترك بر مي دارد يا داراي لب پريدگي مي شود ولي كاملا خورد نمي شود .
‏از معايب پرسلين اين است كه چنانچه تحت اثر موج ولتاژي ، تخليه ي الكتريكي در ‏داخل ‏آن صورت گيرد موجب ايجاد كانال بسيا‏ر باريك و غير قابل ديدن مي گردد كه سبب كاهش خاصيت عايقي آن مي شود .
‏پرسلين خود شامل چهار نوع عمده مي باشد كه عبارتند از :
‏الف) پرسلين معمولي يا پرسلين فلدسپات ، كه استقامت مكانيكي آن در مقابل خمش‏ ‏ ‏در حدود‏ ‏٢‏Cm‏ ‏/ ‏kg‏1000-600‏مي باشد .‏
‏ ‏ب) ‏پرسلين آلومنيومي كه بمنظور افزايش استقامت مكا‏نيكي به جاي پرسلين معمو لي به كار مي رود.استقامت مكانيكي آن در مقابل خمش تقريبا دو برابرپرسلين معمولي‏ ‏و برابر با‏ ‏٢‏ ‏Cm‏/‏ ‏kg‏ ‏1700-1000مي باشد .‏
‏ج‏) پرسلين كريستوبالايت كه از مزاياي آن يكنواختي بهتر جنس آن و قابليت بهتر
‏كار با آن مي باشد اين پرسلين اولين بار توسط ژاپنيها ساخته شده است .
‏د) پرسلين كريستوبالايت آلومنيومي كه جديدترين نوع پرسلين بوده و داراي مزاياي ‏پرسلين كريستو‏بالايت از جمله يكنواختي و قابليت ‏بهترگار با آن و نيز داراي مزايايپرسلين آلومنيومييعني استقامت مكانيكي خوب مي باشد
1-2‏) شيشه
‏شيشه مخلوطي از سيليس‏ ‏(‏ ‏٢‏SiO‏در حدود 70%)‏ اكسيد سديم‏ ‏(‏O‏ ‏٢‏ ‏Na‏)،اكسيد كلسيم‏ ‏و منيزيم‏ (‏М‏gO‏و‏CaO‏)‏ مي باشد كه در حدود 1400درجه حرارت ذوب و پخته مي شودخنك شدن شيشه پس از پختن ممكن است به دو صورت كند و تدريجي ويا خنك شدن‏ ‏ناگهاني ‏به كمك دميدن هوا باشد ، كه در صورت اخير سطح خارجي شيشه زود سرد و سخت شود ، در حالي كه قسمت داخلي آن هنوز حرارت خود را دارااست . در نتيجه پس از خنك شدن تدريجي قسمت داخلي آن تحت كشش وقسمت خارجي وسطح شيشه تحت‏ ‏فشار قرار خواهد داشت .