مقره
انواع مقره‌ها و کاربرد آنها
مَقَرّه یا گیرهٔ چینی یا ایزولایتر یک نوع عایق الکتریکی است که برای اتصال کابل‌های برق با برج انتقال برق بکار می‌رود.
در خطوط انتقال نیرو لازم است هادی‌های تحت ولتاژ به نحوی از برج‌ها ایزوله شوند و برای این کار از مقره‌ها استفاده می‌شود. این مقره‌ها دو وظیفه عمده دارند:
- وظیفه اصلی مقره‌ها، ایزوله کردن هادی از بدنه برج می‌باشد. این مقره‌ها باید بتوانند بدون داشتن جریان نشتی، ولتاژهای بالای خطوط انتقال را از بدنه برج ایزوله نمایند.
- مقره‌ها باید تحمل نیروهای مکانیکی حاصل از وزن هادی‌ها و نیروهای اعمالی ناشی از باد و یخ را داشته باشند.
عایق الکتریکی یا نارسانا، ماده‌ای است که به میدان الکتریکی پاسخ نمی‌دهد و کاملاً در برابر جریان بار الکتریکی مقاومت می‌کند. در عمل عایق کامل وجود ندارد، بنابراین مواد دی‌الکتریک با ثابت دی‌الکتریک بالا را عایق الکتریکی می‌نامند. مقره‌ها فاقد هرگونه حفره داخلی و ناخالصی می باشند. در مواد دی‌الکتریک الکترون‌های والانس به شدت به اتم‌هایشان وابسته‌اند.
این مواد در تجهیزات الکتریکی همچون عایق‌ها یا عایق‌بندی بکار می‌روند. از عایق الکتریکی برای حمایت از رسانای الکتریکی یا جداسازی آن استفاده می‌شود، بدون آنکه جریان الکتریکی از درونش عبور کند. در زبان انگلیسی از واژهٔ insulator که به معنای عایق الکتریکی است، برای اشاره به مقره‌های خطوط انتقال انرژی الکتریکی نیز استفاده می‌شود.
در این مقاله به بررسی انواع مقره‌ها و کاربردهای هر کدام می‌پردازیم.
.1 مقره سرامیکی (Porcelain Insulator)
ویژگی‌ها:
مقره‌های سرامیکی از جنس پرسلان ساخته می‌شوند و به دلیل مقاومت بالا در برابر شرایط جوی و خاصیت عایقی مناسب، یکی از پرکاربردترین نوع مقره‌ها هستند. این مقره‌ها با توجه به ساختار خاص خود در برابر شرایط محیطی مختلف مثل رطوبت و تغییرات دما بسیار مقاوم هستند.
کاربردها:
مقره‌های سرامیکی بیشتر در خطوط انتقال و توزیع نیرو در ولتاژهای متوسط و بالا استفاده می‌شوند. این مقره‌ها برای تجهیزات ثابت و سازه‌های بلند مثل برج‌های انتقال برق کاربرد دارند.
.2 مقره شیشه‌ای (Glass Insulator)
ویژگی‌ها:
مقره‌های شیشه‌ای از شیشه‌های سخت‌شده تولید می‌شوند و به دلیل شفافیت، آلودگی را بهتر نشان می‌دهند و در صورت خرابی ترک‌خوردگی آنها قابل مشاهده است. این مقره‌ها همچنین در برابر اشعه ماوراءبنفش (UV) مقاوم هستند و خاصیت عایقی خوبی دارند.
کاربردها:
از مقره‌های شیشه‌ای بیشتر در خطوط انتقال ولتاژ بالا و سازه‌های برج برق استفاده می‌شود. شفافیت این مقره‌ها باعث شده تا مشکلات و خرابی‌ها به راحتی تشخیص داده شوند که برای تعمیر و نگهداری موثرتر است.
.3 مقره رزینی یا اپوکسی (Epoxy Insulator)
ویژگی‌ها:
این نوع مقره‌ها از مواد رزینی یا اپوکسی ساخته می‌شوند و در مقایسه با مقره‌های سرامیکی و شیشه‌ای وزن کمتری دارند. مقره‌های رزینی به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه‌های مکانیکی و شرایط محیطی مانند رطوبت و گرد و غبار، در مکان‌های خاصی استفاده می‌شوند. با این حال، به دلیل حساسیت به تابش UV و دماهای بسیار بالا، استفاده از آنها محدودیت دارد.
کاربردها:
مقره‌های رزینی بیشتر در تابلوهای برق، تجهیزات داخلی پست‌های توزیع و مکان‌هایی که وزن مقره‌ها اهمیت دارد، استفاده می‌شوند. همچنین به دلیل مقاومت در برابر آلودگی، در مناطق صنعتی و مناطقی با آلودگی زیاد نیز به کار می‌روند.
.4 مقره پلیمر یا کامپوزیت (Polymer Insulator)
ویژگی‌ها:
مقره‌های پلیمر از مواد کامپوزیتی مانند سیلیکون و پلیمرهای خاصی ساخته شده‌اند که مقاومت مکانیکی و عایقی بالایی دارند. این مقره‌ها نسبت به مقره‌های شیشه‌ای و سرامیکی سبک‌تر هستند و مقاومت بالایی در برابر شوک‌های مکانیکی و شیمیایی دارند.
کاربردها:
مقره‌های پلیمری به دلیل وزن کم و مقاومت بالا در برابر آلودگی‌های محیطی، در خطوط انتقال برق و مناطقی که تحت تأثیر آلودگی و رطوبت شدید هستند، استفاده می‌شوند. همچنین برای استفاده در دکل‌ها و تیرهای چوبی در خطوط توزیع برق نیز مناسب هستند.
.5مقره سوزنی (Pin Type Insulator)
ویژگی‌ها:
این مقره‌ها به‌صورت عمودی نصب می‌شوند و از جنس سرامیک یا شیشه ساخته می‌شوند. مقره‌های سوزنی برای تحمل ولتاژهای کمتر از 33 کیلوولت مناسب‌اند و ساختاری ساده دارند.
کاربردها:
مقره‌های سوزنی در خطوط انتقال و توزیع ولتاژ متوسط و پایین کاربرد دارند و روی تیرها و پایه‌ها نصب می‌شوند.
.6مقره آویزان (Suspension Insulator)
ویژگی‌ها:
مقره‌های آویزان از چندین مقره دیسکی تشکیل شده‌اند که به هم متصل هستند و یک زنجیره را ایجاد می‌کنند. این مقره‌ها به دلیل ساختار زنجیره‌ای می‌توانند ولتاژهای بسیار بالا را تحمل کنند.
کاربردها:
مقره‌های آویزان برای خطوط انتقال ولتاژ بالا، مخصوصاً در برج‌های بلند، بسیار کاربردی هستند و برای جلوگیری از تخلیه الکتریکی و ایجاد فاصله عایقی بین سیم و دکل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
.7 مقره مهاری (Strain Insulator)
ویژگی‌ها:
مقره‌های مهاری مخصوص مکان‌هایی هستند که فشار مکانیکی زیادی بر روی مقره‌ها وارد می‌شود. این مقره‌ها برای نگه‌داشتن و جلوگیری از کشیده شدن سیم‌ها به کار می‌روند.
کاربردها:
مقره‌های مهاری در انتهای خطوط انتقال و توزیع، جایی که نیاز به تحمل نیروی کششی زیادی دارند، استفاده می‌شوند و معمولاً از جنس سرامیک یا مواد پلیمری ساخته می‌شوند.