مقره

عایق های فشاری باید دارای ویژگی هایی مانند استقامت الکتریکی و مکانیکی بالا، عدم وجود آخال و حفره داخلی، مقاومت در برابر تغییرات دما و عدم تغییر شکل، ضریب اطمینان بالا، ضریب تلفات دی الکتریک پایین و مقاومت در برابر نفوذ و آلودگی آب باشند.
خرابی الکتریکی عایق ممکن است ناشی از تخلیه الکتریکی در هوای اطراف مقره، تخلیه الکتریکی سطحی از طریق گرد و غبار یا تخلیه الکتریکی از داخل مقره باشد. عجیب نیست اگر گفته شود ضریب اطمینان سیستم های قدرت به ضریب اطمینان عایق ها و کیفیت آنها بستگی دارد. علت اصلی خرابی عایق های هوا، تخلیه الکتریکی است که در شرایط ولتاژ غیرعادی سیستم بین خط و زمین ایجاد می شود. در حین تخلیه الکترواستاتیک، گرمای زیاد تولید شده توسط قوس الکتریکی، بدنه عایق را سوراخ می کند. به دلیل این پدیده، مواد مورد استفاده برای عایق ها باید دارای خواص ویژه باشند.

موادی که برای مقاصد عایق استفاده می شوند، مواد عایق نامیده می شوند. برای استفاده بهینه از این ماده، باید دارای خواص خاصی باشد که عبارتند از:

از نظر مکانیکی به اندازه کافی قوی است که بتواند فشار و وزن هادی را تحمل کند.برای مقاومت در برابر تنش های ولتاژ در سیستم فشار قوی باید استحکام دی الکتریک بسیار بالایی داشته باشد.
برای جلوگیری از نشتی جریان در زمین، باید از مقاومت عایق بالایی برخوردار باشد.
خواص فیزیکی و الکتریکی آن باید کمتر تحت تأثیر تغییرات دما قرار گیرد.
هر ماژول یا پانل عایق برای ولتاژ پایین (معمولاً 11 کیلو ولت) طراحی شده است. بسته به ولتاژ کاری، تعداد پانل های مورد نیاز را می توان به صورت سری وصل کرد. آسیب به هیچ یک از صفحات به کل زنجیره آسیب نمی رساند، زیرا صفحه آسیب دیده قابل تعویض است. برخی از اصطلاحات مربوط به مقره ها به شرح زیر است:

خط فرار (فاصله خزش) 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 از طریق رسانش سطحی (به دلیل کثیفی، آلودگی و رطوبت) را خرابی الکتریکی می گویند.
ولتاژ شکست عایق: مقدار ولتاژی 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 چرخه حرارتی
تست حداکثر بار الکترومکانیکی (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 عایق ها بر اساس جنسیت
عایق های مورد استفاده در فضای باز از پرسلن، شیشه و مواد تازه ترکیب شده ساخته شده اند.در ادامه به معرفی این عایق ها می پردازیم.

مقره چینی
امروزه پرسلن پرکاربردترین ماده برای عایق هوا است. پرسلن از سیلیکات آلومینیوم ساخته شده است. سیلیکات آلومینیوم با بنزین پلاستیکی، فلدسپات و کوارتز مخلوط می شود تا یک ماده عایق جامد برای چینی و پرسلن لعاب دار به دست آید. سطح چینی باید به اندازه کافی لعاب و جلا داده شود تا آب روی آن باقی نماند 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 یا حباب هوا باشد که می تواند بر خواص عایق بودن آن تأثیر بگذارد.
از معایب عایق های چینی می توان به ایجاد ریزترک در آنها و در نتیجه کاهش مقاومت در برابر ولتاژ ضربه اشاره کرد.

مقره شیشه ای
عایق های شیشه ای از مخلوط آهک مذاب و پودر کوارتز ساخته می شوند که سرد شده و به طور ناگهانی شکل می گیرد. امروزه مقره های شیشه ای نیز مورد استقبال قرار گرفته و در خطوط انتقال و توزیع مورد استفاده قرار می گیرند. در این عایق ها از شیشه فولادی آنیل شده برای عایق کاری استفاده می شود.عایق شیشه نسبت به عایق چینی معمولی مزایایی دارد که عبارتند از:

در مقایسه با چینی ها استحکام دی الکتریک بالایی دارد.
مقاومت آن بسیار بالاست.
ضریب انبساط حرارتی پایینی دارد.
استحکام کششی بالاتری نسبت به عایق چینی دارد.
به دلیل ماهیت نیمه شفاف خود، به اندازه پرسلن در نور خورشید گرم نمی شود.
به دلیل شفافیت شیشه، ناخالصی ها و حباب های هوا به راحتی در داخل بدنه قابل تشخیص است.
شیشه عمر بسیار طولانی دارد، زیرا خواص مکانیکی و الکتریکی آن تحت تأثیر زمان قرار نمی گیرد.
شیشه ارزان تر از چینی است.
در مقره های شیشه ای، مقاومت الکتریکی بین 140 تا 500 کیلو ولت بر سانتی متر است. همچنین استقامت مکانیکی فشاری و استقامت مکانیکی کششی آن به ترتیب 1.5 و 2 برابر مقره های چینی است. از طرف دیگر، مقاومت خمشی مکانیکی عایق های شیشه ای تقریباً برابر با عایق های چینی است (کمی کمتر).

مزیت عایق های شیشه ای ضریب انبساط حرارتی بسیار پایین آنها و در نتیجه تغییرات بسیار جزئی در شکل آنها به دلیل افزایش دما است. عایق های شیشه ای قبل از خرد شدن کاملاً خرد می شوند، بنابراین عایق های معیوب به راحتی پیدا می شوند.بر خلاف مقره 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 متراکم شود، بنابراین گرد و غبار موجود در هوا روی سطح شیشه رسوب می کند که خود مسیر جریان نشتی ایجاد می کند.
برای شیشه های ولتاژ بالا، اشکال نامنظم را نمی توان ایجاد کرد زیرا کرنش های خنک کننده داخلی به دلیل سرد شدن نامنظم رخ می دهد.
درزگیرهای شیشه ای گرد و غبار بیشتری را جذب می کنند.
.