سیستم های قدرت

سلام اینجانب احمد رضایی دارای مدرک کارشناسی برق هستم .ومی خواستم باایجاد یک وبلاگ یک سری اطلاعات رو که فکر میکنم بچه های برق به اون نیاز دارند دردسترسشون قراربدم.اگر کم وکاستی هست به بزرگی خودتون ببخشید .

 
مقره ها
نویسنده : احمدرضایی - ساعت ۱۱:٠٩ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ۱۸ بهمن ۱۳٩٠
 

مقره ها چهار ویژگی و وظیفه عمده دارند:

الف) وظیفه اصلی مقره ها ، ایزوله کردن هادی از بدنه کنسول و پایه می باشد.


ب) وظیفه دیگر مقره ها ، تحمل نیروهای مکانیکی حاصل از وزن هادی ها ، و نیروهای اعمالی ناشی از باد و یخ می باشد که در هر شرایطی ، فاصله هادی از بدنه و بازوی پایه ، نباید از مقادیر مجاز کمتر باشد.


ج)مقره ها باید در برابر تغییرات جوی و درجه حرارت مقاوم بوده ، خواص خود را در اثر گذشت زمان و کهنه شدن ، تا حد قابل قبولی حفظ نماید.


د) هر مقره باید (خواص ساختمانی ) را رعایت نموده و قابل اعمال روی آن باشد .


اجزای تشکیل دهنده شبکه توزیع برق( قسمت سوم )

 مقره ها

مقره ها چهار ویژگی و وظیفه عمده دارند:

الف) وظیفه اصلی مقره ها ، ایزوله کردن هادی از بدنه کنسول و پایه می باشد.


ب) وظیفه دیگر مقره ها ، تحمل نیروهای مکانیکی حاصل از وزن هادی ها ، و نیروهای اعمالی ناشی از باد و یخ می باشد که در هر شرایطی ، فاصله هادی از بدنه و بازوی پایه ، نباید از مقادیر مجاز کمتر باشد.


ج)مقره ها باید در برابر تغییرات جوی و درجه حرارت مقاوم بوده ، خواص خود را در اثر گذشت زمان و کهنه شدن ، تا حد قابل قبولی حفظ نماید.


د) هر مقره باید (خواص ساختمانی ) را رعایت نموده و قابل اعمال روی آن باشد .

 

مواد تشکیل دهنده مقره ها:

استقامت مکانیکی مقره ها (ایزولاتورها) بستگی به جنس و ضخامت عایق و استقامت الکتریکی آن بستگی به جنس طول و شکل مقره دارد. دو ماده اصلی برای ساختن مقره های خطوط هوایی، چینی و شیشه سخت می باشد.

مواد اولیه چینی که در ساخت مقره ها از آن استفاده  می شود عبارت است از: فلدسپات، کائولین (خاک چینی) و کواترز که بایستی به یک نسبت معین از انها را ترکیب کرده و به صورت گل در آورد سپس درصد رطوبت آنرا پایین آورده و در خلاء پرس نمایند تا از حبابهای هوا خالی گردد و سپس آن را قالب گیری کرده و به شکل مقره مورد نظر در می آیند پس از خشک شدن لعاب داده و بعد آن را در کوره های مخصوص تحت تأثیر درجه حرارت معین پخته می شود تا عایق چینی به دست آید خمیر کردن چینی با آب کاملاً تصفیه شده انجام می گیرد تا املاح موجود در آب به خصوص نمک و از خراب کردن خواص مکانیکی چینی و همچنین خواص الکتریکی چینی جلوگیری می کند و کلیه مقره های چینی دارای پوششی از لعاب شیشه با درجه ذوب پایین می باشد که به رنگ سفید و قهوه ای و یا سبز می باشد لعاب علاوه بر بالا بردن مقاومت مکانیکی مقره، باعث صیقلی شدن سطح خارجی مقره نیز می گردد و در نتیجه قدرت چسبندگی ذرات خارجی (گرد و خاک و دوده) با آن کم می شود و در اثر باران و باد به سادگی تمیز و شسته می شوند. همچنین باعث می شود فشار الکتریکی به طور یکنواخت در تمام سطح آن انتشار یابد.

ماده دیگری که برای ساخت مقره ها بکار می رود شیشه سخت می باشد که مزیتهای زیادی نسبت به نوع چینی دارد. قدرت دی الکتریک چینی سالم در حدود 12 تا  Kv/mm28 میباشد قدرت تحمل آن در مقابل فشار در حدود 7000kg/cm2   و در قبال کشش 500kg/cm2 می باشد.

 

انواع مقره از نظر جنس:

الف) مقره شیشه ای                 ب) مقره چینی

مزایای مقره شیشه ای نسبت به چینی:

1 ) در مقابل لب پریدگی و قوس الکتریکی نسبت به چینی مقاومتر است.

2 ) اگر شکند به تکه های کوچکی شکسته شده و این عیب را می توان از روی زمین مشاهده کرد بنابراین تشخیص عیب در مقره شیشه ای آسانتر از مقره چینی است.

3 ) استقامت عایقی شیشه بیشتر از چینی و در حدود 140 kg/cm2 می باشد.

4 ) ضریب انبساطی حرارتی مقره شیشه ای کوچکتر بوده و در نتیجه تغییر شکل نسبی آن در اثر تغییر درجه حرارت حداقل است.

5 ) تحت فشار مقاوم تر از چینی بوده و در مقابل کشش استقامت معادل چینی را دارد.

6 ) عیب شیشه ای این است که رطوبت در سطح آن زودتر تقطیر شده و در مقره های بزرگ جرم ماده آن با شکل نامنظم ممکن است پس از سرد شدن تغییر شکل نسبی داخلی پیدا کند.

7 ) عیب دیگر مقره شیشه ای این است که رطوبت و گرد و غبار و آلودگی به راحتی روی شیشه نشسته و باعث جریان خزنده سطحی می گردد. این عیب را می توان در مناطق مرطوب و پر گرد و غبار با طرح خاص مقره برطرف کرد.

 

انواع مقره ها:

1 ) مقره سوزنی یا میخی: مقره سوزنی همانطور که از نامش پیداست روی یک پیچ یا پایه فولادی (پین) وصل می گردد که مقره را در جای خود مثلاً روی کراس آرم نگه می دارد و هادی نیز به وسیله یک سیم اصلی روی مقره محکم می گردد. مقره های سوزنی ممکن است چینی یا شیشه ای باشند. مقره های سوزنی شیشه ای یکپارچه بوده ولی نوع چینی آن تا ولتاژ 23kv یکپارچه و برای ولتاژهای بالاتر بسته به مقدار ولتاژ چند تکه ساخته می شود که به وسیله سیمان مخصوصی به یکدیگر وصل می گردد.

 

انواع مقره سوزنی

الف ) مقره سوزنی ساده

ب) مقره سوزنی سر گرانیتی یا رادیو فرید

 

2 ) مقره اتکایی: نوعی دیگر از مقره سوزنی است که مطابق شکل به صورت استوانه چینی توپر یا توخالی ساخته می شود. نوع توخالی آن به شکل استوانه است که در یک انتهایش یک حفره دارد که قبل از اینکه قاعده مقره به کلاهک فلزی چسبانده شود پوشانده میشود مقره های اتکایی به صورت عمودی یا افقی می گردند نوع افقی آن از نوع چینی یکپارچه و توپر ساخته شده و برای نگهداری هر فاز توسط یک پین یا پیچ مخصوصی بر روی پایه به طور افقی نصب   می گردد. در سر مقره یک کلمپ مخصوص جهت نگهداری هادی خط می باشد این نوع مقره در شبکه هوایی نیاز به کراس آرم و بریس ندارد و فضای کمتری را اشغال می کند. نوع عمودی آن بیشتر در پستهای فشار قوی نصب می گردد که ممکن است توپر یا توخالی باشد.

3 ) مقره آویزی: مقره آویزی (بشقابی) چنانچه از نامش پیداست از کراس آرم آویزان بوده و هادی خط به انتهای آن به وسیله کلمپی بسته می شود. این نوع مقره زمانی که ولتاژ از 44 kv بیشتر می گردد مورد استفاده قرار می گیرد زیرا مقره سوزنی در این ولتاژها بسیار سنگین و گران تمام می شود و بسیار مشکل است که پایه مقره سوزنی بتواند نیروهای مکانیکی وارده را تحمل نماید. استفاده از مقره های آویزی احتیاج به پایه مقره ندارد و امکان ایچاد هر نوع فاصله ای بین هادی ها و پایه را به وسیله افزایش تعداد مقره های زنجیری به وجود می آید.

4 ) مقره کششی: این مقره ها در ابتدا و انتهای خطوط در زوایا و پیچهای تند و در جاهای بسیار بلند مثل عبور از رودخانه ها یا دره های عریض علاوه بر نیروهای عمودی وزن سیم و یخ و نیروهای عرضی باد بر سیم، نیروی کششی افقی ناشی از کشیدن هادی ها نیز وجود دارد. مقره کششی بر دو نوع مقره کششی خط و مقره مهار می باشد.

5 ) مقره چرخی: جنس این مقره از چینی می باشد و روی آن لعاب داده شده. این نوع مقره در شبکه های فشار ضعیف به کار می رود. مقره چرخی در وسط دارای سوزنی است که در تمام طول مقره وجود دارد. از این سوراخ میله ای عبور می کند که مقره را از دو طرف یعنی از بالا و پایین در اتریه نگه می دارد و اتریه توسط پیچ و مهره به پایه محکم می شود و بر دو نوع می باشد مقره چرخی S80 و مقره S120 که مقره S80 برای استفاده جهت سیم های مسی تا 50 و مقره S120 جهت استفاده سیمهای مسی 50 به بالا بکار برده می شود.

انواع تیرها:

1)تیرهای چوبی                                                                    

2)تیرهای سیمانی

3)تیرهای فلزی

۱)تیرهای چوبی:

در گذشته این نوع تیر کاربرد فراوان داشته است، این تیرها به علت سبکی و خاصیت عایقی مورد استفاده در شبکه‌های توزیع 20 کیلوولت و 63 کیلوولت بوده است که در 20 کیلوولت به صورت تکی و در 63 کیلوولت به صورت جفت استفاده می‌شده است، در تیرهای چوبی از سه نوع چوب متفاوت با توجه به شرایط کلانـی بهر‌ه‌ برده می‌شده است:

الف) تیر چوبی از جنس کاج

ب) تیر چوبی از جنس سرو آزاد

ج) تیر چوبی شاه بلوط (کج و معوج)

که بیشترین کاربرد را تیر چوبی از جنس کاج داشته است.

 

2) تیرهای سیمانی:

این تیرها بیشترین کاربرد را در شبکه توزیع دارد که دارای اندازه‌های مختلف از لحاظ طول و قطـر می‌باشد، که با توجه به نوع استفاده در شبکه فشار ضعیف و متوسط تقسیم‌بندی می‌گردند.

تیرهای سیمانی از سیمان مسلح ساخته می‌شود و برای فشار ضعیف و متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرد. تیرهای سیمانی را بر حسب کششی که می‌توانند در انتهاب بالای تیر (25 سانتیمتر رأس نیز) تحمل کنند طبقه‌بندی می‌کنند.

زمانی که گفته می‌شود تیر 200/9 و 400/9 منظور آن است که این تیر در قسمت بالا و در فاصله 25 سانتیمتری از رأس تیر می‌تواند 200 یا 400 کیلوگرم نیرو را تحمل کند.

انواع تیرهای سیمانی فشار ضعیف:

تیر 200/9 :

این تیرها که به تیرهای میانی معروف می‌باشند دارای 9 متر طول بوده که در قسمت میانی یک Section واقع گردیده و وزن سیم‌ها را تحمل می‌کند.

تیر 400/9 :

 این تیرها قابلیت تحمل بیشتری داشته و در انتهای فواصل کوتاه به عنوان تیر انتهایی و در زوایا تک‌فاز و سه فاز (زاویه کوچک) استفاده می‌گردد.

تیر 800/9 :

 این تیرها قویترین تیر در شبکه فشار ضعیف است و معمولا" در مواردی به کار می‌رود که نیاز است فشار زیادی را تحمل کند، در شبکه سه فاز در زوایای تند و همچنین در انتهای خط سه فاز کاربرد دارد. همچنین در اسپن‌های طولانی و جاهایی که انشعابات تک‌فاز واقع بر مسیر اصلی می‌گردد.

 

انواع تیرهای سیمانی فشار متوسط:

نظر به اینکه شبکه فشار متوسط دارای میدان قوی‌تر می‌باشد، باید با توجه به احتمال خطر و در نظر گرفتن حریم‌های بیشتر بایستی از تیرهای بلندتر بهره برد.

تیر 200/12 :

به تیرهای میانی در شبکه فشار متوسط معروف بوده و وزن سیم را در طول یک Section تحمل می‌کند، این تیرها دارای 12 متر طول می‌باشند.

تیر 400/12 :

 در شبکه فشار متوسط در زوایای کم و همچنین در جاهایی که کشش کمی وجود دارد،‌ استفاده می‌شود.

تیر 800/12 :

 این تیر قوی‌ترین تیر در شبکه فشار متوسط است که در انتهای خط و زوایای تند و در آرایش H و همچنین در مواردی که از یک فیدر اصلی انشعاب خارج گردد، استفاده می‌شود.

 

تیرهای سیمانی 14 متـر:

تیر 400/14 :

 در مواردی که در یک شبکه احتیاج به ارتفاع بالاتر برای عبور خط داشته باشیم که با مشکل حریم مواجه نگردیم. از تیرهای 14 متری استفاده می‌گردد.

تیر 800/14 :

 این تیرها که قوی‌ترین نوع تیر از لحاظ ارتفاع و قدرت تحمل است برای عبور دو مداره از روی جاده و همچنین برای رفع حریم تیرهای زیرخط استفاده می‌گردد. در صفحات بعدی نمای ظاهری و اطلاعات استاندارد برای تهیه تیرهای سیمانی و فلزی و اندازه‌های استاندارد آن‌ها نشان داده شده است.

 

3)تیرهای فلزی:

این تیرها در اندازه‌های مختلف از لحاظ طول و قدرت تحمل با توجه به شرایط مورد استفاده ساخته می‌شود و بیشتر در جاهایی که امکان استفاده از تیرهای سیمانی موجود نیست. (شیب دره، بالای کوه و . . . ) استفاده می‌گردد. از این تیرها همچنین در روشنایی معابر استفاده می‌گردد.

الف) کراس آرم چوبی:

این کراس آرم از خیلی وقت پیش برای خطوط تلفن، تلگراف و توزیع برق استفاده می شده است و عموماً از درخت صنوبر و کاج ساخته می شود و معمولاً برای استحکام و دوام بیشتر کراس آرم چوبی را با روغن یاپنتا کلروفنل بصورت اشباع در می آوردند و خاصیت عایقی آن از نظر کار کردن افراد روی شبکه از جهت ایمنی بسیار مهم است و توسط بریس به تیر محکم می شوند.

ب) کراس آرم فلزی:

این کراس آرم جهت تیرهای بتونی و فولادی بکار می رود و از نبشی با بالهای مساوی ساخته می شود که توسط بریس یا باز و به تیر محکم می گردد.


کراس آرم ال آرم :

در اصطلاح انگلیسی به کنسول (کراس آرم) ال آرم و پرچمی ساید آرم گفته می شود.

ساید آرم یعنی کنسولهایی که کاملاً در یک طرف تیر بسته می شوند این کنسولها بیشتر برای رفع موانع به کار می روند و در کوچه ها و جاهایی که پایه نزدیک ساختمان است و امکان استفاده از کراس آرم معمولی نیست (تخت و مثلثی) بدلیل نزدیک شدن فازها به ساختمان یا مانع دیگر از این کراس آرم استفاده می کنند.


کراس آرم پرچمی :

همچنین در جاهایی که فضای کافی جهت نصب کراس آرم معمولی نیست نظیر کوچه های کم عرض و یا جاهایی که در یک طرف درختکاری شده است می توان از کنسولهای پرچمی استفاده کرد.


کراس آرم دوبله :

در جاهایی که نیروی کشش وارده روی کراس آرم بیشتر از حد معمول است و یا اسکلت استوارتری مورد نیاز باشد از کراس آرم دوبله استفاده می شود. به این ترتیب که هر طرف پایه یک کراس آرم بسته می شود. این کشش اضافی بیشتر درانتهای خطوط در زوایا و سرپیچها ایجاد می گردد و کراس آرم دوبله باعث     می گردد که نیروهای وارده بین هر دو کراس آرم و نیز دو مقره سوزنی و پایه های مقره های مربوط و هر دو سیم اصلی تقسیم گردد. و به این ترتیب نیروهای مکانیکی وارده را تحمل نماید.

 

اتریه :

برای نگهداری مقره چینی و سیم فشار ضعیف از اتریه روی پایه نصب می شود استفاده می کنند و شامل سه قطعه است: بدنه اتریه، پین و اشپیل.

1 – بدنه اتریه :شامل تسمه ای می باشد از جنس فولاد گالوانیزه که ضخامت آن به 5 میلیمتر می رسد و پهنای آن 50 میلیمتر و تسمه به شکل D می باشد که دارای دو سوراخ یکی در لبه بالایی و دیگری در لبه پایینی اتریه می باشد. دهانه اتریه 86 میلیمتر و طول دو ضلع بالایی و پایینی هر کدام 96 میلیمتر است.

2 – پین : از جنس فولاد گالوانیزه است و طول آن 15 میلیمتر و قطر آن 16 میلیمتر میباشد.

3 – اشپیل :از جنس برنز می باشد.