موضوع مقاله: مقره | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # مقره | مقدمه: در خطوط انتقال نیرو لازم است هادی‌های تحت ولتاژ به نحوی از برج‌ها ایزوله شوند و برای این کار از مقره‌ها استفاده می‌شود. | ## بخش 1: مقره | 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. در عمل عایق کامل وجود ندارد، بنابراین مواد دی‌الکتریک با ثابت دی‌الکتریک بالا را عایق الکتریکی می‌نامند. 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. برخی مواد همچون شیشه یا پلی تترافلوئورواتیلن، عایق‌های الکتریکی بسیار خوبی هستند. با وجود اینکه مواد دیگر ممکن است مقاومت الکتریکی پایین‌تری داشته باشند، مواد بسیار دیگری هم هستند که برای عایق‌بندی سیم‌کشی برق و کابل‌ها به اندازهٔ کافی مناسبند. این‌گونه مواد می‌توانند به عنوان عایق‌هایی کاربردی و ایمن برای ولتاژهای پایین یا متوسط (صدها یا حتی هزاران ولت) بکار روند. نشستن گردوغبار بر روی ترانسفورماتور و مقره‌ها به همراه رطوبت، موجب حالت عایق مانندی روی تأسیسات برق شده و موجب قطع برق می‌شود. جنس مقره‌ها و طراحی شکل آن‌ها متداول‌ترین جنس مقره‌های مورد استفاده در صنعت برق عبارتند از مقره‌های چینی این مقره‌ها از ترکیبات آلکالین و سیلیکات آلومینیوم و پودر کوارتز ساخته شده‌است. مقره‌های چینی چندین نوع می‌باشند که انواع آن‌ها بشقابی، سنجاقی و مقره‌های یکپارچه می‌باشد که مقره‌های بشقابی در تیرهای انتهایی و میانی و مقره سنجاقی و یکپارچه فقط در تیرهای میانی استفاده می‌شوند. مقره‌های شیشه‌ای از شیشه نیز در ساخت مقره‌ها استفاده می‌شود ولی به دلیل پایین بودن استقامت مکانیکی شیشه لازم است به طریقی آن را تقویت نمود. یک روش، سرد کردن سریع شیشه پس از شکل‌دادن آن می‌باشد که با این روش سطح خارجی مقره سخت شده، موجب افزایش استقامت مکانیکی آن می‌شود. اشکال این نوع مقره‌ها این است که در مقابل ضربات مستقیم شکننده می‌باشد و با کوچکترین ضربه مستقیم، مقره کاملاً خرد می‌شود. مقره‌های پلاستیکی این مقره‌ها از جنس پلاستیک و از ترکیبات شیمیائی اتیلن، پروپیلن و رزین می‌باشد. | ## بخش 2: مقره | مزیت این مقره‌ها در دفع خوب آب می‌باشد زیرا پلاستیک این مزیت را دارد که قطرات آب روی سطح آن جاری نمی‌شود تا با قطرات دیگر ترکیب شده مسیری را برای هدایت قوس فراهم کند. مقره‌های رزینی مقره‌های عایق الکتریکی مانند تمام مواد عایقی دیگر برای عایق کردن تجهیزات الکتریکی از یکدیگر و همچنین عایق کردن هادی‌های الکتریکی از بدنه تجهیزات استفاده می‌کند. ولی این ماده نواقصی داشت مانند اینکه بسیار شکننده بود، اتصال قطعات فلزی به یکدیگر در موارد استفاده از پرسلن بسیار مشکل ساز و سخت بود و همچنین از نظر طراحی و ابعادی مقره‌های پرسلن یا چینی نواقص زیادی را در بر داشتند. بعد از سال ۱۹۲۵ با ظهور مواد مصنوعی در بازارهای جهانی تغییرات به سرعت بوجود آمدند و اپوکسی رزین جای خود را به چینی در ساخت مقره‌ها داد که باعث مقاومت بیشتر مقره و همچنین دقت بیشتر در طراحی آن ها گردید. مقاومت مکانیکی پرسلن در مقابل اپوکسی رزین چند برابر کمتر است و همچنین هنگام نصب و حمل و نقل و مقاومت عایقی در شرایط اتصال کوتاه در مقره‌های اپوکسی بسیار بالاتر از مقره‌های چینی می‌باشد. در مقره‌های اپوکسی تمام قطعات فلزی زیر پوشش اپوکسی رزین قرار می‌گیرند و به اشکال مختلف قابل طراحی هستند. طراحی شکل مقره‌ها و اندازه آن‌ها ولتاژ اعمالی بر مقره‌ها و عملکرد آن در مقابل اضافه ولتاژها شکل و فرم مقره را تعیین می‌نماید. شکست الکتریکی بر روی مقره‌ها به دو صورت انجام می‌گیرد که به اصطلاح منجر به پنچر شدن مقره می‌شود. در داخل مقره جرقه‌ای زده شده و موجب سوراخ شدگی و از بین رفتن خاصیت عایقی مقره می‌شود. تخلیه در سطح عایق صورت می‌گیرد و جرقه‌هایی در سطح آن زده می‌شود و به این ترتیب ارتباط الکتریکی در طرفین عایق برقرار می‌شود؛ که رطوبت و آلودگی در سطح مقره در این نوع تخلیه تأثیر گذارند. مواردی که در ساخت مقره رعایت می‌شود به شرح زیر است: سطح مقره باید کاملاً صاف و صیقلی باشد تا امکان نشستن گرد و غبار و آلودگی روی آن به حداقل برسد. سطح مقره باید این قابلیت را داشته باشد که هنگام ریزش باران شسته شود و باران روی آن نماند. طول خزشی مقره عبارت است از کوتاهترین مسیری که لازمست جرقه برای رسیدن از ابتدا تا انتهای مقره طی کند. افزایش این مسیر موجب سنگین شدن مقره می‌شود، بنابراین مقره را به صورت دندانه دندانه می‌سازند و به این ترتیب طول مقره کوتاهتر می شود ولی مسیر عایقی آن افزایش می‌یابد. چون تخلیه نوع اول موجب از بین رفتن مقره می‌شود باید به هر شکل ممکن از آن جلوگیری کرد. برای این کار باید فاصله بین قسمت‌های فلزی بالا (cap) و پایین (pin) به اندازه‌ای انتخاب شود تا قبل از وقوع جرقه در داخل مقره، جرقه سطحی زده شود و از تولید جرقه در داخل مقره جلوگیری شود. | ## بخش 3: مقره | نوع مقره باید با توجه به شرایط محیطی انتخاب شود و همچنین مسائل اقتصادی نیز در نظر گرفته شود. این مقره‌ها به صورت یک‌شیاره یا دوشیاره می‌باشند و بیشتر در ولتاژهای توزیع (منظور ولتاژهای فشار ضعیف ۲۲۰تا۴۰۰ولت می‌باشد) کاربرد دارند. جهت ارتباط این نوع مقره‌ها با پایه فلزی، از یک فلز نرم‌تر به عنوان رابط استفاده می‌شود تا حرکات و تنش‌های ناگهانی باعث شکسته شدن مقره نشود. مقره بشقابی این نوع مقره از جنس شیشه یا چینی و به شکل دیسک بوده و از نظر کاربرد نیز رایج‌ترین مقره در خطوط هوایی انتقال انرژی می‌باشد. این مقره‌ها به صورت زنجیره مقره استفاده می‌شوند که تعداد دیسک‌ها در زنجیر مقره بستگی به سطح ولتاژ، محل استفاده و اضافه ولتاژ دارد. ارتباط این دیسک‌ها با دیسک دیگر توسط دو قطعه فلزی که با پودر سیمان و شیشه و چسب مخصوص به مقره محکم می‌شود، صورت می‌گیرد. این نوع مقره بسته به نحوه اتصال به یکدیگر و با توجه به شکل آن‌ها در انواع مختلف وجود دارد. در این مقره شیارهای پایین بزرگتر از شیارهای مقره‌های معمولی می‌باشد؛ ولی وزن آن‌ها زیادتر بوده و موجب افزایش نیروی مکانیکی روی برج می‌شود. به علت فاصله خزشی کم این نوع مقره، جهت حفظ ایزولاسیون در زنجیر مقره از تعداد بیشتری از این نوع استفاده می‌شود که اینکار باعث افزایش هزینه خواهد بود. از این نوع مقره در ترانس‌ها استفاده می‌شود که محل اتصال مقره به ترانس دارای قطر بیشتری است. با توجه به سطح ولتاژ و نیروی مکانیکی نحوه اتصال و تشکیل زنجیره مقره‌ها متفاوت و به شرح زیر است. زنجیره مقره آویزی دوبل (II - String): در این فرم جهت بالا بردن استقامت مکانیکی، دو ردیف زنجیری مقره به موازات یکدیگر و به شکل II مورد استفاده قرار می‌گیرد. زنجیره مقره آویزی V شکل (V - String): در مناطق با سرعت باد زیاد، نوسانات بوجود آمده بر روی زنجیره مقره و در نتیجه انحراف بیش از حد آن می‌تواند منجر به کاهش فاصله ایزولاسیون گردیده و در نتیجه بروز قوس الکتریکی و اختلال در برق رسانی را به دنبال آورد. جهت جلوگیری از این مشکلات در این مناطق از زنجیری مقره V استفاده می‌شود تا از نوسانات زنجیره مقره جلوگیری شود. اما در مواردی که به دلیل زاویه خط نیاز به بازوهای متفاوت باشد، می‌توان با کاهش یا افزایش طول یک بازو به این حالت دست پیدا کرد. | ## جمع‌بندی | این زنجیره مقره‌ها می‌توانند به صورت دوبل یا سه تایی یا بیشتر مورد استفاده قرار گیرند که انتخاب آن بستگی به تعداد هادی‌های هر فاز و همچنین شرایط بارگذاری و نوع مقره دارد.