تعریف مقره در الکترونیک

تعریف مقره در الکترونیک:
در سیستم های قدرت، از مقره الکتریکی (Electrical Insulator) برای جلوگیری از گذر جریان های ناخواسته به زمین استفاده می شود.

مقره نقش مهمی در سیستم های الکتریکی ایفا می کند. در حقیقت، مقره یک مسیر بسیار مقاومتی است که عملاً جریانی از آن عبور نمی کند.

در سیستم انتقال و توزیع، هادی های هوایی عموماً روی دکل ها یا تیرها قرار می گیرند. دکل ها و تیرها، هر دو، به طور مناسب زمین می شوند.

بنابراین، مقره باید بین دکل یا تیر و هادی های حامل جریان قرار گیرد تا از عبور جریان هادی ها به زمین (از طریق بدنه دکل ها یا تیرها) جلوگیری شود.

در واقع، برای نگه داشتن هادی های الکتریکی فشارقوی که دارای ولتاژ های بسیار بزرگی هستند از مقره های فشار قوی استفاده می شود.

مقره ها دو وظیفه مهم برعهده دارند:

وظیفه مکانیکی: مقره ها دارای استقامت مکانیکی بوده و قادرند بارها و نیروهای مکانیکی را تحمل کنند.

وظیفه الکتریکی: مقره ها می توانند ولتاژهای بزرگ کاری و نیز ولتاژ های ضربه و رعد و برق را تحمل کنند؛ به طوری که در بدترین شرایط رطوبت، باران و آلودگی و بروز صاعقه با ولتاژ های بالا، دچار شکست الکتریکی نمی شوند.

مقره های فشارقوی باید ویژگی هایی از قبیل استقامت الکتریکی و مکانیکی بالا، نداشتن ناخالصی و حفره های داخلی، استقامت در برابر تغییرات درجه حرارت و عدم تغییر شکل، ضریب اطمینان بالا، ضریب تلفات عایقی کم و مقاومت در برابر نفوذ آب و آلودگی ها داشته باشند.

شکست الکتریکی مقره ممکن است در اثر تخلیه الکتریکی در هوای اطراف مقره، تخلیه الکتریکی سطحی از طریق گرد و غبار و یا تخلیه الکتریکی از داخل مقره ایجاد شود.

عجیب نیست اگر گفته شود که ضریب اطمینان سیستم های قدرت، به ضریب اطمینان مقره ها و کیفیت آن ها بستگی دارد.

علت اصلی خرابی مقره های هوایی، تخلیه الکتریکی است که بین خط و زمین در شرایط غیرعادی ولتاژ سیستم رخ می دهد.

در طول تخلیه الکتریکی، گرمای زیاد ناشی از قوس الکتریکی، سبب سوراخ شدن بدنه مقره می شود. با توجه به این پدیده، موادی که در مقره ها به کار می روند باید ویژگی های خاصی داشته باشند.

موادی که برای اهداف عایقی به کار می روند، ماده عایق کننده نامیده می شوند.

برای آنکه از این ماده ها به صورت بهینه استفاده کنیم، باید ویژگی های خاصی داشته باشند که عبارتند از:

• از نظر مکانیکی به اندازه کافی قوی باشند تا تنش و وزن هادی را تحمل کنند.
• برای مقاومت در برابر فشارهای ولتاژ در سیستم ولتاژ قوی باید از قدرت دی الکتریک بسیار بالایی برخوردار باشند.
• برای جلوگیری از نشت جریان در زمین، باید از مقاومت عایق بالایی برخوردار باشد.
• خصوصیات فیزیکی و الکتریکی آن ها باید کمترین تأثیرپذیری را از تغییرات دما داشته باشد.

هر واحد یا بشقاب از مقره برای ولتاژ پایین (معمولاً 11 کیلوولت) طراحی می شود. بسته به ولتاژ کاری، تعداد بشقاب های مطلوب را می توان با یکدیگر سری کرد.

آسیب دیدگی هر کدام از بشقاب ها منجر به آسیب دیدن کل رشته نخواهد شد، زیرا می توان بشقاب آسیب دیده را جایگزین کرد.

چند مورد از اصطلاحات مربوط به مقره ها به شرح زیر است:

خط فراری (فاصله خزش) یا مسیر خزشی:
کوتاه ترین مسیر روی سطح مقره که ارتباط هادی را با بدنه برقرار می کند.

شکست الکتریکی در مقره ها:
تخلیه بین هادی و بدنه از طریق هدایت سطحی (به علت کثیف بودن، آلودگی و مرطوب بودن) شکست الکتریکی نام دارد.

ولتاژ شکست مقره:
مقدار ولتاژی است که باعث شکست در مقره خواهد شد.

برخی از آزمایش هایی که روی مقره ها انجام می شود، به شرح زیر است:

• بررسی سیستم قفل و بست.
• کنترل مقدار وزن مقره ها و ابعاد قسمت های مختلف آن ها.
• آزمایش سیکل حرارتی.
• آزمایش حداکثر تحمل بار الکترومکانیکی (فقط برای مقره های شیشه ای).
• آزمایش حداکثر تحمل بار مکانیکی.
• آزمایش شوک حرارتی (فقط برای مقره های شیشه ای).
• آزمایش تحمل ولتاژ در برابر سوراخ شدن.
• آزمایش تخلخل یا وجود حفره (فقط برای مقره های چینی).
• آزمایش میزان گالوانیزه بودن قسمت های فلزی مقره.