دانلود مقاله شبکه انتقال برق

فصل اول : تعریف شبکه هرگاه به وسیله سیم کشی ، چند مصرف کننده یا چند دسته از آنها از جریان برق استفاده کنند سیم کشی را شبکه نامند.

شبکه توزیع : شبکه توزیع ، انرژی مورد نیاز مشترکین خانگی ، تجاری و برخی از صنایع کوچک را تأمین می‌کند.

شبکه های الکتریکی از نظر های مختلف شبکه های الکتریکی از نظر طبیعت ، از نظر تعداد سیم ، از نظر نوع اتصال و از نظر ساخت به شرح زیر تقسیم بندی می شوند: شبکه های الکتریکی از نظر طبیعت شبکه های الکتریکی از نظر طبیعت به شبکه های جریان متناوب (AC) و شبکه های جریان مستقیم (DC) تقسیم می گردند.

شبکه های الکتریکی از نظر تعداد سیم تقسیم بندی شبکه های الکتریکی از نظر تعداد سیم به طور متداول به شرح زیر است: الف- شبکه های توزیع جریان مستقیم شبکه های توزیع جریان مستقیم مطابق شکل های(..........) به ترتیب دو سیمه و سه سیمه می باشند در شبکه سه سیمه جریان مستقیم ، اختلاف پتانسیل بین دو سیم خارجی دو برابر اختلاف پتانسیل بین یک سیم خارجی و سیم میانی است .

شکل – شبکه دو سیمه جریان مستقیم شکل- شبکه سه سیمه جریان مستقیم ب- شبکه های توزیع جریان متناوب فشار ضعیف (220 ولت تک فاز یا 380 ولت سه فاز ) شبکه های توزیع فشار ضعیف به صورت دو سیمه‌، سه سیمه ، چهار سیمه واغلب به صورت پنج سیمه مطابق شکل های ( ........) احداث می گردند.

شکل – شبکه دو سیمه‌جریان متناوب (220ولت ) شکل– شبکه سه سیمه‌جریان متناوب شکل – شبکه فشار ضعیف چهار سیمه شکل – شبکه فشار ضعیف پنج سیمه در شبکه پنج سیمه ترتیب قرار گرفتن سیم ها زا بالا به پایین سیم نول ،سیم معابر و پس از آن سه فاز است به دلیل وجود صاعقه ( رعد و برق ) سیم نول را بالاتر از همه قرار می دهند تا توسط سیم نول رعد و برق ایجاد شده به زمین منتقل گردد و صاعقه اثری روی فازهای دیگر نگذارد.

اختلاف پتانسیل بین دو فاز در شبکه فشار ضعیف 380 ولت و اختلاف پتانسیل بین یک فاز و نول 220 ولت می باشد شبکه های توزیع 20 کیلو ولت ( فشار متوسط ) شبکه های توزیع 20 کیلو ولت به صورت سه فاز مطابق شکل (...) می باشند حداقل ارتفاع شبکه 20 کیلو ولت تا زمین 4/5 متر است ولی برابر استاندارد وزارت نیرو مقدار آنرا 5/6 تا 5/7 متر در نظر می گیرند زیرا احتمال نصب شبکه فشار ضعیف زیر شبکه فشار متوسط وجود دارد و همچنین به خاطر عبور و مرور زیاد بایستی فاصله آزاد سیم تا زمین بیشتر شود .

شکل – شبکه توزیع 20 کیلو ولت فصل دوم : سیم های هوائی و کابلهای زمینی و متعلقات مربوطه در این فصل سیم های هوائی و متعلقات مربوطه همچنین کابلهای زمینی و متعلقات مربوطه به شرح زیر مورد بررسی قرار می گیرند.

هادی ها ارتباط مولد و مصرف کننده فقط از طریق اجسام هادی ( فلزات ) امکان پذیر می باشد بنابراین هادیها یکی از اجزاء اصلی شبکه محسوب می گردند یک هادی خوب بایستی دارای مشخصات زیر باشد : دارای قابلیت هدایت الکتریکی بالا ( یا مقاومت ویژه کم ) باشد دارای استحکام مکانیکی زیاد باشد انعطاف پذیر باشد استقامت شیمیایی داشته باشد .

اقتصادی بوده و فراوان باشد .

مس و آلومینیوم از جمله فلزاتی هستند که دارای مشخصات فوق می باشند .

-مس چون چگالی جریان هادی مسی زیاد است برای یک جریان نامی معین سطح مقطع کوچکتری داشته و در نتیجه در خطوط هوائی سطح کمتری در برابر فشار باد خواهد داشت .

استقامت کششی آن را می توان با افزودن مقدار کمی ( حدود 1%) کادمیوم بالا برد سه نوع سیم مسی در شبکه های برق به شرح زیر مورد استفاده قرار می گیرد .

الف – مس سخت یا زده شده که دارای مقاومت مکانیکی بالا بوده و حداقل مقاومت کششی آن می باشد بار مکانیکی مجاز مس سخت 14 تا است ب- مس نیمه سخت دارای مقاومت مکانیکی و قابلیت هدایت نسبتاً‌خوبی بوده و مقاومت مکانیکی آن در حد گسیختگی می باشد در شبکه های فشار ضعیف با توجه به اینکه جریان زیاد می باشد مقرون به صرفه تر است که از مس سخت و یا مس نیمه سخت به صورت هادیهای لخت استفاده شود .

پ- مس نرم که از آن برای محکم کردن سیم روی مقره َ( اصلی نمودن سیم روی مقره ) استفاده می گردد.

هادی های مسی بصورت افشار یا مفتولی بوده که سطح مقطع نوع مفتولی آن معمولاً تا حداکثر 10 میلی متر مربع است .

آلومینیوم آلومینیوم هادی دیگری است که در شبکه های الکتریکی از آن استفاده می شود از آنجائیکه وزن مس نسبت به آلومینیوم بیشتر است مس در اسپانها فلش ( شکم ) بیشتری ایجاد نموده و در نتیجه هزینه پایه ها را بالاتر می برد بنابراین در خطوط انتقال انرژی اقتصادی تر است که از آلومینیوم استفاده گردد.

قابلیت هدایت الکتریکی آلومینیوم از مس کمتر ولی قیمت آن ارزانتر است تأثیر عوامل جوی و رطوبت بر روی آن به مراتب بیشتر از مس بوده و در هوای مرطوب زود اکسیده می شود .

استحکام مکانیکی آلومینیوم از مس کمتر است حداکثر مقاومت کششی آن بوده و بار مکانیکی مجاز آن می باشد از این رو برای افزایش استحکام مکانیکی آلومینیوم آن را به صورت آلیاژ با آلومینیوم فولاد به شرح زیر بکار می برند: الف _ آلملک این فلز که در آلمانی به آلدرای معروف است از آلیاژی به مقدار 3/98% آلومینیوم و بقیه از منیزیم و سلیسیم تشکیل می شود قابلیت هدایت الکتریکی آلملک 10% از آلومینیوم خالص کمتر ولی استحکام مکانیکی آن خیلی زیادتر می باشد .

ب- آلومینیوم فولاد (ACSR) هادی الومینیوم فولاد از یک یا چند مغز فولادی تشکیل شده که اطراف آن رشته های آلومینیومی قرار دارند.

مغز فولادی برای افزایش استحکام مکانیکی و رشته های آلومینیومی به منظور هدایت الکتریکی است بمنظور جلوگیری از زنگ زدگی و همچنین خوردگی بین سیم های فولادی و آلومینیومی بایستی از فولاد گالوانیزه استفاده شود لازم به ذکر است که هادی آلملک نسبت به هادی آلومینیوم فولاد دو عیب دارد : اول اینکه قابلیت استنباط آن بیشتر است بنابراین مجبوریم پایه های بلندتری انتخاب کنیم دیگر اینکه سبکتر از الومینیوم فولاد می باشد در نتیجه در مقابل باد انحراف بیشتری داشته و بنابراین بایستی از اسپان های ( فاصله افقی بین دو پایه ) کوتاه تری استفاده گردد.

در جدول () برخی از پارامترهای سیم های آلومینیوم و مس با یکدیگر مقایسه شده اند.

مخصوصاً در مقاطع بزرگ به صورت چند رشته ای می سازند جهت چرخش هر لایه در هادیهای چند رشته ای بر خلاف لایه های مجاور می باشد تا از باز شدن رشته ها جلوگیری شود تعداد رشته ها در هادیهای چند رشته ای از فرمول زیر محاسبه می گردد: که معمولاً 61.37.19.7 و غیره خواهد بود در فرمول فوق A تعداد رشته ها و k تعداد لایه ها می باشد .

نکته 2: برای اتصال سیم آلومینیوم و سیم مس باید از کلمپ بی متال استفاده شود در غیر اینصورت در اثر رطوبت یک پیل برقی با مدار بسته ای بوجود می آید که قطب مثبت آنرا مس و قطب منفی آنرا آلومینیوم تشکیل می دهد و در نتیجه باعث می گردد که پس از مدتی در اثر عبور جریان هادی آلومینیوم خرده شود .

نکته 3: اگر در موقع سیم کشی فشار قوی حلقه سیم ACSR کم بیاید و لازم شود مقداری سیم از قرقره دیگر به آن متصل شود و یا اینکه موقع تعمیر و نوسازی خطی در اثر چیدن خط مقداری از سیم کوتاه شود و به سیم گیر نرسد و یا بدلایلی نظیر باد و طوطفان سیم های شبکه بریده شود در اینصورت باید مقداری سیم به آن اضافه نمود بدین منظور ، جهت اتصال دو سیم از بوش اسپلایس استفاده می گردد.

ابزار کار عبارتست از : دستگاه پرس هیدرولیکی مخصوص فولاد و آلومینیوم فک های متناسب با مقطع سیم اره آهن بر ( یا لوله بر ) برس سیمی نرم و پارچه آستری وسایل مورد نیاز : بوش آلومینیومی بوش فولادی ظرف پلاستیکی محتوی ماده خمیری شکل مخصوص میخ پرچ های مربوطه بوش تذکر 1- بوش اسپلایس ها تا سطح مقطع 70 میلیمتر مربع بدون مغز فولاد و خود دارای ماده خمیری شکل مخصوص می باشد .

تذکر 2- ماده خمیری شکل مخصوص ترکیبی است از 70% کرومات روی و 30% روغن برزک خالص تذکر 3- بوش اسپلایس را متناسب با سطح مقطع سیم مربوطه انتخاب کرده و قبل از شروع سوراخ های هر دو بوش فولادی و آلومینیومی را تمیز کنید .

دستورالعمل استفاده از بوش اسپلایس در پیوست 1آمده است .

انواع سیم گیر انواع سیم گیرعبارتند از : الف- سیم گیر سه پیچ جهت سیم های آلومینیوم فولاد تا مقطع 70 میلیمتر مربع ب- سیم گیر پنج پیچ جهت سیم های آلومینیوم فولاد از مقطع 70 میلیمتر مربع به بالا - قطعات یک سیم گیر قطعات سیم گیر عبارتند از : الف – بدنه سیم گیر که جنس آن از آلومینیوم می باشد ب – مغزی پ – پیچ یو(U) شکل ت-واشر فنری ث – پین ج – اشپیل پایه ها پایه ها وسایلی هستند که سیم های هوایی را از دسترس دور نگهداشته و برای حمل این سیم ها به کار می روند.

طول پایه با در نظر گرفتن فاصله آزاد سیم از زمین انتخاب می شود واین فاصله نباید از مقدار استاندارد کمتر گردد.

پایه بایستی دارای خواص زیر باشد .

از نظر مکانیکی قوی بوده و دارای ضریب اطمینان 5/2 تا3 باشد .

پایه باید بدون کم شدن مقاومت آن ، از نظر وزن سبک باشد .

ارزان باشد دارای عمر طولانی ( بادوام ) باشد برای نصب یا مونتاژ تجهیزات خطوط ، دسترسی به آنها آسان باشد دارای شکل ظاهری خوبی باشد پایه ها به سه دسته چوبی ، بتونی و فولادی تقسیم می شوند.

پایه های چوبی : در شبکه های فشار ضعیف و فشار متوسط و درجائی که چوب فراوان است از این پایه ها می توان استفاده نمود در شبکه فشار متوسط که به استحکام و مقاومت بیشتری نیاز می باشد از بازوها یا بریس هائی ( بست ) که به شکل (×) می باشند بعنوان پشت بند استفاده می گردد همچنین در شبکه های بیست کیلو ولت در صورتیکه به دلیل دره های عریض و طویل اسپان بلندی انتخاب شده باشد پایه های چوبی را در دو طرف اسپان مربوطه به شکل H بکار می برند و معمولاً‌تیرهای هر دو طرف را دادند می نمایند.

پایه های چوبی دارای مزایای زیر می باشند : پایه های چوبی عایق طبیعی خوبی هستند در مناطقی که چوب فراوان می باشد ارزانتر تمام می شود بعلت سبکی آنها حمل و نقل آنها آسانتر است .

تذکر : پایه های چوبی باید راست و قوی و مخروطی شکل و بدون گره باشند .

انواع پایه های چوبی سه نوع چوبی که در جهان و در ایران نیز برای پایه های خوبی استفاده می شود عبارتند از : الف – درخت سور آزاد با دوام ترین نوع پایه بوده و پر از گره های کوچک می باشد ولی سبک ، محکم و نسبتاً راست و مخروطی شکل است .

ب- درخت شاه بلوط پایه ای محکم و با دوام و دارای گروه هائی کمتر از سرو بوده ولی کج و ناصاف می باشد چوب های سر و و شاه بلوط به کندی می پوسند درخت کاج درخت کاج معمولاً به رنگ زرد و مخروطی شکل است و به خاطر ظاهر خوب و استقامت کافی ، بیشتر از دو نوع چوب دیگر مورد استفاده قرار می گیرد .

اشباع پایه های چوبی : وجود دائمی رطوبت هوا و مواد شیمیایی خورنده در زمین باعث می شود که پایه ها به تدریج پوسیده شوند برای جلوگیری از فساد پایه ها و خوردن موریانه و حشرات موزی داخل خاک، بایستی آنها را به وسیله یک ماده محافظت کننده به صورت اشباع در آورد برای اشباع پایه ها بیشتر از روغن قطران و یا پنتاکلروفنل استفاده می کنند این مواد به طور متوسط عمر پایه های چوبی را دو برابر می کنند طبقه بندی پایه های چوبی پایه های چوبی را بر حسب حداقل محیط یا قطر در 30 سانتیمتری از رأس تیر و حداقل محیط با قطر در 183 سانتیمتر ازانتهای تیر به هفت طبقه تقسیم می کنندجدول 2 برای اینکه تیری در یک طبقه قرار گیرد بایستی حتماً هر دو شرط را تواماًداشته باشد طبقه های 1و2 را تیر چوبی سنگین و طبق های 3و 4 را تیر چوبی نیمه سنگین و طبقه های 5و6و 7 را تیر چوبی سبک می نامند ضمناً یک سنگین ترین و طبقه هفت سبکترین یا لاغرترین تیر چوبی می باشد .

پایه های چوبی را بر حسب حداقل محیط یا قطر در 30 سانتیمتری از رأس تیر و حداقل محیط با قطر در 183 سانتیمتر ازانتهای تیر به هفت طبقه تقسیم می کنندجدول 2 برای اینکه تیری در یک طبقه قرار گیرد بایستی حتماً هر دو شرط را تواماًداشته باشد طبقه های 1و2 را تیر چوبی سنگین و طبق های 3و 4 را تیر چوبی نیمه سنگین و طبقه های 5و6و 7 را تیر چوبی سبک می نامند ضمناً یک سنگین ترین و طبقه هفت سبکترین یا لاغرترین تیر چوبی می باشد .

جدول 2 -مشخصات تیرهای چوبی 9 و 12 متری گام پایه های چوبی عمل تراش یا بریدن قسمتی از تیر بمنظور جا دادن کراس آرم را گام می گویند در بعضی موارد این گام از یک شکاف نسبتاً مقعر به عمل 5/12 میلیمتر درست شده که برای جلوگیریاز تکان خوردن کراس آرم ایجاد می شود .

شکل 1- گام در پایه های چوبی برش معمولاً سرپایه ها را قبل از اشباع برش می دهند این عمل برای جلوگیری از تراکم یخ و برف که باعث پوسیدگی تیر می شود انجام می گیرد این برش معمولاً به دو صورت مطابق شکل های (2 الف و 2 ب) انجام می شود .

شکل 2 پایه های بتنی امروزه پایه های بتنی تقریباًجای پایه های چوبی را گرفته اند زیرا هم از نظر شکل جالب تر و هم با دوام تر می باشند این پایه هانسبت به پایه های چوبی سنگین تر بوده و حمل و نقل آنها گرانتر تمام می شود ولی از نظر مکانیکی بسیار قوی بوده و عمر بیشتری دارند.

این پایه ها بخصوص در جاهائی که عمر تیر چوبی بدلیل مواد خورنده زمین کم می باشد مورد استفاده قرار می گیرند .

تقسیم بندی تیرهای بتنی تیرهای بتنی به دو دسته تو پر و تو خالی به شرح زیر تقسیم بندی می گردند: الف) پایه های بتنی توپر پایه های بتنی تو پر از میله گردهای بلند و بتن تشکیل شده است و معمولاً به شکل H یا چهار گوش می باشند و پله هائی در قسمت های مادگی آن وجود دارد از نظر بلندی به دو دسته 9 متری و 12 متری و از نظر تحمل قدرت مکانیکی به سه دسته 200 و 400و 800 کیلوگرمی نیروئی تقسمی می شوند منظور از تیر بتنی 200کیلوگرمی این است که نیروی مجازی که می توان بر روی نری تیر در 30 سانتیمتری از رأس تیر (‌تقریباً محل اتصال کراس آرم به تیر ) وارد کرد 200 کیلوگرم نیرو می باشد که 40% نیروی نهائی تیر است .

ب) پایه های بتونی نوع توخالی پایه های بتنی تو خالی بدین ترتیب ساخته می شوند که میله گردهای مقاوم و بتن را در داخل محفظه مخروطی شکل با طول مورد نظر می ریزند و سپس بوسیله یک ماشین مخصوص مناسبی برای مدت 10 تا 15 دقیقه آنرا می چرخانند این عمل باعث می شود که بتن بوسیله نیروی گریز از مرکز بطرف خارج فشرده گردد و در داخل تو خالی شود .

پایه های بتنی تو خالی سبکتر از نوع تو پر می باشند پایه های بتنی تو خالی به شکل گرد بوده و از نظر تحمل نیروی مکانیکی به پنج دسته 200،400،600،800،1000 کیلوگرمی تقسیم می شوند در جدول (3) مشخصات پایه‌های سیمانی 9 و 12 متری داده شده است .

جدول 3- مشخصات پایه های سیمانی 9-12 در محل و نصب پایه های بتنی نکات ایمنی زیر باید رعایت شوند : هنگام بلند کردن پایه های بتنی بوسیله جرثقیل بایستی قلاب یا زنجیر در مرکز ثقل تیربسته شود .

هنگام نصب پایه بتنی نبایستی تا زمانیکه عملیات کوبیدن اطراف پایه خاتمه نیافته است جرثقیل را رها کند .

نبایستی پایه های بتنی را از سمت مادگی به روی زمین خواباند زیرا اگر زمین ناصاف باشد باعث شکستن تیر می شود .

اگر از قلاب برای بلند کردن پایه استفاده شود نبایستی یک مرتبه پایه از جا برداشته شود زیرا باعث خرد شدن بتن در محل آویز قلاب می گردد.

چون مادگی تیرهای بتنی قابلیت تحمل نریو را ندارند نبایستی از سمت مادگی در سر زوایای تند وانتهای خط استفاده شود .

پایه های فولادی در جاهائی که به قدرت زیادی نیاز باشد از پایه های فولادی استفاده می شود معمولاً پایه های فولادی به دو نوع لوله ای و یا اسکلتی ساخته می شوند، نوع لوله ای آن شامل چند قسمت لوله ای شکل است که با قطرهای مختلف روی یکدیگر سوار می شوند و نوع ساختمانی ( اسکلتی ) از چندین نبشی فولادی تشکیل شده که به یکدیگر پیچ یا جوش شده اند عمر پایه های فولادی نسبتاً زیاد است و در معرض حمله حشراتی مانند موریانه قرار نمی گیرند این پایه ها بایستی گالوانیزه باشند .

نصب پایه ها حفر چاله برای یک پایه باید به نحوی باشد که بتواند کلیه نیروها و لنگرهای وارد را تحمل کرده و پایه راهمچنین استوار در خاک نگهدارد برای حفر چاله بایستی عوامل زیر را در نظر گرفت .

اندازه طول و قطر پایه جنس زمین وزن و نیروهای کششی جنس زمین به طور کلی ، وزارت نیرو زمین ها را از نظر جنس زمین به سه دسته به شرح زیر تقسیم می کند: الف – زمین های سست که به راحتی با کلنگ کنده می شوند ب – زمین های سفت که به سختی با کلنگ کنده می شوند پ- زمین های سنگلاخ که برای کندن چاله احتیاج به دینامیت یا کمپرسور می باشد و از تخته سنگ سخت و یکپارچه تشکیل می گردند.

عمق چاله عمق چاله به وسیله طول تیر ، جنس زمین ، وزن وعوامل کششی ، تعیین می گردد معمولاً عمق چاله ها را از طول تیر در نظر می گیرند ولی می توان از فرمول تجربی زیر نیز استفاده نمود.

بطور کلی عمق چاله بایستی باندازه 10% طول کل تیر باضافه 60 سانتیمتر باشد برای تیر 9 متری :(2-2) برای تیر 12 متری : البته بایستی توجه داشت که عمق چاله در زمین های بسیار سخت و تخته سنگها لازم نیست که به اندازه عمق چاله در زمین های خاکی باشد همچنین برای نصب تیر در زمین های شنی و باتلاقی بایستی عمق چاله را بیشتر در نظر گرفت .

ابعاد گودها عمق گودال ها را می توان از فرمول تجربی زیر تعیین نمود.

که در آن h عمق گودال بر حسب سانتیمتر و l طول پایه بر حسب سانتیمتر است ابعاد گودها برای پایه های 9 متر و مهار فشار ضعیف در جدول 4) آمده است .

جدول 4- ابعاد گودها برای پایه های 9 متری و مهار فشار ضعیف ابعاد گودها برای پایه های 12 متری و مهار فشار قوی در جدول (5) آمده است جدول 5 – ابعاد گودها برای پایه های 12 متری و مهار فشار قوی طریقه نصب پایه در داخل گودال مطابق شکل بایستی پایه را در وسط گود قرار داده تا اطراف آن را بتوان با سنگ لاشه پر کرد پایه را توسط شاقول بایستی طوری تنظیم کرد که پایه عمود بر زمین باشد مثلاً برای تیرهای 9 متری که عمق گود آن 150 سانتیمتر است ابتدا حدود40 سانتیمتر از گود را با سنگ لاشه پر کرده وسپس شروع به ریختن شفته آهک یا مخلوط آب و خاک می نماییم بطوریکه پس از پرکردن خلل و فرج بین سنگ لاشه ها حدود 10 سانتیمتر روی سنگ لاشه ها را بپوشاند بهمین ترتیب سه لایه پر می کنیم تا تمام گود پر گردد و پای تیر را نیز به طور سطح شیب دار ایجاد می کنیم تا پای تیر به وسیله آب باران شسته شود .

( شکل 3) البته اگر برای نصب پایه از بتن استفاده شود پایدرای پایه به مراتب بیشتر از شفته آهک خواهد بود ولی هزینه آن بیشتر می باشد .

شکل 3- طریقه نصب پایه محاسبه خاکبرداری ؛ سنگ لاشه و مقدار آهک یا سیمان جهت پرکردن گودها در پیوست شماره 2 آمده است .

مقره ها : هادیهای شبکه های توزیع هوایی توسط عایقی که آنها را مقره می نامیم به پایه ها اتصال دارند و ازیکدیگر مجزا می شوند.

بطور کلی علت استفاده از مقره ها در شبکه‌ها بدلایل زیر است : الف – عایق کردن سیم ها نسبت به کراس آرم و پایه و در نتیجه زمین ب- عایق نمودن سیم ها نسبت به همدیگر و ایجاد فاصله ایمن بین فازها مقره ها بایستی دارای استقامت الکتریکی و مکانیکی خاصی باشند تا بتوانند علاوه بر نیروهای مختلف مکانیکی ( فشار ، کشش ، و خمش ) که به آنها وارد می شود در نامناسب ترین شرایط ( باران؛ مه ، شبنم و آلودگی ) بتوانند فشار الکتریکی واره مانند ولتاژ دائمی خط و ولتاژهای ضربه ای ( در اثر رعد و برق و کلید زنی ) را نیز تحمل کنند استقامت مکانیکی مقره ها بستگی به جنس و ضخامت عایق و استقامت الکتریکی آن بستگی به جنس ،طول و شکل مقره دارد.

انواع مقره از نظر جنس از دو نوع مقره یکی چینی و دیگر شیشه ای به شرح زیر در شبکه های توزیع استفاده می شود .

الف – مقره چینین مواد اولیه مقره چینی فلداسپات ، کائولین ( خاک چینی ) و کوارتز است که به یک نسبت معین بایستی آنهارا ترکیب نمود و طی مراحلی و در کوره های مخصوص آن را به شکل مقره مورد نظر در آورد کلیه مقره های چینی دارای پوششی از لعاب شیشه با درجه ذوب پایین هستند که به رنگ سفید یا قهوه ای یا سبز می باشد لعاب علاوه بر اینکه استقامت مکانیکی مقره را تا حدودی بالا می برد باعث صیقلی شدن سطح خارجی مقره نیز می گردد.

در نتیجه قدرت چسبندگی ذرات خارجی (‌گرد و خاک و دوده ) به آن کم می شود و در اثر باران و باد به سادگی تمیز و شسته می شود .

همچنین باعث می شود که فشار الکتریکی بطور یکنواخت در تمام سطح آن منتشر گردد.

ب- مقره شیشه ای ماده اصلی این نوع مقره شیشه سخت است این نوع مقره نسبت به نوع چینی دارای مزایایی به شرح زیر است : در مقابل لب پریدگی و قوس الکتریکی نسبت به چینی مقاومتر است تشخیص عیب ، ترک خوردگی و شکستگی در مقره شیشه ای آسانتر از مقره چینی بوده و عیب را از روی زمین می توان مشاهده نمود.

استقامت عایقی شیشه بیشتر از چینی و در حدود می باشد تحت فشار مقاومتر از چینی بوده و در مقابل کشش استقامت معادل چینی دارد.

عیب مقره شیشه ای این است که رطوبت و گرد و غبار و آلودگی براحتی روی شیشه نشسته و باعث ایجاد جریان خزنده سطحی می گردد که این عیب را می توان در مناطق مرطوب و پر گرد و غبار با طرح خاص مقره برطرف نمود.

علل شکست الکتریکی مقره علل شکست الکتریکی مقره عبارتست از: تخلیه الکتریکی در هوای اطراف مقره که بر اثر کلید زنی ( قطع و وصل کلیدها ) و یا رعد و برق بوجود می آید .

سوراخ شدن مقره که باعث تخلیه قوس الکتریکی از درون مقره می گردد.

جمع شدن کثافات و گرد و غبار در سطح خارجی مقره که باعث ایجاد جرقه در سطح مقره می شود .

انواع مقره های مورد استفاده در شبکه های توزیع در شبکه های توزیع در فشار ضعیف و فشار متوسط سه نوع مقره به شرح زیر بکار می رود .

مقره چرخی جنس مقره چرخی از چینی می باشد که روی آن لعاب داده می شود امروزه در شبکه های فشار ضعیف این نوع مقره را بیش از انواع دیگر بکار می برند و علت آن عمومی بودن شبکه های فشار ضیف می باشد که در نتیجه با استفاده از این نوع مقره کار اجرائی ساده تر می شود و شبکه خصوصیات خود را بهتر حفظ می کند شکل ...یک مقره چرخی را نشان می دهد همانطور که در شکل دیده می شود این مقره در وسط دارای سوراخی است که در تمام طول مقره وجود دارد از این سوراخ میله ای عبور می‌کند که مقره را از دو طرف یعنی از بالا و پایین در اتریه نگه می دارد توسط پیچ و مهره به پایه محکم می شود .

شکل 4- مقره چرخی برای شبکه های سه فازه 380 ولتی ولتاژ جرقه سطح خشک آن 20کیلو ولت ولتاژ جرقه سطح مرطوب 8 کیلو ولت مقره چرخی بر دو نوع می باشد .

مقره چرخی اس 80 و مقره چرخی اس 120مشخصات این دو نوع مقره در جدول های 6و 7 آمده است .

مقره چرخی اس 80 برای سیم های مسی تا مقطع 50 میلیمتر مربع بکار رفته و مقره چرخی اس 120 برای سیم های مسی با مقطع 50 میلیمتر مربع به بالا بکار می رود .

جدول 6- مشخصات مقره چرخی اس 80 جدول 7- مشخصات مقره چرخی اس 120 در شکل 5 پایه بتونی فشار ضعیف با مقره چرخی نشان داده شده است سیم ها به ترتیب از بالا به پایین سیم نول ، سیم معابر ( سیم فاز شب ) ، سیم فاز یک ( R) سیم فاز دو (S) و سیم فاز سه ( T) می باشند ولتاژ جرقه سطح خشک مقره چرخی 20 کیلو ولت و ولتاژ جرقه سطح مرطوبش 8 کیلو ولت می باشد این مقره همانطور که گفته شد در شبکه های سه فاز فشار ضعیف 380 ولتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شکل 5- پایه بتونی فشار ضعیف مقره سوزنی ( میخی یا ثابت ) مقره سوزنی روی یک پیچ یا پایه فولادی ( پین ) وصل می گردد بدین ترتیب 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 ها دارای لایه های مختلفی می باشند که به شکل زنگ یا ناقوس بوده و بطرف پایین شیب دارند این لایه ها نه تنها اجازه نمی دهند که آب باران روی مقره بایستد بلکه یک مسیر طولانی تری برای جرقه در هوای خشک ایجاد می کند( شکل 6 الف و ب) یک مقره سوزنی را برای ولتاژ 11 و20 کیلو ولت ساخته شده اند رانشان می دهند همانطور که از روی شکل مشخص است هرچه ولتاژ شبکه بیشتر باشد ابعاد مقره نیز بزرگتر می شود .

شکل 6- الف - مقره سوزنی برای ولتاژ 11 کیلو ولت ولتاژ جرقه سطح خشک آن 70کیلو ولت ولتاژ جرقه سطح مرطوب آن 40 کیلو ولت شکل 6- ب – مقره سوزنی برای ولتاژ 20 کیلو ولت ولتاژ جرقه سطح خشک آن 110کیلو ولت ولتاژ جرقه سطح مرطوب آن 70 کیلو ولت شکل 7 یک پایه میانی بتونی با خط دو بله و مقره سوزنی و پایه مقره و کنسول مربوطه را نشان می دهد سیم هایی که از روی این قبیل مقره ها عبور می کنند پس از اینکه روی مقره در جای خود قرار گرفته اند بوسیله سیم مسی نرم بسته می شوند تا از روی مقره خارج نشوند ویا در اثر وزش بادهای سخت از روی مقره نیفتند.

به این عمل اصطلاحاً اصلی کردن سیم ها گفته می شود .

امروزه مقره های سوزنی تا 88000 ولت نیز ساخته می شوند ولی به ندرت در خطوط برای بیش از 44000 ولت استفاده می گردند مقره سوزنی و پایه اش باید به اندازه کافی مقاومت مکانیکی داشته باشند تا بتوانند برآیند نیروی ناشی از وزن سیم و یخ که نیروی عمودی و فشاری بوده و نیروی باد بر سیم و مقره که نیروهای عرضی می باشند را تحمل نمایند.

مقره های سوزنی که در شبکه های 20 کیلو ولت استفاده می گردد بر دو نوع به شرح زیر می باشند .

شکل 7- پایه میانی بتونی با خط دوبله و مقره سوزنی و پایه مقره و کنسول مربوطه الف -مقره سوزنی ساده مقره سوزنی ساده از چینی ساخته شده و روی آن لعاب قهوه ای رنگی داده می شود شیار روی سر و کناره ها کم است ودر بعضی از آنها سطح بالائی مقره بدون شیار می باشد از این نوع مقره در مقاطع کم معمولاً تا 70 میلمیتر مربع استفاده می گردد.

ب- مقره سوزنی سرگرافیتی یا رادیو فرید از چینی ساخته شده و روی آن لعاب قهوه ای رنگی داده می شود روی سر آنرا تا سطحی پایین تر فشار سیاه گرافیت پوشانده است این قشر سیاه گرافیتی یک امتیاز مهم نسبت به مقره ساده دارد و آن اینست که میدان الکتریکی را بطور یکنواخت در سطح مقره توزیع نموده و از تمرکز آن در نزدیکی محل اتصال هادی به مقره جلوگیری می نماید.

و در نتیجه از خورده شدن سطح مقره جلوگیری می کند شیار بالایی این مقره عمیق تر است و برای مقاطع بیشتر از 70 میلیمتر مربع استفاده می گردد این طبق استاندارد وزارت نیرو مقره سوزنی سرگرافیتی بایستی مشخصاتی مطابق جدول 8 داشته باشد .

تذکر مهم : هنگام سیم کشی از کشیدن سیم روی مقره خودداری شود زیرا در تماس سیم با مقره ، لعاب روی آن سائیده شده و ممکن است در اثر میدان الکتریکی سوراخ‌های ریزی در مقره ایجاد شده و باعث اتصال زمین شود .

جدول 8- مشخصات مقره سوزنی سر گرافیتی مقره اتکایی نوع دیگر مقره سوزنی مقره اتکایی می باشد که به شکل استوانه چینی توپر و تو خالی ساخته می شود مقره های توپر را فقط می توان با یک قطر معین و محدود ساخت بنابراین این نوع مقره نمی تواند نیروی مکانیکی و الکترودینامیکی را در تمام قسمت های تأسیسات تحمل کند برای رفع این مشکل در قسمت های از تأسیسات که به تحمل نیروی مکانیکی بیشتری نیاز است از مقره نوع توخالی استفاده می شود این مقره به شکل استوانه است که در یک انتهایش یک حفره دارد که قبل از اینکه قاعده مقره به کلاهک فلزی چسبانده شود پوشانده می شود برای بالا بردن اختلاف سطح شکست ، داخل آن و سوراخ داخل مقره را پس از پر کردن با گاز خشک ازت می پوشانند و برای ساخت مقره های استوانه ای تو خالی بزرگ چند تکه را بوسیله یک سیمان مخصوصی به هم وصل می کنند .

مقره های اتکایی به صورت افقی یا عمودی نصب می شوند نوع افقی آن در شبکه‌های هوائی استفاده می شود و نیاز به کراس آرم و بریس ندارد و در نتیجه فضای کمتری را اشغال می کند نوع عمودی آن بیشتر در پست های فشار قوی نصب می‌گردد که ممکن است توپر یا تو خالی باشد (‌شکل 8) یک مقره اتکایی را نشان می دهد.

شکل 8- مقره اتکایی مقره آویزی (‌بشقابی ) این نوع مقره همانطور که از نامش پیداست از کراس آرم آویزان بوده و هادی خط انتهای آن بوسیله کلمپی بسته می شود جنس آن از چینی و یا شیشه است و در شبکه‌های توزیع در ابتدا و انتها و در جاهائی که خط زاویه دار می باشد مورد استفاده قرار می گیرد این نوع مقره ها در شبکه های فوق توزیع و انتقال در طول خط استفاده می گردد زیرا مقره های سوزنی در این ولتاژها بسیار سنگین و گران تمام می شود و پایه های مقره سوزنی تحمل نیروهای مکانیکی زیاد را ندارند.

روی بشقاب صیقلی و لعاب داده شده است ولی در داخل بشقاب شیارهائی دارد که فاصله نشست سطحی را بزرگ می کند هر بشقاب مقره برای یک ولتاژ نامی حدود 11 کیلو ولت ساخته شده است و می توان آن ها را به صورت زنجیر برای ولتاژهای بالاتر به یکدیگر متصل نمود به عنوان مثال برای ولتاژ 20 کیلوولت دو مقره را به یکدیگر متصل می کنند شکل های ( 9 و 10)