مقره

تعریف مقره:

مقره به وسیله ای گفته می شود که دارای مقاومت الکتریکی بالایی بوده و بین هادی های برق دار و سازه های نگه دارنده قرار می گیرد.مقره علاوه بر عایق نمودن هادی نسبت به پایه ( و همچنین نسبت به زمین) ارتباط مکانیکی هادی و زمین را نیز تشکیل می دهد. مقره ها چهار ویژگی و وظیفه عمده دارند:

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

خواص الکتریکی مقره ها عبارتند از:

1 -مقاومت الکتریکی حجمی و سطحی بالا

2 -مقاومت در برابر سوراخ شدن توسط شوک حرارتی در اثر عبور جریان الکتریکی فشار قوی.

3 -مقاومت زیاد در مسیر

4 -عدم تشکیل خود القایی

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.این ویژگی ها به عنوان خواص مکانیکی مقره نامیده شده و به شرح زیر هستند:

1- خاصیت الاستیسیته به نسبت خوب که باعث می شود مقره ، تنشهای خمشی و کششی را تا حدودی تحمل کرده و در برابر تغییر شکل مقاومت نماید.

2- در برابر نیروی فشاری مقاومت بالایی از خود نشان می دهد.

3- چون مقره های چینی در برابر ضربه مقاومت کمی دارند باید سعی شود تا لبه و گوشه های تیزی داشته باشند.

4- مقاومت لازم را در برابر شوکهای حرارتی حاصل از تغییرات اختلاف پتانسیل الکتریکی ، صاعقه و ... به طور ناگهانی داشته باشند.

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. این ویژگی ها که خواص فیزیکی نامیده شده عبارتند از :

1- مقاومت در برابر عوامل جوی و تابش آفتاب

2- زنگ نزدن و اکسید نشدن

3- دارا بودن ضریب انبساط کم

4- حفظ خواص در برابر سرما و گرما

5- عدم میل ترکیبی با بیشتر مواد موجود در محیط اطراف

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

دسته بندی مقره ها :

الف ) از نظر جنس

1- مقره‌های چینی این مقره‌ها از ترکیبات آلکالین و سیلیکات آلومینیوم ساخته شده‌است. جهت بالا بردن استقامت مکانیکی چینی به آن اکسید آلومینیوم اضافه می‌کنند. مقره‌های چینی هم به صورت بشقابی و هم به صورت یکپارچه ساخته می‌شوند.

2- مقره‌های شیشه‌ا اشکال این نوع مقره‌ها این است که در مقابل ضربات مستقیم شکننده می‌باشد و با کوچکترین ضربه مستقیم، مقره کاملاً خرد می‌شود.

3- مقره‌های پلاستیک این مقره‌ها از جنس پلاستیک و از ترکیبات شیمیائی اتیلن، پروپیلن و رزین می‌باشد. 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. در صورتی که در مقره‌های چینی و شیشه‌ای آب به راحتی روی سطح مقره جاری می‌شود.

4- مقره های کامپوزیتی مقره هاي كامپوزيت حداقل از دو ماده عايقي تشكيل مي شوند ، يكي براي تأمين خواص الكتريكي ( روكش پليمري مقره Housing ) و ديگري براي تأمين خواص مكانيكي آن ( هسته كامپوزيت ) . قرار گرفتن اين دو قسمت در كنار هم ، مزيت هايي چون وزن سبك و مقاومت در برابر تخريب انساني ( Vanadalism ) را براي اين نوع مقره ها بخصوص در كاربردهاي فشارقوي ، موجب شده است. مي توان سه جزء اصلي براي يك مقره کامپوزيت در نظر گرفت : هسته ( ميله ) كامپوزيت : هسته كامپوزيت ، ميله FRP(Fiber Reinforced Polymeric Rod ) نيز ناميده مي شود و وظيفه تحمل بار كششي وارد شده از طرف هادي به دكل را بر عهده دارد و استقامت الكتريكي لازم را نيز تأمين مي نمايد. روكش ( چتر ) پليمري (Polymeric Housing or Polymeric Sheds ) : روكش پليمري مقره ، به منظور حفاظت هسته از هوازدگي و اثرات مخرب رطوبت و شرايط جوي و افزايش ولتاژ لازم براي شكست الكتريكي و ايجاد جرقه ، روي هسته را مي پوشاند. يراق آلات ( End-Fittings ): هسته مقره كامپوزيت از دو انتها توسط يراق آلات حمايت مي گردد كه اين يراق آلات مسؤول برقراري ارتباط مكانيكي و انتقال بار از هادي داراي ولتاژ بالا به هسته مقره و از آنجا به برج مي باشد. از مهم ترين اين مزايا مي توان به موارد ذيل اشاره كرد : § وزن كمتر § انعطاف پذيري § عملكرد و طول عمر بهتر حتي در شرايط آلودگي سنگين و آب و هواي بد. § ضايعات كمتر در مراحل توليد نسبت به انواي چيني § استقامت بهتر در برابر فشارهاي خمشي ، بارهاي زياد ناگهاني ( بارهاي ضربه اي ) و نيز تخريب انسانی( Vanadalism ) § خاصيت عايقي بهتر نسبت به انواع مرسوم. § پايين تر بودن حجم سرمايه گذاري اوليه به منظور ساخت مقره كامپوزيت نسبت به انواع چيني. اين مقره ها تا ولتاژهاي 765 كيلوولت در حال استفاده مي باشند.

5- مقره های سیلیکنی سيليكون به خاطر خاصيت منحصر به فرد Hydrophobic خود قابليتهاي بهتري را در شرايط مختلفي از خود نشان مي‌هد. پوشش سيليكون در مقايسه با انواع ديگر مقره‌هاي كامپوزيتي مورد استفاده بيشتري قرار گرفته است. خاصيت Hydrophobic از تشكيل يك نوار آب بر روي سطح سيليكون جلوگيري مي‌كند و آب بر روي آن به صورت قطره قطره باقي مي‌ماند. به همين دليل مقاومت سطحي آن كاهش پيدا نمي‌كند و احتمال ايجاد آرك در اين نوع مقره‌ها به حداقل مي‌رسد. با توجه به نكات بالا بهترين انتخاب براي مناطق با آلودگيهاي مختلف و زياد و يا غبارآلود استفاده از پوششهاي سيليكوني است.استفاده از مقره‌هاي سيليكوني باعث كم شدن هزينه شست‌وشو و نگهداري مي‌شود.برتري ديگر مقره‌هاي سيليكوني نسبت به ساير مقره‌هاي كامپوزيت مقاومت بسيار خوب در برابر اشعه ماوراء بنفش خورشيد است كه باعث شده عمر مفيد پوششهاي سيليكوني در مقايسه با ساير پوششها طولاني‌تر باشد.قابل انعطاف‌بودن مقره‌هاي سيليكوني از شكستگي و پارگي آنها و آسيب‌پذير بودن در برابر ضربات مكانيكي جلوگيري مي‌كند.

ب ) از نظر شکل ولتاژ اعمالی بر مقره‌ها و عملکرد آن در مقابل اضافه ولتاژها شکل و فرم مقره را تعیین می‌نماید. طراحی شکل مقره‌ها 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. • جهت جلوگیری از جریان نشتی لازم است طول خزشی مقره‌ها (Creepage distance) افزایش یابد.

1- مقره چرخی جنس این نوع مقره‌ها می‌تواند از چینی، شیشه یا پلاستیک باشد. این مقره‌ها به صورت یک شیاره یا دو شیاره می‌باشند و بیشتر در ولتاژهای توزیع کاربرد دارند. تعداد شیارها بستگی به سطح ولتاژ دارد. از این مقره ها در خطوط فشار ضعیف 400 ولت استفاده می شود.

2- مقره سوزنی جنس این نوع مقره‌ها می‌تواند از چینی، شیشه یا پلاستیک باشد. از این نوع مقره در برج‌های میانی و تا ولتاژ ۳۳ کیلو ولت استفاده می‌شود. جهت ارتباط این نوع مقره‌ها با پایه فلزی، از یک فلز نرم تر به عنوان رابط استفاده می‌شود تا حرکات و تنش‌های ناگهانی باعث شکسته شدن مقره نشود. همچنین می‌توان این مقره را به صورت افقی نصب نمود. مقره اتکایی برای عایق کاری باس بارها ، پست ها و تابلو ها نسبت به زمین و نگهداری آنها از این نوع مقره ها استفاده می شود.

3- مقره بشقابی این نوع مقره از جنس شیشه و 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.

3-1- مقره بشقابی استانداد این مقره خود انواع مختلفی دارد. مقره‌های نوع کلاهکی (Ball & Socket Type Insulator) و مقره‌های نوع شیار و زبانه Tongue & Clevis Type Insulator). 3-2- مقره بشقابی ضد مه (Anti Fog Insulator) این مقره در مناطق آلوده و مه آلود که به فاصله خزشی بیشتری نیاز دارند استفاده می‌شود. در این مقره شیارهای پایین بزرگتر از شیارهای مقره‌های معمولی می‌باشد. ولی وزن آنها زیادتر بوده و موجب افزایش نیروی مکانیکی روی برج می‌شود. 3-3- مقره‌های بشقابی آئرودینامیک (Aerofoil Insulator) این مقره‌ها در مناطق بادگیر استفاده می‌شود زیرا سطح بادگیر کمتری نسبت به دیگر مقره‌ها دارد و در زنجیر مقره انحراف زاویه کمتری داشته و نیروهای وارده به برج کم 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.

4- مقره زنگوله‌ای شکل (Bell Type Insulator) این مقره به شکلی ساخته می‌شود که امکان نشستن گرد و خاک و آلودگی روی آن حداقل باشد. از این مقره در مناطق استفاده می‌شود که آلودگی زیاد است و باران کم می‌بارد.

5- مقره‌های یکپارچه (Long rod Insulator) این مقره‌ها به شکل استوانه‌ای بلند بوده که دارای شیارها و برآمدگی‌هایی است. جنس این مقره‌ها معمولاً از چینی و سرامیک است و به دو صورت توپر (solid core sylindrical posts) و تو خالی (Hollow Insulator) ساخته می‌شود. این مقره‌ها می‌توانند به صورت‌های مختلفی به هم وصل شوند.

6- مقره‌های بوشینگ (Bushing Insulator) این نوع مقره‌ها مانند مقره‌های یکپارچه می‌باشد با این تفاوت که قطر ابتدا و انتهای آن متفاوت است. از این نوع مقره در ترانس‌ها استفاده می‌شود که محل اتصال مقره به ترانس دارای قطر بیشتری است.

7- مقره های آویزان (در مقره های خطوط هوایی) از این نوع مقره ها در ولتاژهای بالاتر از 50 کیلو ولت در سیستم های انتقال و فوق توزیع استفاده می شود ، استفاده از مقره های سوزنی به علت نیاز به ضخامت زیادتر و پیچیده تر شدن ساختمان مقره ها و گرانتر شدن و غیر اقتصادی بودن آن ها امکان پذیر نیست. لذا در ولتاژهای بالا از مقره های آویزان استفاده می شود.

8- مقره های مهار : در خطوط توزیع برای پایه هایی که در ابتدا و انتهای خط قرار می گیرند و یا برای پایه هایی قرار گرفته در زاویه برای خنثی کردن نیروی کششی که از یک طرف به پایه وارد می شود از سیم مهار استفاده می شود. این سیم مهار از یک طرف به رأس تیر محکم می شود و از طرف دیگر به وسیله مهار و صفحه مهار در داخل زمین محکم می شود. آرایش مقره‌ها در زنجیره مقره‌های بشقابی با توجه به نیروی مکانیکی و سطوح ولتاژ به صورت تیپ ساخته می‌شوند. با توجه به سطح ولتاژ و نیروی مکانیکی نحوه اتصال و تشکیل زنجیره مقره‌ها متفاوت و به شرح زیر است.. زنجیره مقره آویزی (I - String) این زنجیره در مواردی استفاده می‌شود که نیروی مکانیکی چندان زیاد نباشد. معمولاً در هادی‌های تک سیمه از آن استفاده می‌شود. زنجیره مقره آویزی دوبل (II - String) در این فرم جهت لابا بردن استقامت مکانیکی، دو ردیف زنجیری مقره به موازات یکدیگر و به شکل II مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولاًدر هادی‌های باندل از این تیپ استفاده می‌شود. 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. در زنجیره مقره V شکل معمولاًٌ طول دو بازو برابر می‌باشد. اما در مواردی که به دلیل زاویه خط نیاز به بازوهای متفاوت باشد، می‌توان با کاهش و یا افزایش طول یک بازو به این حالت دست پیدا کرد. معمولاً زاویه بین دو بازو در زنجیره مقره بین ۹۰ تا ۱۰۰ درجه می‌باشد. زنجیره مقره آویزی V شکل دوبل (Double V - String) برای داشتن استقامت مکانیکی بیشتر، زنجیره مقره V شکل می‌تواند به صورت دوبل نصب شود. زنجیره مقره کششی (Tension String) در برج‌های کششی، مقره‌ها بصورت زنجیره مقره وظیفه اتصال هادی به برج را به عهده دارمد. این زنجیره مقره‌ها می‌توانند به صورت دوبل یا سه تایی و یا بیشتر مورد استفاده قرار گیرند که انتخاب آن بستگی به تعداد هادی‌های هر فاز و همچنین شرایط بارگذاری و نوع مقره دارد. زنجیره مقره جامپر (Jumper Insulator String) این زنجیره مقره، سیم جامپر ارتباطی فازها را در برج کششی به صورت آویزی نگه داشته و از حرکت جانبی آن جلوگیری می‌کند. نیروی مکانیکی وارده به این نوع زنجیره چندان قابل ملاحظه نیست. پارامترهای مؤثردرانتخاب تعدادمقره های خطوط • سطح ولتاژخط • ارتفاع مسیرخط ازسطح دریا ( فشارمحیط ) • میزان ونوع آلودگی ورطوبت منطقه • درصدغیریکنواختی توزیع پتانسیل • شکل وابعادمقره های انتخابی • تعداد صاعقه های واقع شده پیرامون خط ودامنه اضافه ولتاژهای ناشی ازآن • دامنه اضافه ولتاژهای ناشی ازکلید زنی خط تعدادمقره K 63 5 K 132 10-8 K 230 15-14 400 K 23-24 طبق استاندارد HBB : فاصله خزشی طول خزشی مقره عبارت است از کوتاهترین مسیری که لازمست جرقه برای رسیدن از ابتدا تا انتهای مقره طی کند. هر چه این مسیر طولانی تر باشد امکان ایجاد قوس کمتر می‌شود. افزایش این مسیر موجب سنگین شدن مقره می‌شود، بنابراین مقره را به صورت دندانه دندانه می‌سازند و به این ترتیب طول مقره را کوتاهتر بوده ولی مسیر عایقی آن افزایش می‌یابد. شکست الکتریکی در مقره ها دو نوع شکست در مقره ها ممکن است رخ دهد :

1. سوراخ شدن مقره ( شکست الکتریکی داخل بدنه مقره) : این شکست بستگی به جنس مقره ، ضخامت بدنه مقره و ناخالصی های آن دارد که غالباً اتفاق نمی افتد ؛ مگر در هنگام صاعقه های بسیار خطرناک و امواج سیار روی خط چین رخ می دهد. ضخامت بدنه مقره را طوری طراحی می کنند که برای ولتاژهای ضربه صاعقه ای و امواج سیار ناشی از سویچینگ سوراخ نشود.

2. جرقه سطحی مقره : معمولاً اگر بر روی سطح مقره ها گرد و غبار و رطوبت و آلودگی بنشیند سطح آن رسانا می شود و یک جریان نشتی روی سطح مقره بین هادی و پایه فلزی آن بر قرار می گردد و باعث پایین آمدن ارزش عایقی سطح مقره می شود. لذا اولاً سطح عایق ها را طویل می سازندتا مسیر جریان نشتی طولانی تر شود و ارزش عایقی سطحی زیاد از دست نرود. دیگر آن که سطح عایق را به صورت چتری می سازند تا باران از آن ریخته شده و ابعاد مقره نیز بزرگ نشود و بالاخره جای خشک هم داشته باشد. آزمایش مقره های خطوط هوایی به طور کلی سه دسته آزمایش بر روی مقره ها انجام می گیرد :

1. Type Test : که فقط روی سه عدد مقره انجام می گیرد و صرفاً به خاطر بررسی مشخصات الکتریکی یک مقره است که اساساً بستگی به شکل مقره و جنس و ابعاد آن به طور کلی به طراحی مقره بستگی دارد. این آزمایش ها را فقط یک بار برای تأیید صحت طراحی مقره ها و مقایسه نتایج حاصل با مقادیر تعیین شده توسط استانداردها انجام می دهند

2. Sample Test (آزمایش های نمونه) : این آزمایش ها بر روی تعدادی از مقره ها که به صورت کاملاً اتفاقی انتخاب می شوند ، انجام می گیرد و به منظور بررسی مشخصات مقره و کیفیت موارد مورد استفاده در آن ها است و در حقیقت معیاری برای پذیرش کیفیت مقره های تولیدی یک تولید کننده است.

3. Routine Test (آزمایش های سری) : این آزمایش ها بر روی تک تک تمام مقره های تولید شده در خط تولید شده در خط انجام می گیرد و به منظور خارج شدن مقره هایی که احتمالاً در جریان ساختن آن اشکالی به وجود آمده می باشد.

Type Test بر طبق استاندارد بین المللی IEC گروه اول آزمایش ها شامل آزمایش های زیر است :

1. آزمایش استقامت در برابر ولتاژ ضربه ای ، صاعقه در هوای خشک ، این آزمایش در دو حالت انجام می شود :

الف) با موج ضربه ای مقاوم : برای هر مقره ای حداکثر دامنه موج ضربه ای استاندارد (که برای امواج صاعقه مدل می شود) باعث ایجاد جرقه بر روی سطح مقره نمی شود را استاندارد مشخص کرده است. البته مقادیر برای شرایط جوی استاندارد داده می شود. در این آزمایش 15 بار موج ضربه ای استاندارد 1.2/50 μsec به مقره به دفعات متوالی اعمال می شود. فاصله زمانی بین هر بار باید به اندازه کافی باشد تا اثر قبلی از بین رود. دامنه موج ضربه ای همان مقدار مشخص شده در استانداردها با ضریب تصحیح مربوطه است. اگر این آزمایش در هیچ دفعه ای جرقه سطحی روی مقره زده نشود یا تعداد دفعات جرقه سطحی کمتر از 2 بار باشد و سطح مقره ها آسیب کلی نبیند. این آزمایش جواب مثبت داده است. البته اثر جزئی جرقه روی سطح مقره (مثل خش انداختن) مجاز است.

ب) با موج ضربه ای با احتمال 50 % جرقه سطحی : دامنه موج ضربه ای استاندارد که با احتمال 50% بر روی سطح مقره جرقه زده می شود در استانداردها مشخص شده است. حالا برای یک مقره مورد آزمایش ، یک موج ضربه ای استاندارد با دامنه V kv نزدیک به سطح تقریبی دامنه ولتاژ جرقه 50% انتخاب می شود. همچنین یک دامنه متغیر ولتاژ ΔV که تقریباً 3% از ولتاژ V است ، انتخاب می گردد. حالا یک موج ضربه ای استاندارد با دامنه VK به مقره اعمال می شود. اگر این موج سبب بروز جرقه سطحی روی مقره نگردید ، دامنه موج ضربه ای بعدی باید Vk + ΔV انتخاب شود.

 2. آزمایش استقامت در برابر ولتاژ ضربه ای سوئچینگ در هوای مرطوب : موج ضربه ای برای مدل کردن سوئچینگ ، یک موج ضربه ای 250/2500μsec است که با موج ضربه ای صاعقه متفاوت است و زمان رسیدن به یک مقدار یک و نیم موج پشت آن خیلی بیشتر از موج ضربه ای صاعقه می باشد. در این حالت مقره تحت آزمایش ، زیر بارش یک باران مصنوعی قرار می گیرد. مقره باید به مدت 15 دقیقه قبل از شروع تست تحت بارش این باران قرار گیرد ، البته این زمان می تواند کمتر هم باشد ، مخصوصاً زمانی که تست های متوالی انجام می گیرد.

3. آزمایش استقامت در برابر ولتاژ با فرکانس صنعتی در هوای مرطوب:(Wet Power – Freuency Test) دراین لحظه مقره نیز تحت آزمایش در یک شرایط باران مصنوعی مانند حالت قبل قرار می گیرد. متناسب با شرایط جوی زمان آزمایش از نظر فشار و درجه حرارت ، مقدار ولتاژ قابل استفاده مقره را بر اساس مقدار تعیین شده آن در استانداردها بدست می آوریم . سپس یک ولتاژ در حدود 75% ولتاژ فوق را به مقره اعمال می کنیم و سپس به تدریج و به آرامی با یک شیب در حدود 2% ولتاژ فوق بر ثانیه ، ولتاژ را افزایش می دهیم تا به مقدار 100% فوق برسد. سپس این ولتاژ را در حدو یک دقیقه بر روی مقره نگه می داریم. طی این آزمایش هیچ گونه جرقه سطحی یا سوراخ شدن مقره نباید اتفاق بیفتد. این آزمایش را 5 بار تکرار می کنیم و مقدار متوسط ولتاژهای جرقه سطحی را به عنوان ولتاژ جرقه هوای مرطوب در ولتاژ سینوسی با فرکانس های صنعتی تعیین کنیم. فرکانس موج سینوسی باید بین 15kHz تا 100kHz باشد. Sample Test بر طبق استاندارد بین المللی IEC برای یک محموله ای از مقره های یک نوع با مشخصات یکسان از همه نظر که به وسیله خریدار از تولید کننده مقره خریداری می شود، تعدادی مقره به صورت کاملاً اتفاقی و تصادفی از بین محموله آماده انتخاب می شود و تعدادی آزمایش روی نمونه های انتخابی انجام می شود. کیفیت محصول آن ها از طرف خریدار تأیید می شود. تعداد نمونه های انتخابی بر اساس استاندارد IEC به صورت زیر است با فرضP تعداد مقره های انتخابی به عنوان نمونه و N تعداد کل مقره ها باشد ، آنگاه : 1) اگر N < 500 باشد ، P با توافق طرفین تعیین می شود. 2) اگر 500 < N < 2000 باشد (P = 4 + (1/5N ÷ 1000 است. 3) اگر N > 20000 باشد P = 14 + ( 0/75N ÷ 1000) است. 1. نوع A : مقره هایی که طول یا ضخامت کوتاهترین مسیر موجود در داخل آن ها برای سوراخ شدن داخل بدنه مقره حداقل برابر با نصف طول کوتاهترین مسیر جرقه در هوای روی سطح مقره است. 2. نوع B : مقره هایی که ضخامت داخل آن ها برای مسیر سوراخ شدن مقره کمتر از نصف طول کوتاهترین مسیر جرقه بر روی سطح مقره در هوا است. مقره های نمونه انتخاب شده را طبق استاندارد IEC به دو گروه تقسیم می کنند : گره اول شامل دو سوم تعداد مقره های انتخاب شده و گروه دوم شامل یک سوم تعداد مقره های انتخاب شده است. بر اساس نوع A یا B مقره ها و نوع بشقابی یا اتکایی ، آزمایش های نمونه فوق تعدادی بر روی گروه اول و تعدادی بر روی هر دو گروه انجام می شود. آزمایش هایی که بر روی مقره های نمونه انتخاب شده انجام می گیرند ، عبارتند از : 1- بررسی سیستم قفل و بست. 2- کنترل مقدار وزن مقره ها و ابعاد قسمت های مختلف آن ها. 3- آزمایش سیکل حرارتی. 4- آزمایش حداکثر تحمل بار الکترومکانیکی (فقط روی مقره های شیشه ای). 5- آزمایش حداکثر تحمل بار مکانیکی. 6- آزمایش شوک حرارتی (فقط برای مقره های شیشه ای). 7- آزمایش تحمل ولتاژ در برابر سوراخ شدن . 8- آزمایش تخلخل (وجود حفره) (فقط برای مقره های چینی). 9- آزمایش میزان گالوانیزه بودن قسمت های فلزی مقره. Routine Testبر طبق استاندارد بین المللی IEC این آزمایش ها به تک تک مقره ها در خط تولید اعمال می شود که شامل آزمایش های زیر هستند :  بررسی وضعیت ضاهری مقره ها از نظر شکل و ابعاد و رنگ ظاهری آن ها.  آزمایش های مکانیکی : برای مقره های نوع A: یک زنجیره از مقره ها به مدت یک دقیقه تحت یک بار کششی معادل 60% حداکثر تحمل بار مکانیکی قرار می گیرند. برای مقره های نوع B: یک زنجیره از مقره ها برای مدت 10 ثانیه تحت یک بار کششی معادل 40% حداکثر تحمل بار مکانیکی قرار می گیرند. مقره هایی که در این آزمایش دچار شکست و ترک خوردگی شوند از خط تولید خارج می شوند.  آزمایش الکتریکی : مقره های بشقابی یا مقره های اتکایی (سوزنی) در این آزمایش به آنها یک ولتاژ سینوسی با فرکانس صنعتی اعمال می شود. دامنه ولتاژ باید به حدی باشد که هر چند ثانیه یک بار جرقه سطحی روی مقره زده می شود. زمان اعمال ولتاژ باید حداقل 5 دقیقه باشد. اگر مقره ها دچار سوراخ شدگی شوند از خط تولید خارج می شوند. تنش های محیطی شرایط محیطی خارجی در گستره زیادی تغییر می کنند . می توان در مورد اثرات حرارت بر خصوصیت عایقی کلیه مواد گفت که هدایت الکتریکی مواد عایقی با افزایش دما افزایش می یابد . مولکول های مواد پلیمری چون از مواد ارگانیک تشکیل یافته اند در اثر تابش اشعه ماوراء بنفش (UV) که از خورشید ساطع می گردد دچار تغییرات شیمیایی و نیز تغییرات فیزیکی در سطوح شان می گردند . نتیجه این فعل و انفعالات پیرشدگی سطوح پلیمری می باشد. رطوبت در هر شکلش(باران، شبنم، مه، ذو ب یخ و برف ) مقاومت عایقی سطوح عایق مقره ها را نسبت به حالت خشک کاهش می دهد . در حضور انواع آلودگی مقاومت عایقی سطحی بطرز کاملاً موثری کاهش می یابد . ارتفاع از سطح دریا نیز در خصوصیات عایقی مقره ها موثر می باشد . با ازدیاد ارتفاع محل نصب، دانسیته هوا کاهش می یابد و این باعث کاهش استقامت عایقی سطوح می گردد . باد با بلند کردن و نشاندن ذرات آلودگی، گرد و خاک و شن و ماسه بر روی مقره ها در تسریع فرآیند خوردگی در یراق آلات و نیز لعاب مقره ها و نیز افزایش شرایط مناسب برای شکست الکتریکی در مقره ها تاثیر دارد. پرندگان و موجودات بیولوژیک نیز با آلوده کردن سطوح مقره ها نیز در کاهش استقامت عایقی مقره ها تاثیرگذارند. پارامترهای موثر محیطی در انتخاب مقره ها - انواع شرایط محیطی کاری مقره ها - شرایط آب و هوایی - طبقه بندی بارگذاری خطوط (باد و یخ و دما) - پارامترهای مختلف دمایی - رطوبت هوا - تشعشعات حرارتی و ماوراء بنفش(UV) - بارش باران - صاعقه و سطوح ایزوکرونیک منطقه - باد - شدت و نوع آلودگی منطقه - انواع پروفایل مقره ها - ارتفاع از سطح دریا -آرایش نصب مقره: عبوری، انتهایی، زنجیره IوV - اثر جنس مقره - زمین لرزه نوسان دما نوسان دما به معنی تفاوت دمایی بین گرم ترین و سردترین دمای محیط در طول روز یا سال می باشد . شکی نیست که نوسان دما عامل مهم ایجاد انواع تنش های مکانیکی بر روی ساختار مقره ها می باشد. اثر دما بر روی مقره های غیرسرامیکی به طور کلی می توان گفت دما و گذشت زمان بر روی فرآیند پیرشدگی مقره های غیرسرامیکی موثرمی باشند.دمای پایین اثرات سفت وتردکنندگی بر روی مقره های غیرسرامیکی دارد .این پدیده در مواد کریستال هسته مقره ها باعث که آنها راحت تر دچار شکنندگی گردند. رطوبت و کاهش استحکام عایقی در شرایط آلودگی لایه خارجی تشکیل شده بر سطح خارجی مقره تا هنگامی که رطوبت جذب نکرده و کاملاً خشک باشداز هدایت الکتریکی ناچیزی برخوردار است . این لایه هنگامی که رطوبت جذب نماید به محلول نمک یاالکترولیت تبدیل شده و از هدایت الکتریکی قابل ملاحظه ای برخوردار خواهد گردید . اثر رطوبت بر خوردگی تجربیات نشان داده است که با افزایش میزان رطوبت نسبی هوا، خوردگی در یراق آلات مقره ها افزایش می یابد(خوردگی مذکور در حضور انواع آلودگی به خصوص آلودگی نمکی ساحلی تشدید می گردد ). تشعشعات حرارتی و ماوراء بنفش خورشید از موارد اصلی که به عنوان عامل مهم شروع فرآیند پیری و فساد اولیه مقره ها می توان ذکر کرد تشعشع UV از خورشید است . نتیجه یک تحقیق نشان داده است که در هر دو نوع مقره پلیمری سیلیکون رابر و EPDM اکسیداسیون سطوح می تواند تحت اثر UV شروع گردد. میزان ریزش باران و خوردگی از نوع اکسیداسیون یراق آلات فلزی مقره ها ریزش باران های مداوم چون ب اعث شسته شدن سطح زنگ زده کراس آرم های جناقی و انتقال آنها به یراق آلات مقره ها می گردد مقدار خوردگی را در یراق آلات مقره ها افزایش می دهد . اثرات میزان و زمان ریزش باران بر خطاهای عایقی شبکه های نیرو اثر پاک کنندگی ریزش باران در زدودن آلودگیها از سطوح تجهیزات عایقی بویژه مقره ها در کاهش میزان خطاهای حادث شده در ایزولاسیون شبکه برق، امری ثابت شده می باشد. ولیکن نکته ای را که در اینجا بایستی مورد توجه قرار گیرد میزان بارش و زمان آن می باشد . بارش های ناچیز و کوتاه مدت در طول دوره خشک و یا بارش هایی که در ابتدای دوره بارندگی و در انتهای دوره خشک صورت می گیرند تعداد خطاهای عایقی را در شبکه های انتقال و توزیع نیرو ا فزایش می دهد . چرا که این مساله باعث می گردد به جای پاک شدن سطوح عایقی و یا در حین فرآیند پاک شوندگی، سطوح آلودگی موجود بر روی سطح عایقی مرطوب گردیده و با ایجاد مسیر الکترولیت مناسب، میزان جریان نشتی را افزایش داده و با کاهش سطوح عایقی منجر به تخلیه سطحی گردند صاعقه و سطوح ایزوکرونیک منطقه تخلیه جوی بارهای الکتریکی در یک نقطه مانند تزریق مقدار زیادی بار الکتریکی در آن نقطه می باشد که باعث افزایش ولتاژ به صورت موضعی می شود و این ولتاژ بسیار زیاد می تواند باعث شکست مقاومت عایقی مقره در برابر آن می شود و باعث اتصال کوتاه و یا از بین رفتن عایق شود. باد نیروی وارده توسط باد بر روی مقره ها را می توان از رابطه زیر بدست آورد: Qw=0.625 V2.C.A که در آن: V: سرعت باد بر حسب متر بر ثانیه A: سطح موثری که در برابر باد قرار می گیرد(بر حسب متر مربع). C: ضریب کشش که در مورد مقره ها برابر0.5 درنظر گرفته می شود. نیروی مکانیکی وارده ناشی از یخ بر روی هادی متصل به مقره وزن یخ در واحد طول از رابطه زیر بدست می آید: Qi=0.9×π×t(t+D)×10-2 N/m که در آن: :t ضخامت یخ به میلیمتر D: قطر هادی یا قطر لوله به میلیمتر :Qi بارگذاری توسط نیروی یخ به نیوتن بر متر

منبع: http://www.bargh24.com/