:: رزین اپوکسی

 رزينهاي اپوكسي به عنوان رزينهاي اپوكسيد نيز شناخته ميشوند. ويژگي شناسه اين رزينها دارا بودن بيش از يك گروه epoxy-2و1 در ساختار مولكولي است. اين گروه ممكن است در بدنه زنجير باشد ولي معمولاَ در انتها قرار دارد. در شرايط مناسب واكنش، گروه اپوكسي مي تواند با اسيدها، ايندريد اسيدها، آمينها و الكل واكنش تراكمي به همراه جابجايي هيدروژن به گروه اتيلن اكسيد، بدهد. اين واكنشها امكان افزايش طول زنجير يا شبكهاي شدن را بدون آزاد كردن مولكولهاي كوچك مانند آب فراهم ميكند. بنابراين محصولات اپوكسي در مقايسه با اكثر رزينهاي گرما سخت، جمع شدگي كمتري در اثر پخت نشان ميدهند. بايد متذكر شد كه محدوده وسيعي از رزينهاي اپوكسي و محصولات شبكهاي شده متنوعي وجود دارد. ساختار شيميايي رزينهاي اپوكسي شامل دو بخش اپوكسي و غير اپوكسي ميباشد.
        بخش غير اپوكسي ممكن است آليفاتيك، سيلكوآليفاتيك و يا هيدروكربن شديداَ حلقوي باشد. در عمل محصول واكنش بيس-فنل A و اپي كلروهيدرين اغلب رزينهاي اپوكسي متداول را تشكيل ميدهند. اين محصولات 80 تا 90% سهم بازار را به خود اختصاص داده‌اند.
      قبلا رزين اپوكسي تقريبا تنها به عنوان پوشش سطح استفاده ميشد. قبل از جنگ جهاني دوم، بالا بودن هزينههاي توليد بيس فنل A و اپي كلروهيدرين مانع از تجاري شدن كاربرد رزين اپوكسي شده بود. تلاشهاي بعدي و ابداع روشهاي توليد جديد، موجب پيدايش مقبوليت اقتصادي اين رزينها شد. در حال حاضر نيمي از رزينهاي توليد شده در كاربردهاي روكش سطح استفاده ميشوند. باقيمانده در صنايع الكتريكي و الكترونيك، هوا فضا و ساختمان و ساير كاربردها، استفاده ميشوند. بر حسب تناژ، مصرف اپوكسي حدود يك دهم پلي استر ميباشد.اپوكسي گروههاي عاملي فعال زيادي دارد و ميتواند در حضور عوامل پخت وهاردنرها، يك ساختار شبكهاي را تشكيل دهد. خواص محصولات پخت شده اپوكسي بستگي دارد به:
- نوع اپوكسي(type of epoxy )
- نوع و مقدارهاردنر(hardener )
- ميزان شبكهاي شدن(crosslinking )
- طبيعت و حجم مواد افزودني(adittive )
در بازار عوامل پخت متنوعي با ويژگيهاي طول عمر، انعطاف، پخت سريع و سميت كم وجود دارند.ساختار مولكولي و خواص رزين پخت شده، بستگي به طبيعت سيستم پخت دارد. اگر چه سيستمهاي پخت مختلفي وجود دارد، ولي ميتوان آنها را به دو گروه آمينها و انيدريدها تقسيم كرد.رزينهاي اپوكسي و عوامل پخت تنها اجزاء يك فرمولاسيون نيستند. براي برخي كاربردها، ممكن است اپوكسي اصلاح نشده داراي خواص نامطلوبي از قبيل ويسكوزيته بالا، گران قيمت بودن و مقاومت ضربه پايين در برخي كاربردهاي ويژه باشد. بنابراين بايد دراغلب موارد توسط موادي چون رقيق كننده، چقرمه كننده، فيلر و تقويت كننده همراه شود. انتخاب صحيح رزين،هاردنر و افزودنيها اجازه ميدهد كه خواص مورد نظر تامين شود.
اين تنوع عامل عمده رشد پايه اپوكسيها در مدتهاي طولاني است.
علاوه بر اين ساختار متنوع، اپوكسيها داراي ويژگيهاي ذيل نيز هستند:
- مقاومت شيميايي عالي (بويژه در محيطهاي قليايي)
- چسبندگي خوب به مجموعهاي از بسترهاي مختلف
- استحكام كششي، فشاري و خمشي بسيار بالا
- پايين بودن جمع شدگي پخت
- پايداري ابعادي
- عايق عالي الكتريسيته
- دوام بالا در پيري و شرايط سخت محيطي
- قابليت پخت در دماهاي مختلف
- مقاومت خستگي ممتاز
- بي بو و بي مزه
رزينهاي اپوكسي در كاربردهاي مختلفي از قبيل پوشش سطح، چسب، روكش دهي، ابزار سازي و كامپوزيتها، استفاده ميشوند.چند لايههاي رزين اپوكسي از اهميت فوق العادهاي در صنايع هواپيماسازي برخوردارند. بسياري از قطعات ساختاري از جنس الياف كربن و رزين اپوكسي جايگزين آلياژهاي فلزي مرسوم شده و نتايج مطلوبي نيز داشتهاند. همچنين از اين رزين به همراه الياف آراميد، در ساخت موتور راكت و كپسولهاي تحت فشار به روش رشته پيچي استفاده ميشود.علاوه بر آن رزينهاي اپوكسي بطور وسيعي به همراه الياف و ساختارهاي لانه زنبوري براي ساخت ملخ هلي كوپتر استفاده ميشود. رزينهاي اپوكسي تقويت شده با الياف كربن و آراميد در ساخت قايقهايي كه در آنها ضمن حفظ وزن، استفاده بيشتر از فضا در همان استحكام مورد نظر است، بجاي پلي استر- شيشه استفاده مي‌شوند.همچنين كامپوزيتهاي آراميد - اپوكسي براي جايگزين فولاد در كلاه خودهاي جنگي استفاده ميشوند.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: مقره های سیلیکون رابر

مقره هاي سيليكون رابر از جمله ابزارها و تجهيزاتي هستند كه كاربردهاي مناسبي را در شبكه توزيع كشور دارند.
تا چندي قبل مقرههاي كامپوزيت به خاطر نشكن بودن جايگزين مقره هاي نسل قبل از خود شد.  اما رفته رفته در حين بهره برداري خواص مختلفي از خود نشان داد كه باعث شد بازار تقاضا مقره هاي سيليكون رابر افزايش چشمگيري پيدا كند. سيليكون به خاطر خاصيت منحصر به فرد Hydrophobic خود قابليتهاي بهتري را در شرايط مختلفي از خود نشان مي هد. 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.
پيوند قوي مولكولي سيليكون باعث ميشود كه اگر لايهاي از آلودگي يا غبار بر روي سطح آن بنشيند مولكولهاي سيليكون به سمت بالا حركت كرده و لايه زايد را دربربگيرند به خاطر همين طرح خارجي پوشش همواره سيليكوني است به اين عمل خاصيت بازيافت (RECOVERY) ميگويند.
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 شستشو 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 طولاني تر باشد.
قابل انعطاف بودن مقرههاي سيليكوني از شكستگي و پارگي آنها و آسيب پذير بودن در برابر ضربات مكانيكي جلوگيري مي كند.
يكي ديگر از ويژگيهاي اين نوع مقره ها وزن بسيار كم آنها در مقايسه با ساير مقره ها است كه اين مساله باعث ميشود كه مقدار و وزن دكلها به همين نسبت كم شود كه در كل باعث صرفه جويي در هزينه ها ميشود.
وزن كم مقره هاي سيليكوني باعث كم شدن هزينه حمل و نقل و آسان شدن آن مي شود. مقره هاي سيليكون رابر توليدي از نوع يكپارچه و بدون درز بوده كه اين تكنيك در حال حاضر پيشرفته ترين روشن ساخت مقرهها در دنيا است.
توليدكنندگان با بكارگيري متخصصان مختلف و استفاده از ابزارهاي مورد نياز و آزمايش هاي لازم طي  چندين سال به دانش فني ساخت اين نوع مقرهها دست يافته اند.
- اجزاي تشكيل دهنده مقره هاي سيليكون رابر:

اجزاي تشكيل دهنده مقره هاي سيليكون رابر شامل موارد زير است:
1 - مواد بكار رفته در اينگونه مقرهها از نوع كراسلينگ شده الكتريكي مطابق با استاندارد IEC1109-92 بدون هيچگونه فيلتر و افزودني اضافي است.
2 - ميله هاي عايق از جنس فايبرگلاس (اپوكسي تقويت شده با الياف فيبر شيشه) و نوع ECR (مخصوص كاربرد الكتريكي و مقاوم در برابر اسيد) و از سازندگان معتبر و براساس استاندارد IEC1109 تهيه ميشود.
3 - فيتينگهاي دو سر مقره براســاس استــانــدارد IEC 120 با بهترين كيفيت ساخته ميشود. فيتينگهاي مورد استفاده در مقرهها به صورت تانگ- اووال است كه اين نوع فيتينگها باعث كم شدن يراقآلات خط و در نتيجه باعث كاهش هزينهها ميشود. اما برحسب درخواست مشتري ساير فيتينگها نيز مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
در ضمن تمامي مقرهها در مراحل ساخت مورد آزمايش روتين قرار ميگيرند. اين آزمايشها، شامل مواردي نظير آزمايشهاي مكانيكي و الكتريكي هستند.

- توليد مقره هاي سيليكوني به روش قالب ريزي يكپارچه:

براي توليد مقرههاي سيليكوني به روش قالب ريزي يكپارچه موارد زير را بايد مورد توجه قرار داد:
الف- استفاده از حلقههاي پلاستيكي جهت قرار دادن ميله در مركز قالب ضروري است و اين ضرورت عوارض زير را دربر دارد:
1 - به منظور حفاظت ميله مقره در مقابل ميدان الكتريكي كه باعث خوردگي و سوراخ شدن (puncher) ميله خواهد شد بايد ضخامت لايه سيليكوني بر روي ميله مقره حداقل3 ميلي متر باشد. بديهي است در اطراف حلقه هاي لاستيكي مذكور ضخامت لايه سيليكوني كمتر از سه ميليمتر بوده و در نتيجه ميله در محل حلقههاي اضافي داراي ضعف خواهد بود. بدين معني كه در اين نقطه خوردگي و سوراخ شدن (Puncher) خواهيم داشت.
2 - جنس (مواد) حلقه هاي پلاستيكي در مقايسه با سيليكون رابر و اپوكسي رزين از طرح عايقي متفاوتي برخوردار است كه اين اختلاف سطح باعث پلاريزاسيون بر روي سطح ميشود كه اين خود باعث ايجاد گرماي الكتريكي موضعي شده و در نتيجه تخليه ناقص(Partial discharge) انجام مي گيرد و در نهايت باعث پوسيدگي در محل قرار گرفتن حلقه ها خواهد شد.
ب- وجود درزها و رگه هائي (Seams) در طول مقره كه با ميدان الكتريكي موازي است خط قالب و ريخته گري بر روي سطح مقره حاوي مواد اضافهاي است كه از محل بين دو قسمت قالب بيرون زده است. اين مواد اضافي بايد به دقت پاك شود تا از آسيب بدنه جلوگيري شد.
خط قالب به طور خفيف موج دار است كه سبب نامتجانسي و بدفرمي ميدان الكتريكي مي شود. اين امر موجب افزايش ميزان آلودگي و در نتيجه افزايش تخليه (discharge) در طول خط قالب خواهد شد كه در نهايت موجب فرسايش و زوال ماده و شكنندگي محيط اطراف خط قالب خواهد شد.
براي اينكه سيليكون رابر در شرايطي كه استفاده ميشود از عملكرد بهتري برخوردار باشد از بتونه (fillers) اضافي استفاده ميشود.
با افزودن آلومينيوم تري هيدرات (ATH)، ميزان مقاومت در برابر فرسايش افزوده خواهد شد. ميزان صحيح استفاده از بتونه (fillers) نقش بسيار مهمي در بالابردن عملكرد درست و صحيح مواد دارد. چنانچه ميزان ATH بيش از حد لازم باشد موجب شكنندگي سطح بشقاب (Shed) خواهد شد. (براي مثال زمانيكه بخواهد بيش از 90 درجه خم شود). يكي از نشانهها و اثرات استفاده زياد ATH، سفيدشدن خط خميدگي درطول سطح بشقاب (shed) است.
ج- موضوع مهم بعدي درمورد مقرههاي كامپوزيت، طراحي اتصال بين مواد پلي مريك و فيتينگهاي انتهائي است. بدنه (hausing) بايد دربرابرقوسهاي جزئي (partial arcs) كه بيشتر و ترجيحاً در محل اتصال بين بدنه (hausing) و فلز فيتينگ انتهائي صورت مي گيرد، محافظت شود.
طراحهاي فيتينگ انتهائي و تركيب آن با وضعيت اولين بشقاب (Shed) هم چنين پركردن حفره بين قسمتهاي فلزي و بدنه از عواملي هستند كه بر روي طول عمر مقرههاي كامپوزيت تاثير خواهند داشت.
پركردن حفره بين بدنه و فيتينگ
براي پركردن حفره بين بدنه (hausing) و فيتينگ ازمواد مختلفي استفاده ميشود. سه ماده متفاوت(فلز، سيليكون رابر، تركيب اپوكسي رزين و فايبر گلاس)
با سه ظرفيت گرمائي متفاوت با يكديگر در محلي كه پيوند سه گانه
(triple junction) ناميده ميشود در تماس هستند. در زمان استفاده از مقره، با افزايش و كاهش دما اين مواد به ترتيب و با سرعتهاي متفاوت منقبض و يا منبسط خواهندشد.
نحوه Sealing بايد بگونهاي باشد كه خاصيت تطابق با اين حالتها را (انقباض- انبساط) داشته باشد بدون اينكه بر روي سطح فشار مكانيكي وارد آيد.
چنانچه بدنه در تماس مستقيم با قسمت فلزي باشد، وجود فشار مكانيكي بر روي سطح امري اجتنابناپذير است. تحقيقات بر روي اين مقرهها نشان داده است كه پس از چند سال استفاده، سيليكون رابر از فيتينگ جدا شده و آب از طريق حفرهها به ميليه FRP نفوذ كرده و به ناحيه فشرده شده و متراكم آسيب رسانده است. در نتيجه ميله از فيتينگ جدا شده و موجب قطع خط ميشود.
به منظور جلوگيري از آنچه ذكر شد بايد از سيليكون رابر با خاصيت الاستيكي كه از خاصيت چسبندگي(به فلز، سيليكون و ميله FRP) خوبي برخوردار باشد استفاده كرد و در برابر آب 100درصد چگالتر باشد.
خواص مكانيكي مواد بكاررفته در فيتينگها و نوع اتصال آن به ميله از اهميت بالائي برخوردار است.
يكي از مواردي كه بايد به آن اشاره شود اين است كه استفاده از cast iron futtings در مقايسه با forged steel fittings يك عامل منفي و نامساعد محسوب شود. با استفاده از روشهاي تحليلي موجود وجود حفره هوائي در داخل مواد تقريباً امري غيرممكن است چون در شرايط عادي استفاده، وجود حفرههاي هوائي باعث ايجاد تركهاي فرسايشي ميشوند.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: کاربرد کامپوزيت در صنعت برق و الکترونيک

حدود ۲۰ سال است که کامپوزيتهاي پليمري تقويت شده با الياف FRP در کاربردهاي الکتريکي مصرف مي شوند . اين مواد در ساخت قطعات گوناگون صنعت برق به کار مي روند ؛ از جمله لوله هاي عبور کابل ، سيستم هاي حمل کابل در تونل ها و پل ها ، تيرهاي انتقال برق ، بازوهاي عرضي ( کراس آرم ها ) ، مقره ها ، برج هاي ارتباطي و جز آن .

● لوله کامپوزيتي عبور کابل

يکي از موارد کاربرد کامپوزيت در صنعت برق ، ساخت لوله هاي عبور کابل است . لوله هاي پليمري تقويت شده با الياف شيشه GRP را مي توان در ترکيب با اتصالات و متعلقات ويژه اي به کاربرد و آن ها را به شکل يک سيستم عبور کابل چندلايه و چند رديفي شکل داد . اين لوله ها براي کابل هاي شبکه برق شهري و کابل هاي مخابراتي زيرزميني مورد استفاده قرار مي گيرند . علاوه بر اين در موارد زير نيز کاربرد دارند :

۱) براي کابل هايي که از زير ريل جرثقيل هاي سقفي و يا راه هاي اصلي شهري عبور مي کنند .

۲) براي کابل هايي که از روي پل ها و رودخانه ها عبور مي کنند . به ويژه براي کابلهايي که از روي پل عبور مي کنند ، به کارگيري لوله هاي GRP ، بار وارده بر پل را کاهش داده و ساخت و ساز پل را تسهيل خواهد کرد .

● سيستم حمل کابل کامپوزيتي

سيستم هاي حمل کابل کامپوزيتي ، يک محصول سازه اي براي حل بسياري از مشکلات مهندسي و طراحي در شبکه هاي برق رساني و مخابراتي هستند که براي نگهداري کابل هاي گرانبها و اغلب حساس و استراتژيک در دراز مدت قابل اعتمادند . اين سيستم ها ويژگي هاي منحصربه فردي دارند که آن ها را قادر به تحمل بسياري از محيط هاي خورنده مي کند ؛ به ويژه شرايطي که مواد سنتي در آن ها عمر کاري مفيد و اقتصادي ندارند . اين محصولات از رزين هاي گرما سخت تقويت شده با شيشه و به نحوي طراحي و ساخته مي شوند که يکپارچگي سازه اي آنها با انواع فولادي و آلومينيمي رقابت مي کند ؛ با اين تفاوت که مشکلات خوردگي ، سنگيني وزن و هدايت الکتريکي آنها را ندارند .

اين محصولات در برابر اسيدها ، نمک ها ، قلياها و محدوده وسيعي از محيط ها و مواد شيميايي خورنده که بر آلومينيم و فولاد گالوانيزه اثرات شديدي دارند ، مقاومند . حتي محصولات آلومينيمي يا فولادي پوشش داده شده نيز ممکن است به علت خراش هاي کوچک ايجاد شده حين نصب يا پس از آن ، در معرض آسيب باشند .

اين محصولات در مقايسه با فولاد يا آلومينيم ، داراي نسبت استحکام به وزن بسيار بالايي هستند درحالي که يکپارچگي سازه اي مشابهي با آنها دارند .

پروفيل هاي کامپوزيتي پالترود شده که در اين سيستم ها به کارگرفته مي شوند داراي وزن مخصوصي حدود يک چهارم فولاد و يک سوم آلومينيم هستند که اين امر حمل و نقل و برپا کردن آن ها را تسهيل مي کند . برخلاف فولاد زنگ نزن اين قطعات را مي توان در محل و با وسايل دستي بريد و سوراخ کرد . از آنجاييکه سيني و نردبان هاي اين سيستم نارسانا هستند ، از بابت انتقال برق به سيستم حمل کابل از کابل هاي آسيب ديده هيچ نگراني وجود ندارد . علاوه بر آن احتياجي به جلوگيري از خوردگي الکتروليتي در شرايط ويژه نيست . ويژگي هاي نارسانايي و مغناطيسي نبودن به معني سيستم حمل کابل ايمن ترند .

در بزرگترين پروژه مهندسي انجام شده با سرمايه خصوصي – تونلي که بريتانيا را به اروپا متصل مي کند بيش از ۶۳/۳ هزارتن FRP پالترود شده ، ۱۲۶۰کيلومتر کابل الکتريکي و فيبر نوري را بر روي خود نگه داشته اند . اين کابل ها ، روشنايي ، تهويه و ارتباطات درون تونل را کنترل مي کنند . کابل هاي ۲۵ کيلو ولتي تأمين کننده انرژي قطارها نيز با اين کامپوزيت هاي پالترود شده حمل مي شوند . اين محصولات با شرايط زير سازگارند :

ـ محدوده دمايي ۵ تا ۴۰ درجه سانتي گراد

ـ رطوبت ۱۰۰ درجه

ـ سرعت باد km/h ۳۵۹

ـ پاشش مداوم آب نمک و حتي غوطه وري در آن

ـ نصب آسان

ـ حداقل تعميرات

ـ هزينه کلي کمينه

ـ مقاومت در برابر بارگذاري استاتيک کابل ها

● بازوهاي عرضي کامپوزيتي

هر تير انتقال برق فشار متوسط ( ۲۰ و ۳۳ کيلوولت ) از سه قسمت اصلي يعني تير ، بازوهاي عرضي و مقره ها تشکيل شده است . بازو هاي عرضي معمولا ً از جنس فولاد ساخته مي شوند . با اين وجود در بعضي از کشورها نظير آمريکا ، استراليا ، کانادا و بخشهايي از اروپا اين محصولات از مواد کامپوزيتي ساخته مي شوند . به کارگيري بازوهاي عرضي کامپوزيتي به جاي نمونه فلزي داراي برتري هايي است ؛ از جمله :

▪ کاهش وزن : سنگيني وزن بازوهاي عرضي فلزي ( حدود ۲۰ کيلوگرم ) يکي از مشکلات شرکتهاي انتقال و توزيع برق است . در مناطقي که به دلايل گوناگون از جمله ناهمواري سطح زمين ، امکان استفاده از ماشين هاي بالابر در آن ها وجود ندارد ، حمل بازوهاي عرضي فلزي تا بالاي تير بسيار سخت و خطرناک است ؛ درصورتي که کامپوزيت ها وزن نسبتا ً کمي دارند و حمل آنها آسان است .

▪ مقاومت در برابر خوردگي : بازوهاي عرضي فلزي در آب و هواي مرطوب و خورنده ، عمر نسبتا ً کمي دارند . يکي از برتري هاي مواد کامپوزيت ، مقاومت بسيار مناسب آنها در برابر خوردگي است که اين مواد را براي اين مناطق مطلوب مي سازد .

▪ نارسانايي الکتريکي : کامپوزيت ها را مي توان به صورت موادي عايق طراحي کرده و ساخت . اين ويژگي خطر برق گرفتگي و اتصال کوتاه را کاهش مي دهد . شايد بتوان با به کارگيري بازوهاي عرضي کامپوزيتي از کاربرد مقره هاي حامل کابل – که در واقع نقش عايق را بين کابل و پروفيل بازي مي کنند – جلوگيري کرد .

▪ زيبايي : در ساخت بازوهاي عرضي فلزي هميشه محدوديت هايي وجود دارد که طراح را مجبور به استفاده از قطعات استاندارد نبشي مي کند . با به کارگيري کامپوزيت ها مي توان به سراغ طرح هايي رفت که علاوه بر بهينه بودن ، زيبا نيز باشند .

▪ عمر بيشتر : عمر بازو هاي عرضي کامپوزيتي حدود سه برابر طول عمر نمونه فلزي است . به دليل عمر بيشتر و عدم نياز به تعويض و تعمير در کامپوزيت ها ، هزينه هاي تعويض و نگهداري حذف خواهند شد .

▪ کاهش تداخلات امواج راديويي : امواج راديويي بدون هرگونه انحراف و شکست از کامپوزيت ها عبور مي کنند .

▪ کاهش افت توان خط : به کارگيري بازوهاي عرضي کامپوزيتي از نشت جريان الکتريکي از خط به سمت پايه ها تا حدودي جلوگيري مي کند و به اين ترتيب ميزان افت توان خط کاهش خواهد يافت .

علاوه بر موارد فوق با به کارگيري بازوهاي عرضي کامپوزيتي مي توان از طرح هايي استفاده کرد که يکپارچه بوده و نيازي به سوار کردن قطعات برروي هم نباشد .

● تيرهاي کامپوزيتي

به کارگيري تيرهاي کامپوزيت FRP ، موضوع جديدي در خدمات برق رساني نيست ، با اين وجود تيرهاي انتقال برق FRP پالترود شده ۲۱ تا ۲۴ متري داستان ديگري است . تيرهاي FRP با يک سوم وزن تيرهاي چوبي ، نضف وزن تيرهاي فولادي و تنها يک دهم وزن تيرهاي بتني ، انتخاب بسيار جذابي براي اغلب شرکتهاي خدماتي برق رساني هستند .

شرکت آمريکايي بريستول تنسي الکتريک سيستم BTES به تازگي ۱۴۴ تير FRP را در دو خط انتقال نصب کرده است . شرکت استرانگ ول Strongwell Corp واقع در ايالت ويرجينيا اين تيرهاي FRP پالترود شده SE ۲۸ را با بيشترين ظرفيت ممان اينرسي در مقطع پاييني طراحي و براي جايگزيني تيرهاي چوبي ، فولادي و بتني در خطوط انتقال برق توليد کرده است . شرکت هاي خدمات برق رساني در حال کشف برتري هاي تيرهاي SE ۲۸ ، نسبت به تيرهاي ساخته شده از مواد سنتي هستند . تيرهاي SE ۲۸ شرکت استرانگ ول ، سبک ، محکم و داراي ويژگي هاي هدايتي خيلي کمي هستند . اين تيرها همچنين در برابر خوردگي ، پوسيدگي ، پرتوهاي فرابنفش ، نفوذ آب ، حشرات و دارکوب ها مقاومت بسيار بالايي دارند .

به عقيده دکتر مايکل برودر ، مدير عامل شرکت BTES ، تيرهاي کامپوزيتي SE ۲۸ ، در مقايسه با تيرهاي چوبي ، با گذشت زمان استحکامشان را از دست نمي دهند و تقريبا ً به هيچ گونه ترميم و تعميري احتياج ندارند . او هم چنين به ويژگي هاي الکتريکي تيرهاي FRP و تحمل ضربه و بار ناشي از بادهاي شديد توسط آن ها اشاره مي کند .

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: سيليكونها

شيمي سيليكونها بر اساس چهار عاملي بودن Si استوار مي باشد و از آنجائيكه در جدول تناوبي سيليس و كربن در يك گروه قرار دارند، سيليس نيز مي تواند با اتمهاي ديگر چهار پيوند تشكيل دهد.
توانايي سيليكون براي تشكيل پيوند با كربن، هالوژنها و اكسيژن و اتمهاي ديگر باعث ميشود كه از سيليكونها محصولات متنوع با كاربردهاي گوناگون حاصل شود.
كلمات به كار رفته در شيمي سيليكون از اصطلاحات علمي شيمي آلي مشتق شده است . به عنوان مثال واژه سيلان براي تركيبي به فرمول ٤ SiH به كار مي رود مشتق شده كه از تشابه آن با متان يا CH4 است.
مواد سنتزي كه سيليكون ناميده مي شوند شامل نوع خاصي از پليمرها يا مولكو لهايي با زنجير طولاني مي باشند كه پيوند Si-O متوالياً در زنجيره اصليشان تكرار ميشود.
اين پليمرها قادر به حفظ خواص خود در محدوده وسيعي از تغييرات محيطي مي باشند. عليرغم پليمرهاي آلي كه حاوي اتم هاي كربن در زنجيره اصلي خود مي باشند، سيليكون ها متوالياً داراي پيوندهاي سيليسيوم اكسيژن Si-O در زنجيره اصلي خود مي باشند و گروه هاي آلي حاوي كربن از كناره ها به اتم سيليسيوم متصل ميشوند. مهم ترين گروه هاي آلي، متيل و فنيل مي باشند. با تعديل طول زنجيره(Si-O ) سيليكون ها در سه شكل مهم سيال، الاستومر و رزين به دست ميآيند كه اين تركيبات در زمينه هاي مختلف از جمله روان كننده ها، مواد ضد آب، واكس ها، براق كننده ها، عايق هاي الكتريكي، پوشش هاي غيرچسبان و... استفاده مي شوند. برخلاف ساير پليمرهاي آلي كه ممكن است در طبيعت نيز يافت شوند، سيليكون ها فقط از راه سنتز به دست مي آيند.
خواص منحصر به فرد سيليكونها كه آنها را از ساير پليمرها متمايز مي كند مربوط به پيوند Si-O موجود در ساختار آنها مي باشد زيرا اين پيوند به مراتب قوي تر از پيوند C-C در پليمرهاي آلي مي باشد، لذا سيليكون ها در برابر اكسيداسيون مقاوم تر بوده و همچنين عايق الكتريكي بهتري مي باشند. علاوه بر اين زنجيرة Si -O به راحتي حلقوي شده و گروه هاي متصل به سيليسيوم نيز به راحتي حول پيوند خود مي چرخند. زنجيرة Si–O (زنجير سيلوكسان)
از هيدروليز ارگانوهالوسيلان ها و سپس كندانس كردن آن حاصل مي شود، سيليكون ها داراي نقطه انجماد، كشش سطحي و نيروي جذب پايين مي باشند كه اين خواص باعث شده كه از آنها در زمينه هاي متنوعي استفاده شود.

همان گونه كه ذكر شد تركيبات پليمري سيليكو نها به سه دسته عمده سيال، الاستومر و رزين سيليكون تقسيم مي شوند. مهم ترين مونومر مورد استفاده در توليد اين پليمرها متيل كلروسيلانها مي باشند.
در اين قسمت در مورد هر سه شكل پليمرهاي سيليكون و همچنين متيل كلروسيلانها بطور كامل توضيح
داده خواهد شد.
پليمرهاي سيلوكسان سنگين صمغ سيليكون ناميده ميشوند. اكثر صمغ هاي سيليكون متيل پلي سيلوكسان مي باشند. صمغ هاي سيليكون براي اينكه در صنعت قابل استفاده باشند، نياز به پخت يا ولكانيزه شدن دارند كه محصول بدست آمده از عمل ولكانيزاسيون، الاستومر ناميده ميشود. انعطاف پذيري
الاستومر با اضافه كردن مقدار كمي گروه هاي فنيل به زنجيرة سيلوكسان در دماهاي پايين حاصل ميشود.
صمغ هاي مورد استفاده در توليد الاستومرها از مانايي فشاري(Compression Set ) كمي برخوردار هستند كه اين مشكل نيز با افزودن مقداري از گروه هاي وينيل به ساختار الاستومر رفع مي شود.
ولكانيزاسيون الاستومرهاي سيليكون به دو صورت، ولكانيزاسيون در دماي اتاق(Room Temprature Vulcanization=RTV ) و ولكانيزاسيون در دماي بالا (Heat Cured Rubber=HCR ) انجام مي گيرد.
الاستومرهاي RTV پليمرهايي هستند كه داراي گروههاي انتهايي واكنش پذير مي باشند.
مخلوطي از اين پليمرها و پركننده ها معمولاً به شكل مايع بوده و نيازي به صرف انرژي زياد براي پختن آن نميباشد.
الاستومرهاي سيليكون در برابر اشعه ماوراي بنفش UV ، ازن، باكتريها و قارچ ها ، ، مادون قرمز، گاما مقاوم بوده و شفافيت و در عين حال قابليت رنگ پذيري و شك لگيري در مقاطع و ابعاد گوناگون دارند.
همچنين در مقايسه با لاستيك ها طول عمر بسيار زيادي داشته و باعث صرفه جويي در هزينه هاي تعميرات و نگهداري مي شوند.

منبع : جزوات درسی و طرحهای آموزشی سازمان صنایع ومعادن استان تهران

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: آشكارساز آلودگي عايقها

وقوع تخليه الكتريكي در تجهيزات عايقي شبكه هاي انتقال و توزيع ميتواند باعث خروج و بي برقي هاي ضرربار براي شركتهاي برق و مشتركين آنها گردد . معمولا تخليه الكتريكي در عايقها از آلودگي هاي صنعتي يا ساحلي و سپس نمناك شدن آنها در شرايط آب و هوائي مرطوب ، ناشي ميگردد ، چرا كه بدليل آلودگي حد ولتاژ شكست، كاهش مييابد . اين ميزان كاهش بسته به نوع ولتاژ ممكن است حتي تا يك چهارم مقدار واقعي آن ، صورت گيرد .
آلودگي صنعتي عبارت از انباشت مواد ناشي از صنايع آلوده كننده روي عايق به مرور زمان و در شرايط آب و هوائي مرطوب مي باشد و نيز انباشت نمك دريا به طور طبيعي و در طول دوره هاي هواي طوفاني برروي عايقها، آلودگي ساحلي را موجب مي گردد .
مراحلي كه تا لحظه تخليه الكتريكي عايق به ترتيب و پياپي رخ مي دهند ، عبارتند از : رسوب آلودگي روي سطح عايق ، مرطوب شدن اين لايه آلودگي و تبديل آن به لايه رسانا ، ايجاد جريان نشتي ، گرم شدن لايه سطحي و خشك شدن برخي محلها در آن كه به توليد باندهاي خشك مي انجامد ، جرقه هاي جزئي رو به افزايش در طول باندهاي خشك و در نهايت تخليه كامل الكتريكي حاصل از تركيب اين تخليه هاي جزئي .
براي رفع يا كاهش مشكل تخليه الكتريكي در عايقها چه در گذشته و چه امروز ، از روشها و دستگاههاي مختلفي براي كنترل آلودگي و عمل نگهداري عايق استفاده گرديده است . هر چند بكارگيري بعضي از آنها مستلزم خروج سيستم از حالت بهره برداري نيز بوده است .
به طور كلي در استفاده از دستگاههاي كنترل آلودگي ، سه هدف اساسي زير دنبال مي گردد :

اندازه گيري شدت آلودگي
بازرسي وضعيت آلودگي عايقها به صورت on - line
مقايسه عملكرد و ويژگيهاي عايقهاي مختلف در محيط آلوده

“‌ Transinor ” براي تحقق اين اهداف، به توسعه دستگاههاي كنترل آلودگي پرداخته است كه اساس كارآنها مبتني برجمع جريانهاي نشتي ميباشد و دو شاخص عمده آن براي ارزيابي وضعيت آلودگي عبارتنداز بررسي گسترش :
الف – دامنه پالس جريان نشتي
ب – جمع بار جريانهاي نشتي
دستگاه بازرسي آلودگي پيشنهادي توسط “‌ Transinor ” داراي اين قابليت است تا با اندازه گيري جريان نشتي بر روي شش عايق مختلف با شرايط محلي و آلودگي مشابه ، به انتخاب بهترين عايق بپردازد .
در اين گزينش ميتوان در مورد ويژگيهايي از قبيل شكل عايق، فاصله خزش، كل طول و ماده و نوع طراحي عايق مطمئن گرديد . نوع كار بدين صورت است كه با اندازه گيري مقدارحداكثر جريان نشتي عايقها، در دوره هاي زماني معين، معياري براي ميزان احتمال تخليه الكتريكي بدست مي آيد وهمچنين ازآن بعنوان سيگنال حفاظتي خطوط انتقال استفاده ميگردد .
روشهاي ديگري مانند ESDD 1( ميزان چگالي رسوب نمك ) وجود دارند كه روشهايي غير مستقيم هستند و داراي قابليت اطمينان كمتري مي باشند ، چرا كه اطلاعات مستقيمي در مورد رفتار عايق نمي دهند . در روش ESDD ميزان خطر تخليه الكتريكي به نوع طراحي عايق و مواد عايقي بستگي دارد . مثلا اگر مواد سطح عايقي از نوع سيليكون پلاستيكي ( كه داراي خاصيت “ Hydrophobic ” هستند ) باشند ، داراي رفتار خوبي خواهند بود و به مرور زمان در دوره هاي آلودگي طولاني با كاهش اين خصوصيت شكست در سطح عايق رخ خواهد داد .
كاربرد CPI2 به عنوان يك دستگاه كنترل آلودگي
CPI ( مدار جمع كننده جريان ضربه ) مجموع بار جريانهاي ضربه ( مقدار I * T ) را برروي تجهيزات اندازه ميگيرد . يعني هنگامي كه مقدار پيك پالس از مقدار از پيش تنظيم شده آن بيشتر شود شروع به جمع ضربه ها مي نمايد . اين وسيله داراي دو بخش مي باشد ، يكي تجهيزات اصلي شامل جمع كننده هاي الكترونيكي و مدارات ارائه و پردازش داده ها وديگري قسمت اندازه گيري . CPI در دونوع مختلف CPI-2 و CPI-3 موجود مي باشد . CPI-2 داراي 6 كانال بوده و براي مقايسه رفتار 6 عايق در يك زمان مناسب است و CPI-3 داراي يك كانال مي باشد و به كنترل وضعيت يك عايق مي پردازد .
CPI ، علاوه بر قابليتهاي ديگر دستگاههاي كنترل آلودگي ، مي تواند به عنوان يك تجهيز كوچك و قابل حمل ذخيره كننده اطلاعات به كار رود ، يا با اتصال به يك PC امكان كنترل محلي و كنترل از راه دور را فراهم نمايد . اين وسيله همچنين با كنترل تقسيم كننده هاي اكسيد فلزي موج ضربه در محيطهاي آلوده و در حالت بهره برداري سيستم ، مي تواند فشارهاي حرارتي ناشي از آلودگي را بر روي آنها تعيين نمايد .
دستگاه آزمايش آلودگي عايق نمونه ( RIPTS3 )
كاربرد اين وسيله براي مناطقي است كه داراي آلودگي ساحلي مي باشند و دوره هواي خشك در آنها بسيار طولاني است و در نتيجه لايه نمك به مرور زمان روي هم انباشته مي شود و اطلاع از وضعيت آلودگي را مشكل مي نمايد ، چرا كه احتمال دارد تخليه الكتريكي پس از دوره خشك طولاني ، در اوايل دوره رطوبتي بدون هيچ هشداري واقع گردد . لذا در اين موارد از دستگاه RIPTS استفاده مي گردد . اين وسيله داراي دو بخش شستشو كننده مصنوعي عايق و نيز دستگاه CPI – 2 مي باشد و كاربران را قادر مي سازد تا دائما از وضعيت آلودگي آگاه گردند . به طور كلي دستگاههاي آزمايش آلودگي RIPTS به همراه CPI ، براي هر دو نوع از سيستم HVAC و HVDC ونيز براي عايقهاي غير سراميكي مناسب مي باشند .

1- Equivalent Salt Deposit density
2- Current Pulse Integrator
3- Reference Insulator Polution Test set

منبع : Transinor AS
آدرس : http://www.transinor.no

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: ولکانیزاسیون

- مقدمه:
در گذشته محصولات اکسترود شده تقریبا فقط در اتوکلاو ،هوای داغ و یا بخار ولکانیز می شدند.
طی سالهای اخیر،بنا به دلایل اقتصادی،روشهای ولکانیزاسیون پیوسته،برای محصولات اکسترود شده آغاز شد.
در حالی که بخشی از محصولات اکسترود شده قبل از آنکه ولکانیز شوند به عنوان محصولات حد واسط فرآیند می شوند(به عنوان مثال ترد تایر) و بخشی دیگر از آنها به دلیل تعداد یا حجم کم آنها تحت فرآیند ولکانیزاسیون جداگانه قرار می گیرند،ولی ولکانیزاسیون بخش قابل ملاحظه ای از محصولات اکسترود شده بلافاصله پس از خروج از دای Die اکسترودر و به طریقه پیوسته صورت می گیرد.
در این ارتباط فرآیند ولکانیزاسیون پیوسته ، با استفاده از بخار با فشار بالا نیز در اهمیت است.

- ولکانیزاسیون در اتوکلاو:
در فرآیند ولکانیزاسیون ناپیوسته محصولات اکسترود شده ،هنوز استفاده از حرارت داغ یا اتوکلاو (بخار تحت فشار) بیشترین اهمیت را دارد.
برای جلوگیری از تغییر شکل محصولات اکسترود شده حین فرآیند ولکانیزاسیون ،در طراحی آمیزه مورد استفاده برای تولید اینگونه محصولاات از مقادیر مناسبی فکتیس استفاده می شود یا نوار اکسترود شده در داخل کانالهای نگهدارنده یا پودر تالک قرار داده می شود.
برای پخت شیلنگهایی که ضخامت دیواره آنها خیلی کم است به منظور جلوگیری از تغییر شکل محصول در حین پخت ، از میله توپری که از داخل شیلنگ عبور داده می شود،استفاده می کنند و سپس شیلنگ در داخل اتوکلاوی به طول 30 متر یا بیشتر تحت فشار پخت می شود.
همچنین برای جلوگیری از تغییر شکل محصول حین پخت می توان محصول را به صورت غوطه ور درآب در داخل اتوکلاو قرار داد .
از آنجایی که این شیوه ولکانیزاسیون به طریقه ناپیوسته صورت می گیرد تنها در مواقعی که برای ولکانیزاسیون پیوسته محدودیت داشته باشیم ویا ولکانیزاسیون پیوسته غیر اقتصادی باشد از این شیوه استفاده می شود.

- تجهیزات ولکانیزاسیون:
برای ولکانیزاسیون در بخار آزاد از ظروف افقی یا اتوکلاوها استفاده می شود.
اتوکلاو ها دارای ریلهایی می باشند که یک چرخ می تواند در داخل آن حرکت کند .
درب این ظروف به مکانیسم گیره یا قفل فنری مجهز است .درزگیرهایی در محل درب اتوکلاو تعبیه شده که به عنوان آب بند کننده به کار می رود.
درب اتوکلاو می تواند روی یک جفت لولا یا یک ببازوی تاب خور بچرخد وباز شود.
اتوکلاو معمولا به صورت عمودی قرار می گیرد به نحوی که درب آن در نقطه فوقانی قرار دارد .
در بیشتر موارد این دستگاه در زمین فروبرده  می شود که البته می تواند از زمین برداشته شود.
اتوکلاوهای جدید نیز دارای دریچه با مکانیسم بسته شدن با گیره فنری است.آب بند کننده دیگری نیز در بین درب و بدنه اتوکلاو قرار دارد.

- ولکانیزاسیون:
ولکانیزاسیون در بخار با انتقال خوب حرارت و بنابراین زمان حرارت دهی کوتاهتر نسبت به سیستم ولکانیزاسیون با هوای داغ همراه است.
هنگامی که بخار اشباع به کار برده می شود ، که در این شرایط بخار و آب در حال تعادل هستند،انتقال حرارت خیلی یکنواخت صورت می گیرد که این امر به خاطر وجود تراکم خیلی بالا (Free Heat ) بوقوع می پیوندد.
به هر حال در ظروف بزرگتر ،هوای موجود در ظروف می تواند تحت شرایط خاصی در بعضی از نقاط آن به دام بیفتد که در نتیجه آن ،خارج کردن هوا ، با انتقال حرارت بد انجام می شود.
به منظور جلوگیری از پیدایش این حالت و در نتیجه بروز پخت ناقص در برخی از نقاط محصول ،اتوملاو باید قبل از ولکانیزاسیون از طریق باز کردن بخار به اصطلاح هواگیری شود و هوای موجود آن خارج گردد .
هنگامی که تاسیسات و لوله های انتقال بخار به اتوکلاو به اندازه کافی بزرگ باشد ،خیلی سریع فشار بخار مطلوب در اتوکلاو ودر نتیجه دمای مورد نظر ولکانیزاسیون بدست می آید که می توا ن به راحتی آن را کنترل نمود .
عیب بزرگی که ولکانیزاسیون با بخار اشباع دارد  این است که فشار بخار به دما و برعکس آن دما به فشار بستگی دارد .
عیب دیگری که ولکانیزاسیون با بخار اشباع دارد این است که هنگامی که اتوکلاو در آغاز شیفت سرد است ،مقادیر زیادی آب کندانس شده در آن تشکیل می شود که طبعا از ایجاد حرارت یکنواخت در محفظه پخت جلوگیری می کند .
مقدار تشکیل این آب کندانس شده می تواند از طریق پیش حرارت دادن اتوکلاو یا قرار دادن المنت های حرارتی در داخل آن به حد مینیمم برسد و یا کاملا حذف شود .بخاطر تسکیل قطراتآب کندانس شده ،لکه هایی که اصطلاحا"  water spots  نامیده می شود می تواند روی محصول ولکانیز شده تشکیل شود که نتنها باعث بد شکل وبد منظر شدن سطح آن می شود  بلکه همچنین باعث می شود که محل هایی از محصول به خوبی ولکانیزه نشود.
می توان از ایجاد پدیده نامطلوب به طور نسبی با استفاده از عامل مرطوب کننده ،و آغشته سازی محصول پخت نشده با آن جلوگیری نمود.
نکته: ولکانیزاسیون در بخار سبب می شود که درجه حرارت ایجاد شده به مقدار قابل توجهی از درجه حرارت پخت در هوا باشد،زیرا بخار بر خلاف هوا مانند یک گاز بی اثر عمل می کند.
بنابراین می توان در طی ولکانیزاسیون با بخار بدون هیچ مشکلی دمای  ولکانیزاسیون را تا بیش ازc ° 200 ویا بیشتر بالا برد.

- ولکانیزاسیون پیوسته در حمام مایع (LCM ):
از سالها قبل یک روش ولکانیزاسیون پیوسته برای پخت نوارهای اکسترودی،شیلنگ،.. توسط شرکت دوپونت ابداع شده است.
در این روش آمیزه لاستیکی در داخل یک مایع داغ پخت می شود و آن را با روش پخت با مایع یا (LCM ) می خوانند.

- اصول:
اصول کار بسیار ساده است .نوارهای لاستیکی (شیلنگها،انواع پروفایلها) بلافاصله پس از خروج از دای اکسترودر به وسیله یک تسمه نقاله وارد یک حمام طولانی حاوی مایع داغ می شوند.
آنها در داخل مایع به صورت غوطه ور نگه داشته می شوند و از درون حمام به وسیله یک تسمه نقاله فولادی عبور می کنند و وقتی به انتهای حمام می رسند ، کاملا ولکانیز شده اند.

- مزیت های اصلی روش پخت با مایع در مقایسه با روش پخت با اتوکلاو علاوه بر امکان تولید نوارهای پیوسته طویل عبارتند از:
-کاهش درصد ضایعات
-کیفیت ظاهری بهتر نوارها
-کاهش زمان پخت

کاهش درصد ضایعات محصول در این روش به این دلیل است که در مقایسه با پخت در اتوکلاو در اغلب محیط های حرارت دهی به روش LCM ،نوارهای متحمل حداقل فشار وتغییر شکل می شوند.
دلیل کاهش بیشتر درصد ضایعات در روش پخت با LCM آن است که در این روش ابعاد و کیفیت ظاهری محصول ولکانیزه شده ی نهایی بلافاصله پس از خروج از حمام ،قابل کنترل و بررسی است در حالیکه در روش پخت با اتوکلاو ، برای ارزیابی موارد فوق تنها به روش بچی می نوان عمل کرد و درصورت تشخیص عیب و نقص در محصول پخت شده ، ناگزیر کل بچ به ضایعات تبدیل خواهد شد.
به علاوه،کارایی تجهیزات LCM نیز در مقایسه با اتوکلاو بیشتر است.زیرا هنگام پخت با اتوکلاو هر بار که درب اتوکلاو باز می شود،با اتلاف حرارت مواجه هستیم.
از آنجاییکه در روش پخت LCM  استفاده از مواد پودری روی محصول ضرورتی ندارد و لکه هایی که در اثر وجود بخار آب اشباع در اتوکلاو روی محصول ایجاد می شود نیز در روش LCM  تشکیل نمی شود .بنابراین به این روش می توان محصولات اکسترودری خوش ظاهرتر و زیباتری را به دست آورد.

* برای پخت به روش LCM   به تجهیزات زیر نیاز است:
حمام نمک،که شامل یک حوضچه طویل است و یک تسمه نقاله از جنس فولاد در داخل آن حرکت می کند.این حوضچه در نزدیکی اکسترودر قرار می گیرد و محصول اکسترود شده خروجی از اکسترودر فورا" در دال حمام نمک غوطه ور شده و به وسیله یک تسمه نقاله انتقال می یابد .
طول مورد نیاز برای حمام سیال نه تنها به سرعت ولکانیزاسیون نوار اکسترودشده ودرجه حرارت نمک،بلکه به سرعت خروجی اکسترودر متصل به آن ویا به عبارت دیگر به حداکثر سرعت اکسترودر نیز بستگی دارد.که آن هم به نوبه خود به ابعاد نوار اکسترود شده بستگی دارد ،در روش پخت با حمام نمک به جهت درجه حرارت بالای ولکانیزاسیون در حمام ،باقی ماندن نوار در حمام برای مدت زمانی طولانی تر از زمان پخت بهینه آن خطرناک است .بنابراین لازم است موازنه دقیقی بین سرعت اکستروژن و مدت زمان اقامت محصول در حمام برقرار شود.
عامل حرارت دهنده برای حمام ولکانیزاسیون به عنوان مثال از مخلوط نمکها ،مخلوط فلزات(خیلی به ندرت) ،پلی آلکیل گلیکول ها،گلیسیرین ، روغن سیلیکون و ... می باشد.
به جهت آنکه غالبا از مخلوط نمک ها به عنوان محیط حرارت زا استفاده می شود، این روش را ولکانیزاسیون با استفاده از حمام نمک نیز می خوانند.
متداولترین مخلوط نمک مورد مصرف در LCM  ،مخلوط اوتکتیک نمک ذوب شده با ترکیب درصد وزنی زیر است:
- نیترات پتاسیم    53 %
- نیترات سدیم     40 %
- نیترات سدیم     7%

- مزایا ومعایب LCM :
با استفاده از این حمام ها نوارهایی با ظاهر بسیار تمیز به دست می آید.عیب مخلوط نمک دانسیته بالای آن است. از آنجاییکه که دانسیته* آمیزه های الاستومری عملا و همواره به میزان قابل ملاحظه ای پایین تر از دانسیته مخلوط نمک هاست،بنابراین نوار لاستیکی در داخل حمام کم وبیش حالت شتاور پیدا می کند و لازم است به وسیله تسمه فولادی که نوار لاستیکی را با فشار به درون حمام فرو می برد بر این حالت غلبه شود.
در این صورت فشار وارده از سوی تسمه فولادی می تواند در آمیزه های الاستومری خیلی نرم که دانسیته پایینی داشته و مقطع آنها شکل پیچیده ای دارد تغییر شکل ایجاد می کند.
برای ملکانیزاسیون نوارهای بزرگتر و ضخیم تر در داخل حمام مایع ،باید مدت اقامت نوار در داخل حمام طولانی تر باشد تا حرارت کاملا به تمام مقطع آن منتقل شود.اما این عمل سبب می شود که سطوح خارجی نوار (به ویژه وقتی که درجه حرارت نوار خیلی بالا باشد) شدیدا دچار فرا پخت می شود.
مشکل دیگری که هنگام ولکانیزاسیون در LCM   با آن مواجه می شویم ،ایجاد تخلخل در محصول پخت شده است که این پدیده به سبب پایین بودن فشار در هنگام ولکانیزاسیون رخ می دهد ،تخلخل در محصول پخت شده در اثر وجود هوا و رطوبت در آمیزه الاستومری ایجاد می شود و بدیهی است که آن هم تا حدود زیادی به نوع و مقدار فیلرها و سایز اجزای به کا رفته در آمیزه و همچنین به فناوری مورد استفاده در فرآورش آمیزه بستگی دارد.
معمولا هر قدر سختی آمیزه ولکانیز شده بیشتر باشد،مساله تخلخل کمتر است.
عامل اصلی بروز تخلخل در محصول ولکانیز شده،وجود مقداری رطوبت در آمیزه است که با استفاده از مواد جاذب الرطوبه در فرمول آمیزه نظیر اکسید کلسیم می توان به میزان قابل توجهی مشکل تخلخل را کاهش داد .اما برطرف کردن مشکل تخلخل ناشی از محبوس شدن هوا در داخل آمیزه کار دشواری است.
برای حذف هوای محبوس شده می توان از اکسترودرهایی که در استوانه مارپیچ آنها منطقه خلا وجود دارد استفاده کرد ،همچنین استفاده از مقدار کمی فکتیس
( 5-10 phr ) برای خروج گازها حین فرآیند اختلاط بسیار مؤثر است.

- مزایای ولکانیزاسیون به روش LCM:
1- عدم ایجاد وقفه در فرآیند اکستروژن پیوسته
2- عدم نیاز به جابه جایی و انتقال نوارهای خام
3- داشتن اتلاف حرارتی بسیار کم
4- عدم نیازبه ابزار نگهدارنده اضافی خاص
5- عدم نیاز به پودر ضد چسبندگی و عدم نیاز به عملیات تمیز کنندگی
6- درصد ضایعات کم
7- صرفه جویی در نیروی کارگری
8- کیفیت ظاهری بهتر نوارهای تولید شده و...

- معایب واکانیزاسیون به روش LCM:
1- ضرورت استفاده از اکسترودرهای گران قیمت
2- سرعت اکستروژن کم نسبت به فرآیند اکستروژن معمولی
3- اتلاف(مصرف) نمک موجود در حمام نمک،بسته به نوع محصول ،سرعت اکستروژن ودرجه حرارت
4- ضرورت نیاز به مراقبت ونگهداری از حمام نمک
5- نیاز به تمیز کردن نوارها
6- درصد مخاطره بیشتر هنگام کار کردن با حمام نمک
7- تشکیل نیتروزآمین ها(عوامل سرطان زا)
8- ایجاد تغییر شکل در نوارها

*محدوده دمای زیر را با تجربه می توان برای انواع الاستومرها بدست آورد:

 

منبع: گروه تحقیقاتی صنایع لاستیک - مهدی ظاهری، کتاب تکنولوژی جامع لاستیک -هافمن

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: آزمایشگاه فشار قوی دانشگاه واترلو کانادا

یکی از مجهزترین آزمایشگاه های فشار قوی در آمریکای شمالی، جهت کسب اطلاعات بیشتر به وب سایت مربوطه رجوع نمایید.

ورود به وب سایت آزمایشگاه فشارقوی دانشگاه واترلو

دانلود مقالات و جزوات آزمایشگاه فشارقوی دانشگاه واترلو

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: مختصری درباره گاز SF6 و کاربردهای آن

گاز SF6 در صنعت برق، به عنوان یک ماده عایقی در تجهیزات فشار قوی و در سطوح ولتاژ بالا بسیار کاربرد دارد. اگرچه SF6 خالص به لحاظ شیمیایی خنثی می باشد، اما در عین حال یک گاز گلخانه ای قوی با یک شبکه مولکولی است که خواص آن در شرایط گرما، بسیار فراتر از دی اکسید کربن خواهد بود. ساختمان مولکولی گاز SF6 به صورت یک هشت ضلعی است که در هر گوشه آن یک اتم فلوئور و در مرکز آن یک اتم گوگرد قرار گرفته و فاصله هر اتم از اتم فلوئور 58 آنگستروم است.
وزن اتمی این گاز برابر 146/06 و در فرمول شیمیایی آن 21/95% گوگرد و 78/05% فلوئور موجود است .در حالت گازی از قانون گازهای طبیعی پیروی میکند و لذا تغییر فشار فقط با تغییر درجه حرارت و آن هم در محدوده به نسبت بزرگی از آن صورت می گیرد. ویژگی فشار- حرارت گاز SF6 نمایانگر حالت تعادل بین گاز و مایع است یعنی در همان حالتی که در سیلندرهای حامل خود وجود دارد.

این گاز یکی از نادر ترین عناصر غیر اکتیو در شرایط معمولی است . در یک محفظه کوارتز تا 500 درجه سانتی گراد هیچ تجزیه ای روی آن صورت نمی گیرد . در درجات بالاتر از 150 درجه سانتی گراد بعضی از فلزات به عنوان کاتالیزور در جهت تجزیه حرارتی به تدریج روی آن موثر واقع میشود ، لذا باید در انتخاب یک فلز مناسب جهت محفظه SF6 دقت لازم صورت گیرد . SF6 غیر سمی ، غیر قابل اشتعال و دارای خاصیت خوب حرارتی و انتقال حرارتی (1/6 برابر هوا) است.

گاز هگزا فلوئورید گوگرد (SF6) یک دی الکتریک عالی با خواص بی نظیر در قطع کنندگی ( خاموش کردن ) قوس می باشد و این ویژگی منجر به کاربرد وسیع و موفقیت آمیز در کلیدهای قدرت پستهای گازی شده است . معرفی و شناخت آن در سال 1960 بوده و تجهیزات گازی SF6 تا سال 1980 ساخته شده اند . امروزه ، کاربرد این گاز به حد مطلوبی رسیده و تعداد تجهیزات تعویضی ( تجهیزات روغنی جایگزین شده با گازی ) ، افزایش یافته است . تحت شرایط ایده آل ، وقتی یک عمل تخلیه در کلید رخ می دهد ، هرکدام از اتمهای فلوئور موجود در گاز SF6 یک الکترون گرفته و از اتم گوگرد جدا می شوند و هنگام پایان عمل ، آن الکترون بدست آورده را از دست داده و با ترکیب با یک اتم گوگرد ، دوباره گاز SF6 را تشکیل میدهد که به این مراحل " خودسازی" و یا "خواص بازیابی " گاز SF6 گویند . این واکنش در تجهیزات الکتریکی گازی ( SF6 ) فشار قوی رخ میدهد و وقتی که ذرات دیگری از قبیل اکسیژن ، آب حاصل از آلودگی اتمسفری ، کربن موجود در مؤلفه های تفلونی کلید ، مس ، تنگستن موجود در کنتاکتها و همچنین آلومینیوم ، با ذرات گوناگونی که از تجزیه SF6 بوجود آمده اند برخورد نماید ، واکنش میدهد.
علاوه بر مزایای فوق ، تجهیزات تزریق شده با گاز SF6 ، نیازی به تعمیرات و نگهداری نداشته و بدون دردسر می باشد . شایان توجه اینکه SF6 توانسته استفاده از تجهیزات روغنی را محدود سازد ، از اینرو با توجه به نیاز صنعت ، دستورالعملهای جدید مطابق با آنها ( تجهیزات گازی ) با موارد جدید باید تطابق یابد. ایمنی، نوع عملکرد آنها در خاموش کردن قوس و در نظر گرفتن اثر گلخانه ای محیط زیست این گاز ( عدم تاثیر در سوراخ شدن لایه ازن ) ، از جمله این موارد است که علاوه بر ایجاد تغییر کاربری قدیمی گاز SF6 ، انگیزه زیادی در ارزیابی فرآیند گاز و استفاده مجدد از گازهای ذخیره شده بوجود آورده است.
در استفاده از این گاز ، کاهش هزینه تعمیرات ( به جهت اینکه کلیدهای گازی در مقایسه با دیگر کلیدها ، به تعمیرات کمتری نیاز دارند ) ، امکان مونیتورینگ اجزاء داخلی کلید و کاهش هزینه بازرسی مؤلفه های داخلی کلید، هزینه های راه اندازی در فرایندهای گازی کم می شود ، قابلیت اطمینان بهبود میابد ، ایمنی بالا از جمله مزایای این گاز است.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: گاز SF6 و استفاده از آن در كليدهاي SF6

همانطور كه مي‌دانيم قطع جرقه در كليدهاي فشار قوي به دو عامل مهم بستگي دارد:
1- مدت اثر عامل خاموش‌كننده
2- عامل موثر در خاموش كردن جرقه
اين عوامل موثر عبارتند از:
1- خاموش‌كننده‌هاي جامد
2- خاموش‌كننده‌هاي مايع
3- خاموش‌كننده‌هاي گازي
كه ما در اينجا به اختصار به خاموش‌كننده‌هاي گازي به خصوص SF6 مي‌پردازيم.

علت آزمايش گاز SF6:
- افزايش ايمني
- كاهش آثار مخرب زيست محيطي
- صرفه‌جويي هزينه تعميرات و نگهداري
- روشهاي بكارگيري توسعه يافته
( بهينه‌سازي روشهاي كاربرد قديمي )
گاز هگزا فلوئوريد گوگرد ( SF6 ) يك دي الكتريك عالي با خواص بي‌نظير در قطع كنندگي ( خاموش كردن ) قوس است و اين ويژگي منجر به كاربرد وسيع و موفقيت آميز در كليد‌هاي قدرت پستهاي گازي است. معرفي و شناخت آن در سال 1960 بوده و تجهيزات گازي SF6 تا سال 1980 ساخته شده‌اند. امروزه، كاربرد اين گاز به حد مطلوبي رسيده و تعداد تجهيزات تعويضي ( تجهيزات روغني جايگزين شده با گازي)، افزايش يافته است. عموماً كليدهاي روغني با تجهيزات گازي SF6 جايگزين مي‌شوند. در حال حاضر گاز SF6 كاربرد زيادي در رده فشار قوي داشته و شواهد، تمايل كاربرد اين گاز را براي رده‌هاي پايين‌تر سطوح ولتاژ نشان مي‌دهد تحت شرايط ايده‌آل، وقتي يك عمل تخليه در كليد رخ مي‌دهد، هر كدام از اتمهاي فلوئور موجود در گاز SF6 يك الكترون گرفته و از اتم گوگرد جدا مي‌شوند و هنگام پايان عمل، آن الكترون بدست آورده را از دست داده و با تركيب با يك اتم گوگرد، دوباره گاز SF6 را تشكيل ميدهد كه به اين مراحل "خودسازي" و يا "خواص بازيابي " گاز SF6 گويند. اين واكنش در تجهيزات الكتريكي گازي ( SF6 ) فشار قوي رخ ميدهد و وقتي كه ذرات ديگري از قبيل اكسيژن، آب حاصل از آلودگي اتمسفري، كربن موجود در مولفه‌هاي تفلوني كليد، مس، تنگستن موجود در كنتاكتها و همچنين آلومينيوم، با ذرات گوناگوني كه از تجزيه SF6 بوجود آمده‌اند برخورد كند، واكنش ميدهد‌.
علاوه بر مزاياي فوق، تجهيزات تزريق شده با گاز SF6، نيازي به تعميرات و نگهداري نداشته و بدون دردسر است. شايان توجه اينكه SF6 توانسته استفاده از تجهيزات روغني را محدود سازد، از اينرو با توجه به نياز صنعت، دستورالعملهاي جديد مطابق با آنها ( تجهيزات گازي ) با موارد جديد بايد تطبيق يابد. ايمني، نوع عملكرد آنها در خاموش كردن قوس و در نظر گرفتن اثر گلخانه‌اي محيط زيست اين گاز ( عدم تاثير در سوراخ لايه ازن )، از جمله اين موارد است كه علاوه بر ايجاد تغيير كاربري قديمي گاز SF6، انگيزه زيادي در ارزيابي فرآيند گاز و استفاده مجدد از گازهاي ذخيره شده بوجود آورده است.

خاموش كننده‌هاي گازي :
1- ازت : ساختمان كليدهاي فشار قوي اصولاً با كليدهاي هوايي شروع مي‌شود. در اين كليدها ماده خاموش كننده جرقه در همان هوايي كه اطراف كنتاكت كليد را پوشانده و موثرترين آنها گاز ازت است كه درهوا وجود دارد.
البته چون گاز ازت داراي قابليت هدايت دماي چندان خوبي نيست اثر خنك كننده آن نيز كم است و به اين جهت استفاده ساده آن در فشار قي زياد ممكن نيست لذا در كليدهاي فشار قوي زياد از هواي فشرده و يا گاز ديگري كه داراي اثر خنك كنندگي بيشتري باشد استفاده مي‌شود ولي در قدرت‌هاي كم هوا يك عامل موثربسيار عالي است زيرا علاوه بر ارزاني هم‌جا نيز در دسترس است از گاز ازت در حال حاضر بيشتر براي كابل‌هاي گازي با غلاف آلومينيومي استفاده مي‌شود.
2 – هيدروژن : اثر خاموش كننده گاز هيدروژن نسبت به گاز ازت خيلي بيشتر است زيرا هيدروژن داراي قابليت هدايت حرارت بيشتري نسبت به گازهاي ديگر است ولي به علت گراني تهيه آن در كليدهاي فشار قوي تا به امروز از اين گاز به عنوان ماده اوليه مثلاً كليد با گاز هيدروژن فشرده استفاده نشده است بلكه معمولاً كليدها را با عايقي پر مي‌كنند كه در موقع جرقه زدن بين كنتاكت‌ها گاز هيدروژن خودبه‌خود به وجود آيد.
همانطور كه مي‌دانيم با كليدهاي با عايق مايع حرارت جرقه باعث تجزيه قسمتي از مايع و متصاعد شدن گاز هيدروژن مي‌شود و در كليدهاي با گاز جامد در اثر حرارت شديد جرقه از ديواره‌هاي عايقي محفظه جرقه خاموش كن گاز هيدروژن متصاعد شده و اين گاز باعث خاموش كردن جرقه مي‌شود.
3 – در اين اواخر كليدهاي فشارقوي با گاز SF6 كه داراي قابليت هدايت حرارتي بسيار عالي است ساخته شده است خواص عايقي بسيار خوب اين گاز از زمانهاي نسبتاً دور معلوم بود ولي به علت گراني قيمت آن مي‌بايست ساختمان كليد طوري باشد كه گاز SF6 در ضمن كار مصرف نشده و بيرون نرود. از اين جهت كليدهاي SF6 داراي يك مدار بسته براي گاز SF6 هستند.
يكي از موارد مهم استفاده از گاز SF6 استفاده از اين گاز در كابل‌هاي كپسولي است كابل‌هاي كپسولي با گاز SF6 به خصوص در پست‌هاي كپسولي با گاز SF6 و در انتقال انرژي جريانهاي زياد و قدرت زياد از ژنراتورها تا ترانسفورماتورها در نيروگاههاي بزرگ به كار برده مي‌شود. اين كابل‌ها در مسافتهاي كوتاه به خاطر سادگي آن در ارتباط با سيم هوايي به صورت تكفازه و در مسافتهاي زياد به خاطر كم كردن كارهاي حفاري و خاك‌برداري به صورت سه فاز ساخته مي‌شوند اين كابل‌ها در قطعات 12 متري ساخته مي‌شوند به طوري كه كپسول و سيم هادي آلومينيومي و عايق نگهدارنده ( پايه‌ها ) تماماً در كارخانه نصب و پس از آزمايش‌هاي لازم براي بهره‌برداري حمل مي‌شوند جوش دادن و ارتباط قطعات با يكديگر در محل نصب صورت مي‌گيرد.

خواص گاز SF6 به طور اختصار
1- استقامت دي الكتريك بالا
2- هدايت حرارتي بالا ( انتقال حرارتي گازSF6 از روغن هم بيشتر است )
3- خاصيت جذب الكترون‌هاي آزاد
4- غير قابل اشتعال بودن
5- قابل تركيب با فلزات نيست‌(روي فلزات اطراف خود اثر ندارد )
6- غير سمي است
7- بي رنگ و بي بو است
8- 5 برابر سنگين‌تر از هوا است.

مزايا :
- كاهش هزينه تعميرات ( به جهت اينكه كليدهاي گازي در مقايسه با ديگر كليدها، تعميرات كمتري نياز دارند.)
- امكان مونيتورينگ اجزا داخلي كليد و كاهش هزينه بازرسي مولفه‌هاي داخلي كليد
- هزينه‌هاي راه‌اندازي در فرآيندهاي گازي كم مي‌شود .
- قابليت اطمينان بهبود مي‌يابد.
- ايمني نيز زياد مي‌شود.

كليدهاي SF6 :
در اين نوع كليد از SF6 ماده خاموش كننده جرقه و عايق بين دو كنتاكت و نگهدارنده ولتاژ استفاده مي‌شود. گاز SF6 در طبيعت وجود ندارد و در كارخانه مصنوعي توليد مي‌شود.
گاز SF6 الكترون‌هاي آزاد را جذب مي‌كند و ايجاد يون منفي بدون تحرك مي‌كند. در نتيجه مانع از ايجاد ابر الكتروني كه باعث شكست عايق و ايجاد جرقه مي‌شود است بطوريكه استقامت الكتريكي گاز SF6 به 2 تا 3 برابر استقامت الكتريكي هوا مي‌رسد. گاز SF6 از نظر شيميايي كاملاً با ثبات است و ميل تركيبي آن خيلي كم است و غير سمي مي‌باشد و تقريباً 5 برابرهوا وزن دارد در مقابل حرارت زياد نيز پايدار و غير قابل اشتعال است در ضمن اين گاز داراي قابليت حرارتي بسيار خوبي است لذا علاوه بر اينكه خاموش كردن جرقه بسيار موثر است عايق بسيار با ارزشي نيز است.
طرز استفاده از اين گاز در كليدهاي فشار قوي عموماً بر مبناي انژكسيون گاز متراكم شده SF6 به محل قوس الكتريكي در محفظه احتراق است. يعني به صورت پاشش گاز بر حمل قوس الكتريكي در محفظه احتراق در كليدهاي SF6 مانند كليدهاي هوايي از يك كنتاكت ثابت و يك كنتاكت متحرك استفاده نشده است بلكه قسمت اصلي كليد تشكيل شده است از دو لوله ثابت كه به فاصله معيني متناسب با ولتاژ نامي كليد در مقابل هم قرار گرفته‌اند.
ارتباط اين دو لوله در حالت وصل كليد توسط مصرف انگشتانه مانند فلزي به نام موف اتصالي انجام مي‌گيرد.

مشخصه‌هاي عمده كليدهايSF6:
1- در انواع جديد كليدهاي SF6 از نوع SELE EXTINGISH جهت قطع و وصل انرژي كمي نياز است.
2- كليه مولكول‌هاي تجزيه شده پس از خاموش شدن قوس مجدد تركيب شده كسر گاز حاصل نمي‌شود.
3- فشار گاز قابل كنترل است.
4- گاز SF6 به سادگي يونيزه شده و خاصيت هدايت پلاسما تا درجه حرارت‌هاي پايين برقرار مي‌كند و اين خاصيت مشكل ناپايداري قوس و قطع ناگهاني آنرا و نهايتاً اضافه ولتاژهاي ناشي از آنرا به مقدار زيادي كاهش مي‌دهد.
5- جريانهاي گذرا و با فركانس بالا كه در بعضي از قطع و وصل بوجود مي‌آيد در كليدهاي SF6 در زمانيكه جريان كم است قطع مي‌شود و لذا اضافه ولتاژ خطرناكي در بر ندارد.

دستورالعمل‌هاي كلي نگهداري كليد SF6 :
1- احتياط و موارد ايمني
2- اهميت تميز بودن
3- تميز كردن
4- تخليه مواد زايد
5- تخليه گاز

1- احتياطات و موارد ايمني :
مقررات محلي در مورد ايمني فشار قوي را رعايت كنيد. كليد را در وضعيت قطع قرار دهيد طرف فشار قوي را باز كرده و ارت كنيد. ولتاژ مكانيزم فرمان و هيتر را قطع كنيد.
براي كار روي مقره‌هاي كليد و يا قطعات تحت ولتاژ و همچنين حمل و باز كردن پل‌ها حتماً مي‌بايستي ابتدا فشار داخل پل‌هاي كليد را تا 0/125 مگا پاسكال پايين آورد قبل از باز كردن يك محفظه تحت فشار گاز بايستي ابتدا فشار آنرا تا حد فشار اتمسفر كاهش دهيم اگر قرار است كه گاز را در هواي آزاد تخليه كنيد اين كار بايستي از طريق كلينر جذب كننده گرد وغبار صورت گيرد.
2- اهميت تميز بودن :
گاز SF6 و ديگر قطعات ايزوله بايستي از قدرت دي الكتريك بالايي برخوردار باشند و به همين علت بايستي تميز و خشك باشند.
در تمام مواردي كه بر روي كليدهاي باز شده كار مي‌كنيد بايستي بدانيد كه نه تنها آلودگي بلكه رطوبت هوا و عرق دست هم زيان آور و مضر است. چنانچه به هر دليل قسمت‌هايي كه در تماس با گاز مي‌باشند و يا محفظه‌هاي گاز بيش از 24 ساعت در معرض رطوبت هوا قرار گيرند در اين صورت‌اين محفظه‌ها بايستي با فشار bar 1/2 با گاز SF6 پر شوند.
گاز SF6 مصرف نشده غير سمي، بدون بو و بي‌رنگ است با اين حال اين گاز سنگين‌تر از هواست و با مقدار جريان قابل توجهي به سهولت در مكانهاي گود مانند كانال‌هاي كابل، مخزن‌ها و غيره جمع مي‌شود در صورتي كه مقدار زيادي گاز SF6 در اين مكانها جمع شده باشد خطر خفگي بر اثر عدم وجود اكسيژن وجود دارد لذا عمليات بازرسي و تعميرات را بايستي در مكانهايي كه تهويه مناسب دارند انجام داد.
مواد حاصل از تجزيه گاز كه بر روي قسمت‌هاي قطع كننده جريان تشكيل مي‌شوند به هنگام تماس با رطوبت خاصيت خورندگي پيدا مي‌كنند و باعث ناراحتي پوست، چشم، مخاط مي‌شوند.

3- تميز كردن :
سطوح بيروني مقره‌ها را كاملاً با آب شستشو داده و بعد از خشك شدن قبل از باز كردن كليد انتها و سطوح داخلي را با آب اتانول تميز كنيد پس از باز كردن كليد قطعات داخلي را با پارچه آغشته به اتانول خوب تميز و خشك كنيد.

4- مواد زايد :
كليه گرد غبارها و همچنين مواد پاك‌كننده مورد استفاده را در يك ظرف مهر و موم شده به عنوان زباله شيميايي دفع كنيد.
5- تخليه گاز :
كليد با استفاده از تجهيزات تصفيه گاز تخليه مي‌شود كه گاز تصفيه شده را فشرده مي‌سازد به طوري كه مي‌توان آنرا دوباره به كار برد مخلوط گاز SF6+N2 فقط زماني مي‌تواند مجدداً مورد استفاده قرار گيرد كه شرايط مخلوط شدن آن تحت كنترل باشد پس از تخليه كليد را با گاز نيتروژن تا حد اتمسفر پر كرده و پس از آن مجدداً خالي مي‌كنيم بدين ترتيب گرد وغبار باقي مانده در كليد تميز مي‌شود. در نهايت كليد را با گاز نيتروژن خشك تا حد اتمسفر پر مي‌كنيم و بعد از آن كليد آماده باز شدن و انتقال به كارگاه است.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: خواص گاز SF6

ترکیب سولفور هگزا فلوراید (SF6) با اعمال مستقیم گاز فلوئور بر روی گوگرد در سال 1900 در فرانسه انجام شد.در همان سال ها,پایداری بالای شیمیایی این گاز تحت قوس الکتریکی نیز مشخص گردید.بعد ها از همین خواص در عایق بندی تجهیزات فشار قوی استفاده به عمل آمد.

خواص خاموش کنندگی:

SF6 ماده ی بسیار عالی برای قطع قوس الکتریکی می باشد.انرژی بالای تجزیه ی این گاز ,قوس را بخوبی خنک می سازد و خاصیت الکترونگاتیو بودن آن  سریعا الکترون های آزاد را جذب کرده و باعث می شود تا تحمل ولتاژ های بازگشتی بالا ممکن گردد.

تحت شرایط متشابه قدرت خاموش کنندگی SF6 بیش از صد برابر هوا است.

خواص استقامت الکتریکی:

استقامت الکتریکی گاز SF6 تحت شرایط متشابه بیش از دو برابر استقامت عایقی هوا است.خاصیت الکترونگاتیو بودن  گاز SF6 و نقش آن در جمع آوری  الکترون های آزاد عامل اصلی این قابلیت است.

نکته ی مهم این است که اضافه شدن مقدار کمی گاز SF6 استقامت عایقی هوا را بشدت افزایش می دهد ولی بر عکس اضافه شدن هوا به گاز SF6 تاثیر چندانی بر روی استقامت عایقی آن ندارد.به عنوان مثال اضافه شدن 10 درصد هوا استقامت عایقی SF6 را حدود 3 درصد کاهش می دهد.

سایر خواص فیزیکی:

SF6 گازی بی بو, بی رنگ,غیر سمی و غیر قابل اشتعال است و وزن مولکولی آن  برابر 146/06 می باشد که 5 برابر سنگین تر از هوا می باشد.

خواص خاموش کنندگی و عایقی گاز SF6 به دانسیته ی آن بستگی دارد و به همین جهت از دانسیته سنج در کنترل مقدار گاز در کلید استفاده می گردد. دانسیته ی مناسب جهت استفاده در تجهیزات فشار قوی در محدوده ی 25 کیلوگرم بر متر مکعب است.برای درجه ی حرارت های پایین باید توجه شود که  دانسیته ی گاز به حدی نباشد که در شرایط سرد موجب مایع شدن گاز گردد.

مطابق استاندارد,مقدار مجاز نشتی گاز SF6 کمتر از یک درصد در سال می باشد.

عملکرد تحت شرایط تخلیه ی الکتریکی:

تخلیه ی الکتریکی سبب تجزیه ی گاز SF6 می شود که تحت شرایط عادی قابل برگشت است.

SF6<====>S+6F

پس از تجزیه ی گاز,فعل و انفعال ثانویه با الکترودهای فلزی تصعید شده ترکیبات گاز یا جامد را بوجود می آورد.این ترکیبات خود نیز مواد مواد عایقی خوبی هستند لذا رسوب آن ها روی مقره از خاصیت عایقی نمی کاهد.اما در صورتیکه رطوبت در محفظه از حد خاصی بالاتر باشد ترکیب هیدروژن فلوراید (HF) ایجاد می شود که این ماده شدیدا هر نوع ماده ای که شامل Sio2 باشد (همانند شیشه و چینی) را مورد آسیب قرار می دهد لذا حتما باید میزان رطوبت در محفظه در حد پایین نگه داشته شود.

CUF2 +H2O ====>CUO + 2HF

SF4 + H2O ===> SOF2 + 2HF

استاندارد IEC376 استاندارد مربوط به مشخصات گاز SF6 می باشد.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: همه چیز درباره مقره ها

مقدمه: یکی از اجزاء مهم شبکه های فشار قوی ، مقره ها می باشد که بر حسب ولتاژ مورد استفاده و شرایط محیطی از نظر آلودگی و رطوبت ، شکل خاصی به خود می گیرند. وظایف مقره ها در شبکه ها را می توان به صورت زیر بیان نمود :

1. تحمل وزن هادی های خطوط انتقال و توزیع برای نگهداری سیم های هوایی روی پایه ها و دکل ها در بدترین شرایط (یعنی موقعی که ضخامت یخ و برف تشکیل شده روی سیم ها در حداکثر مقدار باشد) را داشته باشد و اصولاً باید بتوانند بیشترین نیروهای مکانیکی وارد شده بر ان ها را تحمل کنند.

2. عایق بندی هادی ها و زمین و بین هادی ها با یکدیگر به عهده مقره است. یعنی مقره ها باید از استقامت الکتریکی کافی برخوردار باشند تا بتوانند بین فازهای شبکه و دکل ها که متصل به زمین هستند ایزولاسیون کافی برای تحمل ولتاژ فازها را داشته باشند. استقامت الکتریکی آن ها باید در حدی باشد کهدر بدترین شرایط (یعنی در حضور رطوبت ، باران ، آلودگی و بروز صاعقه با ولتاژ بالا) دچار شکست کامی الکتریکی نشوند.

بنابراین مقره ها باید دارای خصوصیات زیر باشند :

1. استقامت الکتریکی بالا.

2. استقامت مکانیکی بالا.

3. عاری از ناخالصی و حفره های داخلی.

4. استقامت در برابر تغییرات درجه حرارت و عدم تغییر شکل در اثر تغییر دما (با توجه به ضریب انبساط حرارتی که بایستی کم باشد).

5. ضریب اطمینان بالا.

6. ضریب تلفات عایقی کم.

7. در برابر نفوذ آب و آلودگی ها مقاوم باشد.

 جنس مقره ها

 جنس مقره ها معمولاً از چینی یا شیشه است. مقره های چینی از سه ماده مختلف تشکیل شده است :

1. کائولین یا خاک چینی AL2O3-2SIO2-2H2O به مقدار 40 تا 50 درصد.

2. سیلیکات آلومینیوم (فلداسپات) K2O-AL2O3-6SIO2 به مقدار 25 تا 30 درصد.

3. خاک کوارتز SIO2 به مقدار حداکثر 25 درصد.

این سه نوع با ترتیب برای بالا بردن استقامت حرارتی ، الکتریکی و مکانیکی به کار می روند. به عبارت دیگر خواص الکتریکی ، مکانیکی و حرارتی چینی بستگی به درصد فراوانی این سه جزء دارد. هر چه فلداسپات بیشتر باشد استقامت الکتریکی آن زیادتر می شود و هر چه مقدار کوارتز بیشتر شود ، استقامت مکانیکی آن بیشتر شده و با افزایش کائولین ، استقامت حرارتی آن بیشتر می شود.

برای تهیه چینی ، مواد فوق را با کمی آب خالص مخلوط می کنند تا به صورت گل و خمیر در آید. سپس این گل را در قالب های معینی شکل داده و در کوره حرارت می دهند تا پخته شود و رطوبت آن نیز گرفته شود. البته قبل از قالب گیری ، درصد رطوبت گل را پایین می آورند و تحت خلاء ان را پرس می کنند ، پس از ریخته شدن آن را سرد می کنند. ولی سرد کردن آن به طور ناگهانی انجام نمی شود و با ملایم این کار صورت می گیرد. تا ترکی در آن ایجاد نشود. پس از این مرحله یک لایه لعاب شیشه ای بر روی آن می ریزند تا سطح آن کاملاً خالی از وجود حباب ها و ترک های مویین گردد. لعاب شیشه ای علاوه بر افزایش استقامت مکانیکی مقره قدرت چسبندگی گرد و غبار و نفوذ گرد و غبار و رطوبت را کاهش می دهد. همچنین باعث ایجاد یک سطح کاملاً صاف می شود که باعث افزایش مقاومت سطحی عایق می شود.

درجه حرارت پختن در کوره نیز در تعیین استقامت الکتریکی و مکانیکی مقره چینی مؤثر است که هر چه در درجه حرارت بالاتری قرار داده شود ، حبابهای هوا در آن کمتر به وجود می آیند و استقامت الکتریکی آن زیاد می شود اما در عوض عایق خیلی ترد و شکننده می شود و هرچه درجه حرارت پختن در کوره کمتر شود استقامت مکانیکی آن بیشتر می شود و هر چه درجه حرارت پختن در کوره کمتر می شود ، استقامت مکانیکی آن بیشتر می شود ، ولی حفره های بیشتری در آن باقی می ماند و استقامت الکتریکی آن بیشتر می شود ولی حفره های بیشتری در آن باقی می ماند و استقامت الکتریکی آن کاهش می یابد. معمولاً درجه حرارت پخت در کوره را بین 1200 تا 1500 درجه نگه م دارند. در نتیجه ، استقامت الکتریکی چینی

بین 120 (kv/cm) تا 280 (kv/cm) می باشد. همچنین استقامت مکانیکی چینی در برابر نیروی فشاری 690 (m2/MNt) (در مقاطع بزرگتر 275 (m2/MNt) ) و در برابر نیروی کششی 48 (m2/MNt) (در مقاطع بزرگتر 20 (m2/MNt)) و در برابر نیروی خمشی 95 (m2/MNt) می باشد. از خواص بسیار مهم چینی می توان آسان شکل گرفتن آن ها و استقامت در برابر مواد شیمیایی و تغییرات جوی را نام برد.

شیشه

معمولاً شیشه را در درجه حرارت هی بالا با مخلوطی از مواد مختلف از جمله آهک و پودر کوارتز ذوب می نمایند و سپس به طور ناگهانی آن را سرد نموده و قالب ریزی می کنند. این عمل ((Toughening) باعث سفت شدن شیشه می شود). بدین ترتیب مقره شیشه ای با استقامت مکانیکی خیلی زیاد بدست می آید که در مقابل لب پریدگی از چینی مقاوم تر است و استقامت مکانیکیفشاری آن 5/1 برابر چینی است و استقامت مکانیکی آن در برابر نیروهای خمشی اندک ، کمتر از چینی است.

همچنین استقامت الکتریکی آن هم خیلی بیشتر از عایق های چینی است (بین 500 تا 1000 کیلو ولت بر سانتی متر).

مزیت دیگر شیشه این است که ضریب انبساط حرارتی آن کوچک است و در نتیجه تغییر شکل نسبی آن در اثر تغییر درجه حرارت ، خیلی کم است. همچنین در مقره های شیشه ای ، قبل از بروز ترک ، کاملاً خرد می شوند و لذا از روی زمین به راحتی می توان مقره معیوب را تشخیص داد. بر خلاف مقره های چینی ، در واقع ساخت مقره های شیشه ای ، معمولاً حفره در آن به وجود نمی آید و اگر ترک یا حفره ای هم باشد به راحتی قابل مشاهده است. به علاوه به علت عبور نور خورشید از آن در اثر شاف بودن ، مقاومت آن در برابر نور خورشید بیشتر است . اما معایب شیشه آن است که :

1. اولاً رطوبت به راحتی در سطح آن تقطیر می شود.

2. به علت تغییر شکل نسبی داخلی پس از سرد شدن ، نمی توان مقره های بزرگی از آن ها ساخت.

3. گرد و خاک را بیشتر به خود جذب می کند.

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 :

به علت اینکه سح مقره ها با هوا در ارتباط است و با توجه به اینکه استقامت الکتریکی هوا خیلی کمتر از مقره ها است لذا قبل از سوراخ شدن ، در روی سطح مقره ها جرقه زده می شود. معمولاً اگر بر روی سطح مقره ها گرد و غبار و رطوبت و آلودگی بنشیند به 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 سسطح 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. شیب چترها باید طوری باشد که روی سطوح هم پتانسیل یعنی عمود بر خطوط میدان بین هادی و میله قرار گیرند. زیرا اگر بین دو نقطه ای که دارای اختلاف پتانسیل باشند ، سطح رسانای ناشی از گرد و غبار تشکیل می شود ، جریان زیادتری جاری شده و جرقه سطحی زودتر زده می شود.

 انواع مقره ها

 بر حسب کاربرد این نوع وسیله ، مقره ها را به سه دسته تقسیم می کنند :

1. مقره های خطوط هوایی : برای عایق کردن هادی ها نسبت به پایه (دکل) و نسبت به یکدیگر و نگهداری هادی ها بر روی پایه ها از این نوع مقره استفاده می شود.

2. مقره های اتکایی : برای عایق کاری باس بارها در پست ها و تابلوها نسبت به زمین و نگهداری آن ها از این نوع مقره ها استفاده می شود.

3. مقره های عبوری یا بوشینگ ها : از این نوع مقره ها برای عبور باس بارها از دیواره ها یا ورود به تجهیزات استفاده می شود. همچنین برای ایزوله کردن خطوط یا باس بارها نسبت دیوارها یا بدنه تجهیزات هم به کار می رود.

اکنون به توضیح تک تک این نوع مقره ها خواهیم پرداخت . البته درصد بسیار زیادی از مقره های مورد استفاده از نوع مقره های خطوط هوایی می باشد.

انواع مقره های خطوط هوایی

الف) مقره های سوزنی (میخی) :

از این مقره ها برای نگهداری خطوط توزیع 11 و 20 و 33 کیلو ولت استفاده می شود که بیشتر به صورت یکپارچه ساخته می شوند و معمولاً به شکل ناقوس کلیسا هستند و هادی خط روی شیار بالایی مقره قرار می گیرد و توسط یک سیستم به مقره محکم می شود. مقره توسط یک پیچ فولادی که در داخل مقره محکم شده است به بازوی دکل بسته می شود. اطراف پیچ فولادی را با فلز نرم مانند سرب یا سیمان پر می کنند تا چینی مقره با فولاد سخت در تماس نباشد و در اثر گشتاور خمشی شکسته نشود.

چترهای روی مقره هم به خاطر ایجاد مسیر طولانی و همچنین ایجاد نقاط خشک در هنگام بارندگی و هم لغزان بودن سطح مقره برای باقی نماندن باران بر روی سطح مقره ایجاد می شود. به عبارت دیگر در حالت مرطوب بودن مقره ، فاصله جرقه برابر مجموع کوتاهترین فاصله از لبه یک چتر به نزدیکترین نقطه روی چتر پایینی به اضافه فاصله از لبه چتر پایینی تا پایه فلزی مقره می باشد. همچنین در حالت خشک بودن مقره کوتاهترین فاصله از هادی تا پایه فلزی مقره است. به این منظور ، ضریب اطمینان مقره را به صورت زیر تعریف می کنند.

ولتاژ لازم برای جرقه سطحی = ضریب اطمینان مقره

ولتاژ نامی مقره

در شبکه های 20 کیلو ولت ، ضریب اطمینان هوای خشک مقره های میخی برابر 6 و برای هوای مرطوب به مقدار 4 است. همچنین در شبکه های 11 KV این ضریب در هوای خشک برابر 2/8 و برای هوای مرطوب به مقدار 5 است.

ب) مقره های آویزان (در مقره های خطوط هوایی) :

 در ولتاژهای بالاتر از 50 کیلو ولت که 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 می شود و هادی خط به وسیله کلمپ فلزی به پایین ترین مقره بشقابی زنجیره متصل می گردد.

هر مقره بشقابی از یک دیک بشقاب از جنس چینی یا شیشه تشکیل شده است که در قسمت بالایی آن ،یک کلاهک چدنی گالوانیزه توسط سیمان مخصوصی به نام Alumina (که مقاومت الکتریکی بالا و از استقامت مکانیکی و چسبندگی بالایی برخوردار است) به شیشه یا چینی متصل شده است و در قیمت پایین مقره نیز یک پین (pin) فولادی گالوانیزه که آن هم به وسیله سیمان مخصوص Alumina به مقره متصل شده است. همچنین مسیر زیر بشقاب ها به صورت چین دار است تا طول مسیر جریان نشتی افزایش یابد. پین فولادی هر مقره در داخل حفره کلاهک مقره پایینی قرار گرفته و با زدن گیره اطمینان ( اشپیل Split-Pin ).

حفره : کلاهک از سوراخ ریز مقابل آن اتصال پین و کلاهک محکم می شود. دو مقره ضمن اتصال محکم به مقره در محل اتصال به صورت لولایی حرکت آزادانه هم دارند. قطر بشقاب های این نوع مقره ها معمولاً بین 150 تا 360 میلیمتر و یا بیشتر می باشد . استقامت مکانیکی آن ها هم معمولاً بین 40 تا 300 کیلو نیوتن می باشد.

مزایای استفاده از مقره های بشقابی را می توان به صورت زیر بیان نمود :

1. چون هر واحد مقره بشقابی برای یک ولتاژ نامی پایینی (در حدود 11 کیلو ولت) طراحی می شود. متناسب با ولتاژ خط می توان به تعداد دلخواه از این بشقاب ها را به هم متصل نمود تا یک زنجیره آن بتواند ولتاژ خط را تحمل کند (قابلیت انتخاب تعداد بشقاب ها).

2. اگر هر کدام از بشقاب های یک زنجیره مقره آویزان ، معیوب یا صدمه ببیند فقط لازم است همان یک بشقاب عوض شود و نیازی به تعویض کل زنجیره نیست (اقتصادی بودن مقره).

3. چون زنجیره مقره به کراس آرم خط آویزان است و می تواند به صورت آزادانه حرکت نماید ، حداقل فشار مکانیکی بر مقره های آویزان وارد می شود (تنش های مکانیکی کمتری به مقره وارد می شود).

4. اگر به دلیلی بخواهند ولتاژ نامی خط را افزایش دهند به راحتی می توان با اضافه نمودن چند تا بشقاب ، قدرت عایقی مناسب را به دست آورد و نیازی به تعویض زنجیره مقره نیست (قابلیت انعطاف در افزایش ولتاژ خط).

5. چونهادی خط به زنجیره آویزان می گردد و پایین تر از بازوی کراس آرم (صلیبی) دکل خط انتقال قرار می گیرد در نتیجه هنگام برخورد صاعقه به خط ، صاعقه ابتدا به بازوی کراس آرم خط برخورد می نماید تا حدود زیادی از خط حفاظت می شود (حفاظت خط در برابر صاعقه به وسیله بازوی کراس آرم دکل انجام می شود).

6. اگر بار مکانیکی خط زیاد باشد مثلاً : در اسپن های بلند ، هنگام عبور خطوط انتقال از روی رودخانه ها ، دره ها ، اتوبان ها می توان از زنجیره های دوبل یا بیشتر استفاده نمود (قابلیت استفاده از زنجیره های دوبل یا بیشتر).

 پ) مقره های سنتی :

مقره های کششی در جاهایی که نیروی کشش افقی زیادی به مقره وارد می شود استفاده می گردد. از این مقره ها در پایه های ابتدا و انتهایی خطوط انتقال ، توزیع و در پایه هایی که در مسیر خط از حالت مستقیم خارج شده و یا نسبت به افق ، زاویه پیدا می کنند ، استفاده می شوند. مقره های مذکور همان مقره های بشقابی هستند که به صورت افقی نسب می شوند و باید بیوری کششی خط را در پایه ها تحمل نمایند و چون نیروی زیادتری را باید تحمل کنند فقط استقامت مکانیکی آن ها نسبت به مقره های آویزان بیشتر است.

 د) 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.

برای ایمنی و حفاظت بیشتر که احتمالاً سیم مهار در بالا از طریق میلگرد تیر برق دار گردید ، سیم مهار در نزدیکی زمین برقدار نشود ، در وسط سیم مهار از مقره مهار استفاده می شود و سیم های مهار از دو طرف به مقره مهار متصل می شود. این مقره به گونه ای است که اگر شکسته شود ، سیم مهار رها نمی شود و البته بایستی تحمل نیروی کششی سیم مهار را داشته باشند.

 ﻫ )مقره های استوانه ای :

این مقره ها به صورت یک زنجیره استوانه ای و به صورت یکپارچه از جنس چینی یا اخیراً از مواد ترکیبی (که استقامت مکانیکی بسیار بالایی داشته و آب بر روی سطح آن ها پخش نمی شود و برای مناطق صحرایی مناسب هستند) ساخته می شوند و به دو طرف انتهایی آن ها دو کلاهک فلزی با سیمان مخصوص اتصال داده شده است. قطر استوانه عایق متناسب با قطر مکانیکی نیاز انتخاب می شود. از این مقره بعضاً در خطوط انتقال استفاده می شود. این مقره ها در مقایسه مقره های آویزان بشقابی از وزن بسیار کمتری برخوردارند (وزن مقره های اویزان دریک زنجیره بیشتر به خاطر وزن کلاهک های فلزی آن است) و لذا از نظر اقتصادی ارزان تر هستند. ولی نقطه ضعف اصلی آن ها امکان خراب شدن کامل مقره در اثر یک قوس الکتریکی یا ضربه مکانیکی بیرونی بر آن است. در صورتی که در مقره های بشقابی تمام زنجیره از بین نمی رود. در زنجیره های بشقابی اگر یک مقره دچار ترک شود تا مدت زیادی بقیه آن ها می توانند ولتاژ خط را تحمل کنند و همچنین بار مکانیکی خط را تحمل نمایند.

در ولتاژهای بالا می توان دو یا سه مقره استوانه ای را به هم متصل نمود. نوع ساخته شده از مواد ترکیبی (Composite Material) این نوع مقره ها دارای خاصیت آب گریزی بوده و آب و آلودگی بر روی سطح مقره پخش نمی شود ، بلکه این آلودگی و رطوبت در یک نقطه روی سطح باقی می ماند و چون تمام سطح مرطوب نمی شود ، می توان مسیر خزشی آن را کوتاه نمود. جریان نشتی این نوع مقره ها خیلی کم است و در مناطق با آلودگی زیاد روی سطح آن ها جرقه زده نمی شود و نیازی به تمیز کردن هم ندارند. این مقره ها ضمن داشتن استقامت مکانیکی بالا از وزن بسیار کمی نیز برخوردارند.

مقره های مخصوص

برای مناطق با شرایط آب و هوایی بسیار بد مانند مناطقی که آلودگی صنعتی یا آلودگی آب و هوایی بیش از حد معمول وجود دارد یا مناطقی که مه زیاد وجود دارد یا مناطقی که صاعقه های خطرناک با شیب زیاد وجود دارد ، از مقره های استاندارد معمولی نمی توان استفاده نمود و باید از مقره های با طراحی خاص برای آن مناطق استفاده نمود و باید از مقره های با طراحی خاص برای ان مناطق استفاده نمود. در این نوع مقره ها معمولاً از بشقاب های گودتر استفاده می کنند و داخل بشقاب گود ، چترهای بلندتری به آن داده می شود. در نتیجه فاصله خزش مقره افزایش می یابد و جریان نشتی آن به دلیل طولانی تر شدن مسیر و بزرگ شدن مقاومت سطحی کاهش یافته و دیرتر جرقه سطحی زده می شود (به خاطر آلودگی و رطوبت). همچنین سطح مقره را پر شیب می سازند تا در اثر باران سطح آن به راحتی تمیزتر شود.

 ز) مقره چرخی :

از این مقره ها در خطوط فشار ضعیف 400 ولت استفاده می شود. این مقره ها توسط تسمه فلزی U شکل به نام اتریه و پین واشپیل به پایه های خطوط توزیع هوایی بسته می شوند و سیم هوایی شبکه بر روی شیار چرخی مانند مقره قرار می گیرد و از آن به عنوان مقره کششی نیز استفاده می شود و در دو نوع یک شیاری و دو شیاری استفاده می شود.

مقره های اتکایی

این مقره ها برای نگهداشتن شین های فشار قوی و دیگر تجهیزات به کار برده می شوند. این مقره ها به شکل استوانه ای چینی توپر یا توخالی ساخته می شوند که برای تأسیساتی که مقره باید نیروی مکانیکی بیشتری را تحمل کند از نوع توخالی آن استفاده می شود. زیرا نوع توپر آن فقط با یک قطر معین و محدودی قابل ساخت است ولی برای افزایش استقامت الکتریکی نوع توخالی آن سوراخ داخل مقره ها به صورت افقی یا عمودی نصب می شوند.

مقره های عبوری (بوشینگ ها)

برای سرهای خروجی و ورودی دستگاه های فشار قوی ، برای جلوگیری از ایجاد جرقه بین ولتاژ آن خط عبوری و بدنه دستگاه به کار می روند (مثل بوشینگ ترانس ها). این مقره ها به صورت لایه های استوانه ای به کار می روند و نسبت به محیط مورد استفاده ، شکل مقره های عبوری متفاوت است. ساده ترین آن ها استوانه های درهم است. فضای داخل این استوانه های مابقی ، معمولاً توسطگازها یا مایع های عایق پر می شود. در ترانسفورماتورها ، بوشینگ ها حاوی روغن هستند. ارتفاع آن ها برحسب میزان ولتاژ و ارتفاع از زمین متفاوت است. به منظور جلوگیری از ازدیاد حرارت در بوشینگ ها از فیبرهای عایقی در سر بوشینگ ها استفاده می شود زیرا فیبر هدایت حرارتی بهتری نسبت به چنین دارد.

 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. به این آزمایش ها ، آزمایش های تخلیه یا آزمایش های جرقه نیز می گویند (Flashover Test).

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. بدین طریق مقره های کاملاً معیوب از خط تولید خارج می شوند.

 

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. حالا اگر شرایط آزمایش از نظر فشار و درجه حرارت و میزان رطوبت متفاوت با شرایط استاندارد باشد ، باید مقادیر فوق را تصحیح نمود. 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 Vk 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 که اگر حدود 30 بار و چون ممکن است Vk اولیه خیلی کوچک یا خیلی بزرگ انتخاب شده باشد ، 1 تا 9 آزمایش اول را 30 بار محسوب نمی کنند. اگر هر ولتاژ UV در این آزمایش nV بار تکرار شده باشد ، ولتاژ جرقه سطحی 50% از رابطه زیر بدست می آید :

 ∑nVUV

مقره به شرطی این قسمت را جواب می دهد که 50%U بدست آمده از رابطه بالا برای آن از1/04 برابر ولتاژ جرقه مقاوم آن کمتر نباشد و مقره ها در اثر جرقه ای سطحی روی آن ها آسیب کلی نبیند.

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. شدت بارش باران باید حداقل بین 1 میلیمتر بر دقیقه تا 2 میلیمتر بر دقیقه باشد و به صورت مورب با زاویه °45 بارش نماید. درجه حرارت محیط هم بین c°15- تا c°15 باشد و مقاومت مخصوص آن در c°20 باید – m Ω 15±100 باشد.

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. در این جا نیز این آزمایش در دو حالت مختلف می تواند انجام بگیرد :

الف) با موج ضربه ای با احتمال 50% جرقه سطحی : طریقه آزمایش مانند حالت هوای خشک است (با موج ضربه ای صاعقه) ولی دامنه موج ضربه ای 50% بدست آمده از رابطه نباید کمتر از 085/1 برابر دامنه موج ضربه ای مقاوم تعیین شده در استاندارد برای موج ضربه ای مقاوم تعیین شده در استاندارد مربوط به شرایط جوی استاندارد است که برای شرایط آزمایشگاهی باید در ضرایب تصحیحی ، اصلاح شود.

ب) با موج ضربه ای مقاوم : این آزمایش نیز با دامنه موج ضربه ای مقاوم تعیین شده در استاندارد برای 15 بار تکرار می شود و اگر تعداد دفعاتی که جرقه سطحی روی مقره زده می شود بیشتر از 2 بار نباشد این ازمایش جواب مثبت داده است. در این آزمایش نیز نباید سطح مقره ها آسیب کلی ببیند (اثرهای جزئی روی سطح مقره قابل پذیش است).

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 مصنوعیمانند 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 (با استفاده از ضرایب تصحیح). 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. دراین آزمایش می توان افزایش ولتاژ را هنوز ادامه دهیم تا جرقه سطحی حاصل شود. 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 15kv تا 100kv باشد.

هر واحد مقره ، نام تولید کننده و سال تولید آن نوشته می شود. همچنین حداکثر قدرت مکانیکی مقره نیز بر روی آن نوشته می شود. مثلاً U300 مقره 300 کیلونیوتنی است. شرایط استاندارد به صورت T = 20°c وP = 760mmHy رطوبت 119 water/m3 = است. قبل از پرداختن به آزمایش هایی که بر روی مقره های نمونه انجام می گیرد ، ساختمان مقره ها را بیان می کنیم ، که به دو دسته تقسیم می شوند :

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.

آزمایش های روی مقره های نمونه طبق استاندارد (Sample Test 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. در صورتی که نتایج آزمایش ها مثبت باشند ، 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.

 

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 (فقط برای مقره های نوع B).

8- آزمایش تخلخل (وجود حفره) (فقط برای مقره های چینی).

9- آزمایش میزان گالوانیزه بودن قسمت های فلزی مقره.

 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.

 مقره هایی که بر روی آن ها آزمایش های نمونه صورت می گیرد نباید در سرویس از آن ها استفاده شود.

شرح آزمایش

1- بررسی سیستم قفل و بست : در این جا چند آزمایش مختلف برای اطمینان از مکانیزم قفل و بست انجام می گیرد :

الف) با اتصال بشقاب ها به همدیگر و تشکیل یک یا چند زنجیره ، خرکت های افقی شبیه به حرکت هایی که در حالت سرویس ممکن است پیدا شود به آن ها داده می شود که اتصال زنجیره ها باید باز شود.

ب) اشپیل (Split – Pin) تمام بشقاب ها در موقعیت قفل قرار داده می شود و به وسیله یک دستگاه که نیروی کششی وارد می کنند بار کششی برای حرکت کردن اشپیل هر بشقاب اعمال می شود. برای هر بشقاب این عمل 3 بار تکرار می شود. مقدار این نیرو طبق استاندارد ، بین 50 تا 500 نیوتن بایستی اعمال شود.

ج) هشپیل هر مقره یا نیروی کششی حداکثر یعنی 500N کشیده می شود (به وسیله دستگاه کشنده). اشپیل ها در اثر این نیرو نباید از محل قفل به طور کامل خارج شوند.

2- کنترل ابعاد مقره (Verification Of Dimensions) :

این کنترل ابعاد عبارتند از :

الف) اندازه گیری وزن مقره های نمونه و متوسط گیری به عنوان وزن مقره.

ب) اندازه گیری قطر خارجی مقره از بالاترین تا پایین ترین نقطه.

ج) اندازه گیری ارتفاع مقره از بالاترین تا پایین ترین نقطه.

د) اندازه گیری فاصله خزشی مقره ( Creep Age Distance ).

ﻫ) کنترل قطر حفره کلاهک و قطر پین فلزی مقره با اشل های استاندارد (اشل هایی که باید داخل حفره بروند یا از قطر پین بگذرند و اشل هایی که نباید بگذرند).

3- آزمایش سیکل حرارتی ( Temperature Cycle Test )

در این آزمایش یک مخزن آب سرد و یک مخزن آب گرم تهیه می شود. درجه حرارت مخزن آب گرم باید 70°c بیشتر از درجه حرارت مخزن آب سرد باشد و به وسیله یک سیستم اتوماتیک ، درجه حرارت مخزن ها ثابت نگه داشته شوند. مقره های نمونه به مدت T دقیقه در مخزن آب گرم قرار داده می شوند.

Aمقره نوع T = 15 + 0/7 m , m = kgجرم مقره بر حسب

Bمقره نوع T = 15 min

بعد از طی زمان فوق ، سریعاً بدون هیچ تأخیری (حداکثر تأخیر 30 ثانیه) و برای مدت زمان T دقیقه نیز در مخزن آب سرد غوطه ور می شوند. این سیکل گرما و سرما 3 بار تکرار می شود. برای مقره های اتکایی به جاب مخزن آب سرد ، باید آن را بعد از خارج کردن از مخزن آب گرم (برای مدت 15 دقیقه در مخزن آب گرم قرار گرفته است) به مدت 15 دقیقه در معرض باران مصنوعی با شدت 3 میلیمتر بر دقیقه قرار می دهیم و این سیکل را 3 بار تکرار می کنیم.

شرط پذیرش این آزمایش این است که در پایان هیچ یک از مقره های نمونه ترک خوردگی پیدا نکرده باشند.

4- آزمایش تحمل بار الکترومکانیکی ( Electromechanical Failing Load Test)

در این آزمایش همزمان با اعمال ولتاژ با فرکانس صنعتی به مقره یک بار مکانیکی کششی نیز به مقره اعمال می شود تا اگر تخلیه الکتریکی داخلی در اثر تخلیه های داخل مقره اتفاق می افتد ، در اثر نیروی کششی اعمال شده به صورت عیب مکانیکی (مثلاً ترک خوردن مقره) مشخص می شود. ولتاژ اعمالی به مقره همان ولتاژ مقاوم با فرکانس صنعتی در هوای مرطوب است. چون در مقره های شیشه ای تخلیه های موضعی داخل مقره کاملاً پیدا است ، لذا این آزمایش برای مقره های شیشه ای انجام نمی شود.

5- آزمایش تحمل حداکثر بار مکانیکی ( Mechanical Failing Load Test )

در این آزمایش مقره نمونه ، تک تک و به نوبت در داخل دستگاه مخصوص اعمال نیروی کششی قرارگرفته و نیروی کششی اعمالی به آن ها از صفر به طور سریع به مقدار 75% حداکثر تحمل بار مکانیکی نامی مقره افزایش داده می شود. سپس به آرامی در یک مدت زمان معین بین 15 تا 45 ثانیه بار کششی اعمالی را به 100% حداکثر بار مکانیکی می رسانیم. شدت این افزایش به مقدار 35% حداکثر بار مکانیکی نامی در هر دقیقه می باشد. در این آزمایش مقره باید بتواند بار مکانیکی کششی اعمال شده را تحمل کند و دچار شکست مکانیکی لازم برای شکست مقره دست یابیم. لازم به ذکر است که برای مقره های اتکایی (سوزنی) بار مکانیکی خمشی به جای کشش اعمال می شود.

6- آزمایش شوک حرارتی (فقط برای مقره های شیشه ای)

در این آزمایش یک مخزن آب که درجه حرارت کمتر از c°50 را دارد ، مهیا می شود. سپس مقره های نمونه را در داخل یک کوره هوای گرم که درجه حرارت آن حداقل °c100 بالاتر از درجه حرارت مخزن آب است ، 20 دقیقه قرار می دهند. سپس مقره ها را به طور ناگهانی وارد مخزن آب می نمایند و حداقل 2 دقیقه در مخزن با آب نگه می دارند. مقره ها نباید دچار ترک یا شکستگی شوند.

7- آزمایش تحمل ولتاژ در برابر سوراخ شدن مقره ( Pun Chore Tesr )

این آزمایش می تواند با یک موج ولتاژ سینوسی با فرکانس صنعتی و یا با یک موج ضربه ای انجام گیرد. البته معمولاً با فرکانس صنعتی انجام می شود. مقره های نمونه در این آزمایش کاملاً خشک و تمیز می شوند و در داخل یک محفظه روغن شناور می شوند. که روغن باید عاری از رطوبت و ناخالصی باشد و استقامت الکتریکی بالایی داشته باشد. اگر محفظه روغن فلزی باشد باید ابعاد آن خیلی بزرگ باشد که جرقه بین قسمت فلزی مقره و بدنه محفظه روغن زده نشود. ولتاژ با فرکانس صنعتی بین قسمت های فلزی مقره اعمال می شود. همچنین روغن برای این استفاده می شود که استقامت الکتریکی خیلی بالاتری نسبت به هوا دارد و از بروز جرقه سطحی روی مقره در اثر اعمال ولتاژ بالا جلوگیری می کند. برای آزمایش ، ولتاژ اعمالی را سریعاً به مقدار حداکثر ولتاژ نامی قابل تحمل مقره می رسانیم که در استانداردها مشخص شده است که بر اثر این ولتاژ نباید در مقره شکست الکتریکی و سوراخ شدن به وجود آید. اگر میزان استقامت مقره مورد نظر باشد بایستی ولتاژ را آنقدر افزایش داد تا مقره سوراخ شود.

8- آزمایش تخلخل (فقط برای مقره های چینی) Poorsity Test

در این آزمایش قطعات شکسته شده یک مقره چینی در یک محلول الکل یک درصد که مقداری جوهر قرمز نیز به آن اضافه شده (یک گرم جوهر قرمز درصد گرم الکل) و تحت فشار 15 مگانیوتن بر متر مربع برای چندین ساعت (حدود 24 ساعت) قرار داده می شود. سپس قطعات بیرون آورده شده و تمیز و خشک می شوند و دوباره شکسته شده و به قطعات کوچکتری تبدیل می شوند. در سطوح شکسته شده نباید هیچ اثری از نفوذ الکل مشاهده شود.

این آزمایش برای لعاب (glaze) مقره است (برای اطمینان از عدم وجود ترک های مویین در لعاب مقره) لذا می توان مقره را پس از آزمایش وزن کرد و سپس برای 24 ساعت در آب تحت فشار قرار داده و سپس مجدداً وزن نمود. اگر افزایش وزن داشته باشیم نشان دهنده نفوذ آب در خلل و فرج مقره است.

9- آزمایش میزان گالوانیزاسیون قسمت های فلزی (Galvanizing Test)

در این آزمایش اولاً وضعیت ظاهری پوشش سطحی روی قسمت های فلزی مقره های نمونه از نظر یکنواختی و هموار بودن بررسی می گردد. همچنین به وسیله یک دستگاه مخصوص جرم فلز (روی) بر روی سطوح فلزی در واحد تعیین می گردد. دستگاه مخصوص فوق ، ضخامت فلز روی را می تواند در یک نقطه هم اندازه گیری کند. برای این منظور 10 نقطه به طور تصادفی بر روی کلاهک و 10 نقطه بر روی پین انتخاب می شوند. سپس با داشتن جرم حجمی روی ، مقدار جرم فلز روی در واحد سطح مشخص می شود. در هر مقره نمونه ، جرم روی در واحد سطح نباید کمتر از 500 گرم بر متر مربع باشد و برای تمام نمونه ها به طور متوسط از مقدار 600 گرم برکتر مربع نباید کمتر باشد.

تست های معمول مقره ها (Routine Test)

این آزمایش ها به تک تک مقره ها در خط تولید اعمال می شود که شامل آزمایش های زیر هستند :

1- بررسی وضعیت ضاهری مقره ها از نظر شکل و ابعاد و رنگ ظاهری آن ها.

2- 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.

3- 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.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: کابلهای فشارقوی با عایق XLPE

چكيده: تجديد نظر در بازار ذخيره الكتريكي و رشد گسترده آگاهي، اجياد بازار جديد جالب براي راه حل‌هاي مقدماتي انتقال قدرت در تكنولوژي كابل‌ها قالب‌ريزي شده‌است. در همين اثناء پيشرفت در همه زمينه‌ها، توسعه استفاده از ( XLPE ) (رد شدن از پلي اتيلن وصل شده)، سيستم‌هيا عايقي كابل‌ها را تا مرز 500 kv را فراهم كرده است. كاربرد سيستم كابل‌هاي امروزي اغلب نسبت به خطوط هوايي مناسب‌تر است. در حالي‌كه روش‌هاي صنعتي جديد قادر هستند كابل‌هاي زيردريايي ها را با فيبر‌هاي نوري هماهنگ كرده و مفصل انعطاف‌پذيري با طول‌هاي بيشتر از قبل ارائه بدهند.پيشرفت بيشتر سيستم هاي عايقي فشار قوي موقعيت خلاقانه ABB را در مورد ولتاژهاي بالاي DC ارائه مي‌دهد.

سيستم كابل‌هاي با ولتاژ 220 kv  و بالاتر قسمتي ازتوان بالاي زير بناي ترانسفورماتورهاي قدرت مدرن روز هستند. اين همه حاوي اين است،‌ اگر چه يك وظيفه مهم تأمين كننده اين است، به سيستم هاي نمايشي با قابليت اطمينان بالا به خاطر فشارهاي الكتريكي بالا در چنين سطح ولتاژي كه كابل و لوازم جانبي كلاً هماهنگ شده‌اند، اطمينان كامل را بدهد.

رفع محدوديت – تغيير قانون‌ها

سيستم كابل‌هاي فشار قوي يك قسمت اساسي دارد كه در محيطي مناسب، جديد، ويژه قرار مي‌گيرد؛ هنگاميكه مي‌آيد و جايگزين خطوط هوايي مي‌شود؛ با كابل‌هاي زير زميني. هزينه سيستم كابل‌هاي فشار قوي در طول دهه اخير كاهش يافته و احتمالاً بيشتر هم پايين مي‌آيد. در همين زمان عملكرد كابل XLPE شديداً افزايش پيدا كرده است. پيام جديد وجود دارد كه سيستم كابل‌هاي XLPE قادر است با خطوط هوايي، به طور تكنيكي، محيطي و به صورت اقتصادي رقابت كند. اين يك اصل ويژه است در رنج ولتاژ 12 الي 170 كيلو ولت.

اين ويژگي كابل‌هاي XLPE را از طرح انتقال خطوط هوايي در يك منظر جديد متمايز كرده‌است. در جاهايي كه پاسخ كابل‌ها اغلب چايگزين گيرايي داشته باشد.

 *عايق فشار قوي – عملكرد و پيشرفت

روند برقرار شده خوب به سمت يك عايق ضخيم كوچكتر ادامه خواهد داشت نتايج يك كابل باريك‌تر با امتيازات بيشتر، طول خطي طولاني‌تر در اطراف آن، نصب راحت‌تر، مفصل كوچكتر، انقباض و انبساط حرارتي، كاهش مواد عايقي به كاررفته. تجارب اموخته شده در طو ل توسعه كابل‌EHV_XLPE (extra high voltage XLPE)، توسعه يافتن مواد و فرايندها و خدمات فوق‌العاده XLPE، توانسته است ضخامت اين كابل‌ها را تا 12-15 ميليمتر براي خطوط 132 kv كاهش دهد.

مقايسه كابل‌هي هوايي و كابل‌هاي XLPE زير زميني از نظر نرخ هزينه بين سال‌هاي1986 تا 2000

 *كابل‌هاي زيرزميني با خطوط هوايي متمايزند

البته، امنيت، زيست محيطي، قابليت اطمينان وپارامترهاي اقتصادي عملياتي سيستم‌كابل‌هاي XLPE را از خطوط هوايي متمايز مي‌سازد. براي سيستم كابل XLPE مدرن، نسبت هزينه كاهش يافته و فوايد زيست‌محيطي و قابليت اطمينان اغلب از مسايل روشن و مهم هستند. به خاطر گذشتن بزرگشان  از مناطق تكه‌تكه، كابل‌ها معمولاً كمتر نشان داده مي‌شوند. در مقايسه با خطوط هوايي MVA تلفات را از دست مي‌دهند. چكيده‌اي از فوايد سيستم كابل XLPE در جدول زير داده شده است.

 

ميزان خطوط هوايي بعضي اوقات محدو مي‌شود به وسيله زمستاني بالا كه شامل تعدادي زيادي وسايل گرمايي الكتريكي است. ددر طول روزهاي گرم تابستان خطوط هوايي 50% الكتريسيته كمتري نسبت به زمستان حمل مي‌كنند. اين گيرايي كمتر مجبور است در آينده حل شود. در مناطقي كه محدوديت‌هاي هوايي وجود داردبراي مثال فوايد كابل‌XLPE زير زميني آن‌ها را يك جذب كننده خالص مي‌سازد.خطوط زيرزميني انتقال تقريباً ظرفيت بالا وبهتري براي دوره‌هاي زماني كوتاه‌تر از 90دقيقه را  به خاطر مقدار زياد حرارت بالاي اطراف خاك دارد.

*قابليت سيستم كابل 400-500 kv

IEC تاكيد مي‌كند كه قابليت اطمينان و هماهنگي مهم كابل‌ها و لوازم جانبي با توصيف عملكرد كلي سيستم، مقاومت كابل، اتصالات و ترمينال‌ها ثابت شده است. برنامه آزمون فراگيري شامل يك جفت آزمون صلاحيت در جزئيات IEC 62067 توضيح داده شده است.

ABB به عنوان تأمين كننده سيستم كابل‌هاي 400 kv   در سال 1995 واجد شرايط شده است.

 *كيفيت مواد و توليد

تنها تأمين كننده‌هاي تأئيد شده رسانيدن(تحويل داده) مواد لازم را بنا نهاده‌اند. همه توليدات ABB براي كابل‌هاي فشارقوي و لوازم جانبي توسط ISO 9001 و ISO 14001 تأئيد شده است.

هسته كابل‌هاي XLPE از يك مواد صنعتي خشك توليد شده‌است. سيستم عايقي كابل شامل لايه هدايت كننده در يك پروسه فشرده شده‌است. و براي عايق‌ها و مواد هدايت‌كننده در يك محل تميز در  سه مرحله فشرده شده‌است.

 *طراحي كابل

كابل مسي هدايت كننده كه يك منطقه 2500ميلي‌متر مربع دارد كه به پنج جزء براي كاهش اثر پوستي تقسيم بندي شده‌است. ABB از هادي‌هاي برش زده استفاده مي‌كند. كه ساخته‌ شده‌اند از عايق‌هاي مفتولي براي عبور با هم از 1000ميليمتر مربع پوشش براق متشكل از سيم‌هاي مسي درون يك بستر كاغذي كشي براي كاهش تأثير مكانيكي و حرارتي انتقال داده شده عايق. تعداد سيم‌ها و مجموع عبوري به نايز مداري شبكه بستگي دارد. سفتي در طول سيم با هواي مياني درون پوسته سيم با پوردهاي فشرده به پايان مي رسد.

محافظ خارجي در مقابل تأثير مكانيكي و پوسيدگي بوسيله يك پوشش محكم، فشرده و محدود ساخته شده است از HDPE(پلي اتيلن با دانسيته بالا). يك رشته فلزي درون قسمت داخلي غلاف به صورت افشان درون كابل نگه داشته‌شده‌است.

نتايج وزن پايين و لاغر كابل چندين استفاده دارد: طول بزرگتري از كابل مي‌تواند روي قرقره‌ها پيچيده شود، از جريان‌هاي گردابي بالا كه درون غلاف كابل افت مي‌كنند جلوگيري مي‌شودو همچنين ظرفيت جريان عبوري بهينه سازي مي‌شود.

 *امكان قدرت هوايي

-         يك لايه هدايت كننده فشرده براي اندازه‌گيري غلاف خارجي

-         يك لايه عقبي سرخ رنگ فشرده براي سلامتي فوق‌العاده در اتفاقات محيطي

امكان ديگر كابل‌هاي طراحي شده پيشنهاد دارد كه حل كند درجه حرارت كنترل شده را با كابل‌هاي نوري. فيبرها محصور هستند درون يك تيوپ استيلف تقريباً با همان سايز به عنوان سيم پوششي كه منسجم شده درون پوشش كابل. درجه حرارت كنترل شده در اين روش امكان بهينه سازي بارها را فراهم مي‌سازد.

 *قسمت سيستم كابل‌هاي 220-500 kv

در كابل‌هاي ولتاژ متوسط معمول است كه در مورد دور يقطعات فكر كنيم. حتي اگر اين تأمين كننده‌هاي متفاوت بيايند، آن‌ها مي‌توانند به يكديگر ملحق شوند. و به عنوان يك سيستم كامل كار خواهند كرد. و اين علت محدوديت دادن براي خيابان‌هاي الكتريكي در ساختمان تجهيزات در       IEC 60502  است.

كابل‌هاي HV و همچنين EHV و لوازم فرعي به عنوان سيستم طراحي مي‌شوند. نه وجود ساختمان تجهيزات كابل‌ها و نه سطح ولتاژ ، فقط تست تجهيزات در IEC 60840 وIEC 62067 .

 *طراحي كابل 400 kv XLPE

در سال 1996 ،ABB يك سفارش از خدمات عمومي براي تامين و نصب يك سيستم كابلXLPE 400 كيلو ولتي رد يك تونل زيرزميني طولاني به طول 6.3 كيلومتر در مركز برلين دريافت كرد.

تونل مطرح شده در 25 تا 35 متري زمين واقع شده‌است و يك قطر سه متري دارد.

سيستم كابل با هادي‌هاي مسي قطعه‌قطعه شده 1600 ميليمتر مربعي و يك خازن انتقالي 1100MVA دارد؛ و بخشي از يك خط انتقال ضربدري ميان شبكه فشارقوي شرق و غرب شكل گرفته است. كابل به صورت سه فاز منسجم به صورت قائم نصب شده است. يكي بالاي ديگري با طراحي خاص . 7.2 متر دور از هم و با يك مدار كوچك در وسط هر فاصله مسير كابل تقسيم شده به 9 قسمت كه تقريباً 730 متر طولاني‌تر است. انتهاي GIS روي دو پست فرعي و اتصال ABB جديد نصب شده و براي اتصال كابل‌هاي طولاني مورد استفاده قرار گرفته است. كابل نصب شده تشكيل شده از سه قطعه اصلي با سه قطعه كوچكتر ميان هر قطعه اصلي. مدار كابل در دساكبر سال 1998 به درون خدمات عمومي رفت.

*پروژه‌هاي كابل‌هاي زير آبي جديد

در سال 1998 پروژه كانال جزاير الكترونيكي را تحويل داد كه توان توليد از فرانسه به جرسي را تقويت مي‌كند كه براي اولين بار جرسي را به شبكه مياني اروپا متصل كرد. بخش زيردريايي اين پروژه در ژول 2000 تكميل شد.

اجزاء اصللي تحويل داده شده براي اين پروژه عبارتند از:

-         كابل‌هاي زيردريايي ميان فرانسه و جرسي و ميان جرسي و گيونرسي(تقريباً به طول 70 كيلومتر)

-         پست‌هاي فرعي GIS

-         ترانسفورماتورهاي جديد و راكتورها

دوتا از كابل‌هاي زير آبي از همان شيوه طراحي شده‌اند. به عبارت ديگر سه هسته جدا شده از پوشش با عايق XLPE مي‌باشد ك ههر كدام يك فيبر نوري با 24 فيبر مجتمع در آن براي ارتباط سيستم و قطع داخلي را شامل مي‌شود. كالب‌ها سيم‌هاي لاكي دوبل دارند.( به عبارت ديگر يك لايه داخلي از لاك كش نشان و يك لايه خارجي كه لاك سنگي ناميده مي‌شود)براي حفاظت آزاد از آسيب‌هايي كه مي‌تواند سبب جريان جزر و مدي شود.

كابل يك قطر تقريباً 250 ميليمتري و وزني در حدود 58 كيلوگرم بر متر را در هوا دارد. همچنين هر دو كابل‌ها بوسيله كارخانه در طول كاملشان تحويل داده مي‌شوند.

سيستم‌هاي كنترلي جدا از هم در عمليات كامپيوتري اتصال كابل‌ها نصب شده‌اند. كه در سال 2003 كامل شده‌است.

*برق فشار قوي DC  (HVDC)

برق DC فشار قوي كه از سال 1997 به جريان انداخته شد. نوآوري ديگر ABB در زير زمين است. كه تكنولوژي كابل‌هاي فشار قوي پيشرفته را متحد كرد. كابل‌ها جريان مستقيم فشار قوي را براي انتقال قدرت حجيم د رفواصل طولاني و عنمدتاً زير آب بكار برده مي‌شوند.

تكنولوژي كابل‌هاي قديمي بر پايه سيستم عايقي كاغذ آغشته به روغن چسپنده سبك بنا نهاده شده است. چرا كه اين كابل‌ها فوايد تكنيكي زيادي دارند. ساخت پروسه آهسته و توليد آخر از نظر مكانيكي حساس است.  صنعت نيز زمان زيادي خود به دنبال يك كابل HVDC فشاري از نوع مورد استفاده در سيستم AC مي‌باشد.

با برق HVDC شركت ABB سيستم كابل فشار قوي همراه با ترانزيستورهاي جديد، مبدل‌ها را وارد بازار مي‌كند، كه با ساخت كابلHVDC ميزان انتقال قدرت راحتتر مي‌شود.

*كاربردهاي برق  HVDC

-         تغذيه كننده‌هاي ايزوله شده

-         شبكه‌هاي اتصال AC

-         انتقال قدرت از واحد ژنراتور كوچك

-         ايجاد شبكه DC با اتصال نقطه ضربدري

-         قابليت اطمينان شبكه توسط ولتاژ پايدار و شروع‌هاي سياه

*تأسيسات زيربنايي الكتريكي آينده

سيستم كابل‌هاي فشار قوي به عنوان پاسخ كلي از گهواره تا گور با تحويل تهيه كننده در دسترس هستند. چنين سيستم‌هايي يك هديه قديمي به خوبي يك حس تكنيكي در تجارت هستند. آن‌ها ممكن است با در‌خواست نامه شروع شوند با از ميان برداشتن خطوط اضافه بار ادامه پيدا كنند. و تأمين و نصب كابل‌هاي سيستم و در آخر كنترل دوستانه محيطي با تجهيزات قديمي را داشته باشند.

تمام درخواست‌هاي كابل تقريباض مي‌تواند به عنوان تركيب هوشمند وسايل مانيتوري، مبدل وسايل اشتراك بار، خدمات و يا حتي كنار گذاري وسايل نيز باشد.

نهنگ‌هاي اقيانوس اطلس نيز مي‌توانند آرايش ببينند. و در اينجا نوع جديدي از ضمانت‌نامه‌هاي در دسترس مي‌تواند چندين ترديد تجاري را رفع كند.

در رفع محدوديت بازار الكتريكي امروزه قوانيني كه مورد استفاده قرار گرفته‌اندتا حكومت كنند بر امور توليد انتقال و توزيع و همچنين بر خدمات عمومي و تأمين كننده، تغيير كرده است. بدين‌گونه است كه ناگهان يك فروشنده با تغيير اين قوانين به يك نقطه روشن تبديل مي‌شود. بنابراين بازار مجبور است بيشتر به عقايد عمومي گوش بدهد. و يك احتمال قوي نيز وجود دارد كه فرياد براي ديد و بنياد كمتر است.

همه فعالان در اين بازار جديد مجبورند هزينه‌هايشان را كاهش بدهند. و در اين زمان براي ترانسفورماتورها و سيستم‌هاي توزيعي تعهد قابليت اطمينان بالا مي‌دهند. يك طرح خوب وجود دارد كه كابل‌هاي ارتباطي ساخته خواهند شد و مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرند. بطور كامل در سفارش است كه ماكزيمم تكنيك و سود اقتصادي را از شبكه‌هاي الكتريكي بدست‌آورند.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: روغن ترانسفورماتور

روغن ترانسفورماتور بخش تصفیه شده روغن معدنی می باشد که در دمای بین 250 تا 300 درجه سانتی گراد به جوش آمده است . این روغن پس از تصفیه از لحاظ شیمیایی کاملاً خالص بوده و تنها شامل هیدرو کربنهای مایع می باشد. روغن ترانسفورماتور دو وظیفه اساسی بر عهده دارد:اول اینکه بعنوان عایق الکتریکی عمل می نماید و ثانیاً حرارت های ایجاد شده در قسمتهای برقدار ترانسفورماتور را به خارج منتقل می کند.با ولتاژ های بالایی که هم اکنون در شبکه انتقال انرژی صورت می گیرد نیاز به روغن ترانسفورماتور ها بعنوان عایق الکتریکی و وسیله خنک کننده افزایش یافته است.چنانچه روغن خالص باشد مشخصات الکتریکی آن خوب خواهد بود و نیز اگر ویسکوزیته (چسبندگی) روغن کم باشد ، خاصیت خنک کنندگی بهتری خواهد داشت و POUR POINT آن پائین خواهد بود . به هر حال ویسکوزیته روغن را نمی توان بسیار پائین انتخاب کرد زیرا در این صورت flash point روغن پائین تر خواهد آمد و از روغن با flash point پائین نبایستی استفاده کرد.پائین ترین حد flash point در اینگونه موارد 130 درجه سانتی گراد در نظر گرفته میشود.در عین حال ویسکوزیته روغن نباید به اندازه کافی پائین باشد تا p.p روغن کمتر از 40- درجه سانتی گراد باشد.( در بعضی کشورهای اروپای شمالی از روغنهایی با p.p پائیت استفاده میشود ) .

خصوصیات یک روغن ایده آل میتواند ایتمهای زیر را در بر داشته باشد :

1-استقامت الکتریکی بالایی داشته باشد.

2-انتقال حرارت را بخوبی انجام دهد .

3- جرم مخصوص پائینی داشته باشد .

در روغن هایی که جرم مخصوص پائینی دارند ، ذرات معلق براحتی و به سرعت ته نشین میگردند و این خاصیت باعث تسریع در روند هموژنیزه روغن میشود.

4-ویسکوزیته پائینی داشته باشد، روغنی که وسکوزیته پائینی دارد سیالیت آن بهتر است و بیشتر است و در نتیجه خاصیت خنک کنندگی بهتری خواهد داشت.

5- Pour point پائینی داشته باشد .روغنی که Pour point پائینی دارد در درجه حرارت های پائین حرکت خود را از دست خواهد داد.

6- Flash point بالایی داشته باشد. Flash point مشخص کننده تمایل روغن به تبخیر شدن میباشد. هر چه Flash point روغن پائین تر باشد تمایل به تبخیر شدن در روغن بیشتر است.هنگامی که روغن تبخیر میشود ، ویسکوزیته آن بالا میرود و روغن های تبخیر شده ترکیبات اتش زایی را با هوای بالای روغن ایجاد می کنند.

7- به مواد عایقی و استراکچر فلزی نمی بایستی آسیبی برساند.
8- خاصیت شیمیایی پایداری داشته باشد.این مسئله به عمر بیشتر روغن کمک خواهد کرد.

خصوصیات روغن ترانسفورماتور :

روغنی که در ترانسفورماتور بکار میرود می بایستی دو خصیصه زیر را داشته باشد :
1- روغن باید تمییز باشد .مواد جامد معلق یا ترکیبات شیمیایی زیان آور و یا آب در آن هرگز موجود نباشد.

2- روغن از لحاظ شیمیایی بایستی پایدار باشد .تغییرات روغن با توجه به گرما و اکسیژنی که با آن در تماس باشد در درجه حرارت کار نرمال ترانس میبایستی تا حد امکان کم باشد.

 ناخالصی ها :
ناخالصی ها در اولین قدمخاصیت الکتریکی روغن را تحت تاثیر قرار می دهد. با توجه به نوع ناخالصی تاثیر پذیری روغن متفاوت خواهد بود.بطور مثال :
1- ذرات جامد با قطر بیشتر از mμ 15 و قطرات کوچک آب استقامت دی الکتریک روغن را کاهش میدهد.
2- چنانچه ذرات جامد در روغن باشد ، استقامت دی الکتریک روغن توسط آب های غیر محلول در روغن کاهش خواهد یافت.
3- ذرات جامد بسیار کوچک (mμ 15> ) برای مثال ترکیبات قطبی حل نشده در میدانهای الکتریکی بالا تلفات دی الکتریکی در روغن را بالا خواهد برد.
به هر حال هر چه میزان ناخالصی ها در روغن بیشتر باشد،تاثیر پذیری روغن بیشتر خواهد شد.بنابر این برای انواع مختلف نا خالصی ها و خصوصیات الکتریکی وابسته به روغن می بایستی محدودیت هایی در نظر گرفت. البته این حدود تابع ولتاژ وسایلی است که بدان وابسته می باشند.

حد اکثر میزان آب مجاز در روغن مطابق IEC 422 ، mg/dm3 20 برای ولتاژهای بیش از 170 کیلو ولت و mg/dm3 30 برای ولتاژ های کمتر از 170 کیلو ولت می باشد.
برای ضریب پراکندگی دی الکتریک (tg δ ) که تابع ذرات کوچک و ترکیبات قطبی حل نشده در روغن می باشد ، حدود کاملاً مشخص نمی باشد. معمولاً می توانیم حد بالای tg δ را /00 ْ400 برای درجه حرارت 90 درجه سانتی گراد را در نظر بگیریم برای برخی روغن ها به هر حال حد بالای tg δ را می توانیم تا/ 00 ْ2000 در نظر بگیریم.
زوال و اضمحلال روغن :
از آنجا که روغن یک ترکیب آلی است زوال و تاثیر ناپذیری آنرا در مقابل گرما و اکسیژن نمی توانیم کاملاً از بین ببریم. بنابراین روغن اکسیده میشود و ترکیبات اسیدی و قطبی به تبع آن بوجود می آید و کشش سطحی روغن در مقابل آب کاهش می باید.
از طرف دیگر ترکیبات اسیدی بر کاغذ و تخته های فشرده شده عایق های سیم پیچی ها تاثیر نامطلوبی خواهد گذاشت. در حقیقت سلول های عایقی هنگامی که تحت حرارت قرار می گیرند در محیط اسیدی سریعتر از محیط خنثی ترد و شکننده می شوند.
تشکیل لجن و کثافات در روغن ترانسفورماتور از پیامدهای دیگر زوال و اضمحلال روغن می باشد. پس از این مرحله تغییرات در روغن نسبتاً سریعتر صورت می گیرد . برای مثال کشش سطحی در این مرحله از مقدار اولیه خود N/M 3- 10 * 45 به مقدار N/M 3- 10 * 15 کاهش می یابد.لجن و کثافات هنگامی که در روغن ترانسفورماتور تشکیل میشوند ، بر روی سیم پیچی ها رسوب می کنند و باعث می گردند که سیم پیچی ها بطور موثر خنک نشوند.
هنگامیکه اسیدیته (Neutralization value) روغن بسیار بالا باشد و یا کثافات در روغن مشاهده شده است توصیه میشود اقدامات آمده در جدول انجام گیرد.همانگونه که خواهید دید از ته نشین شدن و رسوب هر گونه کثافات در روغن ترانس باید جلوگیری بعمل آید.
تجزیه و تحلیل گازها برای آشکار کردن نقصهای ابتدایی در ترانسفورماتور :
عایقها در یک ترانسفورماتور تنها به دلیل حرارت و تجزیه شیمیایی زائل نمی شوند، بلکه تخلیه الکتریکی نیز در این فرایند موثر می باشند. بوسیله تخلیه الکتریکی و درجه حرارت نسبتاً بالای محیط ، روغن و کاغذ به مواد گازی از قبیل هیدروژن – متان – اتیلن – استیلن – و اکسید کربن تجزیه می گردند . این پدیده در ترانسفورماتور بدین معنی است که نقصی وجود دارد . این نقص می تواند کاملاً بی ضرر باشد و نیز می تواند بسیار جدی بوده و دیر یا زود منتهی به عملکرد بد ترانسفورماتور شود.
منشاء و میزان گازهای مختلف تولید شده بستگی به نوع و جدی بودن خطا دارد. بنابراین با بررسی گازهای حل نشده در روغن ترانسفورماتور نیاز به بازدید و تعمیر ترانسفورماتور آشکار می گردد. برای مثال اضافه حرارت روغن باعث ایجاد گاز متان و اتیلن ، تخلیه الکتریکی جزئی در روغن باعث ایجاد هیدروژن و تخلیه الکتریکی شدید ، گاز استیلن در روغن ایجاد خواهد نمود.
به هر حال ، چگونگی بررسی اینگونه گاز های ایجاد شده در روغن و تجزیه و تحلیل آنها هنوز کاملاً قطعی نشده و در کشور های مختلف در این خصوص مطابق با استاندارد های IEC تحقیقات ادامه دارد.
نظارت بر روغن و رطوبت گیر :
بررسی روغن های نمونه برداری شده از ترانس که در فواصل منظمی صورت می گیرند ، نظارت خوبی بر کار ترانسفورماتور خواهد بود . با این عمل نه تنها برخی مشخصات روغن در زمانهای معینی ضبط می گردد ، بلکه همچنین میزان پیشرفت و تغییرات این مشخصه با زمان نیز آشکار خواهد شد.که این خود مبنای بهتری برای ارزیابی وضعیت روغن می باشد.چنانچه نتایج بعضی از اندازه گیریها هماهنگ با نتایج قبلی نباشد ، این بدان معنی است که در اندازه گیری ها و یا هنگام نمونه برداری خطایی وجود داشته است . روغن نمونه برداری شده براحتی بوسیله آلودگی و رطوبت شیر ها و یا بطری نمونه برداری ، آلوده می گردد و بنابراین نمونه برداری از روغن ترانسفورماتور بایستی با حد اکثر دقت صورت گیرد.
ترکیب روغن ها :
چه نوع روغنی را میتوانیم به ترانسفورماتورها اضافه نمائیم؟ در حقیقت ترکیب دو نوع روغن متفاوت می تواند نتایج غیر قابل انتظاری به همراه داشته باشد.بازدارنده اکسیداسیون دو روغن ممکن است بر یکدیگر تاثیر گذاشته و یا ترکیبات ناشی از کهولت در یک روغن می تواند رسوبات ایجاد کند در حالیکه این رسوبات توسط روغن دوم رقیق گردد. به هر حال روغن ها می توانند به دلایل مختلفی با یکدیگر نا سازگار باشند.
در موارد نامشخص، آزمایشات مربوط به ترکیبات دو نوع روغن متفاوت می تواند انجام شود . معمولاً باید اصول زیر را همواره در ترکیب دو نوع روغن متفاوت مراعات نمود.
روغن دو نوع ترانسفورماتور را در صورت داشتن شرایط زیر می توان ترکیب نمود.
1- مطابق با استاندارد واحدی باشند.
2- شامل باز دارنده اکسیداسیون یکسان و یا باز دارنده اکسیداسیون قابل مقایسه ای باشند.
3- مقدار خنثی (Neutralization value) کوچکتر از mg KOH/g 0.5 داشته باشد.
4- میزان آب در روغن ازg/g μ 20 کمتر باشد.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: سنجش کیفیت عایقی کلیدهای قدرت

سالهاست كه انجام آزمايشات سنجش كيفيت عايقي روغن كليدهاي قدرت همچون اندازه گيري ولتاژ شكست عايقي و مقدار رطوبت به هنگام قرار دادن آنها در مدار يا پس از تعمير به عنوان معياري براي تأييد كيفيت روغن مورد استفاده قرار گرفته است. حتي در برخي شركتهاي برق چنين عملياتي به صورت دوره اي و در طول عملكرد كليد نيز تكرار مي شود. در چنين مواقعي اگر كيفيت روغن نامطلوب تشخيص داده شود، عملياتي همچون اندازة گيري مقاومت كنتاكتها نيز متعاقبا انجام خواهد گرفت.

در سال 1996، TJ/H2b تحقيقاتي را براي ارائة يك روش جهت رديابي عيوب خاصي در كليدهاي قدرت روغني آغاز نمود. اين تحقيقات در سال 1998 به نتيجه رسيد و حاصل آن بعنوان "تجزيه و تحليل روغن كليدهاي قدرت" يا  BOA (Breaker Oil Analysis) ناميده شد. در همين سال روش مذكور به صورت موفقيت آميزي بر روي هزاران كليد در سيستمهاي انتقال و توزيع آزمايش شد و منجر به كاهش هزينه هاي عمليات نگهداري غير ضروري گرديد.

  ب – روش آمارگيري از ذرات  

ج- روش بررسي كيفيت روغن

 بررسي  كه مربوط به همان كليد است مشخص مي سازد كه :

جدول (1)

 

 ·   قطعات سيستم قطع كننده عمدتا شل شده اند.

·  فرسودگي حرارتي در ضربه گيرهاي روغن و گاز و نازلهاي قوس زننده به طور تخميني بيش از 76% افزايش يافته است.

·   فرسودگي كنتاكتهاي متحرك بيش از 76% است.

·  ظواهر، اضافه حرارتي بيش از 50% را نشان مي دهند.

از اينرو بايد تمامي كنتاكتها و سيستم قطع كننده را تعويض نمود و روغن جديدي را دركليد جايگزين كرد.

نمونه گيريهاي آماري در يك مجموعة آماري با جمعيت 15000 كليد قدرت كه 50% آنها كليدهاي توزيع و 50% كليدهاي انتقال هستند نشان دهندة نتايج زير است.

كد 1 : 69% ، كد 2 : 26% ، كد 3 : 3% ، كد 4 : 2% و كد 4 : 1 %

بطوريكه كد 1 نشانگر وضعيت مطلوب كليد قدرت و كد 4 نشانة بدترين شرايط ممكنه است از اين رو به طور تخميني مي توان گفت كه بايد 3% از كليدها را سريعا سرويس نمود. جامعة آماري فوق يك جامعة نرمال است كه مي تواند مبناي سنجش ساير جوامع آماري قرار گيرد.

استفاده از روش BOA پيشنهاد كنندة نوع ديگري از سيستم سرويس و نگهداري است كه «سرويس و نگهداري مبتني بر شرايط» ناميده مي شود. چنين سيستم نگهداري در مقايسه با «سيستم نگهداري مبتني بر فاصلة زماني» ممكن است منجر به كاهش هزينة نگهداري تا 96% گردد. جدول (1) مقدار كاهش در هزينة نگهداري را با توجه به تعداد واحدهاي نيازمند به سرويس و نيز مدت زمان در نظر گرفته شده به عنوان فواصل دوره اي سرويس در روش سرويس و نگهداري مبتني بر «فاصلة زماني» نشان مي دهد.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: اندازه گیری ضریب تلفات عایقی

ضريب تلفات عايقي عبارتست از نسبت توان تلف شده در عايق بندي بر حسب وات به حاصلضرب ولتاژ و جريان موثر توليد شده بر حسب ولت-آمپر ( متناسب با توان ظاهري) در ولتاژ سينوسي.

براي اين منظور از پل شرينگ (SCHERING) يا پل ترانسفورماتوري استفاده مي كنند ، اين پل جهت اندازه گيري ظرفيت و ضريب تلفات عايقي است و يك پل با جريان متناوب است . ( پل شرينگ توسط آقاي شرينگ استاد دانشگاه هانوفر آلمان ابداع گرديده است ، كه امروزه با تكميل آن مورد استفاده فراوان قرار مي گيرد ) .

پل شرينگ با استفاده از يك منبع ولتاژ متناوب ، جرياني را از دو خازن ميگذراند به نحوي كه افت ولتاژ در دو سر خازنها برابر خواهد بود اين تغييرات را با استفاده از دو مقاومت متغير بروي خازنها اعمال ميكنند . از اين دو خازن يكي مجهول و ديگري با ظرفيت مشخص شده است ، افت ولتاژ روي مقاومتها برابر خواهد بود ، لذا با برابر بودن ولتاژ ، نسبت مقاومت ها عكس نسبت جريان ها و عكس نسبت ظرفيت خازنها خواهد بود .

شكل ساده پل شرينگ به قرار زير است:

براي كنترل صفر بودن ولتاژ بين نقاط a و b از صفر سنج (NI) Null Indicator استفاده ميشود ، اين صفر سنج عدم وجود جريان رانشان ميدهد ، با صفر بودن جريان در صفرسنج جريان شاخه هاي Cx و R3 و Cn و R4 برابرند و افت ولتاژ بروي Cn و Cx از يك طرف و افت ولتاژ بروي مقاومت R3 و R4 از طرف ديگر برابر است ، در اين حالت مي توان نوشت :

Ix = j w Cx Ux

In = j w Cn Un

U3 = I3 R3 , U4 = I4 R4 Þ U3 = U4 , Un = Ux

Þ Ix = I3 , In = I4

U3 = U4 = j w Cx Ux R3 = j w Cn Un R4 Þ Cx R3 = Cn R4

اگر هم بخواهيم تلفات خازن مجهول را در نظر بگيريم بايد در شاخه چهار، خازني موازي با مقاومت R4 قرار داده و در مدار ابتدا مقاومت هاي R3 و R4 را تغيير داده تا صفر ستج كمترين مقدار را نشان دهد سپس خازن C4 را تنظيم كنيم تا صفر سنج حد اقل را نمايان نمايد و اين تنظيمات را مجدد تكرار نمود تا جريان صفر سنج ، صفر گردد ( خازن معلوم را بدون هيچ تلفات فرض ميكنيم ) .

اهميت پل بدين دليل است كه بدون خطر مي توان ظرفيت و تلفات عايقي را با ولتاژ هاي بالا اندازه گيري نمود زيرا ولتاژ قسمتهايي از پل كه آنها را تغيير مي دهيم مثل R3 ، R4 و C4 نسبت به زمين بسيار كم است . ( البته خازنها بايد تحمل ولتاژ بالا را دارا باشند) .

در حين انجام اين تست لازم است كه پل حتما زمين شود تا در نتيجه كار ، ظرفيتهاي پراكنده متصل به نقطه u كاملاً بي اثر گردند و ارتباط بين Cn و Cx توسط كابل كواكسيال انجام گردد كه پوسته اين كابل به زمين متصل خواهد شد .

ظرفيت خازن نرمال نبايد با توجه به زمان و درجه حرارت و ولتاژ تغيير كند و بسته به ولتاژ آن از 50 تا 200 پيكو فاراد است كه مقادير آن را تا 4 رقم دقت بروي بدنه اين خازن حك مي كنند . براي عايق كردن اين خازن از گاز تحت فشار CO2 يا N2 استفاده ميكنند ، فشار اين گازها در حدود 15 بار است ( در مواردي هم از گاز SF6 در فشار 5 بار استفاده مي كنند ) ، فشار بالاي گاز موجب تحمل پذيري بيشتر خازن در ولتاژهاي بالاتر مي شود.

گاهي ممكن است كه خازن نرمال Cn داراي تلفات باشد كه ضريب تلفات اندازه گيري شده صحيح نبوده و مي باست طبق رابطه زير تصحيح گردد:

FP20 = FPT / K

FP20 : ضريب تلفات اصلاح شده در دماي 20 درجه سانتي گراد

FPT : ضريب تلفات اندازه گيري شده در دماي T درجه سانتي گراد
k : ضريب تصحيح طبق جدول
70 67 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 دما
0/3 70/2 42/2 18/2 95/1 75/1 55/1 40/1 25/1 21/1 0/1 9/0 8/0 k

براي ترانسفورماتور دو سيم پيچه حالت هاي زير مد نظر است :

1- فشار قوي به فشار ضعيف و زمين

2- فشار ضعيف به فشار قوي و زمين

3- فشار قوي و فشار ضعيف به زمين

الف ) GND – حالت زمين :

تلفات ظاهري و اكتيو ( W , m VA ) در عايق بين پراب HV و زمين و نيز در عايق بين پراب HV و LV اندازه گيري مي گردد .

ب) GRD – حالت گارد :

تلفات ظاهري و اكتيو در عايق بين پراب HV و زمين اندازه گيري مي گردد ، جريان نشتي از طريق عايق بين پراب HV و سيم هاي LV از دستگاه اندازه گيري عبور نمي كند .

ج) UST – تست در حالتي است كه مورد آزمايش زمين نشده است :

تلفات ظاهري و اكتيو در عايق بين پراب HV و سيم هاي LV اندازه گيري مي گردد . نشتي جريان از طريق عايق بين پراب HV و سيم زمين از دستگاه اندازه گيري عبور نمي كند .

اگر نتايج تست كارخانه اي و تست در محل نصب تفاوت داشته باشد دلالت بر تغيير عليق از نظر جذب رطوبت و يا ساير عوامل دارد .بالا بودن نتايج TAN δ نشانه تلفات عايقي بالايي است و با توجه به نتايج اين آيتم ميتوان به خشك بودن عايق اطمينان پيدا كرد .

تست TAN δ از جهاتي شبيه عملكرد در تست مقاومت عايقي است كه انجام ميگردد

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

:: بررسی امکانپذیری استفاده از بوشینگهای پلیمری به جای سرامیکی در ترانسفورماتور

براي مدت طولاني استفاده از مواد سراميكي به عنوان عايق در صنعت‌برق رايج بود ولي اشكالاتي كه بر اثر كاربرد اين مواد بوجود مي‌آمد محققان را بر آن داشت تا به فكر استفاده از موادي جايگزين برآيند. استفاده از عايق‌هاي پليمري يكي از انتخا‌ب‌هايي بودكه در اين راستا مطرح شد و با توسعه تكنولوژي پليمر و توليد پليمرهاي مهندسي با خواص مطلوب، توجه محققان بيشتر به اين سمت معطوف شد. استفاده از پليمر به عنوان عايق در صنعت‌برق نه تنها خواص الكتريكي مورد نياز را تامين مي‌كند بلكه نقاط ضعف سراميك را نيز برطرف مي‌كند.

در اين مقاله ضمن اشاره به معايب عايق‌هاي سراميكي كه در نتيجه سال‌ها استفاده از آنها درصنعت‌برق بدان پي‌برده شده است و طرح دلايل تمايل به جايگزيني آنها با عايق‌هاي پليمري در سال‌هاي اخير،‌نتايج امكان‌سنجي فني و اقتصادي صورت گرفته در خصوص جايگزيني بوشينگ‌هاي سراميكي ترانسفورماتورها با انواع پليمري آنها و تعيين و اولويت‌بندي جايگزين‌هاي مناسب براي اين كار با در نظر گرفتن شرايط كاربري و مسائل اقتصادي ارايه شده است.

يك فرآورده سراميكي، از گل كه مخلوطي از آب و خاك است ساخته شده، در هوا خشك و درحرارت سخت شده است.كلمه سراميك از كلمه يوناني Keramos كه خود ريشه سانسكريت دارد و به معني خاك رس پخته شده است، گرفته شده است. بنابراين چنانچه اين مفهوم از كلمه سراميك، مدنظر باشد مي‌‌توان معادل فارسي «رسينه» را براي آن پيشنهاد كرد.
عايق‌هاي چيني متداول‌ترين نوع عايق‌هاي الكتريكي هستند، چرا كه داراي مقاومت الكتريكي ونيز استحكام زيادي بوده و قيمت اوليه مناسبي دارند. به طور كلي اين مواد در فركانس‌هاي كم و در كليه ولتاژها (اعم از ولتاژ‌هاي پايين يا بالا) كاربرد دارند. براي مدتهاي طولاني، سراميك تنها ماده مورد استفاده براي كاربردهاي عايقي بوده است با اين حال اين ماده در عمل نارسايي‌هايي از جمله موارد زير را از خود نشان مي‌دهد:
- بسيار شكننده است
- اتصال قطعات فلزي به آن شكل است
- دقت ابعادي آن كم است كه اين امر باعث ايجاد مشكلات حادي در طراحي و شكل‌دهي قطعات سراميكي است.
بعد از سال 1945 و با ظهور مواد پليمري در بازارهاي تجاري،تمايل به استفاده از مواد پليمري براي ساخت عايق‌هاي الكتريكي افزايش يافت. علت اين امر توليد رزين اپوكسي با نام آرالديت بود كه باعث شد تا قطعات عايقي ارزان و كوچك با دقت ابعادي بالا وسهولت در فرآيند ساخت توليد شوند. به موازات ساخت پليمرهاي جديد، استفاده از انواع مختلف پليمر براي ساخت قطعات عايقي افزايش يافت به طوري كه در حال حاضر شركت‌هاي مختلفي در دنيا اقدام به ساخت بوشينگ و مقره‌هاي پليمري از انواع مختلف مي‌كنند.
البته در اينجا لازم به ذكر است كه عايق‌هاي سراميكي هنوز هم در مقايسه با عايق‌هاي پليمري مزيت‌هايي به شرح زير دارند:
1- از نظر قيمت ارزان‌تر از عايق‌هاي پليمري هستند.
2- روش توليد انبوه آن آسان است.
3- مواد اوليه مورد نياز جهت توليد عايق‌هاي سراميكي در داخل كشور به وفور يافت مي‌شود.
4- تجهيزات و ماشين‌آلات كارگاهي آن بسيار ارزان است.

شرح مقاله
گرچه عايق‌هاي سراميكي خواص الكتريكي مطلوبي دارند ولي نقاط ضعف آنها باعث شد تا عايق‌هاي ديگري جايگزين اين نوع عايق‌ها شوند. در ادامه به ذكر اين نقاط ضعف و مزاياي استفاده از عايق‌هاي پليمري ومقايسه بين اين دو نوع عايق پرداخته مي‌شود. همچنين نتايج حاصل از بررسي صورت گرفته جهت انتخاب بهترين نوع عايق پليمري از جنبه‌هاي فني و اقتصادي، جهت جايگزيني با بوشينگ‌هاي سراميكي ترانسفورماتورها ارايه خواهد شد.

معايب عايق‌هاي سراميكي
معايب مكانيكي
معايب مكانيكي عايق‌هاي سراميكي عبارتند از:
- پارگي عايق يا ستون عايق به علت نيروي قابل ملاحظه بيش از مقدار مجاز و قابل قبول. هنگامي كه نيروي وارد بر زنجير عايق از طرف هادي بطور قابل ملاحظه‌اي افزايش يابد، موجبات شكستگي زنجير عايق و انهدام آن را فراهم مي‌سازد.
- با توجه به اين كه عمدتاً عايق‌بندي در ايستگاه‌هاي توزيع و انتقال نيرو با عايق‌هاي سراميكي است و با توجه به تعداد زياد اين عايق‌ها در هر ايستگاه ونيز وزن زياد آنها، وزن ستون عايق‌ها افزايش مي‌يابد كه اين امر باعث افزايش حجم و وزن اسكلت فلزي و فونداسيون مربوطه مي‌شود.
- ضربه‌پذيري كم‌عايق. اين موضوع موجب مي‌شود كه در اثر كوچكترين ضربه- به جهت شكل خاص هندسي آن – توزيع تنش در همه نقاط عايق يكسان نباشد و با توجه به استحكام ناچيز سراميك در مقابل نيروهاي ديناميكي، موجب شكستن و يا ترك برداشتن عايق شود.
- با توجه به وزن بالاي ستون عايق‌هاي سراميكي، نصب آن بسيار مشكل است و نياز به جرثقيل دارد و به همين دليل زمان و هزينه مونتاژ و نصب آن بالا مي‌رود.
- با توجه به استحكام ناچيز عايق‌هاي سراميكي در موقع حمل و نقل، احتياط‌هاي لازم جهت نصب بايد بسيار وسيع و دقيق صورت گيرد تا ضربه‌اي به اين عايق‌ها وارد نشود. زيرا اين عايق‌ها ممكن است در اثر ضربه ترك بردارند و همان ترك رشد كرده، موجب ترك خوردگي كامل عايق شود.
- عايق‌هاي سراميكي داراي انعطاف‌پذيري‌ كمي هستند ولذا در مقابل نيروهاي افقي از جمله نيروي باد كه بر محور آن وارد مي‌شود داراي مقاومت كمي هستند و چون حالت انعطاف‌پذيري ندارند، در صورتي كه نيروي زيادي بر آنها وارد شود مي‌شكنند. با توجه به اين مطلب در مناطقي كه داراي طوفان‌هاي فصلي شديد هستند و يا زلزله‌خيز هستند امكان شكستن عايق‌ها وجود دارد.
- استحكام فشاري و چسبندگي عايق‌هاي سراميكي ناچيز است. به همين دليل گاهي گلويي مقره و يا آرماتور داخلي از بشقاب جدا مي‌شود كه اين امر نشان مي‌دهد استحكام فشاري و چسبندگي و فشردگي مواد و توزيع يكنواخت مواد در ساخت سراميك‌هاي با شكل هندسي ويژه امكان‌پذير نيست. البته گاهي اوقات با اصلاح قالب و قرارگيري درست آرماتور و فشردگي كامل مواد، اين مشكل تقريباً قابل حل است.

معايب حرارتي
در عايق‌هاي سراميكي، معايب حرارتي ذيل مشاهده مي‌شود:
- در ساختار لعابي كه روي عايق‌هاي سراميكي اعمال مي‌شود از چسب پلي‌وينيل استات و ديگر جسب‌هاي آلي استفاده مي‌شود. هنگامي كه اين لعاب در كوره قرار مي‌گيرد مواد فرار اين چسب‌ها با درجات فراريت مختلف در دماهاي مختلف و با سرعت‌هاي مختلف خارج مي‌شوند. به همين دليل در حين خروج اين مواد فرار، ترك‌هاي ريز كه با چشم براحتي قابل رويت نيستند در سطح عايق ايجاد مي‌شود كه اين امر بر روي خواص دي‌الكتريك عايق و تخليه جزيي و گاهاً جريان‌هاي سطحي و آلودگي سطحي تاثير بسزايي دارد. اين مشكل به هيچ شكلي قابل حل نيست.
- با توجه به اين كه دماي Tg اكثر چسب‌هاي آلي لعاب‌ها پايين است، لذا در دماهاي كمتر از صفر و يا مناطق سردسير ممكن است متناسب با نوع لعاب، ترك‌هاي ريز كه به مرور رشد مي‌كنند ايجاد شود كه اين ترك‌ها نيز مشكلاتي همچون بند بالا را بوجود مي‌آورند.
- تغييرات درجه حرارت محيط در طول سال و يا تغييرات درجه حرارت بين شب و روز در مناطق كويري و انقباض و انبساط عايق (با توجه به اين كه ضريب انبساط لعاب و بيسكويت زيرين لعاب يكسان نيست) موجب مي‌شود كه ابتدا ترك‌هاي متعدد در بدنه عايق مشاهده شود و گسترش تدريجي ترك‌ها بصورت طولي و عمقي موجب بروز تخليه جزيي مي‌شود. بروز تخليه جزيي در محل ترك‌ها و در سطح خارجي عايق، ترك‌ها را وسعت بخشيده، موجبات شكستگي عايق و برجستگي‌ها را فراهم ساخته و به قوس كامل منجر مي‌شود.

معايب الكتريكي
ايرادات الكتريكي كه در واقع به نوعي به استحكام و خواص مواد بكار رفته در لعاب و خاك چيني مربوط است عبارتند از:
- ايجاد ترك تحت تاثير جريان‌هاي ناشي از تخليه جوي و شدت ميدان قابل ملاحظه‌اي كه در قبال ولتاژهاي موجي تخليه جوي و بروز قوس از نوع قوس‌هاي برگشتي مشاهده مي‌شود. اين عارضه بطور عمده در ستون بوشينگ و يا زنجير مقره خطوط انتقال روي مي‌دهد كه البته اين ترك‌ها، به نوعي در آلودگي و جريان‌هاي سطحي تاثير بسزايي دارد.
- بروز تخليه جزيي در محل ترك‌هاي ظاهر شده در سطح خارجي عايق و گسترش تدريجي آنها. ادامه بروز تخليه جزيي موجب شكستگي تدريجي عايق وجدا شدن برجستگي‌هاي خارجي مي‌شود در اين صورت زنجير مقره تنها شامل گلويي خواهد بود. هرگونه ترك، مسير مناسب قوس جزيي را در سطح و يا در عمق مقره بين آرماتور داخلي و سطح خارجي يا هادي تحت ولتاژ بوجود مي‌آورد.

معايب خوردگي
يكي از ايرادات و مشكلات بزرگي كه در صنايع وجود دارد مشكل خوردگي است و اين ايراد به عنوان يكي از ايرادات مهم و اساسي درعايق‌هاي سراميكي نيز وجود دارد. خوردگي در سطح خارجي عايق سراميكي صنعتي به دو علت زير روي مي‌دهد:
• صدمه مكانيكي ناشي از ضربات مكانيكي و يا حرارت حاصل از تخليه جزيي در پي برقراري جريان سطحي. لازم به توضيح است كه بروز تخليه جزيي در سطح خارجي عايق و ايجاد خوردگي مكانيكي و ترك ناشي از حرارت طي مراحل زير صورت مي‌گيرد.:
- ايجاد حرارت موضعي در سطح خارجي عايق وبروز قوس‌هاي جزيي بطور چند ميلي‌متر. بروز اينگونه قوس‌ها موجب مي‌شود تا ترك و شيارهايي به عمق 1 تا 3 ميلي‌متر در سطح عايق ايجاد شود.
- با گذشت زمان و ادامه برقراري تخليه جزيي، جريان به تدريج به داخل عايق نفوذ مي‌كند.
- با قطع جريان و تخليه جزيي، لايه سطحي مجدداً رطوبت جذب كرده و با بروز قوس مجدد در شرايط مناسب اين پديده تكرار مي‌شود. بروز اين پديده به شرح فوق موجب انبساط و انقباض متوالي عايق گشته و ترك‌هاي مويي در سطح عايق ايجاد مي‌‌كند.
- با برقراري جريان سطحي و بروز قوس‌هاي موضعي ترك‌هاي ايجاد شده به تدريج به مناطق سرد گسترش مي‌يابند.
• خوردگي شيميايي. آلودگي صنعتي برحسب نوع خود مي‌تواند موجبات خوردگي در سطح عايق را فراهم سازد. به همين علت انتخاب نوع مناسب عايق همراه با حداقل لايه سطحي و شست‌وشوي مرتب از اهميت ويژه برخوردار است. هنگامي كه در آلودگي‌هايي كه در سطح عايق مي‌نشيند يون‌هايي مانند سديم، پتاسيم، ليتيم موجود باشند خوردگي شيميايي همزمان با برقراري جريان سطحي با سرعت قابل ملاحظه‌اي روي خواهد داد و هنگامي كه اين نوع خورندگي با تخليه جزيي همراه شود خورندگي به سرعت گسترش مي يابد.

معايب عايق‌هاي سراميكي از نظر آلودگي وشرايط محيطي
يكي از مهمترين ايراداتي كه بر عايق‌هاي سراميكي وارد است تاثير آلودگي‌هاي محيطي بر عملكرد اين نوع عايق‌ها است. زيرا در اثر آلودگي‌ها، فاكتورهاي اصلي عايق الكتريكي خدشه‌دار مي‌شود و تاثير بسزايي در خواص و ويژگي‌هاي عايقي اين مواد ايجاد مي‌كند. آلودگي‌هاي محيطي بر دو نوع است:
• آلودگي‌هاي طبيعي. آلودگي‌هاي محيط به صورت ذرات گرد و غبار، دوده و گازهاي شيميايي و تركيبات آنها بر سطح خارجي عايق رسوب مي‌كند و در طول زمان، لايه سطحي متشكل از ذرات با تركيبات مختلف را پديد مي‌آورد كه با گذشت زمان، اين لايه سطحي متشكل از ذرات در مجاورت رطوبت از هدايت ناچيزي برخوردار گشته و جريان تخليه را از طريق لايه و در سطح خارجي عايق بالغ بر چند ميلي‌آمپر برقرار مي‌سازد كه در صورت افزايش ضخامت لايه، جريان برقرار شده فزوني يافته و با تجاوز از مقدار مشخص، شرايط بروز قوس در سطح خارجي عايق را فراهم مي‌سازد. بدين ترتيب آلودگي‌هاي محيط و لايه سطحي ناشي از آن، ولتاژ دي‌الكتريك عايق را كاهش داده، بروز قوس در سطح خارجي را به ازاي ولتاژ اسمي سبب مي‌شود.
• آلودگي‌هاي صنعتي. اين نوع آلودگي در مناطق و نواحي صنعتي نظير كارخانجات شيميايي، رنگسازي، سيمان، ذوب فلزات و غيره مشاهده مي‌شود. در اين مراكز مواد شيميايي حاصل از كارخانجات صنعتي در فضا موجود بوده، در سطح عايق‌ها ظاهر مي‌شود. مقررات و پيش‌بيني‌هاي به عمل آمده به منظور كيفيت ايزولاسيون عايق‌ها و انتخاب مناسب آنها، متناسب با آلودگي‌هاي محيط، براي آلودگي‌هاي صنعتي و محيطي يكسان هستند. با اينهمه در مواردي كه ميزان آلودگي اعم از صنعتي ياطبيعي قابل ملاحظه باشد انجام بررسي‌ها و مطالعات دقيق به منظور انتخاب و تعيين نوع عايق مناسب صورت مي‌پذيرد.

مقاومت عايق‌‌هاي سراميكي در مقابل عوامل جوي و اشعه ماوراء بنفش
يكي از معايبي كه در مورد عايق‌هاي سراميكي وجود دارد آن است كه در مقابل نور، رطوبت، گازها و برخي مواد شيميايي ضعيف هستند. مثلاً‌در مقابل گازهاي فلوئور و كلر در مجاورت رطوبت كه توليد اسيدفلوريدريك و يا اسيد كلريدريك مي‌كند به شدت ضعيف هستند و خورده مي‌شوند. در مقابل اثرات مستقيم نور خورشيد و تشعشع ماوراء بنفش همراه با رطوبت و شرايط اكسيد‌كنندگي محيطي رنگ پريدگي،‌تخلخل، ترك خوردگي سطحي، سست‌شدن و شكنندگي ايجاد مي‌شود.
با توجه به موارد ذكر شده مي‌توان گفت كه اين عايق‌ها از دو نظر با اشكال اساسي روبرو هستند:
1- خواص فيزيكي و مكانيكي اين عايق‌ها ضعيف است.
2- خواص آلودگي اين عايق‌ها نامطلوب است

عايق‌هاي پليمري
بطور كلي دلايل اصلي كه موجب مي‌شود به جاي عايق‌هاي سراميكي از عايق‌هاي پليمري استفاده شود به شرح ذيل است:
1- خواص و ويژگي‌هاي مكانيكي عايق‌هاي سراميكي ضعيف است.
2- ميزان جذب رطوبت عايق‌هاي پليمري از عايق‌هاي سراميكي كمتر است.
3- ميزان جذب آلودگي و ايجاد جريان سطحي در عايق‌هاي سراميكي زيادتر است.
4- در ولتاژهاي بالا عايق‌هاي سراميكي مقاومت قوسي پاييني دارند.
5- ضريب دي‌الكتريك عايق‌هاي سراميكي كم است.
6- با توجه به اين كه عايق‌هاي چيني و يا شيشه‌اي به عنوان ايزولاسيون خارجي فاصله سطحي مناسبي ندارند به همين منظور جهت تامين فاصله سطحي كافي و كاهش ارتفاع عايق، از عايق‌هاي پليمري با اندازه ايده‌آل برجستگي‌ها استفاده مي‌شود.


مقايسه عايق‌هاي سراميكي وپليمري
• مقايسه از لحاظ فني: بطور خلاصه مي‌توان مزاياي عايق‌هاي پليمري را به صورت ذيل خلاصه كرد:
- مقاومت بالا در برابر انفجار بر اثر فشارهاي داخلي و يا عوامل خارجي همانند تخريب انساني.
- طول عمر بالاي 25 سال بدون افت رفتار عايقي
- عملكرد عالي در مناطق آلوده و عدم نياز به شست‌وشو
- مقاومت بالا نسبت به عوامل محيطي از قبيل اشعه UV، رطوبت و ...
- وزن كمتر (بين 10 تا 50 درصد وزن عايق‌هاي سراميكي) كه اين مساله باعث كاهش هزينه و ضايعات حمل و نقل مي‌شود.
- انعطاف‌پذيري كه سبب حذف ضايعات ناشي از شكستن عايق در مراحل توليد، حمل و نقل، نصب و بهره‌برداري مي‌شود.
- ايمني بالاتر در هنگام وقوع نقص الكتريكي
- مقاومت بالاتر نسبت به خرابكاري
- ايمني بيشتر در هنگام وقوع زلزله خصوصاً‌در عايق‌هاي مصرفي در ترانسفورماتورهاي قدرت
- عدم محدوديت در زواياي نصب
- قابليت دستيابي به فواصل خزشي بالا (به دليل خواص عايقي مطلوب) بدون افزايش قابل ملاحظه در وزن و ابعاد
- آب‌بندي موثرتر در محل اتصال عايق
- امكان افزايش فاصله سطحي در ارتفاع يكسان با عايق‌هاي سراميكي تا حدود 2 برابر، كه اين امر در مناطق با آلودگي بالا از اهميت بالايي برخوردار است.

• مقايسه از لحاظ اقتصادي: در مقايسه اقتصادي عايق‌هاي سراميكي با عايق‌هاي پليمري بايد به دو پارامتر توجه كرد:
1- هزينه اوليه عايق
2- هزينه عملياتي عايق

1- هزينه اوليه عايق: قيمت خريد عايق پليمري بيشتر از عايق سراميكي است كه ناشي از قيمت مواد اوليه مورد نياز است البته ميزان افزايش قيمت بر حسب نوع پليمر متغير است.
2- هزينه عملياتي عايق: يكي از موارد مهمي كه در بررسي فني و اقتصادي جايگزيني بايد مدنظر قرار گيرد مساله هزينه‌هاي عملياتي عايق‌ها است. هزينه‌هاي عملياتي عايق را مي‌توان به دو دسته كلي تقسيم كرد:
الف) هزينه‌هاي عملياتي قبل از نصب در محل بهره‌برداري
ب) هزينه‌هاي عملياتي بعد از نصب در محل بهره‌برداري

الف) هزينه‌هاي عملياتي قبل از نصب در محل بهره‌برداري: اين قسمت شامل كليه هزينه‌هاي قبل از نصب است. در ابتدا بايد هزينه‌هاي ساخت عايق را در نظر گرفت. عايق‌هاي سراميكي به دليل ساختارشان، در حين توليد ضايعات بيشتري را نسبت به عايق‌هاي پليمري ايجاد مي‌كنند (به عنوان مثال شكستن در كوره و تحت حرارت پخت) كه اين هزينه‌ها در انتها بر روي قيمت عايق تاثير مستقيم مي‌گذارند. همچنين عايق‌هاي سراميكي در حين حمل و نقل و نصب در محل مورد نظر دچار شكستگي مي‌شوند كه اين موضوع در مورد عايق‌هاي پليمري صادق نيست. به عبارت ديگر ضايعات عايق‌هاي سراميكي از ابتداي ساخت تا زمان نصب در محل بهره‌برداري بيشتر از عايق‌هاي پليمري است بنابراين هزينه بيشتري برمصرف‌كننده تحميل مي‌كند.
ضايعات عايق‌هاي سراميكي را مي‌توان به صورت زير عنوان كرد:
- در حين توليد عايق
- حمل از محل توليد به محل بهره‌برداري
- نصب عايق
- ضايعات ناشي از خرابكاري
- ضايعات ناشي از زلزله
طبق برآوردهاي انجام شده مجموع اين ضايعات به 10 تا 15 درصد بالغ مي‌شود. بديهي است هزينه ضايعات عايق‌ها تنها به جايگزيني آنها محدود نشده و وقفه‌هاي ايجاد شده در مراحل مختلف و نيز مشكلات حاصل از ناكارآمدي عايق تحت سرويس، هزينه‌هاي جانبي قابل ملاحظه‌اي را بر مصرف‌كنندگان تحميل مي‌كند.
ب) هزينه‌هاي عملياتي بعد از نصب در محل بهره‌برداري: اين هزينه‌ها شامل هزينه‌هاي شست‌وشوي عايق، هزينه‌هاي ناشي از شكسته‌شدن عايق و جايگزيني آن، هزينه‌هاي ناشي از ايجاد قوس الكتريكي (بر اثر آلودگي) و ... است.
عايق‌هاي سراميكي به دليل ساختارشان، احتياج به شست‌و شوي متناوب دارند. اين شستشو مخصوصاً در شرايط آب و هوايي با آلودگي بالا (مانند مناطق جنوبي) از اهميت خاصي برخوردار است. در صورت عدم توجه به اين موضوع، تشكيل قوس الكتريكي و صدمه ديدن عايق مي‌تواند هزينه‌هاي بيشتري را تحميل كند در حالي كه عايق‌هاي پليمري به دليل ويژگي‌هاي ساختاري‌شان احتياج كمتري به شست‌وشو دارند بنابراين هزينه شست‌وشوي آنها كمتر است. همچنين احتمال تشكيل قوس الكتريكي و صدمه‌ديدن عايق در اين حالت كمتر است.
با در نظر گرفتن ضايعات عايق‌هاي سراميكي كه رقمي در حدود 10 تا 15 درصد را تشكيل مي‌دهد اختلاف قيمت نهايي عايق‌هاي سراميكي و پليمري چندان تفاوتي با يكديگر نخواهد داشت. بعلاوه بررسي‌ها نشان مي‌دهد كه هزينه ساليانه شست‌وشوي عايق‌هاي سراميكي در مناطق آلوده در حدود 5 تا 10 درصد قيمت عايق است كه باجايگزيني اين عايق‌ها با عايق‌هاي پليمري اين هزينه‌ها حذف خواهند شد.
حذف عمليات شست‌وشوي دوره‌اي عايق‌ها در مناطق آلوده، از ديگر مزاياي اقتصادي عايق‌هاي پليمري است. در خصوص شبكه توزيع،‌ با توجه به پراكندگي و گستردگي مناطق نصب و تعداد اين عايق‌ها در مقايسه با شبكه فوق‌توزيع و قدرت، اين مزيت از اهميت بالاتري برخوردار خواهد بود. در مناطقي همچون بندرعباس، چابهار و بخش‌هايي از استان خوزستان، سيكل شست‌شو در اكثر ماههاي سال در دوره‌هاي 20 تا 25 روزه انجام مي‌گيرد كه در صورت استفاده از عايق‌هاي پليمري نياز به اين عمليات كمتر خواهد شد.
بنابراين بطور خلاصه مي‌توان گفت كه استفاده از عايق‌هاي پليمري علاوه بر كاهش هزينه‌، افزايش كارايي خطوط انتقال نيرو و كاهش صدمات ناشي از كاركرد نامناسب عايق‌هاي سراميكي را به دنبال خواهد داشت.

روش تحقيق
در اين تحقيق جايگزيني بوشينگ‌هاي سراميكي ترانسفورماتور با انواع پليمري آنها مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين كار ابتدا شرايط كاربري اين عايق‌ها تعيين شد و سپس با بررسي رزين‌ها و الاستومرهاي مختلف ومقايسه خواص فيزيكي، مكانيكي و ... آنها با شرايط كاربري عايق‌هاي سراميكي، تعدادي از اين پليمرها انتخاب و درنهايت فرمولاسيون‌هاي مناسب براي ساخت عايق‌هاي پليمري پيشنهاد شد. انتخاب اين فرمولاسيون‌ها به صورتي انجام شده كه خواص كاربري عايق‌هاي ساخته شده با كامپاند پليمري حداقل برابر با خواص كاربري عايق سراميكي باشد (كه البته در اكثر موارد خواص كاربري عايق‌هاي پليمري بالاتر از عايق سراميكي است).
مراحل انجام اين تحقيق را مي‌توان به صورت زير بيان كرد:
1- بررسي عايق‌هاي سراميكي و تعيين شرايط كاربري آنها (نظير خواص مكانيكي، الكتريكي، شيميايي و ...)
2- استفاده از شرايط كاربري تعيين شده به عنوان مرجعي در طراحي عايق‌هاي پليمري
3- بررسي پليمرهاي مختلف و مقايسه خواص آنها با شرايط كاربري تعيين شده و حذف مواردي كه قابليت ارايه شرايط كاربري مورد نظر را نداشتند. از اين ميان تعدادي از پليمرها نيز به دليل مسائل فني و اقتصادي حذف شدند (نظير كمياب بودن و يا خاص بودن پليمر مورد نظر).
4- انتخاب نهايي تعدادي از پليمرها و ارايه فرمولاسيون اوليه براي هر يك از آنها كه بر مبناي اين فرمولاسيون‌ها، مطالعات اوليه براي برآورد قيمت عايق نيز انجام شد. در انتخاب پليمرها، هدف تعيين انواعي از پليمرها بوده كه شرايط كاربري آنها حداقل برابر شرايط كاربري سراميك باشد تا بتوان از آن در جايگزين كردن بجاي عايق‌هاي سراميكي استفاده كرد.
با توجه به مطالعات انجام شده رزين‌هايي كه مي‌توان از آنها براي ساخت عايق‌ پليمري استفاده كرد عبارتند از:

1- رزين آكريليك:
نام تجاري معروف اين رزين، پلكسي گلاس،لاكيت و آكريليت است.
- مزايا: دامنه وسيع رنگهاي آنها، شفافيت مطلوب، به آهستگي مي‌سوزند و در نتيجه سوختن دود كمي ايجاد مي‌شود يا اين كه اصلاً دودي آزاد نمي‌شود، مقاومت عالي آنها در برابر شرايط جوي و اشعه ماوراي بنفش، سهولت فرآوري، خواص الكتريكي عالي، صلبيت با استحكام ضربه‌اي خوب، صيقلي بودن خوب، پايداري ابعادي عالي و انقباض كم در قالب‌گيري، افزايش سختي دوجهتي براثر فرم‌دادن كششي.
- معايب: مقاومت ضعيف در برابر حلال‌ها، امكان ترك خوردن بر اثر تنش، قابليت احتراق، محدوديت استفاده مداوم آنها در دماي بالا (0C93)، غيرقابل ارتجاع بودن.
آكريليك‌ها بصورت كوپليمرهاي مختلفي وجود دارند كه عبارتند از:
- كوپليمر آكريليك- استايرن- آكريلونيتريل (ASA)
- كوپليمر آكريلونيتريل- بوتادين- استايرن (ABS)
- كوپليمر آكريلونيتريل- پلي‌اتيلن كلردار- استايرن (ACS)

2- رزين اپوكسي
- مزايا: محدوده وسيع شرايط تثبيت از دماي اتاق تا 350 درجه فارنهايت، عدم تشكيل تركيبات فرار در طي تثبيت، چسبندگي عالي، قابليت تشكيل اتصال عرضي با تركيبات ديگر، مناسب براي همه روش‌هاي فرآوري گرماسخت‌ها.
- معايب: پايداري كم در برابر اكسيد شدن، حساس بودن بعضي از اين تركيبات در برابر رطوبت، پايداري حرارتي تا
450-350 درجه فارنهايت، گران بودن بسياري از انواع آنها.

3- فلوئورو پلاستيك‌ها (رزين پلي‌تترافلوتورو اتيلن (PTEE)
- مزايا: عدم آتشگيري، مقاومت خوب در برابر حلال‌ها ومواد شيميايي، مقاومت خوب در مقابل عوامل جوي، ضريب اصطكاك پايين، امكان بكارگيري در محدوده وسيعي از دماها، خواص الكتريكي بسيار خوب.
- معايب: عدم امكان استفاده از روش‌هاي معمولي در فرآيند آن، سمي بودن محصولات ناشي از تخريب حرارتي، داشتن خزش، نفوذ‌پذيري، نياز به دماي بالا هنگام فرايند، استحكام اندك، دانسته زياد، قيمت نسبتاً بالا.

4- رزين‌هاي فنوليك
- مزايا: قيمت نسبتاً كم، مناسب بودن براي استفاده تا دماي 250 درجه سانتيگراد، مقاومت عالي در مقابل حلال، سختي مناسب، تراكم‌‌پذيري خوب، استحكام زياد، قابليت خاموش‌شوندگي خودبخود، ويژگي‌هاي الكتريكي عالي.
- معايب: احتياج به پركننده براي قالب‌گيري، مقاومت كم در مقابل بازها و اكسيدكننده‌ها، آزاد شدن مواد فرار طي تثبيت (يك پليمر تراكمي)، تيره بودن رنگ (به دليل بدرنگ شدن در نتيجه اكسيداسيون).

5- رزين ‌پلي‌كربنات
- مزايا: ضربه‌پذيري بسيار خوب، مقاومت بسيار خوب در مقابل خزش، دارا بودن درجات متنوعي از شفافيت، قابليت كاربرد مداوم تادماي بيش از 120 درجه سانتيگراد، پايداري ابعادي بسيار خوب.
- معايب: عدم قابليت فرايند در دماي بالا، مقاومت ضعيف در مقابل قلياها، آسيب‌پذيري در مقابل حلال‌ها، نياز به تثبيت‌كننده ماوراي بنفش.

6- رزين‌ سيليكوني
الاستومرهايي كه مي‌توان از آنها براي ساخت عايق‌هاي پليمري استفاده كرد عبارتند از:

1- EPDM
- مزايا: مقاومت عالي در برابر گرما، اُزن و نور خورشيد، انعطاف‌پذيري خيلي خوب در دماهاي پايين، مقاومت خوب در برابر بازها، اسيدها و حلال‌هاي اكسيژن‌دار، مقاومت فوق‌العاده در برابر آب و بخار آب، پايداري عالي رنگ.
- معايب: مقاومت ضعيف در برابر روغن، بنزين و حلال‌هاي هيدروكربني، چسبندگي ضعيف به الياف وفلزات

2- سيليكون
- مزايا: مقاومت برجسته در برابر گرماي زياد، انعطاف پذيري عالي در دماهاي پايين، مانايي فشاري كم، عايق‌كنندگي الكتريكي خيلي خوب، مقاومت عالي در برابر شرايط جوي، ازن، نور خورشيد و اكسايش، پايداري و حفظ رنگ فوق‌العاده.
- معايب: مقاومت ضعيف در برابر سايش، پارگي و رشد بريدگي، استحكام كششي كم، مقاومت نامطلوب و پايين در برابر روغن، بنزين و حلال‌ها، مقاومت ضعيف در برابر بازها و اسيدها.

3- هيپالون
- مزايا: تاخيراندازي خوب در برابر اشتعال، مقاومت سايشي خوب، مقاومت فوق‌العاده در برابر شرايط جوي، ازن، نور خورشيد و اكسايش، مقاومت عالي در برابر بازها و اسيدها، پايداري و حفظ رنگ خيلي خوب، مقاومت متوسط در برابر روغن و بنزين.
- معايب: مقاومت ضعيف تا متوسط در برابر حلال‌هاي آروماتيك، انعطاف‌پذيري محدود در دماهاي پايين، جهندگي و مانايي فشاري متوسط.
درادامه الويت‌بندي پليمرهاي انتخابي بر اساس مزيت‌هاي فني و اقتصادي آنها ارايه شده است.

4- انتخاب عايق پليمري مناسب
با مقايسه شرايط كاربري مورد نظر براي اين عايق‌ها با مشخصات پليمرهاي پيشنهادي در بند قبل و نيز با در نظر گرفتن مسائل اقتصادي، مي‌توان انتخاب مناسبترين پليمر براي اين كاربرد را مطابق جدول 1 اولويت‌بندي كرد:

نتيجه‌گيري
استفاده از عايق‌هاي پليمري به جاي عايق‌هاي سراميكي گرچه هزينه‌هاي اوليه بيشتري را بر مصرف‌كننده تحميل مي‌كند ولي از آنجايي كه هزينه‌هاي عملياتي عايق‌هاي پليمري بسيار كمتر از عايق‌هاي سراميكي است در مجموع هزينه استفاده از عايق‌هاي پليمري را نسبت به عايق‌هاي سراميكي كاهش مي‌دهد. همچنين بايد توجه داشت كه استفاده از عايق‌هاي پليمري كاهش خطا را در شبكه‌هاي توزيع و انتقال به همراه خواهد داشت كه اين خود باعث كاهش بسيار در هزينه‌هاي مصرف‌كننده خواهد شد. در صورت جايگزيني بوشينگ‌هاي سراميكي ترانسفورماتورها با نوع پليمري، مناسبترين نوع پليمرها به ترتيب عبارتند از: پليمرهاي اپوكسي، لاستيك‌ سيليكوني، هيپالون، EPDM-NR، پلي كربنات، فلوئور كربن، اكريليك، فنوليك و سيليكون رزين.