مقره چیست؟+کاربرد و مشخصات

مقره چیست؟

مقره (Insulator) یکی از اجزای اساسی در سیستم‌های برق‌رسانی است که برای ایزوله‌کردن قسمت‌های حامل جریان از قسمت‌های غیررسانا، مانند پایه‌ها، تیرهای برق و سازه‌های فلزی استفاده می‌شود. در واقع، مقره‌ها از عبور جریان الکتریکی به بخش‌های ناخواسته جلوگیری می‌کنند و موجب افزایش ایمنی، پایداری و بهره‌وری شبکه‌های برق می‌شوند.

مقره‌ها معمولاً از مواد عایق مانند سرامیک، شیشه و کامپوزیت ساخته می‌شوند و بسته به نوع کاربرد، شکل و طراحی متفاوتی دارند. این تجهیزات در ولتاژهای مختلف، از فشار ضعیف تا خطوط فوق توزیع و انتقال (مثلاً 132، 230 و 400 کیلوولت)، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

چرا استفاده از مقره در شبکه برق ضروری است؟

در شبکه‌های برق، انتقال و توزیع انرژی به‌صورت ایمن و مطمئن نیازمند جلوگیری از نشتی جریان و اتصال ناخواسته تجهیزات به زمین یا سازه‌های فلزی است. در صورت نبود یا عملکرد نامناسب مقره، ممکن است اتصال زمین اتفاق افتد، که این موضوع منجر به خاموشی گسترده، آسیب تجهیزات، یا حتی خطرات جانی شود.

مقره‌ها با ایزوله‌کردن بخش‌های برق‌دار از سازه‌های نگهدارنده، مانع از عبور جریان از مسیرهای ناخواسته می‌شوند و علاوه بر حفظ ایمنی، از هدررفت انرژی نیز جلوگیری می‌کنند.

اجزای اصلی مقره

• بدنه اصلی: ساخته‌شده از جنس سرامیک، شیشه یا مواد پلیمری کامپوزیتی
• پوشش ضدآب یا لعاب: برای محافظت در برابر رطوبت، گرد و غبار و آلودگی‌های محیطی
• فلنج یا یراق‌آلات: جهت اتصال مقره به تیر یا سیم و ایجاد پایداری مکانیکی

انواع مقره از نظر کاربرد

مقره‌ها بسته به محل استفاده و نوع کاربرد به چند دسته تقسیم می‌شوند:

1. مقره سوزنی (Pin Type Insulator)

این نوع روی بازو یا رأس تیر نصب می‌شود و سیم هادی روی آن قرار می‌گیرد. بیشتر در خطوط فشار ضعیف و فشار متوسط استفاده می‌شود.

2. مقره کششی (Strain Insulator)

در انتهای خطوط یا در نقاطی که تغییر مسیر شدید وجود دارد، برای تحمل نیروی کشش مکانیکی هادی‌ها استفاده می‌شود. معمولاً به‌صورت افقی یا زاویه‌دار نصب می‌شود.

3. مقره آویزی (Suspension Insulator)

در خطوط فشار قوی و فوق توزیع، به‌صورت زنجیروار از برج‌ها آویزان می‌شوند و قابلیت تحمل ولتاژهای بالا و بارهای مکانیکی شدید را دارند.

4. مقره خط گرم (Line Post Insulator)

دارای مقاومت مکانیکی بالا و مناسب برای نصب در خطوط هوایی در مکان‌هایی با فضای محدود.

5. مقره بوشینگ (Bushing Insulator)

برای عبور ایمن هادی برق از یک قسمت به قسمت دیگر (مثلاً عبور کابل از دیواره ترانس یا تابلو برق) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مشخصات فنی مقره‌ها

در انتخاب و طراحی مقره‌ها، مشخصات فنی زیر بسیار مهم هستند:

• سطح ولتاژ نامی: ولتاژی که مقره باید در آن به‌درستی کار کند (مثلاً 20kV، 132kV و …)
• طول مسیر خزشی (Creepage Distance): فاصله سطحی عایق بین دو نقطه برق‌دار، برای جلوگیری از نشتی جریان در شرایط آلوده و مرطوب
• تحمل ولتاژ ضربه‌ای (Impulse Voltage): ولتاژی که مقره باید در برابر آن در لحظات ناگهانی مانند رعدوبرق مقاومت کند
• مقاومت مکانیکی: برای تحمل کشش سیم، باد، یخ‌زدگی و سایر فشارهای مکانیکی
• مقاومت حرارتی: توانایی مقره برای تحمل گرمای محیطی و جریان الکتریکی

مواد سازنده مقره‌ها

مقره‌ها از نظر جنس بدنه به سه نوع اصلی تقسیم می‌شوند:

1. مقره سرامیکی

از قدیمی‌ترین انواع هستند و از جنس پرسلان ساخته می‌شوند. دارای استحکام بالا و طول عمر زیاد هستند اما نسبت به ضربه و شوک مکانیکی حساس‌اند.

2. مقره شیشه‌ای

شفاف، با ظاهری زیبا، و مناسب برای ولتاژهای بالا. در صورت شکست، به‌صورت ذرات ریز پودر می‌شوند که نسبتاً ایمن‌تر است.

3. مقره کامپوزیتی

جدیدترین نسل مقره‌ها که از رزین سیلیکونی یا اپوکسی ساخته می‌شوند. دارای وزن سبک، مقاومت بالا در برابر آلودگی، و مناسب برای مناطق صنعتی یا مرطوب.

کاربردهای مقره در صنعت برق

مقره‌ها در قسمت‌های مختلفی از شبکه برق به‌کار می‌روند:

• خطوط انتقال و توزیع برق فشار متوسط و قوی
• پست‌های برق (ترانس‌ها، کلیدها، بریکرها)
• تابلوهای برق فشار قوی و متوسط
• سیستم‌های برق صنعتی و نیروگاه‌ها
• سازه‌های فلزی و تاسیسات ساختمانی برای ایزوله‌سازی کابل‌ها و شینه‌ها

نکات مهم در انتخاب مقره مناسب

• محیط نصب: رطوبت، آلودگی، شوری هوا
• ولتاژ سیستم و سطح عایقی مورد نیاز
• نوع بار و نیروی مکانیکی وارد بر مقره
• تطابق با استانداردهای بین‌المللی (IEC, ANSI, IS)
• طول مسیر خزشی برای جلوگیری از تخلیه سطحی

جمع‌بندی

مقره‌ها از تجهیزات بسیار حیاتی در زیرساخت برق هستند که بدون آن‌ها هیچ شبکه‌ای نمی‌تواند به‌صورت ایمن و مطمئن فعالیت کند. چه در خطوط توزیع و انتقال و چه در تابلوها و ترانسفورماتورها، مقره‌ها وظیفه دارند تا اجزای برق‌دار را از بخش‌های دیگر جدا کنند. شناخت دقیق انواع، کاربردها، جنس و مشخصات فنی مقره‌ها برای مهندسان برق، طراحان سیستم‌های الکتریکی، پیمانکاران پروژه‌های صنعتی و کارشناسان ایمنی برق ضروری است.

انتخاب صحیح مقره بر اساس شرایط محیطی، ولتاژ و نیاز مکانیکی، تأثیر مستقیمی بر پایداری، بهره‌وری و ایمنی شبکه دارد. استفاده از برندهای معتبر و رعایت استانداردهای فنی در خرید مقره‌ها، از بروز خطاهای پرهزینه جلوگیری می‌کند.