خلاصه ای از تاریخچه برق

اگرچه که الکتریسته به عنوان نتیجه واکنش شیمیایی ای که در یک پیل الکترولیک از زمانی که الساندرو ولتا در سال۱۸۰۰م این آزمایش را انجام داد، شناخته می شده است، اما تولید آن به این روش گران بوده و هست. در سال ۱۸۳۱م، میشل فارادی ماشینی ابداع کرد که از حرکت چرخشی تولید الکتریسته می کرد، اما حدود پنجاه سال طول کشید تا این فن آوری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه شود. در سال ۱۸۷۸م، توماس ادیسون جایگزین عملی تجاری ای را برای روشنایی های گازی و سیستم های حرارتی ایجاد کرد و به فروش رساند که از الکتریسته جریان مستقیمی استفاده می کرد که بطور منطقه ای تولید و توزیع شده بود، استفاده می کرد. در سیستم جریان مستقیم ادیسون، ایستگاه های تولید توان اضافی می بایست نصب می شدند. بدلیل اینکه ادیسون قادر نبود سیستمی را تولید کند که به ژنراتورهای چندگانه اجازه بدهد که به یکدیگر متصل شوند، گسترش سیستم او نیاز داشت که تمامی ایستگاه های تولید جدید مورد نیاز ساخته شوند. نیاز به نیروگاه های اضافی ابتدا توسط قانون اهم بیان شده است: بدلیل اینکه تلفات با مربع جریان یا بار و با خود مقاومت متناسب است، بکار بردن کابل های طولانی در سیستم ادیسون به مفهوم داشتن ولتاژهای خطرناک در برخی نقاط یا کابل های بزرگ و گران قیمت و یا هر دوی اینها بود. نیکولا تسلا که مدت کوتاهی برای ادیسون کار می کرد و تئوری الکتریسته را بگونه ای درک کرده بود که ادیسون درک نکرده بود، سیستم جایگزینی را ابداع کرد که از جریان متناوب استفاده می کرد. تسلا بیان داشت که دو برابر کردن ولتاژ جریان را نصف می کند و منجر به کاهش تلفات به میزان ۴/۳ می شود و تنها یک سیستم جریان متناوب اجازه انتقال بین سطوح ولتاژ را در قسمت های مختلف آن سیستم ممکن می سازد. او به توسعه و تکمیل تئوری کلی سیستم اش ادامه داد و جایگزین تئوری و عملی ای را برای تمامی ابزارهای جریان مستقیم آن زمان ابداع کرد و ایده های بدیعش را در سال ۱۸۸۷م در ۳۰ حق انحصاری اختراع به ثبت رساند. در سال ۱۸۸۸م کار تسلا مورد توجه جرج وستینگهاوس که حق انحصاری اختراع یک ترانسفورماتور را در اختیار داشت و یک کارخانه روشنایی را از سال ۱۸۸۶م در گریت بارینگتون، ماساچوست راه اندازی کرده بود، قرار گرفت. اگرچه که سیستم وستینگهاوس می توانست از روشنایی های ادیسون استفاده کند و دارای گرم کننده نیز بود، اما این سیستم دارای موتور نبود. توسط تسلا و اختراع ثبت شده اش، وستینگهاوس یک سیستم قدرت برای یک معدن طلا در تلورید، کلورادو در سال ۱۸۹۱ ساخت که دارای یک ژنراتور آبی ۱۰۰ اسب بخار(۷۵ کیلو وات) بود که یک موتور ۱۰۰ اسب بخار (۷۵ کیلو وات) را در آنسوی خط انتقالی به فاصله ۵/۲ مایل )۴ کیلومتر ( تغذیه می کرد. سپس در یک قرارداد با جنرال الکتریک که ادیسون مجبور به فروش آن شده بود، شرکت وستینگهاوس اقدام به ساخت یک نیرگاه در نیاگارا فالس کرد که دارای سه ژنراتور تسلای ۵۰۰۰ اسب بخار بود که الکتریسته را به یک کوره ذوب آلومینیوم در نیاگارا ، نیویورک و به شهر بوفالو، نیویورک به فاصله ۲۲ مایل (۳۵ کیلومتر) انتقال می داد. نیروگاه نیاگارا در ۲۰ آوریل ۱۸۹۵م شروع به کار کرد.

تاریخچه برق ایران و مشکلات موجود دراجرای لوله کشیهای برق در صنعت ساختمان

نخستین مولد برق در سال ۱۲۶۳ (هجری شمسی) به دستور ناصرالدین شاه قاجار وارد ایران گردید.

این مولد در تکیه دولت و دربار به منظور روشنایی مورد استفاده قرار گرفت و در سال ۱۲۸۲ (هجری شمسی) نخستین نیروگاه خصوصی برق شهری توسط مرحوم حاج حسین مهدوی (امین الضرب) به قدرت ۴۰۰ کبلو وات از نوع بخار و پیستونی در شهر تهران راه اندازی گردید.

این نیروگاه در ۲۴ ساعت فقط ۶ ساعت برق تعداد محدودی مشترک را تامین می کرد. همچنین از حدود سال ۱۳۰۳ (هجری شمسی) بخشهای خصوصی دیگری از جمله کارخانه ، ریسندگی ، نساجی و برخی شهرداریها ، در شهرهای ایران نسبت به راه اندازی مولدهای کوچکی از نوع دیزل و توربین بخار برای تامین بخشی از برق روشنایی مناطق شهری اقدام نمودند.

در سال ۱۳۱۶ (هجری شمسی) نخستین نیروگاه برق دیزلی به قدرت ۶۴۰۰ کبلووات از نوع توربین بخار ، توسط بلدیه (شهرداری) در ضلع شمال شرقی بیرون دروازه دوشان تپه (میدان شهدا) راه اندازی گردید و بعدها مولدهای دیزلی و نیز توربین بخار به قدرت تولید برق نیروگاه مذکور اضافه گردید.

بعضی از این نیروگاه ها تا سال ۱۳۴۷ (هجری شمسی) جهت تولید و عرضه نیروی برق مورد بهره برداری قرار می گرفت. با راه اندازی نیروگاه های سد امیرکبیر ، آستدم(نیروگاه طرشت) و بعثت تا سال ۱۳۴۸ (هجری شمسی) و تولید نیروی برق کافی در آن زمان ، نیروگاه های برق منصوبه در میدان شهدا خاموش و برای همیشه از مدار خارج گردید.با تاسیس وزارت آب و برق (وزارت نیرو) در سال ۱۳۴۳ (هجری شمسی) صنعت برق ایران بصورت یک صنعت دولتی درآمد . به نحوی که امروزه پس از گذشت حدود پنجاه سال قسمت اعظم کشور تحت پوشش شبکه برق سراسری قرار گرفته و در این مدت زمان کوتاه صنعت برق ایران از صفر آغاز و با پیشرفت تکنولوژی و علوم مهندسی در سطح جهان بصورت جهشی رشدی صعودی داشته است. بخش عمده ای از توان الکتریکی تولید شده توسط نیروگاهها در بخش صنعت ساختمان ( ساختان های مسکونی ، اداری ، بیمارستانی، صنعتی و غیره…) مورد بهره رداری قرار می گیرد.با توجه به ناهنجاری های بوجود آمده در صنعت برق کشور در بخش امور طراحی ، نظارت و اجرای پروژه های برقی و در جهت رفع ناهمگونی بوجود آمده در زیر ساختهای صنعت برق کشور، سازمانهای ذی ربط از جمله معاونت امور فنی سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور و همچنین سازمان نظام مهندسی ایران اقدام به تدوین دستورالعملها ، نشریات و آیین نامه ها و ضوابط اجرایی تجهیزات و تاسیسات الکتریکی را نموده اند.

از آن جمله نشریه ۱-۱۱۰ دفتر تدوین ضوابط و معیارهای فنی در سال ۱۳۸۰و مقررات ملی ساختمان (مبحث سیزدهم) طرح و اجرای تاسیسات برقی ساختمانها مورخه ۱۳۸۲ که به تصویب آنها، رعایت موارد و مندرجات آن برای کلیه طراحان ، ناظران و پیمانکاران در سطح کشور لازم الاجرا و قانونمند گردید.

در بخش زیرسازی تاسیسات برقی و انجام لوله کشی های برق تعویضهای انجام شده در مقررات فوق همانگونه که ذیلا” اشاره می شود به گونه ای است که مجری طرح علی رغم :

– کاهش قابل توجه هزینه لوله کشی توسط لوله های غیر فلزی

– سرعت در اجرای زیرسازی برق توسط لوله های غیر فلزی

– مزیت عایق بودن لوله های غیر فلزی نسبت به اجرای لوله های فلزی در مقابل جریان برق

– مقاومت قابل توجه لوله های غیر فلزی به عوامل خورنده و اکسیداسیون نسبت به لوله های فلزی

به علت عدم وجود اتصالات لوله های غیر فلزی برق در بازاربرق ایران مدیریت پروژه و زیر سازی برق با لوله های غیر فلزی نخواهد بود. در اینجا به بخشی از این مقررات اشاره می شود :

در فصل اول نشریه ۱-۱۱۰ که مربوط به ضوابط و معیارهای تهیه و اجرای لوله ها و لوازم و اتصالات برق می باشد آمده است:

۱-۳-۴ – لوله های غیر فلزی

این گونه لوله ها و لوازم مربوط به آن ….

۱-۳-۴-۱- موارد مصرف

استفاده از لوله های غیر فلزی سخت و لوازم مربوط به آن ….

۱-۵-۱-۶- تمامی لوله کشیهای برق باید از تابلوهای برق مربوط شروع و به جعبه تقسیم یا جعبه کلید و پریز ختم شود. بدین معنی که باقی گذاردن سر لوله به طور آزاد و یا استفاده از سر چپقی برای ختم لوله مجاز نیست.

۱-۵-۱-۹- در مواردی که از لوله های غیر فلزی استفاده می شود باید کلیه لوازم اتصال آن نیز از همان نوع انتخاب شود.

۱-۵-۱-۱۶- تمامی مجاری و لوله ها باید از یک نقطه اتصال تا نقطه اتصال دیگر (جعبه تقسیم به جعبه تقسیم یا پریز به پریز و مانند آن ) به صورت پیوسته امتداد یابد.

۱-۵-۱-۱۷- دهانه ورودی لوله هایی که از ساختمان خارج و یا به ساختمان وارد می شود باید به طریق مصوب در برابر آب و گاز مسدود شود.

۱-۵-۱-۱۸- کلیه لوله ها و مجاری و جعبه ها و مانند آن باید در جریان نصب به طریق مناسب و به طور موقت مسدود شود تا از ورود گچ و شن و مواد خارجی مشابه به داخل آن جلوگیری شود.

۱-۵-۱-۲۱- در مسیر لوله کشی روکار و یا توکار در هر نقطه اتصال چراغ ،کلید، پریز و مانند آن باید یک جعبه متناسب با مورد کاربرد نصب شود.

۱-۵-۱-۲۲- کلیه هادیهایی که به جعبه تقسیم یا جعبه کشش وارد می شود باید در برابر ساییدگی حفاظت شود ، به این ترتیب که برای حراست پوشش عایق سیمها ، در محل ورود هادی ، یا اتصال لوله به جعبه تقسیم ، و مانند آن باید یک بوشن فیبری یا برنجی نصب شود مگر این که معادل آن در ساخت جعبه در نظر گرفته شده باشد.

۱-۵-۱-۲۳- اندازه جعبه های تقسیم باید طوری انتخاب شود که فضای کافی برای سیمها و کابلهای داخل آن وجود داشته باشد.

۱-۵-۱-۲۴- در موارد اتصال لوله به جعبه در صورتی که از بوشن و یا مهره قفلی استفاده شود جعبه های مدور نباید بکار برده شود.

۱-۵-۲-۹- اتصالات بدون رزوه باید به طور محکم انجام شود. در مکانهای مرطوب یا در جایی که لوله در بتن یا زیر خاک و امثال آن دفن می شود ، اتصال باید از نوعی باشد که از ورود آب به داخل لوله ها جلوگیری کند.

و همچنین در مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختان آمده است :

۱۳-۶-۲ – سیم کشی

۱۳-۶-۲-۱- کلیه سیم کشیهای داخلی ساختمانها ، اعم از روکار و توکار ، باید در داخل لوله های مخصوص سیم کشی یا مجاری مخصوص این کار انجام شود و برای اجرای انشعابات خمها ، زانوها ، سه و چهار راهه ها و غیره باید از وسایل و متعلقات استاندارد و مخصوص هر لوله یا مجرا استفاده شود.

جعبه های زیر کلید و پریز متعلقات مشابه در سیم کشی های توکار باید با نوع لوله کشی و کلید پریزهای مورد استفاده همگونی داشته باشد.

۱۳-۶-۲-۸- در محل ورود لوله به جعبه تقسیم یا تابلو یا دستگاهی مشابه باید از بوشینگ مناسب با لوله استفاده شود تا از زخمی شدن سیم یا کابل جلوگیری شود .

۱۳-۶-۲-۱۰- تغییر نوع لوله ( برای مثال فولادی به پلاستیکی ) بدون تعبیه نوعی جعبه در محل تغییر ممنوع است.

۱۳-۶-۲-۱۱- استفاده از انواع دیگر سیم کشی ، مانند کابلهای مخصوص سیم کشی یا کابلهای با عایق بندی معدنی ، به شرط رعایت کلیه مقررات مربوط به کابل کشی ها و استفاده از لوازم و تجهیزات مخصوص مربوط مجاز خواهد بود.

۱۳-۶-۲-۱۶ – اتصالات و انشعابات باید با استفاده از ترمینالهای پیچی .انجام شود.

یادآوری ۳- استفاده از ترمینالهای نوع دیگر ، که ضمن انجام اتصال و تضمین تداوم الکتریکی ، عایق بندی لازم را نیز تامین کنند مجاز است.

یادآوری ۴- پیچیدن سیمها به دور هم برای ایجاد اتصال الکتریکی و عایق بندی محل اتصال با نوار چسب الکتریکی ممنوع است.

۱۳-۶-۲-۱۷- برای هر محل انشعاب با محلهای اتصال سیم کشی به وسایل مصرف کننده یا کنترل کننده مدار ، نظیر چراغ ، پریز ، کلید ، دستگاه یا وسیله و غیره ، باید از نوعی جعبه یا وسیله انتهایی مانند آن استفاده شود. استفاده از سرچپق و نظایر آن ممنوع است.

لذا با توجه به تجربه ده ها پروژه ملی که تنها به دلیل عدم وجود اتصالات مربوط به لوله های غیرفلزی ، کارفرما مکلف گردید با قبول هزینه چندین برابر ، زیرسازی و لوله کشی برق تاسیسات برقی پروژه را با استفاده از لوله های فلزی ( که اتصالات مربوط به این نوع لوله در بازار موجود است ) دنبال نموده و به پایان برساند.

در این راستا شرکت بهنور گستر نوین وطن افتخار دارد ضمن بررسی ها و مطالعات پیگیر در طی سالیان گذشته زیر نظر واحد فنی و مهندسی و کارشناسان با تجربه ، این مشکل را برطرف نموده و قطعات مورد نیاز را تولید نموده است.

مراحل انجام کارهای برق ساختمان
مرحله اول

۱ – کشیدن نقشه ساختمانی شامل سیستمهای روشنائی – سیستم های صوتی – سوکتهای برق – تلفن – آنتن – آیفون – فن کوئیل ها – اطفاء حریق – برق اضطراری و موتور خانه.

۲- اجرای نقشه روی کار.

۳- تراز کردن کل قوطی کلیدها و کشیدن خطِ تراز با چک لاین.

۴- شیار زدن مسیر لوله ها با شابلون ودستگاه شیارزن .

۵- کندن قوطی کلیدها با دستگاه .

۶- سوراخ کردن روشنائی سقفی توسط دستگاه ( در مورد سقف کاذب، روی سقف ساپورت خورده و روی آن لوله فیکس میشود).

۷- نصب قوطی کلید روی دیوار توسط شابلون و تراز کردن دقیق آنها.

۸- جوشکاری و ساپورت زدن برای فیکس کردن لوله پولیکاهای که برای ورودی و خروجی لوله های که داخل جعبه فیوز آورده می شود.

۹- جوشکاری و ساپورت زدن برای فیکس کردن لوله پولیکاهای که برای ورودی و خروجی لوله های که داخل جعبه آنتن و تلفن آورده می شود.

۱۰- اجرای لوله پولیکا گذاری توسط گرما و خم کاری توسط مشعل و فنر و آب بندی آن توسط چسب پولیکا.

۱۱- جوشکاری و ساخت ساپورت برای سینی برق بر روی داکت مشخص شده از روی نقشه ( این سینی برق ها برای ورود کابل های برق تلفن آنتن ماهواره و ……. نیازهای ساختمان به طور مجزا داخل داکت های ساختمان فیکس و وارد باکس های مورد نیاز خود می شود).

۱۲- پوشش کامل روی لوله پولیکا های که در کف ساختمان کار شده است.

۱۳- نصب جعبه فیوز و تراز کردن آن در جاهای مشخص توسط نقشه.

۱۴- نصب جعبه آنتن و ماهواره و تلفن و تراز کردن آن در جاهای مشخص توسط نقشه.

۱۵- تامین ارتینگ ساختمان( نصب پلیت و سیم مسی وزغال ونمک برای راه اندازی چاه ارت و ازآنجا به سینی برق و به مصرف کننده ها)

۱۶- لوله فولادی گذاری در شرایطی که نقشه تعیین کرده است(در پارکینگ های اداره جات داخل روشنائی آسانسور وروشنائی موتور خانه).

مرحله دوم (بعد از کف سازی و کاشی کاری و سفید کاری دیوار)

۱- تمیز کردن قوطی کلیدها وبریدن لوله های اضافی روی کار.

۲- سیم گذاری داخل لوله پولیکا (رنگ سیم ها و قطر سیم ها و جنس سیم ها از روی استاندارد انتخاب میشود).

۳- انداختن کابل شیلد دار برای بلندگوها وازآنجا به ولوم های همان اتاق و از آنجا به فیشهای پشت آمپلی فایرها.

۴- کابل کشی برق از داخل جعبه فیوز و رد کردن داخل سینی برق و بست زدن و از آنجا به زیر کنتور(درصورت داشتن دیزل ژنراتوراین کابل ها داخل موتور خانه و وارد تابلو های مخصوص خودش میشود).

۵- کابل کشی تلفن –آنتن ماهواره وآیفون ازتابلوهای مخصوص خودش و رد کردن داخل سینی مخصوص خودش و بست زدن کابل ها و از آنجا به باکس های مخصوص خودشان.

۶- اتصالات سر سیم ها در داخل قوطی کلید- جعبه فیوزها – روشنائیها – توکارها – و جعبه آنتن – ماهواره- تلفن – اطفاء حریق- UPS(نصب دستگاه های تغذیه UPS به شرکتهای مسئول مرتبط میشود)

۷- قلع اندود کردن کل اتصالات و سر سیم ها توسط حوضچه قلع.

۸- عایق کاری اتصالات توسط وارنیش حرارتی (جایگزین لنت برق).

۹- اجرای کابل کشی مربوط به بیرون ساختمان نصب نور افکن ها در نما.

مرحله سوم ( بعد از نقاشی و کف تمام شده)

۱- بستن کلید و پریز و تراز کردن آنها.

۲- بستن ترمینال روی سر سیم ها.

۴- نصب دتکتور های دود و شستی آنها روی جاهای تعیین شده.

۵- نصب فیوزها داخل جعبه فیوز و وایرشو زدن سرسیم ها و فیوز بندی آنها.

۶- نصب آیفون تصویری بستن سوکتها و شستی های مربوط به آن.

۷- نصب آنتن مرکزی و سوئچینگهای مربوط به آن.

۸- نصب سوئچینگهای ماهواره ( نصب و راه اندازی ماهواره برعهده شرکت های مربوط میباشد)

۹- نصب چشم لایتینگ در راه پله و پارکینگ ها.

۱۰- نصب چشم لایتینگ در سرویسها برای هود مرکزی ( این چشم ها پس از عمل کردن به کنتاکتور و سپس کنتاکتور به سانتیفوژ فرمان داده و باعث تهویه سرویسها می شود).

۱۱- نصب نور مخفی های داخل سقف کاذب و کفی های روی سرامیک.

نصب تجهزات برقی موتور خانه

۱- نصب تابلوی برق موتورخانه (تجهیزات داخل تابلوبرق بر اساس نیازهای موتور خانه انتخاب و توسط تابلو ساز ساخته میشود)

۲- نصب پایه سینی برق روی دیوار وفیکس کردن سینی برق روی آن.

۳- نصب لوله زیرسینی برق وازآنجا روی الکتروموتورها و ترموستات ها و مصرف کننده های دیگر.

۴- کابل کشی از تابلوبرق روی سینی برق و داخل لوله ازآنجا سرالکترو موتورها و ترموستات ها و مصرف کننده ها.

۵- وایرشوزدن و شماره زدن سر سیم ها و بستن آن روی تخته کِلِم الکتروموتورها وترموستات ها و مصرف کننده ها واز آنجا به ترمینال زیر تابلو برق.

انواع کابل برق

در ابتدا به تعریف کابل می پردازیم:
کابل وسیله‌ای است که از دو یا چند سیم هادی الکتریکی تشکیل شده و معمولاً در غلاف محافظی قرار دارد و برای انتقال برق بکار می‌رود.

مهم‌ترین و بیشترین عایقی که در ساختمان کابلها بکار می‌رود P.V.C (پلی وینیل کلراید) است که پرتو دور یا پلاستیک نامیده می‌شود. P.V.C عایقی غیر قابل اشتعال است و این مزیت خوبی در کابلها می‌باشد. دارای انعطاف پذیری زیادی می‌باشد و تنها عیب أن این است که در درجه حرارت حدود صفر و زیر صفر از أن نمی‌توان برای عملیات کابل کشی مورد استفاده قرار داد. مواردی مانند ارزانی تولید انبوه و سادگی ساخت باعث شده که بیش از ۹۰ درصد کابلهای فشار ضعیف از این عایق درست شوند.

نوعی عایق دیگر بنام PET (پلی اتیلن) برای کابلها بکار می‌رود که آتشگیر بوده و در مکانهای اختصاصی بکار می‌رود.

در بعضی از کابلها از عایق لاستیکی استفاده می‌شود که کاربرد زیادی ندارد.

هادی کابل‌ها از جنس مس و یا آلومینیوم می‌باشند. در صورتیکه بخواهیم از کابلی با هادی آلومینیوم برای کابل کشی هوایی استفاده کنیم باید یک رشته آن فولاد باشد.

برای شناسائی کابلها از حروفی استفاده می‌شود که روی کابلها نوشته شده است برخی از این حرف طبق استاندارد آلمان V.D.E بشرح زیر می‌باشد:

N کابل با هادی مسی

NR کابل با هادی ألومینیوم

Y علامت عایق پرتو دور می‌باشد

H علامت ورق متالیزه می‌باشد

T سیم تحمل کننده در کابل کشی هوایی

R حفاظت فولادی نواری شکل

Y روکش کمربندی پرتو دور

R هادی دایره‌ای شکل می‌باشد

E هادی یک رشته و دایره‌ای می‌باشد

M هادی چند رشته

S هادی بشکل مثلث

[ویرایش] کابل در شبکه به سه مدل می‌باشد
۱- کواکسیال مانند کابلهای آنتن تلویزیون Couxial

۲- کابلهای زوج سیمی مانند سیم تلفن Twisted Pair

۳- کابلهای نوری که جدیدا در مخابرات کشور استفاده می‌شود Fiber Optic

۱-الف :RG-58 سرعت ۱۰MBPS حداکثر طول استفاده در شبکه ۱۸۵ متر می‌باشد امپدانس کابل ۵۰ اهم می‌باشد که به این نوع THIN می‌گویند

۱-ب :RG-8 سرعت ۱۰MBPS حداکثر طول استفاده در شبکه ۵۰۰ متر می‌باشد امپدانس کابل ۷۵ اهم می‌باشد که به این نوع THICK می‌گویند

۲- الف : کابلهای Twisted Pair بر دو نوع هستند

– UTP که بر ۴ نوع است یک زوجی و دو زوجی و سه زوجی و چهار زوجی که به ۴ زوجی آن که ۱۰۰Mbps سرعت داشته باشد

اصطلاحا Cat5 می‌گویند

– STP نوعی Twisted Pair است که بین هردورشته یک فویل دارد.

۳- Fiber optic بردونوع است ۱- SIngle mode 100km 2- Multi Mode 5km از نظر کابل:سرعت بالاتر-امنیت بالاتر-مسافت بیشتر -چون در فیبر نوری نمی‌توان اتصال دربین خط داشت امنیت بالا می‌باشد. کابلها نمی‌توانند انحراف شدید یا پیچ و خم شدید داشته باشد.درایران از کابلهای SIngle استفاده شده است.

انواع مقره
در شبکه های توزیع برق مانند خطوط انتقال،به تجهیزاتی نیاز است که بتوانند نقش عایقی و جداسازی قسمتهای تحت ولتاژ را از دیگر قسمتها داشته باشند.طبق تعریف(مقره)به وسیله ای گفته می شود که دارای مقاومت الکتریکی بالایی بوده و بین هادی های برقدار و سازه های نگه دارنده قرار می گیرند.مقره علاوه بر عایق نمودن هادی نسبت به پایه و همچنین نسبت به زمین ارتباط مکانیکی هادی و زمین را نیز تشکیل می دهد . مقره ها چهار ویژگی و وظیفه عمده دارند:الف) وظیفه اصلی مقره ها ، ایزوله کردن هادی از بدنه کنسول و پایه می باشد. این مقره ها ، باید بتوانند بدون داشتن جریان نشتی ، مشخصات الکتریکی لازم برای تحمل بیشترین ولتاژ هادی و سایر ولتاژهای اضافی تحت شرایط مختلف را داشته باشند . این ویژگی ها به عنوان خواص الکتریکی مقره ها عبارتند از:۱- مقاومت الکتریکی حجمی و سطحی بالا۲- مقاومت در برابر سوراخ شدن توسط شوک حرارتی در اثر عبور جریان الکتریکی فشار قوی.۳- مقاومت زیاد در مسیر۴- عدم تشکیل خود القاییب) وظیفه دیگر مقره ها ، تحمل نیروهای مکانیکی حاصل از وزن سیم ها و هادی ها ، و نیروهای اعمالی ناشی از باد و یخ می باشد که در هر شرایطی ، فاصله هادی از بدنه و بازوی پایه ، نباید از مقادیر مجاز کمتر باشد. این ویژگی ها به عنوان (خواص مکانیکی مقره) نامیده شده و به شرح زیر هستند.۱- خاصیت الاستیسیته به نسبت خوب که باعث می شود مقره ، تنشهای خمشی و کششی را تا حدودی تحمل کرده و در برابر تغییر شکل مقاومت نماید.۲- در برابر نیروی فشاری مقاومت بالایی از خود نشان می دهد.۳- چون مقره های چینی در برابر ضربه مقاومت کمی دارند باید سعی شود تا لبه و گوشه های تیزی نداشته باشند.۴- مقاومت لازم را در برابر شوکهای حرارتی حاصل از تغییرات اختلاف پتانسیل الکتریکی ، صاعقه و … به طور ناگهانی داشته باشند.ج)مقره ها باید در برابر تغییرات جوی و درجه حرارت مقاوم بوده ، خواص خود را در اثر گذشت زمان و پیری ، تا حد قابل قبولی حفظ نماید. این ویژگی ها که خواص فیزیکی نامیده شده عبارتست از :۱- مقاومت در برابر عوامل جوی و تابش آفتاب۲-زنگ نزدن و اکسید نشدن۳- دارا بودن ضریب انبساط کم۴- حفظ خواص در برابر سرما و گرما۵- عدم میل ترکیبی با بیشتر مواد موجود در محیط اطرافد) هر مقره باید (خواص ساختمانی ) را رعایت نموده و قابل اعمال روی آن باشد . به عنوان نمونه ، می توان موارد زیر را در مورد مورد مقره های چینی با ساختمان پرسلان نام برد:۱- مقره چینی باید دارای ساختمان به هم فشرده بوده ، به طوری که هیچ خلل و فرجی در داخل آن وجود نداشته باشد.۲- الکترونها و یونها به یکدیگر مرتبط و متصل باشند تا اختلاف پتانسیل الکتریکی بسیار زیاد به آن وارد نشود.امروزه در شبکه های توزیع ، برای اتکای اجسام هادی ، و جداسازی آنها از یکدیگر بیشتر از مقره های چینی استفاده می کنند. این مقره ها ، علاوه بر اینکه در خطوط انتقال فشار متوسط به عنوان نقاط اتکایی سیم در محل پایه ها استفاده می شوند ، به عنوان عایق در سیستمهای توزیع ، از جمله بوشینگهای ترانسفورماتورها ، کلیدها و سایر ادوات برقی از جمله بدنه برقگیرها ، مهارها ، کات اوتها و بدنه سر کابل فشار قوی و اتکایی برای عایق سازی در محل ورود برق به کار می روند. مواد اولیه به کار رفته برای ساخت مقره ها ی سرامیک الکتریکی مانند چینی و شیشه می باشد.
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 :
۱٫ 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.
۲٫ 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 :
۱٫ استقامت الکتریکی بالا. ۲٫ استقامت مکانیکی بالا.
۳٫ عاری از ناخالصی و حفره های داخلی.
۴٫ استقامت در برابر تغییرات درجه حرارت و عدم تغییر شکل در اثر تغییر دما (با توجه به ضریب انبساط حرارتی که بایستی کم باشد).
۵٫ ضریب اطمینان بالا.
۶٫ ضریب تلفات عایقی کم.
۷٫ 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 :
۱٫ کائولین یا خاک چینی AL2O3-2SIO2-2H2O به مقدار ۴۰ تا ۵۰ درصد.
۲٫ سیلیکات آلومینیوم (فلداسپات) K2O-AL2O3-6SIO2 به مقدار ۲۵ تا ۳۰ درصد.
۳٫ خاک کوارتز SIO2 به مقدار حداکثر ۲۵ 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 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 ۱۲۰۰ تا ۱۵۰۰ درجه نگه م دارند. در نتیجه ، استقامت الکتریکی چینی بین ۱۲۰ (kv/cm) تا ۲۸۰ (kv/cm) می باشد. همچنین استقامت مکانیکی چینی در برابر نیروی فشاری ۶۹۰ (MNt/m2) (در مقاطع بزرگتر ۲۷۵ (MNt/m2) ) و در برابر نیروی کششی ۴۸ (MNt/m2) (در مقاطع بزرگتر ۲۰ (MNt/m2)) و در برابر نیروی خمشی ۹۵ (MNt/m2) 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 ۵/۱ 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 ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ 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 :
۱٫ اولاً رطوبت به راحتی در سطح آن تقطیر می شود.
۲٫ به علت تغییر شکل نسبی داخلی پس از سرد شدن ، نمی توان مقره های بزرگی از آن ها ساخت.
۳٫ گرد و خاک را بیشتر به خود جذب می کند.

جنس مقره ها و طراحی شکل آنها
متداول ترین جنس مقره های مورد استفاده در صنعت برق عبارتند از:
مقره های چینی
این مقره ها از ترکیبات آلکالین و سیلیکات آلومینیوم ساخته شده است. جهت بالا بردن استقامت مکانیکی چینی به آن اکسید آلومینیوم اضافه می کنند. مقره های چینی هم به صورت بشقابی و هم به صورت یکپارچه ساخته می شوند.
مقره های شیشه ای
از شیشه نیز در ساخت مقره ها استفاده می شود ولی به دلیل پایین بودن استقامت مکانیکی شیشه لازمست به طریقی آن را تقویت نمود. یک روش، سرد کردن سریع شیشه پس از شکل دادن آن می باشد که با این روش سطح خارجی مقره سخت شده، موجب افزایش استقامت مکانیکی آن می شود. اشکال این نوع مقره ها این است که در مقابل ضربات مستقیم شکننده می باشد و با کوچکترین ضربه مستقیم، مقره کاملاً خرد می شود.
مقره های پلاستیکی
این مقره ها از جنس پلاستیک و از ترکیبات شیمیائی اتیلن، پروپیلن و رزین می باشد. مزیت این مقره ها در دفع خوب آب می باشد زیرا پلاستیک این مزیت را دارد که قطرات آب روی سطح آن جاری نمی شود تا با قطرات دیگر ترکیب شده مسیری را برای هدایت قوس فراهم کند. در صورتی که در مقره های چینی و شیشه ای آب به راحتی روی سطح مقره جاری می شود.
طراحی شکل مقره ها
ولتاژ اعمالی بر مقره ها و عملکرد آن در مقابل اضافه ولتاژها شکل و فرم مقره را تعیین می نماید. شکست الکتریکی بر روی مقره ها به دو صورت انجام می گیرد.
• در داخل مقره جرقه ای زده شده و موجب سوراخ شدگی و از بین رفتن خاصیت عایقی مقره می شود.
• تخلیه در سطح عایق صورت می گیرد و جرقه هایی در سطح آن زده می شود و به این ترتیب ارتباط الکتریکی در طرفین عایق برقرار می شود. که رطوبت و آلودگی در سطح مقره در این نوع تخلیه تاثیر گذارند.
مواردی که در ساخت مقره رعایت می شود به شرح زیر است:
سطح مقره باید کاملاً صاف و صیقلی باشد تا امکان نشستن گرد و غبار و آلودگی روی آن به حداقل برسد.
سطح مقره باید این قابلیت را داشته باشد که هنگام ریزش باران شسته شود و باران روی آن نماند.
جهت جلوگیری از جریان نشتی لازم است طول خزشی مقره ها (Creepage distance) افزایش یابد.
طول خزشی مقره عبارت است از کوتاهترین مسیری که لازمست جرقه برای رسیدن از ابتدا تا انتهای مقره طی کند. هر چه این مسیر طولانی تر باشد امکان ایجاد قوس کمتر می شود. افزایش این مسیر موجب سنگین شدن مقره می شود، بنابراین مقره را به صورت دندانه دندانه می سازند و به این ترتیب طول مقره را کوتاهتر بوده ولی مسیر عایقی آن افزایش می یابد.
چون تخلیه نوع اول موجب از بین رفتن مقره می شود باید به هر شکل ممکن از آن جلوگیری کرد. برای این کار باید فاصله بین قسمت های فلزی بالا (cap) و پایین (pin) به اندازه ای انتخاب شود تا قبل از وقوع جرقه در داخل مقره، جرقه سطحی زده شود و از تولید جرقه در داخل مقره جلوگیری شود.
نوع مقره باید با توجه به شرایط محیطی انتخاب شود و همچنین مسائل اقتصادی نیز در نظر گرفته شود.
انواع مختلف مقره ها
مقره ها بر حسب کاربرد و سطح ولتاژ به کار رفته انواع مختلفی دارند.
مقره چرخی
جنس این نوع مقره ها می تواند از چینی، شیشه یا پلاستیک باشد. این مقره ها به صورت یک شیاره یا دو شیاره می باشند و بیشتر در ولتاژهای توزیع کاربرد دارند. تعداد شیارها بستگی به سطح ولتاژ دارد.
مقره سوزنی
جنس این نوع مقره ها می تواند از چینی، شیشه یا پلاستیک باشد. از این نوع مقره در برج های میانی و تا ولتاژ ۳۳ کیلو ولت استفاده می شود. جهت ارتباط این نوع مقره ها با پایه فلزی، از یک فلز نرم تر به عنوان رابط استفاده می شود تا حرکات و تنش های ناگهانی باعث شکسته شدن مقره نشود. همچنین می توان این مقره را به صورت افقی نصب نمود.
مقره بشقابی
این نوع مقره از جنس شیشه و یا چینی و به شکل دیسک بوده و از نظر کاربرد نیز رایج ترین مقره در خطوط هوایی انتقال انرژی می باشد. این مقره ها به صورت زنجیره مقره استفاده می شوند که تعداد دیسک ها در زنجیر مقره بستگی به سطح ولتاژ، محل استفاده و اضافه ولتاژ دارد. ارتباط این دیسک ها با دیسک دیگر توسط دو قطعه فلزی که با پودر سیمان و شیشه و چسب مخصوص به مقره محکم می شود، صورت می گیرد. این نوع مقره بسته به نحوه اتصال به یکدیگر و با توجه به شکل آنها در انواع مختلف وجود دارد.
مقره بشقابی استانداد
این مقره خود انواع مختلفی دارد. مقره های نوع کلاهکی (Ball & Socket Type Insulator) و مقره های نوع شیار و زبانه (Tongue & Clevis Type Insulator).
مقره بشقابی ضد مه (Anti Fog Insulator)
این مقره در مناطق آلوده و مه آلود که به فاصله خزشی بیشتری نیاز دارند استفاده می شود. در این مقره شیارهای پایین بزرگتر از شیارهای مقره های معمولی می باشد. ولی وزن آنها زیادتر بوده و موجب افزایش نیروی مکانیکی روی برج می شود.
مقره های بشقابی آئرودینامیک (Aerofoil Insulator)
این مقره ها در مناطق بادگیر استفاده می شود زیرا سطح بادگیر کمتری نسبت به دیگر مقره ها دارد و در زنجیر مقره انحراف زاویه کمتری داشته و نیروهای وارده به برج کم می شود. به علت فاصله خزشی کم این نوع مقره، جهت حفظ ایزولاسیون در زنجیر مقره از تعداد بیشتری از این نوع استفاده می شود که اینکار باعث افزایش هزینه خواهد بود.
مقره زنگوله ای شکل (Bell Type Insulator)
این مقره به شکلی ساخته می شود که امکان نشستن گرد و خاک و آلودگی روی آن حداقل باشد. از این مقره در مناطق استفاده می شود که آلودگی زیاد است و باران کم می بارد.
مقره های یکپارچه (Long rod Insulator)
این مقره ها به شکل استوانه ای بلند بوده که دارای شیارها و برآمدگی هایی است. جنس این مقره ها معمولاً از چینی و سرامیک است و به دو صورت توپر (solid core sylindrical posts) و تو خالی (Hollow Insulator) ساخته می شود. این مقره ها می توانند به صورت های مختلفی به هم وصل شوند. (عمودی یا مایل)
مقره های بوشینگ (Bushing Insulator)
این نوع مقره ها مانند مقره های یکپارچه می باشد با این تفاوت که قطر ابتدا و انتهای آن متفاوت است. از این نوع مقره در ترانس ها استفاده می شود که محل اتصال مقره به ترانس دارای قطر بیشتری است.
آرایش مقره ها در زنجیره
مقره های بشقابی با توجه به نیروی مکانیکی و سطوح ولتاژ به صورت تیپ ساخته می شوند. با توجه به سطح ولتاژ و نیروی مکانیکی نحوه اتصال و تشکیل زنجیره مقره ها متفاوت و به شرح زیر است.
زنجیره مقره های آویزی (Suspension String)
این نوع زنجیره مقره دارای انواع مختلف می باشد.
زنجیره مقره آویزی (I – String)
این زنجیره در مواردی استفاده می شود که نیروی مکانیکی چندان زیاد نباشد. معمولاً در هادی های تک سیمه از آن استفاده می شود.
زنجیره مقره آویزی دوبل (II – String)
در این فرم جهت لابا بردن استقامت مکانیکی، دو ردیف زنجیری مقره به موازات یکدیگر و به شکل II مورد استفاده قرار می گیرد. معمولاً در هادی های باندل از این تیپ استفاده می شود
زنجیره مقره آویزی V شکل (V – String)
در مناطق با سرعت باد زیاد، نوسانات بوجود آمده بر روی زنجیره مقره و در نتیجه انحراف بیش از حد آن می تواند منجر به کاهش فاصله ایزولاسیون گردیده و در نتیجه بروز قوس الکتریکی و اختلال در برق رسانی را به دنبال آورد. جهت جلوگیری از این مشکلات در این مناطق از زنجیری مقره V استفاده شود تا
از نوسانات زنجیره مقره جلوگیری شود. در زنجیره مقره V شکل معمولاًٌ طول دو بازو برابر می باشد. اما در مواردی که به دلیل زاویه خط نیاز به بازوهای متفاوت باشد، می توان با کاهش و یا افزایش طول یک بازو به این حالت دست پیدا کرد. معمولاً زاویه بین دو بازو در زنجیره مقره بین ۹۰ تا ۱۰۰ درجه می باشد.
زنجیره مقره آویزی V شکل دوبل (Double V – String)
برای داشتن استقامت مکانیکی بیشتر، زنجیره مقره V شکل می تواند به صورت دوبل نصب شود.
زنجیره مقره کششی (Tension String)
در برج های کششی، مقره ها بصورت زنجیره مقره وظیفه اتصال هادی به برج را به عهده دارمد. این زنجیره مقره ها می توانند به صورت دوبل یا سه تایی و یا بیشتر مورد استفاده قرار گیرند که انتخاب آن بستگی به تعداد هادی های هر فاز و همچنین شرایط بارگذاری و نوع مقره دارد.
زنجیره مقره جامپر (Jumper Insulator String)
این زنجیره مقره، سیم جامپر ارتباطی فازها را در برج کششی به صورت آویزی نگه داشته و از حرکت جانبی آن جلوگیری می کند. نیروی مکانیکی وارده به این نوع زنجیره چندان قابل ملاحظه نیست.

جهت جستجو سریع موضوع مقاله ، پرسشنامه ، پاورپوینت و گزارش کارآموزی می توانید از قسمت بالا سمت راست جستجو پیشرفته اقدام نمایید.

همچنین جهت سفارش تایپ ، تبدیل فایل پی دی اف (Pdf) به ورد (Word) ، ساخت پاورپوینت ، ویرایش پایان نامه و مقاله با ما در تماس باشید.