بخشی از مقاله
چکیده:
مقرهها تجهیزات مهمی برای افزایش قابلیت اطمینان برای عبور جریان برق به شمار میروند. مواد عایق متفاوتی به عنوان مقرهها به کار میروند، که با توجه به شرایط متفاوت، آلودگیهای گوناگون، درنظرگرفتن موارد اقتصادی و فنی و ... انتخاب میشوند.
مقرههای بشقابی از اجزاﺀ مختلفی شامل بخش پرسلان ،کپ چدنی و دسته یا پین فولادی وسیمان اتصال دهنده این اجزاﺀ تشکیل میشود. وظیفه هریک از این اجزاﺀ متفاوت است. اصلیترین بخش یک مقره بشقابی که وظیفه ارائه استحکام، ویژگی عایقی و فاصله خزشی را در عین داشتن پروفیل مناسب برای مقابله در مقابل شرایط محیطی ایجاد می نماید، کلاهک مقره پرسلانی است.
کلاهک پرسلانی مقره غالباﹰ تحت نیروهای دائم قرار نمیگیرد و بهطور طبیعی صرفاﹰ باید توانای حفظ شکل و خواص در هنگام تولید و مصرف و عدم وقوع عیوب مختلف ناشی از شرایط آب و هوایی و یخبندان و نیروهای موضعی پرندگان باشد. علت درنظرگرفتن ضرایب اطمینان بالاتر در طراحی چترک مقره پرسلانی - ضخامت بالا - ، غالباﹰ برای پاسخگویی به نیازهای فرآیند ساخت مقره همچون داشتن استحکام مکانیکی خام مناسب جهت تحمل وزن، عدم وقوع تغییرشکل در هنگام خشک شدن و پختن از یک سو و تحمل ضربههای و نیروهای مکانیکی حین حمل و نقل و نصب از سوی دیگر میباشد.
طراحی کلاهک مقرههای پرسلانی بشقابی بر اساس محدودیتهای ماده سازنده، محدودیتهای فرآیند تولید مقره، انتظارات کاربردی از مقره و نیروهای کششی مورد نیاز بر اساس طراحی خط صورت میپذیرد
بخش کلاهک در قطعه پرسلانی تحت بیشترین تنشهای مکانیکی و تنش الکتریکی قرار دارد. در این راستا به منظور تحمل نیروهای مکانیکی و حفظ انسجام و اتصال و عدم دررفتگی قطعات لازم است تا کلاهک به شکل مناسبی طراحی گردد
شکل - ذ - اجزاﺀیک مقره بشقابی را نشان میدهد.
برای آنکه یک قطعه سرامیکی در مراحل ساخت بهترین شرایط و حداقل عیوب را داشته باشد، لازم است تا از ضخامت یکنواخت و یکسان برخوردار باشد. همچنین وجود زوایا و کنجهای تیز، احتمال وقوع عیب را در محصول بهطور قابل ملاحظهای افزایش میدهد به همین دلیل تغییر تدریجی ضخامت و داشتن گوشههای گرد و با زوایای بزرگتر توصیه میگردد
در طراحی مکانیکی مقره، طراحی بخش کلاهک مقره از اهمیت ویژهای برخوردار است زیرا تمامی نیروهای مکانیکی وارده بر مقره از طرف خط و یا دکل به ناحیه کلاهک منتقل میگردد.
اغلب مواد سرامیکی و پرسلان در برابر نیروهای کششی، ضعیف و متقابلاﹰ در برابر نیروهای فشاری بسیار مقاوم میباشند، به همین دلیل در طراحی با این مواد قرار دادن اجزاﺀ سرامیکی بهگونهای که تحت نیروهای فشاری بهجای نیروهای کششی یا برشی باشند از اهمیت ویژهای برخوردار است و قابلیت اطمینان به تجهیز ساخته شده را افزایش میدهد
طرحهای رایج کلاهک در مقرههای پرسلانی به دو شکل مستقیم و مخروطی یا دم چلچلهای میباشد. با طراحی درست کلاهک نیروی کششی به نیروی فشاری تبدیل میشود. تا تخریب مقره ناشی از بخش کلاهک به حداقل برسد و قابلیت اطمینان برای دوره کاری طولانی را افزایش دهد. در این بین طراحی مستقیم خواص مناسب را برای کارکرد مطلوب ارائه مینماید.
هم اکنون ساخت کلاهک مقره به دو صورت انجام میپذیرد :
ذ- کلاهک مستقیم 2 - هکد صلا؟طهطصح - ل- کلاهک دم چلچلهای - ئطه1 کهپخ - نوع دوم تقریباﹰ در حال من سوخ شدن می باشد و نوع اول جایگزین آن گردیده است. شکل - ل - نمایی از این دو نوع کلاهک مقره را نشان میدهد.
شکل - ل - : نمایی از کلاهک مستقیم و کلاهک دم چلچله ای
الف- کلاهک مستقیم ب- کلاهک دم چلچله أی
ذ- اصول طراحی کلاهک :
طراحی بخش کلاهک، که بهوسیله کپ فلزی پوشش داده میشود، از نظر مکانیکی و پایداری درازمدت مقرههای آویزی شرایط بسیار بحرانی و حساسی را دارد.
نیروی کششی مکانیکی وارده بر مقرههای آویزی، در کلاهک به نیروی فشاری تبدیل میگردد. میزان تاثیر این تبدیل وابسته به طراحی کپ فلزی، بدنه پرسلان و پین فلزی است. طراحی ضعیف برای این قسمت میتواند سبب زایل شدن کل مقره میشود.
به لحاظ الکتریکی هرگونه عیب در مواد عایق در این بخش منجر به سوراخ شدن مقره میشود.
استحکام پرسلان یا شیشه در برابر نیروهای فشاری تذ-، برابر بیشتر از نیروهای کششی است. بنابراین نیروی کششی بهطور موثر به نیروی فشار تبدیل میشود تا از بین رفتن مقره ناشی از بخش کلاهک به حداقل برسد و قابلیت اطمینان برای دوره کاری طولانی را افزایش دهد. همچنین لازم است تا توزیع تنش در بخش کلاهک، تاحدامکان بهوسیله نیروهای کشش خارجی یکنواخت گردد. اگر تبدیل نیروهای کششی به فشاری بهطور موثر انجام نشود یا اینکه تمرکز موضعی تنش در بدنه عایق وجود داشته باشد، احتمال وقوع ریزترکها درون بدنه عایق باید بسیار موردتوجه قرار گیرد
