مقدمه:
استفاده از مقره های پلیمری به عنوان جایگزینی مناسب برای مقرهای شیشه ای و پرسیلینی به وپژه در نواحی با آلودگی شدید نطیر:
مناطق نفتخیز ساحلی ،
نواحی با آلودگی گرد و غبار فلزی ،
نواحی زلزله خیز ،
مناطق با طوفانها و تندبادهای شدید ،
مناطق مستعد به لحاظ خرابکاری و … از سال ۱۹۶۰ مطرح گردیده است.
مقره های سیلیکون رابر از جمله مقره های پلیمری می باشد که ویژگی های منحصر به فرد آن در کنار محدودیت ها و مشکلات آن ، موجب گردیده است تا طیف وسیعی از کارهای تحقیقاتی در جهت بهبود عملکرد مقره های مذکور سوق داده شود.
در این مقاله تلاش شده است تا گوشه ای از آخرین کارهای تحقیقاتی و تجربیات در سرویس مقره های مذکور منعکس گردد.
مزایای مقره های پلیمری
ضایعات عایق‌های سرامیکی را میتوان به صورت زیر عنوان کرد:
– در حین تولید عایق
– حمل از محل تولید به محل بهره‌برداری
– نصب عایق
– ضایعات ناشی از خرابکاری
– ضایعات ناشی از زلزله
طبق برآوردهای انجام شده مجموع این ضایعات به ۱۰ تا ۱۵ درصد بالغ می‌شود.
بررسی امکانپذیری استفاده از بوشینگهای پلیمری به جای سرامیکی در ترانسفورماتور
برای مدت طولانی استفاده از مواد سرامیکی به عنوان عایق در صنعت‌برق رایج بود ولی اشکالاتی که بر اثر کاربرد این مواد بوجود می‌آمد محققان را بر آن داشت تا به فکر استفاده از موادی جایگزین برآیند.
استفاده از عایق‌های پلیمری یکی از انتخا‌ب‌هایی بودکه در این راستا مطرح شد و با توسعه تکنولوژی پلیمر و تولید پلیمرهای مهندسی با خواص مطلوب، توجه محققان بیشتر به این سمت معطوف شد.
استفاده از پلیمر به عنوان عایق در صنعت‌برق نه تنها خواص الکتریکی مورد نیاز را تامین می‌کند بلکه نقاط ضعف سرامیک را نیز برطرف می‌کند.
در این مقاله ضمن اشاره به معایب عایق‌های سرامیکی که در نتیجه سال‌ها استفاده از آنها درصنعت‌برق بدان پی‌برده شده است.
و طرح دلایل تمایل به جایگزینی آنها با عایق‌های پلیمری در سال‌های اخیر.
نتایج امکان‌سنجی فنی و اقتصادی صورت گرفته در خصوص جایگزینی بوشینگهای سرامیکی ترانسفورماتورها با انواع پلیمری آنها و تعیین و اولویت‌بندی جایگزین‌های مناسب برای این کار با در نظر گرفتن شرایط کاربری و مسائل اقتصادی ارایه شده است.
مزایای مقره های پلیمری
یک فرآورده سرامیکی، از گل که مخلوطی از آب و خاک است ساخته شده، در هوا خشک و درحرارت سخت شده است.
کلمه سرامیک از کلمه یونانی Keramos که خود ریشه سانسکریت دارد و به معنی خاک رس پخته شده است، گرفته شده است.
بنابراین چنانچه این مفهوم از کلمه سرامیک، مدنظر باشد میتوان معادل فارسی «رسینه» را برای آن پیشنهاد کرد.
عایق‌های چینی متداول‌ترین نوع عایق‌های الکتریکی هستند، چرا که دارای مقاومت الکتریکی ونیز استحکام زیادی بوده و قیمت اولیه مناسبی دارند.
به طور کلی این مواد در فرکانس‌های کم و در کلیه ولتاژها (اعم از ولتاژ‌های پایین یا بالا) کاربرد دارند.
برای مدتهای طولانی، سرامیک تنها ماده مورد استفاده برای کاربردهای عایقی بوده است با این حال این ماده در عمل نارسایی‌هایی از جمله موارد زیر را از خود نشان می‌دهد:
– بسیار شکننده است
– اتصال قطعات فلزی به آن مشکل است
– دقت ابعادی آن کم است که این امر باعث ایجاد مشکلات حادی در طراحی و شکل‌دهی قطعات سرامیکی است.
بعد از سال ۱۹۴۵ و با ظهور مواد پلیمری در بازارهای تجاری،تمایل به استفاده از مواد پلیمری برای ساخت عایق‌های الکتریکی افزایش یافت.
علت این امر تولید رزین اپوکسی با نام آرالدیت بود که باعث شد تا قطعات عایقی ارزان و کوچک با دقت ابعادی بالا وسهولت در فرآیند ساخت تولید شوند.
به موازات ساخت پلیمرهای جدید، استفاده از انواع مختلف پلیمر برای ساخت قطعات عایقی افزایش یافت به طوری که در حال حاضر شرکت‌های مختلفی در دنیا اقدام به ساخت بوشینگ و مقره‌های پلیمری از انواع مختلف می‌کنند.
مزایای مقره های پلیمری
مزایای مقره های پلیمری
ضایعات عایق‌های سرامیکی را میتوان به صورت زیر عنوان کرد:
– در حین تولید عایق
– حمل از محل تولید به محل بهره‌برداری
– نصب عایق
– ضایعات ناشی از خرابکاری
– ضایعات ناشی از زلزله
طبق برآوردهای انجام شده مجموع این ضایعات به ۱۰ تا ۱۵ درصد بالغ می‌شود.
البته در اینجا لازم به ذکر است که عایق‌های سرامیکی هنوز هم در مقایسه با عایق‌های پلیمری مزیت‌هایی به شرح زیر دارند:
۱- از نظر قیمت ارزان‌تر از عایق‌های پلیمری هستند.
۲- روش تولید انبوه آن آسان است.
۳- مواد اولیه مورد نیاز جهت تولید عایق‌های سرامیکی در داخل کشور به وفور یافت می‌شود.
۴- تجهیزات و ماشین‌آلات کارگاهی آن بسیار ارزان است.
مقایسهعایق‌های سرامیکی وپلیمری
• مقایسه از لحاظ فنی: بطور خلاصه میتوان مزایای عایق‌های پلیمری را به صورت ذیل خلاصه کرد:
– مقاومت بالا در برابر انفجار بر اثر فشارهای داخلی و یا عوامل خارجی همانند تخریب انسانی.
– طول عمر بالای ۲۵ سال بدون افت رفتار عایقی
– عملکرد عالی در مناطق آلوده و عدم نیاز به شست‌وشو
– مقاومت بالا نسبت به عوامل محیطی از قبیل اشعه UV ، رطوبت و …
– وزن کمتر (بین ۱۰ تا ۵۰ درصد وزن عایق‌های سرامیکی) که این مساله باعث کاهش هزینه و ضایعات حمل و نقل می‌شود.
– انعطاف‌پذیری که سبب حذف ضایعات ناشی از شکستن عایق در مراحل تولید، حمل و نقل، نصب و بهره‌برداری می‌شود.
– ایمنی بالاتر در هنگام وقوع نقص الکتریکی
– مقاومت بالاتر نسبت به خرابکاری
– ایمنی بیشتر در هنگام وقوع زلزله خصوصاً‌در عایق‌های مصرفی در ترانسفورماتورهای قدرت
– عدم محدودیت در زوایای نصب
– قابلیت دستیابی به فواصل خزشی بالا (به دلیل خواص عایقی مطلوب) بدون افزایش قابل ملاحظه در وزن و ابعاد
– آب‌بندی موثرتر در محل اتصال عایق
– امکان افزایش فاصله سطحی در ارتفاع یکسان با عایق‌های سرامیکی تا حدود ۲ برابر، که این امر در مناطق با آلودگی بالا از اهمیت بالایی برخوردار است.
مزایای مقره های پلیمری
• مقایسه از لحاظ اقتصادی:
در مقایسه اقتصادی عایق‌های سرامیکی با عایق‌های پلیمری باید به دو پارامتر توجه کرد:
۱- هزینه اولیه عایق
۲- هزینه عملیاتی عایق
۱- هزینه اولیه عایق:
قیمت خرید عایق پلیمری بیشتر از عایق سرامیکی است که ناشی از قیمت مواد اولیه مورد نیاز است البته میزان افزایش قیمت بر حسب نوع پلیمر متغیر است.
۲- هزینه عملیاتی عایق:
یکی از موارد مهمی که در بررسی فنی و اقتصادی جایگزینی باید مدنظر قرار گیرد مساله هزینه‌های عملیاتی عایق‌ها است. هزینه‌های عملیاتی عایق را میتوان به دو دسته کلی تقسیم کرد:
الف) هزینه‌های عملیاتی قبل از نصب در محل بهره‌برداری
ب) هزینه‌های عملیاتی بعد از نصب در محل بهره‌برداری
الف) هزینه‌های عملیاتی قبل از نصب در محل بهره‌برداری:
این قسمت شامل کلیه هزینه‌های قبل از نصب است.
در ابتدا باید هزینه‌های ساخت عایق را در نظر گرفت. عایق‌های سرامیکی به دلیل ساختارشان، در حین تولید ضایعات بیشتری را نسبت به عایق‌های پلیمری ایجاد می‌کنند (به عنوان مثال شکستن در کوره و تحت حرارت پخت) که این هزینه‌ها در انتها بر روی قیمت عایق تاثیر مستقیم می‌گذارند.
همچنین عایق‌های سرامیکی در حین حمل و نقل و نصب در محل مورد نظر دچار شکستگی می‌شوند که این موضوع در مورد عایق‌های پلیمری صادق نیست.
به عبارت دیگر ضایعات عایق‌های سرامیکی از ابتدای ساخت تا زمان نصب در محل بهره‌برداری بیشتر از عایق‌های پلیمری است بنابراین هزینه بیشتری برمصرف‌کننده تحمیل می‌کند.
مزایای مقره های پلیمری
ضایعات عایق‌های سرامیکی را میتوان به صورت زیر عنوان کرد:
– در حین تولید عایق
– حمل از محل تولید به محل بهره‌برداری
– نصب عایق
– ضایعات ناشی از خرابکاری
– ضایعات ناشی از زلزله
طبق برآوردهای انجام شده مجموع این ضایعات به ۱۰ تا ۱۵ درصد بالغ می‌شود.
بدیهی است هزینه ضایعات عایق‌ها تنها به جایگزینی آنها محدود نشده و وقفه‌های ایجاد شده در مراحل مختلف و نیز مشکلات حاصل از ناکارآمدی عایق تحت سرویس، هزینه‌های جانبی قابل ملاحظه‌ای را بر مصرف‌کنندگان تحمیل می‌کند.
ب) هزینه‌های عملیاتی بعد از نصب در محل بهره‌برداری:
این هزینه‌ها شامل هزینه‌های شست‌وشوی عایق، هزینه‌های ناشی از شکسته‌شدن عایق و جایگزینی آن، هزینه‌های ناشی از ایجاد قوس الکتریکی (بر اثر آلودگی) و … است .
مزایای مقره های پلیمری
ضایعات عایق‌های سرامیکی را میتوان به صورت زیر عنوان کرد:
– در حین تولید عایق
– حمل از محل تولید به محل بهره‌برداری
– نصب عایق
– ضایعات ناشی از خرابکاری
– ضایعات ناشی از زلزله
طبق برآوردهای انجام شده مجموع این ضایعات به ۱۰ تا ۱۵ درصد بالغ می‌شود.
منبع:
rasekhoon.net
