انواع مقره‌های خطوط هوایی؛ راهنمای جامع انتخاب و کاربرد

انواع مقره های خطوط هوایی در خطوط انتقال و توزیع نیروی هوایی، هادی‌های لخت حامل ولتاژهای بالا باید به طور ایمن بر روی دکل‌ها و پایه‌ها مستقر شوند. مقره‌های خطوط هوایی (Overhead Line Insulators) وظیفه دارند ضمن تحمل نیروهای مکانیکی سنگین (مانند وزن سیم، نیروی باد و یخ‌زدگی)، عایق‌کاری الکتریکی لازم را بین هادی و بدنه پایه‌ها ایجاد کنند.

طراحی و ساختار فیزیکی مقره‌ها متناسب با سطح ولتاژ، شرایط اقلیمی و نیروی مکانیکی وارد بر خط متفاوت است. در این مقاله به بررسی جامع انواع مقره‌های خطوط هوایی و کاربرد هر یک می‌پردازیم.

انواع مقره‌های خطوط هوایی بر اساس طراحی و کاربرد

مقره‌هایی که در خطوط هوایی شبکه برق استفاده می‌شوند، به پنج دسته اصلی زیر تقسیم می‌گردند:

۱. مقره سوزنی (Pin Insulator)

مقره سوزنی قدیمی‌ترین و یکی از ساده‌ترین انواع مقره است. این مقره بر روی یک پین فلزی (پیچ) سوار می‌شود که مستقیماً به کراس‌آرم (کنسول) تیر برق متصل است. سیم هادی در شیار بالای مقره قرار می‌گیرد و با سیم صحافی (مفتول بسته‌بندی) محکم می‌شود.

• ولتاژ کاربردی: معمولاً برای ولتاژهای پایین و متوسط تا ۳۳ کیلوولت (۳۳kV). در ولتاژهای بالاتر به دلیل نیاز به ضخامت و ابعاد بسیار بزرگ، اقتصادی و ایمن نیست.
• مزایا: ساختار ساده، قیمت ارزان و نصب آسان.
• معایب: عدم کارایی در ولتاژهای فشار قوی و حساسیت به بارهای کششی افقی شدید.

۲. مقره آویزی یا بشقابی (Suspension Insulator)

با افزایش ولتاژ به بیش از ۳۳ کیلوولت، استفاده از مقره‌های سوزنی غیرممکن می‌شود. در این حالت از مقره‌های آویزی یا زنجیره‌ای استفاده می‌شود. این مقره‌ها از اتصال سری تعدادی «بشقاب عایق» (از جنس چینی یا شیشه) به یکدیگر تشکیل می‌شوند. هادی در انتهای پایینی این زنجیره آویزان می‌گردد.

• ولتاژ کاربردی: از ۳۳ کیلوولت تا فوق توزیع و انتقال (۴۰۰ کیلوولت و بالاتر).
• مزایا:
  • قابلیت انعطاف بالا (در صورت نیاز به افزایش ولتاژ خط، کافی است تعداد بشقاب‌ها در زنجیره افزایش یابد).
  • در صورت آسیب‌دیدن یکی از بشقاب‌ها، نیازی به تعویض کل زنجیره نیست و فقط قطعه معیوب تعویض می‌شود.
  • انعطاف‌پذیری مکانیکی در برابر نوسانات باد.

۳. مقره کششی (Strain / Tension Insulator)

هنگامی که خط هوایی به پیچ‌های تند، زوایای شدید، انتهای خط (بن‌بست) یا دهانه‌های بزرگ (مانند عبور از رودخانه یا دره) می‌رسد، مقره‌ها تحت کشش مکانیکی بسیار شدیدی قرار می‌گیرند. در این نقاط از مقره کششی استفاده می‌شود.

• ساختار: این مقره‌ها از نظر ساختاری شباهت زیادی به مقره‌های آویزی دارند، اما به صورت افقی نصب می‌شوند تا نیروی کشش افقی سیم را خنثی کنند.
• کاربرد: نقاط بن‌بست (Dead-end)، پایه‌های زاویه‌دار و دهانه‌های عبور بزرگ در تمامی سطوح ولتاژ.

۴. مقره پایه‌ای (Post Insulator)

مقره پایه‌ای شباهت ساختاری به مقره سوزنی دارد، اما برای بارهای مکانیکی و ولتاژهای بالاتری طراحی شده است. این مقره‌ها به صورت ستونی و صلب روی پایه‌ها یا داخل پست‌های برق نصب می‌شوند.

• انواع: به دو صورت خطی (Line Post) جهت نصب روی پایه‌های خطوط انتقال و پست عبوری (Station Post) جهت استفاده در شینه‌ها و تجهیزات پست‌های فشار قوی تولید می‌شوند.
• مزایا: مقاومت عالی در برابر بارهای خمشی و فشاری، ظاهر مناسب و اشغال فضای کمتر نسبت به زنجیره مقره.

۵. مقره مهار (Stay / Guy Insulator)

در خطوط توزیع فشار ضعیف و متوسط، برای مهار کردن نیروهای کششی پایه‌ها از سیم مهار استفاده می‌شود که به زمین متصل است. جهت جلوگیری از برق‌دار شدن احتمالی سیم مهار در اثر اتصالات ناگهانی، یک مقره سرامیکی کوچک به نام مقره مهار (تخم‌مرغی) در میان مسیر سیم مهار نصب می‌شود.

• کاربرد: عایق‌سازی سیم مهار پایه‌های شبکه توزیع برق در ارتفاعی که دور از دسترس عموم باشد.

جدول مقایسه کاربردی انواع مقره‌های خطوط هوایی

جمع‌بندی

طراحی خطوط هوایی بدون استفاده از مقره‌های مناسب غیرممکن است. انتخاب نوع مقره مناسب ارتباط مستقیمی با سطح ولتاژ عبوری، بارهای مکانیکی اعمال‌شده از طرف هادی‌ها و شرایط اقلیمی منطقه دارد. شناخت دقیق تفاوت‌های مقره‌های سوزنی، آویزی، کششی، پایه‌ای و مهار به طراحان و مجریان پروژه‌های برق‌رسانی کمک می‌کند تا شبکه‌ای پایدار، ایمن و با کمترین میزان خاموشی و هزینه نگهداری احداث کنند.

• مقره بشقابی پلیمری
• مقره سوزنی
• مقره آداک پلیمر ایرانیان
• مقره سامانه های نوین افرا
• کات اوت