دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 22
بوشینگهای پلیمری به جای سرامیکی
بررسی امکانپذیری استفاده از بوشینگهای پلیمری به جای سرامیکی
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.
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 شکل است
- دقت ابعادی آن کم است که این امر باعث ایجاد مشکلات حادی در طراحی و شکل‌دهی قطعات سرامیکی است.
بعد از سال 1945 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.
البته در اینجا لازم به ذکر است که عایق‌های سرامیکی هنوز هم در مقایسه با عایق‌های پلیمری مزیت‌هایی به شرح زیر دارند:
1- از نظر قیمت ارزان‌تر از عایق‌های پلیمری هستند.
2- روش تولید انبوه آن آسان است.
3- مواد اولیه مورد نیاز جهت تولید عایق‌های سرامیکی در داخل کشور به وفور یافت می‌شود.
4- تجهیزات و ماشین‌آلات کارگاهی آن بسیار ارزان است.
شرح مقاله
گرچه عایق‌های سرامیکی خواص الکتریکی مطلوبی دارند ولی نقاط ضعف آنها باعث شد تا عایق‌های دیگری جایگزین این نوع عایق‌ها شوند. در ادامه به ذکر این نقاط ضعف و مزایای استفاده از عایق‌های پلیمری ومقایسه بین این دو نوع عایق پرداخته می‌شود. همچنین نتایج حاصل از بررسی صورت گرفته جهت انتخاب بهترین نوع عایق پلیمری از جنبه‌های فنی و اقتصادی، جهت جایگزینی با بوشینگهای سرامیکی ترانسفورماتورها ارایه خواهد شد.
معایب عایق‌های سرامیکی
معایب مکانیکی
معایب مکانیکی عایق‌های سرامیکی عبارتند از:
- پارگی عایق یا ستون عایق به علت نیروی قابل ملاحظه بیش از مقدار مجاز و قابل قبول. هنگامی که نیروی وارد بر زنجیر عایق از طرف هادی بطور قابل ملاحظه‌ای افزایش یابد، موجبات شکستگی زنجیر عایق و انهدام آن را فراهم می‌سازد.
- با توجه به این که عمدتاً عایق‌بندی در ایستگاه‌های توزیع و انتقال نیرو با عایق‌های سرامیکی است و با توجه به تعداد زیاد این عایق‌ها در هر ایستگاه ونیز وزن زیاد آنها، وزن ستون عایق‌ها افزایش می‌یابد که این امر باعث افزایش حجم و وزن اسکلت فلزی و فونداسیون مربوطه می‌شود.
- ضربه‌پذیری کم‌عایق. این موضوع موجب می‌شود که در اثر کوچکترین ضربه- به جهت شکل خاص هندسی آن – توزیع تنش در همه نقاط عایق یکسان نباشد و با توجه به استحکام ناچیز سرامیک در مقابل نیروهای دینامیکی، موجب شکستن و یا ترک برداشتن عایق شود.
- با توجه به وزن بالای ستون عایق‌های سرامیکی، نصب آن بسیار مشکل است و نیاز به جرثقیل دارد و به همین دلیل زمان و هزینه مونتاژ و نصب آن بالا می‌رود.
- با توجه به استحکام ناچیز عایق‌های سرامیکی در موقع حمل و نقل، احتیاط‌های لازم جهت نصب باید بسیار وسیع و دقیق صورت گیرد تا ضربه‌ای به این عایق‌ها وارد نشود. زیرا این عایق‌ها ممکن است در اثر ضربه ترک بردارند و همان ترک رشد کرده، موجب ترک خوردگی کامل عایق شود.
- عایق‌های سرامیکی دارای انعطاف‌پذیری کمی هستند ولذا در مقابل نیروهای افقی از جمله نیروی باد که بر محور آن وارد می‌شود دارای مقاومت کمی هستند و چون حالت انعطاف‌پذیری ندارند، در صورتی که نیروی زیادی بر آنها وارد شود می‌شکنند. با توجه به این مطلب در مناطقی که دارای طوفان‌های فصلی شدید هستند و یا زلزله‌خیز هستند امکان شکستن عایق‌ها وجود دارد.
- استحکام فشاری و چسبندگی عایق‌های سرامیکی ناچیز است. به همین دلیل گاهی گلویی مقره و یا آرماتور داخلی از بشقاب جدا می‌شود که این امر نشان می‌دهد استحکام فشاری و چسبندگی و فشردگی مواد و توزیع یکنواخت مواد در ساخت سرامیکهای با شکل هندسی ویژه امکان‌پذیر نیست. البته گاهی اوقات با اصلاح قالب و قرارگیری درست آرماتور و فشردگی کامل مواد، این مشکل تقریباً قابل حل است.
معایب حرارتی
در عایق‌های سرامیکی، معایب حرارتی ذیل مشاهده می‌شود:
- در ساختار لعابی که روی عایق‌های سرامیکی اعمال می‌شود از چسب پلی‌وینیل استات و دیگر جسب‌های آلی استفاده می‌شود. هنگامی که این لعاب در کوره قرار می‌گیرد مواد فرار این چسب‌ها با درجات فراریت مختلف در دماهای مختلف و با سرعت‌های مختلف خارج می‌شوند. به همین دلیل در حین خروج این مواد فرار، ترک‌های ریز که با چشم براحتی قابل رویت نیستند در سطح عایق ایجاد می‌شود که این امر بر روی خواص دی‌الکتریک عایق و تخلیه جزیی و گاهاً جریان‌های سطحی و آلودگی سطحی تاثیر بسزایی دارد. این مشکل به هیچ شکلی قابل حل نیست.
- با توجه به این که دمای Tg اکثر چسب‌های آلی لعاب‌ها پایین است، لذا در دماهای کمتر از صفر و یا مناطق سردسیر ممکن است متناسب با نوع لعاب، ترک‌های ریز که به مرور رشد می‌کنند ایجاد شود که این ترک‌ها نیز مشکلاتی همچون بند بالا را بوجود می‌آورند.
- تغییرات درجه حرارت محیط در طول سال و یا تغییرات درجه حرارت بین شب و روز در مناطق کویری و انقباض و انبساط عایق (با توجه به این که ضریب انبساط لعاب و بیسکویت زیرین لعاب یکسان نیست) موجب می‌شود که ابتدا ترک‌های متعدد در بدنه عایق مشاهده شود و گسترش تدریجی ترک‌ها بصورت طولی و عمقی موجب بروز تخلیه جزیی می‌شود. بروز تخلیه جزیی در محل ترک‌ها و در سطح خارجی عایق، ترک‌ها را وسعت بخشیده، موجبات شکستگی عایق و برجستگی‌ها را فراهم ساخته و به قوس کامل منجر می‌شود.
این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
