پروژه رشته برق در مورد ولتاژ DC – قسمت چهارم

چون قیمت هر کیلوگرم کابل ( با مقاومت اهمی مساوی در هر کیلومتر ) برای مس بیشتر از آلومینیوم و آلملیک می باشد لذا از نظر اقتصادی بکار بردن آلومینیوم بویژه آلملیک و آلومینیوم – فولاد مقرون به صرفه می باشد.

عایقهای الکتریکی در کابلها

برای ساختن ماشینها و اسبابهای الکتریکی و همچنین هادیهای برق دو نوع ماده لازم است که یکی برای عبور دادن الکترونها می باشد و به نام فلزات هادی برق بررسی شده اند.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه   کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان   کنید

دومین ماده مورد نیاز موادی هستند که مانع عبور الکترونها می شوند که به آنها عایق برق می گویند و لذا عایقها نیز از همان ارزش هادی بهره مند هستند چه بدون وجود عایقها ، امکان استفاده از انرژی برق میسر نیست و از آنجایی که عایقهای الکتریکی بر حسب هادیها ، وظیفه دارند که مانع پخش جریان شده و مسیر جریانهای الکتریکی را محدود
می کنند لذا عایقها باید خواص ویژه ای داشته باشند که قبل از ذکر این خواص چند تعریف فیزیکی برای عایقها یادآوری می شود.

1- تعاریف فیزیکی برای عایقها

اختلاف سطح انهدامی و استقامت الکتریکی عایق :

فشار الکتریکی مؤثر یک جریان متناوب سینوسی که سبب انهدام عایق می شود اختلاف سطح انهدامی آن عایق نام دارد در طول آزمایش عایق ، اختلاف سطح بایستی یکنواخت از صفر تا اختلاف سطح انهدامی بالا رود و حدود 20 ثانیه طول می کشد استقامت الکتریکی عایق برابر است با خارج قسمت اختلاف سطح انهدامی بر کوچکترین فاصله بین دو الکترود که عایق بین آنها قرار گرفته است (d) برای نمونه استقامت الکتریکی چند عایق که در صنعت برق متداول است در جدول زیر مندرج است.

نوع عایق ضخامت میلیمتر استقامت الکتریکی kv/mm ضخامت میلیمتر استقامت الکتریکی kv/mm
کاغذ خشک 06/0 9 25/0 6
کاغذ آغشته بروغن نازک 50 ضخیم 40
پارچه کتانی لاکی 3/0 26 3 12
پرس انشیان 2/0 25 3 9
مقوای الکتریکی 2/0 40 3 21
طلق نسوز 1/0 88 5/0 26
چینی 2 16 15 9

مقاومت الکتریکی عایق :

مقاومت الکتریکی عایق عبارت است از مقاومتی که توسط پلهای اندازه گیری مقاومت با جریان دائم سنجیده می شوند مقاومت عایقی از قانون اهم پیروی نمی کند زیرا در عایقها جریان متناوب با اختلاف سطح ترقی نمی کند بلکه میزان صعود آن بیشتر است مطابق استاندارد معمولاً دو نوع مقاومت برای عایقها تعریف می شود:

الف – مقاومت داخلی عایق که عبارت است از خارج قسمت اختلاف سطح دو الکترود به جریانی که از آن عبور می کند.

ب- مقاومت سطحی عایق که عبارت است از خارج قسمت سطح دو الکترود به جریانی که از سطح خارجی عایق عبور می کند این مقاومت در اثر نشت رطوبت هوا روی سطح خارجی عایق و یا رسوبات دیگر که کم و بیش سطح خارجی عایق را هادی می کند ظاهر می شود.

جریان خزنده سطح عایق :

جریان سطحی ، جریانی است که روی سطح خارجی عایق ، بین دوالکترود که نسبت به هم اختلاف پتانسیل دارند داشته باشند عبور می کند چنانچه در روی سطح خارجی عایق ، عوامل مؤثر خارجی مانند رطوبت ، کثافات و اجسام خارجی رسوب کند اولاً ضریب هدایت الکتریکی سطح عایق زیاد می شود و ثانیاً در اثر شدت جریان سطحی که از آن عبور می کند عایق خورده شده و منهدم می شود برای بالا بردن استقامت عایقی در برابر جریان خزنده باید سطح خارجی عایق را لاک زده و یا لعاب داده شود روغن نیز از عواملی است که اگر عایق درون آن قرار گیرد استقامت آن در برابر جریان خزنده افزایش می یابد.

2- خواص عایقها

الف – خواص الکتریکی :

1- مقاومت مخصوص الکتریکی آن ها خیلی زیاد باشد یا بعبارت دیگر ضریب هدایت خیلی کم داشته باشد.

2- استقامت الکتریکی آنها زیاد باشد.

3- ضریب عایقی خوب داشته باشد.

4- استقامت الکتریکی آن در مقابل جریانهای سطحی خزنده زیاد باشد.

5- ضریب تلف عایقی آن خیلی کم باشد.

ب – خواص مکانیکی :

از آنجایی که کیفیت مصرف عایقها در دستگاههای مختلف متفاوت است علاوه بر در نظر گرفتن خواص الکتریکی باید خواص مکانیکی عایقها نیز در نظر گرفته شده شود این خواص مشتمل است بر

  • تحمل فشار و کشش
  • پایداری در مقابل حرارت
  • غیر قابل اشتعال
  • کمی تغییرات حجمی در اثر حرارت
  • پایداری و مقاومت در برابر جرقه

 ج – خواص شیمیایی :

برای آن که عایقها ثبات شیمیایی داشته باشند باید استقامت آنها در مقابل ازن(Ozon) روغن ها و نداشتن اسید و عدم رخنه گازها مناسب باشد.

د- دوام عایق در برابر شرایط جوی :

عایق ها باید رطوبت آب را در خود جذب نکنند و در اثر رطوبت و تغییرات هوا پوسته پوسته نشوند.

هـ – طول عمر عایق :

عایقها باید در برابر باد و باران و نفوذ آب مقاوم باشند و خواص فیزیکی شیمیایی مکانیکی عایق در برابر اثر لحظه ای حرارت زیاد و کم ثابت بماند.

و – قابلیت تغییر شکل دادن عایق :

عایقها باید به راحتی بفرمهای زیر در آیند :

  • ورقه ورقه شدن
  • شکل پذیری به حالات مختلف
  • یکنواخت و هموژن (همگن ) باشند.
  • استقامت در مقابل ترک خوردن و پریدن
  • قابل ریخته گری بودن باشند.
  • قابلیت پرداخت و صیقلی کردن داشته باشند.

نتیجه

با ذکر خواص فوق برای عایقها یادآوری می شود که مواد عایق همگی دارای کل خواص در حد عالی آن نمی باشد و لذا در موقع استعمال عایقها با توجه به مورد خاص استفاده از آن ، مناسب ترین نوع را باید انتخاب کرد.

3- انواع عایقها از نظر ساختمان شیمیایی

الف – مواد طبیعی مانند مرمر – گلیمر( طلق نسوز) – آسبست – تالک متراکم – چوب – مواد الیافی

ب – مواد مصنوعی معدنی نظیر شیشه – میکرانیت – سرامیک

ج – مواد مصنوعی تصفیه شده شیمیایی که از تغییرات شیمیایی مواد طبیعی با مبدا گیاهی و حیوانی بدست می آیند که عبارتند از :

1- از شیر کازئین – شاخ مصنوعی – گالالیت

2- از سلولز مانند سلوفان – سلولوئید – ریون – مقوای الکتریکی – شیشه سلولوئیدی- پرسیان- تریانول – فیبر – ولگانیزه

3- از کائوچوک طبیعی مانند لاستیک نرم – لاستیک سخت

د – مواد مصنوعی آلی تمام سنتتیک

این مواد از مولکول های کربن دار کاملاً تازه بودند و مواد تشکیل دهنده آنها کربن و روغن های معدنی و گازهای معدنی است که در کل شامل دورو- پلاستها و ترموپلاستها می باشد.

دروپلاست ها:

مواد سختی پذیر

این مواد در ضمن و یا پس از دادن حرارت قابلیت شکل گرفتن خود را از دست می دهند و به صورت جسم سختی در می آیند که دیگر نرم نمی شوند مانند فنول پلاست ها و آمینوپلاست ها و مواد پلی استر و صمغ ریختگی .

ترمو پلاست ها :

اینها مواد سخت ناپذیر هستند که در اثر حرارت نرم شده و در نتیجه قابل شکل گرفتن می شوند مانند P.V.C (پلی وینیل کلرید – استیرول – پلی آمید – پلی کربنات ها- آکری گلاس – پلی پروپیلن مواد کائوچوی مصنوعی (بونا) – سیلیکون ها .

4- انواع عایق از نظر مورد استعمال

عایقها با توجه به موارد استعمالشان به سه گروه تقسیم بندی شده اند:

گروه اول – عایق هایی که شکل ظاهری و خارجی دستگاهی را تشکیل می دهند مثل سوفالین و چینی و عایق های پرسی کائوچوئی و با کالیت .

گروه دوم – عایق هایی که برای روپوش آن قسمتی که زیر اختلاف پتانسیل قرار می گیرد و یا جریان از آن عبور می کند بکار می رود مثل لاستیک و تلق نسوز و لاک و مقوای نسوز و کاغذ و مشتقات آنها .

گروه سوم – عایق هایی که برای پر کردن فضا و منافذ خالی در دستگاههای الکتریکی بکار برده می شوند مانند روغن ، قیر و گاز.

5- شناخت عایق های متداول در کابل سازی

1-5 عایق های طبیعی

1- چینی :

از همان موقعی که از چینی ها برای عایق ها و مقره ها در هوای آزاد استفاده گردید سازندگان لوازم برقی به اهمیت و ارزش چینی و سوفالی پی برده اند خمیر کردن چینی با آب کاملاً تصفیه شده انجام می گیرد تا املاح موجود در آب مصرفی بخصوص نمک ، از تغییر دادن و خراب کردن خواص الکتریکی و مکانیکی چینی جلوگیری کند برای جلوگیری از کثیف شدن سریع چینی آن را لعاب می دهند تا همچنین از نفوذ رطوبت به داخل چینی مانع شود لعابی که برای این منظور به کار می رود نوعی شیشه با درجه ذوب پایین است که رنگ دلخواه را به چینی می دهد مثل چینی سفید یا قهوه ای و یا سبز ، چینی های پررنگ نسبت به چینی سفید حرارت را بیشتر در خود نگه می دارند و لذا زودتر خشک شده و بر روی آن کمتر مه می نشیند از بهترین خواص چینی ها ، با ثابت بودن آن از نظر شیمیایی و فیزیکی و جوی می باشد و در ضمن چون محترق نمی شود به قیمت ارزانتر نیز تولید می گردد لذا مورد استعمال آن در فشارهای قوی بسیار زیاد است چینی استقامت ضربه ای کم دارد و تلفات دی الکتریکی آن نسبتاً زیاد است.

2- استاتیت Statit :

استاتیت نوعی چینی است که در صنایع برقی خیلی متداول است چون ضریب تلفات آن به مراتب از چینی کمتر است و بیشتر در ساختن دو شاخه ، پریز ، دوراهی و فیوز و قسمتهای مختلف کلید و مقره و خازنها بکار می رود.

3- شیشه :

با آن که شیشه از قدیمیترین نوع عایقها می باشد لیکن به علت شکننده بودن آن امروزه فقط در مواردی بکار می رود که نتوان از چینی استفاده کرد و این عایقها در اثر تابش اشعه خورشید کمتر از چینی گرم می شوند.

4- کاغذ:

از آن جایی که کاغذ ، مایعات را به خود جذب می کند و همچنین نرم و قابل خش
می باشد عایق بسیار خوبی است و لذا در صنعت الکتروتکنیک مصرف بیشتری دارد بطوری که برای روپوش سیمها و صنعت کابل سازی و ساختمان ماشینهای الکتریکی و ترانسفورماتور ها و کلیه دستگاه های فشار قوی و جریانهای قوی با فرکانس پایین بکار برده می شود نحوه تولید کاغذ و عملیات مربوط به آسیا کردن و خرد کردن و پرس شدن کاغذ خواص مکانیکی و الکتریکی مختلفی به آن می دهد مقاومت الکتریکی و ضریب تلف کاغذ نیز بستگی به مقدار رطوبت کاغذ دارد و هر چه کاغذ محکمتر و صافتر و سنگین تر باشد مقدار ضریب عایقی و استقامت الکتریکی آن بیشتر است مقاومت مخصوص کاغذهای عایق خیلی زیاد بوده و برای کاغذهای خشک معمولاً در درجه حرارت تقریباً 10*2 تا 3 (اهم سانتی متر) می باشد لیکن کاغذهای عایق در حوزه قوی بر اثر بروز پدیده (کرونا) خراب می شوند که این خرابی در اثر ایجاد اوزن (Ozon)
می باشد.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

لینک متن کامل با فرمت ورد

Leave a comment