کابل خودنگهدار چیست؟
در این مقاله قصد داریم درباره کابل خودنگهدار و انواع کابل خودنگهدار، کاربرد، مزایا و معایب آن آشنا شویم. در ادامه با سایت یاب چی همراه باشید.
کابل خودنگهدار
کابل خودنگهدار (Aerial bundled cable) به کابلی روکش‌دار و دارای عایق XLPE و هادی از جنس آلومینیومی و سیم نگهدارنده گفته می‌شود که با هدف توزیع و انتقال نیرو در خطوط هوایی روی پایه‌های توزیع برق و دکل‌ها با یک نگهدارنده نصب می‌شوند. بد نیست بدانید در کابل‌های خودنگهدار فشار ضعیف یک سیم نگهدارنده وجود دارد که نقش سیم نول را ایفا می‌کند. کابل خودنگهدار روشنایی معابر هم معمولا در کنار فاز و نول به کابل پیچیده می‌شود. کابل‌های خودنگهدار مسنجر نگهدارنده‌ای دارند که بدون نوشته روی آنها هم تشخیص‌شان ساده است.
تاریخچه استفاده از کابل های خود نگهدار به اواسط قرن بیستم در فرانسه برمی گردد. اگرچه استفاده از کابل های خودنگهدار در شبکه های برق ایران سابقه چندان طولانی ندارد، اما این کابل ها به دلیل مزایای فراوانی که داشتند مورد استقبال قرار گرفتند و موفق شدند جایگاه مناسبی در صنعت و در بین مشتریان به دست آورند.
كابل های خودنگهدار را می توان به دو نوع زیر تقسیم کرد.
- کابل خودنگهدار فشار ضعیف (ولتاژ 220 ولت تا 1 کیلوولت)
- کابل خودنگهدار فشار متوسط (ولتاژ 1 کیلوولت تا 63 کیلوولت)
کابل خودنگهدار فشار ضعیف
کابل خودنگهدار فشار ضعیف ساختاری به هم تابیده دارد که عمدتا در توزیع برق خانگی از آنها استفاده می شود، می توان این کابل های خودنگهدار فشار ضعیف تکفاز و سه فاز را بر اساس تعداد رشته های تشکیل دهنده به صورت زیر طبقه بندی و نام گذاری کرد:
کابل خودنگهدار شش رشته
کابل های خودنگهدار شش رشته از سه رشته فاز، یک رشته روشنایی معابر، و یک رشته نول، و یک رشته نگه دارنده تشکیل شده است.
کابل خودنگهدار پنج رشته
این نوع از کابل های خودنگهدار دارای پنج رشته به صورت سه رشته فاز، یک رشته روشنایی معابر و یک رشته نول نگه دارنده می باشند.
کابل خودنگهدار سه رشته
کابل خودنگهدار سه رشته شامل یک رشته فاز، یک رشته روشنایی معابر و یک رشته نول نگه دارنده می باشد.
کابل خودنگهدار دو رشته
کابل خودنگهدار دو رشته مخصوص کابل سرویس رسانی به مشترکین و تغذیه تک فاز بوده که شامل یک رشته فاز و یک رشته نول می باشد.
ترتیب در نگارش سطح مقطع رشته، دارای اهمیت می باشد که در جدول زیر به بررسی ترتیب نگارش سطح مقطع رشته ها در کابل های سه فاز و تکفاز می پردازیم. لازم به ذکر است که معنای نمادهای اختصاری استفاده شده در جدول به شرح زیر است.
- نماد اختصاری A به معنای سطح مقطع نامی هادی فاز
- نماد اختصاری L به معنای سطح مقطع نامی هادی روشنایی معابر
- نماد اختصاری M& N به معنای سطح مقطع نامی هادی نول نگه دارنده
| تعداد و نوع هادی ها | تعداد فاز | سطح مقطع رشته |
| کابل پنج رشته | سه فاز | 3* A+ L+ M& N |
| کابل با هادی روشنایی | تکفاز | 1* A+ L+ M& N |
| کابل بدون هادی روشنایی | تکفاز | 1* A+ N+ M |
مقاطع نامی کابل های خودنگهدار سه فاز و تکفاز
می توان مقطع نامی کابل های خودنگهدار فشار ضعیف تک فاز و سه فاز استاندارد، را بر حسب میلیمتر مربع به صورت زیر بیان کرد.
| کابل | کابل نهایی | ||||
| قطر نهایی (میلی متر) | وزن (Kg/Km) | مقاومت الکتریکی (Ω/ Km) | استحکام کششی محاسباتی (Kgf) | ||
| 6 رشته | 3*35+35+25+25 | 29 | 806 | 0.868 | 33.8 |
| 3*50+50+25+25 | 30 | 946 | 0.641 | 33.8 | |
| 3*70+70+25+25 | 33 | 1259 | 0.443 | 33.8 | |
| 3*95+95+25+25 | 37 | 1619 | 0.320 | 33.8 | |
| 3*120+120+25+25 | 41 | 1896 | 0.253 | 33.8 | |
| 5 رشته | 3* 35+ 16+ 50 | 27 | 684 | 0.868 | 1560 |
| 3* 50+ 16+ 50 | 30 | 803 | 0.641 | 1560 | |
| 3* 70+ 16+ 70 | 34 | 1083 | 0.443 | 2040 | |
| 3* 95+ 25+ 70 | 37 | 1362 | 0.320 | 2040 | |
| 3* 120+ 25+ 70 | 42 | 1575 | 0.253 | 2040 | |
| 3 رشته | 1* 16+16-35 | 20 | 278 | 1.900 | 1015 |
| 1* 25+16-35 | 23 | 314 | 1.200 | 1015 | |
| 1* 35+16-50 | 15 | 408 | 0.868 | 1560 | |
| 2 رشته | 2* 16 | 18 | 131 | – | – |
| 2* 25 | 18 | 203 | – | – | |
| 4 رشته | 1* 25+ 25+ 16+ 16 | 21 | 397 | 1.20 | 21.35 |
| 1* 35+ 35+ 16+ 25 | 22 | 469 | 0.868 | 33.8 | |
کابل خودنگهدار فشار متوسط
کابل خودنگهدار فشار متوسط، از سه رشته کابل که به دور یک رشته سیم فولادی نگدارنده لخت پیچیده شده تشکیل شده است که اصطلاحا کابل بهم تابیده شده هوایی (ABC) نامیده می شود.
مشخصات کابل خودنگهدار فشار متوسط
کابل های خود نگه دار فشار متوسط در سطح مقطع های مختلف قابل تولید هستند که اندازه های استاندارد در صنعت برق ایران شامل کابل های سه فاز 35، 70، 120 و 150 میلیمتر مربع است. این خطوط هوایی در مقابل عوامل طبیعی همچون پرتو ماورا بنفش نور خورشید قرار دارند، به همین دلیل لازم است که عایق بیرونی آن در برابر این عوامل از مقاومت بالایی برخوردار باشد که این امر مهم ترین تفاوت ساختاری این کابل و کابل های زمینی محسوب می شود.
برش مقطعی کابل خودنگهدار فشار متوسط
کابل های خودنگهدار فشار متوسط از اجزای مختلفی تشکیل شده است که در ادامه به بررسی برش مقطعی کابل خودنگهدار فشار متوسط می پردازیم. همانطور که در عکس زیر مشاهده می کنید اجزای این کابل به شرح زیر است.
- رسانا (هادی)
- پوشش نیمه رسانای روی رسانا
- پوشش نیمه رسانای روی عایق
- نوار جداکننده
- شیلد فلزی
- نوار جداکننده
- روکش بیرونی (غلاف)
- نگهدارنده
اگر بخواهیم ساختار کابل های خود نگه دار را بررسی کنیم باید بگوییم که کابل خودنگهدار دارای عایق XLPE و هادی آلومینیومی و همچنین یک سیم نگهدارنده (مسنجر) می باشد، که جنس این سیم برای کابل های 20 کیلو ولت از فولاد و برای کابل های فشار ضعیف از آلیاژ آلومینیوم می باشد. در ساختار کابل خودنگهدار فشار ضعیف از سیم نگه دارنده به عنوان سیم نول نیز استفاده خواهد شد. در ادامه به تفصیل به بررسی انواع کابل های خود نگه دار می پردازیم. لایه های تشکیل دهنده کابل خودنگهدار فشار متوسط به شرح زیر می باشد:
لایه های تشکیل دهنده کابل خودنگهدار فشار متوسط به شرح زیر می باشد:
- هادی: هادی کابل خودنگهدار فشار متوسط از رشته های آلومینیومی غیر آلیاژی چند مفتولی با مقطع گرد تشکیل شده که ساختاری فشرده و به هم تابیده دارد.
- اسکرین هادی: پوشش نیمه رسانای روی هادی با حداقل ضخامت 0.30 میلیمتر و ضخامت متوسط 0.80 میلیمتر، لایه ای اکسترود شده با ترکیب پلی اتیلن کراس لینک شده در جهت کم کردن تنش های الکترو استاتیک و همچنین یکنواخت سازی میدان، مستقیما بر روی هادی کشیده می شود به نحوی که کاملا به عایق بچسبد.
- عایق: عایقی از جنس پلی اتیلن شبکه ای (XLPE) به صورت اکسترود شده طبق استاندارد IEC 60502- 2 بر روی لایه نیمه رسانای هادی کشیده می شود.
- اسکرین عایق: اسکرین عایق که به آن پوشش نیمه رسانای روی عایق یا عایق دوم نیز گفته می شود با حداقل ضخامت 0.6 میلیمتر لایه ای اکسترود شده مطابق با استاندارد IEC 60502-2 بوده که در جهت یکنواختی میدان و همچنین افزایش خاصیت عایقی، بر روی عایق کابل کشیده می شود.
- نوار جداکننده: یک لایه نیمه رسانا با حداقل ضخامت 0.1 میلیمتر است که بر روی پوشش نیمه رسانای عایق کابل قرار می گیرد.
- شیلد فلزی: شیلد فلزی یک لایه فلزی متشکل از رشته سیم های مسی هم مرکز با یک نوار مسی پیچیده شده به دور هسته، مطابق با استاندارد IEC60228 می باشد. برای مثال در کابلی با سطح مقطع 150 میلیمتر مربع که از 28 رشته با قطر 0.85 میلیمتر تشکیل شده است باید سطح مقطع شیلد فلزی را عددی معادل 16 میلیمتر مربع در نظر بگیریم.
- نوار جدا کننده شیلد فلزی از غلاف: این لایه برای جدا کردن غلاف و شیلد فلزی از ترکیب مناسبی تشکیل شده که می تواند پلی پروپیلن، پلی استر و سایر پلاستیک ها را از یکدیگر جدا کند.
- غلاف بیرونی: آخرین لایه کابل مطابق با استاندارد ASTM D1248 از یک روکش پلی اتیلن HDPE، مقاوم در مقابل شرایط محیطی می باشد که معمولا بر روی این روکش مشخصات کابل درج می گردد.
- سیم نگه دارنده: سیم نگهدارنده لخت مطابق با استاندارد ASTM B498 باید از رشته های به هم تابیده فولادی گالوانیزه ساخته شود. در مناطقی که احتمال خوردگی زیاد است، می توان از هادی های فولادی با پوشش آلومینیومی استفاده کرد.
کابل های خودنگهدار از طریق ارتینگ سیم نگه دارنده در مقابل اضافه ولتاژ های ناشی از اصابت صاعقه حفاظت می شوند، به همین دلیل باید عمل ارتینگ، در فاصله کمتر از 500 متر برای سیم نگهدارنده کابل های خودنگهدار فشار متوسط انجام شود.
کاربرد کابل خودنگهدار
مهم‌ترین کاربردهای کابل خودنگهدار که اغلب در سیستم‌های توزیع برق مورد استفاده قرار می‌گیرد، جلوگیری از بروز حوادث، افزایش زیبایی شهر، صرفه‌جویی در هزینه‌ها و وزن سبک‌شان است که این ویژگی آخر در سیستم‌های مخابراتی بیشتر به کار می‌آید.
کابل‌های خودنگهدار بیشتر در سیستم‌های فشار ضعیف یا متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرند. ایمن‌سازی خطوط انتقال جریان، خطوط انتقال دیتا در ارتفاعات و تخلیه‌های جزئی هم دیگر مواردی هستند که می‌توان برای آنها از کابل‌های خودنگهدار استفاده کرد.
کابل‌های خودنگهدار کاربردهای دیگری هم دارند، به طور خلاصه باید گفت اگر عدم افزایش ولتاژ مقابل رعد و برق، عدم نیاز به مقره و لوازم جانبی خاص، راکتانس کمتر از ۱.۴، کاهش نویز، مقاومت بالا در مقابل خوردگی و پوسیدگی، قابل‌استفاده بودن در محیط‌های تنگ و تاریک، ضدآب بودن، کاهش تعداد انشعاب‌ها، کم‌شدن میزان تخلیه‌های بار الکتریکی و خطرات برایتان مهم است، بهترین گزینه را انتخاب کرده‌اید.
مزایای کابل خودنگهدار
انواع کابل خودنگهدار وجود دارد که هر یک از آنها بسته به ویژگی‌های خود دارای مزایایی هستند. این کابل‌ها سبب کاهش اتلاف انرژی برق شده و در هزینه‌ها بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر از کابل‌ها با سیم‌های مسی هستند. به همین علت خطر به سرقت رفتن این کابل‌ها هم نیز کاهش پیدا خواهد کرد. کابل‌های برق آلومینیومی خودنگهدار از وزن کمتری به نسبت کابل‌های مسی با همان متراژ برخوردار هستند، این ویژگی مهم سبب سهولت در نصب این کابل‌ها شده است. کابل خودنگهدار در مقابل پارگی و خوردگی بسیار مقاوم است و از سطح ایمنی مطلوبی برخوردار است، به همین خاطر می‌توان در شبکه‌های انتقال و توزیع برق از این نوع کابل‌ها استفاده نمود.
این نکته را باید در نظر داشت که هزینه‌های مربوط به نگهداری، نصب و تعویض این نوع کابل‌ها بسیار کمتر از کابل مسی است. کابل‌های خودنگهدار توانایی این را دارند که در مقابل حوادثی مانند اتصال کوتاه از خود مقاومت نشان دهند و با استفاده از این نوع کابل‌ها هزینه‌های برآمده از شاخه‌زنی درختان کمتر می‌شود. مزیت دیگری که می‌توان درمورد کابل خودنگهدار بیان کرد این است که این کابل‌ها امکان نصب فیبر نوری و خطوط تلفن بر روی یک پایه مشترک، امکان نصب کابل‌های خودنگهدار فشار ضعیف بر روی تیرهای خطوط انتقال ۲۰ کیلوولت، امکان نصب بر روی خطوط جدید بر روی تیرک‌های برق جهت افزایش ظرفیت را فراهم می‌نماید.
معایب کابل خودنگهدار
در کنار مزایایی که کابل‌های خودنگهدار دارند، معایبی نیز دیده می‌شود. از مهم‌ترین معایب و مشکلات استفاده از کابل خودنگهدار نامناسب، می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
در صورت استفاده از یک کابل خودنگهدار نامرغوب، امکان افزایش تلفات و هدر شدن انرژی برق افزایش می‌یابد.
در صورت استفاده طولانی‌مدت از کابل خودنگهدار نامناسب، امکان ترک خوردن کابل به دور از فکر است. بالا بودن میزان خوردگی در نوع نامطلوب این کابل موجب قطعی پی‌درپی برق می‌گردد.
سوالات متداول
