کابل خودنگهدار چیست؟

کابل خودنگهدار چیست؟

کابل های خودنگهدار که در جهت انتقال و توزیع نیرو در خطوط هوایی مورد استفاده قرار می گیرند، در واقع دسته ای از کابل های قدرت، دارای روکش هستند که در روی دکل ‌ها و پایه های توزیع برق، توسط یک نگهدارنده نصب و نگه داشته می شوند. این کابل ها دارای هادی هایی از جنس آلومینیوم هستند و عمدتا عایق کابل خودنگهدار از جنس پلی اتیلن شبکه ای یا کراس لینک می باشد. کابل های خودنگهدار را می توان به دو نوع زیر تقسیم کرد.

• کابل خودنگهدار فشار ضعیف (ولتاژ ۲۲۰ ولت تا ۱ کیلوولت)
• کابل خودنگهدار فشار متوسط (ولتاژ ۱ کیلوولت تا ۶۳ کیلوولت)

ویژگی های کابل خودنگهدار

کابل‌های خود نگهدار دارای هادی آلومینیومی و عایق پلی اتیلن شبکه ای یا کراس لینک هستند و برای نصب این کابل ها روی پایه ها باید از سیم نگهدارنده استفاده شود که نوع این سیم برای کابل‌های فشار قوی از فولاد و برای فشار ضعیف از آلیاژ آلومینیوم است. در کابل خود نگهدار فشار ضعیف از سیم نگهدارنده بعنوان سیم نول نیز استفاده می گردد.در کابل های خود نگهدار در واقع شش رشته هادی فاز که از جنس آلومینیوم سخت هستند به صورت فشرده به یکدیگر تابیده شده اند که چنین ویژگی مطابق با استانداردهای بین المللی است.

در کل می توان گفت این کابل ها برای تامین و توزیع جریان برق در خطوط هوایی با ویژگی کارایی بالا و هزینه کم استفاده می گردد

کاربرد کابل های خود نگه دار

کاربرد اصلی کابل‌های خودنگهدار تأمین برق در خطوط هوایی است تا از بروز حادثه پیشگیری کنند. از دیگر مشخصات کابل خودنگهدار می‌توان به هزینه پایین نصب این نوع کابل‌ها نسبت به کابل‌های لخت اشاره کرد. در عین حال نسبت به کابل‌های مسی لخت، کارآیی بیشتری نیز دارد. این کابل‌ها دارای یک روکش یا عایق هستند که از جنس پلی‌اتیلن و یا کراس لینک شده XLPE و به رنگ مشکی است. برای رشته‌های مسنجر هم از عایق پلی اتیلن با چگالی بالای HDPE استفاده می‌شود.

کابل خودنگهدار

می توان کابل خودنگهدار را جایگزین هادی های لخت هوایی در نظر گرفت زیرا در برخی از موارد در صورت استفاده از هادی های لخت هوایی امکان بروز حوادث جانی و خسارات مالی وجود دارد. استفاده از کابل های خود نگه دار برای اولین بار به اواسط قرن بیستم میلادی و کشور فرانسه بر می گردد، با این وجود سابقه بکارگیری کابل خودنگهدار در شبکه های برق ایران چندان طولانی نیست اما با توجه به مزایای متعدد مورد استقبال قرار گرفته و جایگاه مناسبی یافته است.

در واقع این کابل ها خصوصیات بهتری نسبت به هادی های آنیل نشده مسی دارند. همچنین با توجه به عایق دار بودن امکان بروز اتصالی بین رشته ها و نیز سرقت برق از بین می رود.

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

 

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.

مشخصات فنی کابل خودنگهدار

برش مقطع کابل خودنگهدار ۶ رشته

این کابل ها در خطوط فشار ضعیف استفاده می شوند و دارای اصول و استانداردهایی جهت ساخت می باشند که این قواعد از سوی سازمان استاندارد و سازمان هایی که نیاز کاربران به برق را می دانند، تعیین می شود. کابل ۶ رشته شامل سه رشته فاز (دارای خار)، یک رشته روشنایی (بدون خار)، یک رشته نول (دارای خار) و یک رشته مسنجر (بدون خار) می باشد که در شکل زیر بار برشی از مقطع کابل خودنگهدار ۶ رشته می توانید تمامی موارد بالا را مشاهده کنید.

لازم به ذکر است که در تصاویر زیر شاخص b پهنای خار بر روی هادی، شاخص h بلندی خار بر روی هادی و شاخص a فاصله بین دو خار می باشد.

برش مقطع کابل خودنگهدار ۵ رشته

کابل خودنگهدار ۵ رشته شامل سه رشته فاز (آلومینیومی)، یک رشته روشنایی (آلومینیومی) و یک رشته تحت عنوان نول نگهدارنده (آلومینیوم آلیاژی) می باشد. این نوع کابل با استفاده از ماده TIX-5 عایق شده و سپس در شرایطی خاص کراس لینک می شود. استفاده از این نوع کابل بسیار مقرون به صرفه بوده و دارای ایمنی بالایی می باشد همچنین این کابل ها به ما این امکان را می دهند تا در مناطق جنگلی و پر درخت بدون قطع کردن درختان آنها را نصب و راه اندازی کنیم و نگرانی در ارتباط با خسارت های ناشی از آتش سوزی نداشته باشیم.

برش مقطع کابل خودنگهدار سه رشته

در ساختار این کابل از یک رشته فاز (بدون خار)، یک رشته نول (دارای خار) و یک رشته روشنایی استفاده می شود. که این کابل براساس استاندارد HD626 ساخته شده است. که در شکلی زیر برشی از سطح مقطع این سیم را مشاهده می کنید.

هادی کابل خودنگهدار فشار ضعیف

هادی فاز و روشنایی کابل خودنگهدار فشار ضعیف، از نوع رشته تابیده شده و فشرده گرد و از جنس آلومینیوم H12 یا EC1350 با حداقل خلوص ۹۹.۵ درصد است، همچنین تعداد رشته های هادی فاز و روشنایی برای مقاطع تا ۵۰ میلیمتر، ۷ رشته و برای مقاطع تا ۷۰ میلیمتر حداقل ۱۲ رشته و برای مقاطع بالاتر، ۱۹ رشته می باشد. هادی رشته نول نگهدارنده، از نوع ۷ رشته تابیده، غیر فشرده گرد و از جنس آلومینیوم آلیاژی منیزیم و سیلسیم ۶۱۰۱ است.

عایق کابل خودنگهدار فشار ضعیف

عایق کاری کابل خودنگهدار فشار ضعیف، با استفاده از ماده گرمادیده و سختی که بر پایه پلی اتیلن شبکه ای و به رنگ سیاه است، انجام می شود. عایق باید در مقابل عوامل جوی و پرتو فرابنفش خورشید و کشش و سایش مقاوم باشد. که به همین دلیل عایق به روش اکستروژن بر روی هادی کشیده می شود.

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 ۳۵، ۷۰، ۱۲۰ و ۱۵۰ 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 ۲۰ 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:

1. 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.
2. اسکرین هادی: پوشش نیمه رسانای روی هادی با حداقل ضخامت ۰.۳۰ میلیمتر و ضخامت متوسط ۰.۸۰ 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.
3. 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.
4. اسکرین عایق: اسکرین عایق که به آن پوشش نیمه رسانای روی عایق یا عایق دوم نیز گفته می شود با حداقل ضخامت ۰.۶ 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.
5. نوار جداکننده: یک لایه نیمه رسانا با حداقل ضخامت ۰.۱ میلیمتر است که بر روی پوشش نیمه رسانای عایق کابل قرار می گیرد.
6. 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 ۱۵۰ میلیمتر مربع که از ۲۸ رشته با قطر ۰.۸۵ میلیمتر تشکیل شده است باید سطح مقطع شیلد فلزی را عددی معادل ۱۶ میلیمتر مربع در نظر بگیریم.
7. 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.
8. 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.
9. 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 ۵۰۰ متر برای سیم نگهدارنده کابل های خودنگهدار فشار متوسط انجام شود.

مزایای کابل خودنگهدار

• کاهش میزان انشعابات غیر مجاز
• زیبایی مبلمان شهری
• افزایش ایمنی، کابل های خودنگهدار نسبت به خطوط انتقال مرسوم ایمن تر هستند.
• کاهش تخلیه های جزئی
• امکان نصب کابل های خودنگهدار فشار ضعیف بر روی تیر های خطوط انتقال ۲۰ کیلو ولت
• هزینه های پایین نصب و نگه داری
• ایمنی در برابر اتصال کوتاه، به دلیل وجود عایق خطر بسیاری از برق گرفتگی های تصادفی کاهش یافته است.
• نصب آسان به دلیل عدم نیاز به مقره
• امکان بکارگیری در مکان های کوچک
• امکان انجام سرویس بر روی خط گرم
• امکان استفاده از تیرهای خطوط انتقال کوتاه تر، به دلیل عایق دار بودن کابل
• امکان نصب خطوط جدید بر روی تیرهای برق و افزایش ظرفیت خط
• ارتعاشات کم تر نسبت به سیم های لخت با توجه به ساختار خود میراکننده کابل
• مقاومت زیاد در مقابل خوردگی و پارگی
• امکان نصب فیبر نوری و خطوط تلفن بر روی یک پایه مشترک
• کاهش تلفات
• کاهش هزینه های جانبی خطوط انتقال از قبیل شاخه زنی درختان
• راکتانس کمتر کابل های خودنگهدار نسبت به خطوط سیمی هوایی (حدود ۱.۴)
• مفصل زدن آسان، با توجه به اینکه فقط یک هادی نیاز به مفصل کششی دارد.
• آتش سوزی ناشی از اتصال کوتاه بسیار کم رخ می دهد.
• هزینه اجرای خطوط انتقال از طریق کابل خودنگهدار ۱۰ الی ۶۰ درصد کمتر از خطوط هوایی لخت می باشد.
• احتمال اضافه ولتاژ ناشی از رعد و برق پایین است.

معایب کابل خودنگهدار

• ترمیم کابل های خودنگهدار یک کار طولانی و زمان بر است و همچنین به تجهیزات ویژه ای برای تعمیر نیاز دارند.
• امکان آسیب دیدن و یا تخریب شدن عایق کابل خودنگهدار به دلیل قرار گرفتن در معرض آفتاب وجود دارد، در واقع عایق کابل خودنگهدار نیز گاهی می تواند آسیب زننده باشد.
• مامکان به وجود آمدن مشکل در صورت اتصال شبکه سیم مسی و کابل خودنگهدار

طریقه کابل‌ کشی کابل خودنگهدار

کارگذاری تیرهای سیمانی اولین گام برای کابل‌کشی برق با کابل خودنگهدار است، برای محاسبه متراژ کابل باید ابتدا اندازه‌گیری طول مسیر و همچنین تعداد تیرهای سر راه آن را انجام داد، سپس بنابر نیاز منطقه و مصرف‌کننده‌ها، به سراغ انتخاب سه‌فاز یا تک‌فاز بودن کابل بروید.

انشعاب کابل خودنگهدار از سر تیر برق و اتصال آن به کابل دیگر با کلمپ انشعاب برق انجام می‌شود. کلمپ انتهایی هم در انتهای هر خط بسته خواهد شد البته جلوگیری از شکم‌دادن کابل بین دو تیر را فراموش نکنید.

درباره قیمت کلمپ انتهایی خودنگهدار هم جنس و کارایی آن تعیین کننده است و انواع آن شامل کلمپ کششی کابل خودنگهدار (انتهایی) جهت فیکس‌کردن و نگه داشتن کابل، کلمپ آویز کابل خودنگهدار (عبوری) پلیمری و عمومی برای عبور دادن و نگه داشتن سیم و کلمپ انشعاب (دندانه دار) با هدف انشعاب گرفتن از کابل خودنگهدار اصلی می‌شود.

 

منبع: famcocorp