کابل هوایی برق

در دنیای توزیع برق، کابل‌های هوایی نقش مهمی بر عهده دارد. از انواع کابل هوایی برق به عنوان یکی از اجزای حیاتی در سیستم‌های انتقال برق استفاده شده است که در آن، سیمهای برق به وسیله ستون‌ها یا تیرها از زمین فاصله می گیرد. سیم و کابل هوایی عمدتاً مقاومت مکانیکی و الکتریکی بالایی دارد و توانایی تحمل تنش های محیطی را دارا است. بیایید در پیچیدگی‌های کابل برق هوایی غرق شویم و مشخصات فنی و انواع مختلف آنها را بررسی کنیم.

کابل هوایی برق چیست؟

کابل‌ هوایی برق، همانطور که از نامش پیداست، رساننده‌های الکتریکی است که در هوا آویزان می‌شود. از انواع کابل هوایی برق معمولاً برای انتقال برق از بالا بهره برده می شود. راهی کارآمد برای توزیع برق در مناطق مختلف را فراهم می‌کند. از مزایای این نوع سیستم برق می‌توان به هزینه نسبتاً کم نصب و نگهداری، امکان نصب در مناطق دشوار و غیرقابل دسترس، و سهولت در تعمیرات اشاره کرد.

مشخصات فنی انواع کابل هوایی برق

ولتاژ

ولتاژ کابل هوایی برق یکی از عوامل کلیدی در طراحی و عملکرد خطوط انتقال برق است که تأثیر مستقیم بر کارایی و امانت شبکه برق دارد. در خطوط انتقال با سیم و کابل هوایی، ولتاژ به عنوان اندازه‌گیری انرژی برق مورد استفاده قرار می‌گیرد و میزان ولتاژ تعیین‌کننده نقش دارد. به طور معمول کابل برق هوایی ولتاژ 1 تا 36 کیلوولت را از خود عبور می دهد.

نوع هادی

انتخاب نوع رسانا تأثیر زیادی بر عملکرد کلی کابل هوایی برق دارد. آیا آلومینیوم استفاده شود یا مس، انتخاب مناسب رسانا برای توزیع بهینه برق ضروری است. در حالت کلی جنس هادی این نوع کابل مس یا آلومینیوم. هادی از جنس آلومینیوم در سه مدل مختلف ACSR، AAC و AAAC به بازار ارائه می گردد. هادی آلومینیومی برای خطوط توزیع ضعیف و متوسط کاربردی است.

ACSR هادی آلومینیومی با هسته فولادی

ACSR  یک نوع هادی هوایی است که دارای هسته فولادی درون آن می‌باشد. هسته فولادی این نوع هادی نقش مهمی در افزایش مقاومت مکانیکی و پایداری سیم دارد. در حالی که لایه خارجی از آلومینیوم برای انتقال جریان برق به کار می‌رود.

AAC هادی تماما آلومینیوم

هادی AAC تماماً از آلومینیوم تشکیل شده است و هسته فولادی ندارد. این نوع هادی به دلیل وزن سبک، مقاومت خوب در برابر خوردگی و سادگی نصب به عنوان یک گزینه مناسب برای کاربردهایی که نیاز به تقویت مکانیکی خاصی ندارد به کار می رود.

AAAC هادی آلومینیوم و آلیاژ

AAAC یک نوع هادی آلومینیومی با آلیاژ است که با افزودن عناصر آلیاژی مثل منیزیم و سیلیسیم به آلومینیوم، مقاومت مکانیکی و هدایت حرارتی بالا را فراهم می‌کند. این نوع هادی معمولاً در مناطق با شرایط محیطی خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و تحمل در برابر شرایط محیطی سخت دارند.

جنس عایق

کابل هوایی برق علاوه بر نوع عایق دار در نوع لخت و بدون روکش هم تولید می شود. جنس عایق استفاده شده در کابل‌های هوایی برق برای حفظ سلامت انتقال الکتریکی مهم است.

در این نوع کابل‌ها عایق‌ها از مواد مختلفی مانند پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، یا اصطلاحاً XLPE (پلی اتیلن متقاطع) ساخته می‌شود.

XLPE به عنوان یکی از پیشرفت‌های مهم در تکنولوژی عایق‌سازی محسوب می‌شود. این ماده به دلیل مقاومت به درجه حرارت بالا به عنوان یک گزینه بسیار مطمئن برای کابل‌های برق هوایی انتخاب می‌شود. استفاده از جنس عایق مناسب، علاوه بر افزایش ایمنی و کارایی، به حفاظت از هادی در برابر عوامل خارجی مانند رطوبت، گرد و غبار، و شرایط جوی نیز کمک می‌کند.

انواع کابل‌های هوایی برق

کابل هوایی با هادی لخت

کابل‌ لخت ساده‌ترین نوع است. بدین معنی که عایقی که رسانا را پوشش دهد وجود ندارد. هادی می تواند مسی یا آلومینیومی باشد. اما به دلیل استفاده در محیط هایی که وجود عایق ضرورت ندارد نوع لخت به کار می رود.

کابل هوایی روکش دار

انواع کابل‌ هوایی برق خط پوشش دار دارای لایه‌ای از عایق هستند که حفاظت اضافی را در برابر عوامل محیطی فراهم می‌کند و خطرات برق‌گرفتگی را کاهش می‌دهد.

استفاده از خطوط هوایی عایق شده در دهه های اخیر معمول شده است. علت آن مزایایی از جمله افزایش ایمنی و بهبود کیفیت برق است که باعث گسترش چشمگیر آن در شبکه‌های توزیع برق شده است. خطوط با کابل‌های خودنگهدار به شبکه‌های فشار متوسط و فشار ضعیف اختصاص دارد. خطوط با هادی‌های روکش دار نظیر CC و CCT  و کابل‌های فاصله دار که در شبکه‌های فشار متوسط کاربرد دارد.

دو نوع کابل هوایی برق روکش دار CC  و CCT در حوزه سیم و کابل هوایی با ویژگی‌های متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. کابل هوایی روکش دار CC از هادی‌های فشرده ساخته شده است که باعث کاهش ابعاد فیزیکی کابل و افزایش ظرفیت انتقال برق می‌شود. این نوع کابل به خاطر ویژگی‌های مانند سبکی و کم‌حجم بودن، در شبکه‌های با مکان‌های محدود یا در مناطق شهری به خوبی عمل می‌کند.

از سوی دیگر، کابل هوایی روکش دار CCT دارای لایه روکش اضافی از جنس Polyethylene  سنگین (HDPE) است. این لایه روکش اضافی باعث افزایش مقاومت کابل در برابر شرایط محیطی سخت، مانند UV و تغییرات دما می‌شود. CCT  به دلیل ویژگی‌های عایقی برتر، از جمله مقاومت بالا به حرارت و الکتریکی، در کابل‌های با ولتاژ بالا و در شرایط محیطی دشوار به خوبی عمل می‌نماید.

به طور کلی، CC به عنوان یک گزینه خوب برای فضاهای محدود و شهری محسوب می‌شود، در حالی که CCT با ویژگی‌های عایقی قوی، بیشتر برای شرایط سخت محیطی و کابل‌های با ولتاژ بالا مناسب است.

کابل هوایی فاصله دار چیست؟

این کابل به منظور ایجاد فاصله مناسب بین هادی‌ها برای جلوگیری از تداخل و خطاهای احتمالی توسط فاصله‌گذارهای خاصی طراحی شده است. استفاده از فاصله گذار با هدف ایجاد فاصله بین کابل ها ضروری می باشد. جنس فاصله گذار پلی‌اتیلن با چگالی بالاست که در برابر اشعه ماورا بنفش مقاومت دارد. سیم گارد به یک سر فاصله نگهدار و هادی‌های با جنس آلومینیوم روکش دار سه لایه به سه سر دیگر فاصله انداز متصل می شود.

وجود سیم فولادی در کابل هوایی فاصله دار

سیم فولادی در کابل هوایی فاصله دار به عنوان سیم گارد در این نوع کابل‌ها عمل می‌کند. وظیفه اصلی سیم فولادی این است که کابل را به زمین متصل کند. این سیم فولادی به عنوان یک لایه حمایتی در اطراف هادی‌های الکتریکی کابل قرار می‌گیرد و در صورت وقوع حوادثی مانند سیل، زلزله یا سایر حوادث طبیعی، این سیم فولادی کمک به حفاظت از کابل و حفظ ایمنی شبکه برق می‌کند.

علت کمتر بودن افت ولتاژ در کابل هوایی فاصله دار

افت ولتاژ در کابل هوایی فاصله دار کمتر از کابل‌های دیگر، به خصوص کابل‌های زیرزمینی. دلایل کاهش افت ولتاژ در کابل هوایی فاصله دار عبارتند از:

فاصله ثابت بین هادی‌ها

یکی از ویژگی‌های اصلی کابل هوایی فاصله دار، حفظ یک فاصله ثابت بین هادی‌ها است. این فاصله ثابت به کاهش تداخل و خطاهای الکترومغناطیسی کمک می‌کند که می‌تواند به افت ولتاژ منجر شود. به عبارتی دیگر مقادیر اندوکتانس و کاپاسیتانس در هر سه هادی برابر است. بیشتر بودن مقدار کاپاسیتانس نسبت کابل هوایی با هادی لخت و کمتر بودن اندوکتانس به علت عدم فاصله زیاد بین هادی ها باعث کم شدن افت ولتاژ شده است.

سیم فولادی به عنوان سیم گارد

حضور سیم فولادی به عنوان سیم گارد در کابل هوایی فاصله دار، علاوه بر ایفای نقش زمین، به استحکام کابل کمک کرده و از تغییرات فشارهای مکانیکی ناشی از عوامل محیطی جلوگیری می‌کند. این موضوع باعث کاهش تغییرات هنگامی که کابل تحت فشار قرار می‌گیرد و افت ولتاژ ناشی از این تغییرات کاهش می‌یابد.

استفاده از مواد با کیفیت

انتخاب مواد با کیفیت برای ساخت انواع کابل هوایی برق فاصله دار، از جمله هادی‌ها و فاصله‌گذارها، نقش مهمی در کاهش افت ولتاژ دارد. مواد با خصوصیات عایقی و مکانیکی مناسب، به کاهش خطر افت ولتاژ کمک می‌کنند.

به طور کلی، این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که کابل هوایی فاصله دار از افت ولتاژ کمتری نسبت به کابل‌های دیگر برخوردار باشد و به عنوان یک گزینه مطمئن برای انتقال برق در شبکه‌های توزیع برق متوسط باشد.