در این مقاله قصد داریم به معرفی، انواع کابل های فشار قوی و کاربردهای آنها بپردازیم.
کابلهای فشار قوی نقشی حیاتی در سیستمهای انتقال و توزیع برق ایفا میکنند. این کابلها برای انتقال برق در ولتاژهای بالا (معمولاً بیش از 1 کیلو ولت) به کار میروند و در انواع مختلفی با کاربردهای خاص تولید میشوند.
مشخصات کابل های فشار قوی
از جمله مشخصات کابل های فشار قوی که می توان به آنها اشاره کرد:
رسانا
- هسته سیم که برق را حمل می کند.
- معمولاً از مس یا آلومینیوم ساخته می شود.
- سطح مقطع رسانا با توجه به میزان جریان عبوری تعیین می شود.
عایق
- ماده ای که رسانا را احاطه کرده و از تماس آن با زمین یا سایر اجسام جلوگیری می کند.
- معمولاً از جنس پلیمر (XLPE, EPR) یا کاغذ آغشته به روغن می باشد.
- ضخامت عایق با توجه به ولتاژ کابل تعیین می شود.
شیلد
- لایه ای فلزی که عایق را احاطه کرده و از آن در برابر تداخل الکترومغناطیسی و صاعقه محافظت می کند.
- معمولاً از جنس مس یا آلومینیوم به صورت نوار یا سیم بافته شده می باشد.
روکش
- لایه بیرونی کابل که از آن در برابر آسیب های مکانیکی و محیطی محافظت می کند.
- معمولاً از جنس PVC یا پلی اتیلن می باشد.
- ضخامت روکش با توجه به شرایط محیطی و نوع نصب کابل تعیین می شود.
سایر اجزاء
- در برخی از کابل های فشار قوی، از اجزای دیگری مانند تسمه های مسی، نوارهای نیمه هادی و … نیز استفاده می شود.
انواع کابل های فشار قوی
کابل های فشار قوی در انواع مختلفی موجود هستند، از جمله:
1.کابل های روکش شده با پلیمر
کابل های فشار قوی روکش شده با پلیمر رایج ترین نوع کابل های فشار قوی هستند. این نوع کابل ها از یک رسانا (معمولاً از جنس مس یا آلومینیوم) که توسط یک عایق پلیمری (معمولاً XLPE یا EPR) احاطه شده است، تشکیل شده اند. روکش بیرونی کابل نیز از جنس پلیمر (PVC یا پلی اتیلن) می باشد.
کابل های روکش شده با پلیمر به دلیل انعطاف پذیری بالا، به راحتی نصب می شوند. همچنین این نوع کابل ها به دلیل استفاده از مواد پلیمری، وزن کمی دارند. این کابل ها برای محیط زیست بسیار مفید می باشند زیرا مواد پلیمری به کار رفته در آنها قابل بازیافت هستند.
کاربردهای کابل های روکش شده با پلیمر
- انتقال برق از نیروگاهها به پستهای برق: این نوع کابلها برای انتقال برق از نیروگاهها به پستهای برق و سپس به شبکههای توزیع برق به کار میروند.
- توزیع برق در مناطق مسکونی و صنعتی: کابلهای فشار قوی روکش شده با پلیمر برای توزیع برق در مناطق مسکونی، صنعتی و تجاری به کار میروند.
- اتصال پستهای برق: این نوع کابلها برای اتصال پستهای برق به یکدیگر و به شبکه برق به کار میروند.
- صنایع: در صنایع مختلفی از جمله فولاد، مس، پتروشیمی و … به کار میروند.
- پروژههای عمرانی: در پروژههای عمرانی مانند سدسازی، تونل سازی و … به کار میروند.
انتخاب صحیح کابل فشار قوی روکش شده با پلیمر از اهمیت بالایی برخوردار است. زیرا این نوع کابل ها در صورت عدم انتخاب صحیح و نصب اصولی می توانند خطرات جانی و مالی زیادی را به همراه داشته باشند.
2.کابل های روغنی
کابل های روغنی نوعی از کابل های فشار قوی هستند که از عایق روغنی (معمولاً روغن معدنی) برای احاطه رسانا استفاده می کنند. روغن قرار گرفته در این کابل ها به عنوان عایق و خنک کننده استفاده می شود. همچنین به دلیل وجود روغن، عایق بندی کابل به طور کامل انجام می شود و احتمال بروز اتصالی و جرقه در آن بسیار کم است.
این نوع کابل ها برای ولتاژهای بالا (تا 330 کیلو ولت) مناسب بوده و در مصارف مختلفی از جمله نیروگاه ها، پست های برق و … به کار می روند. کابل های روغنی در برابر رطوبت، مواد شیمیایی، سایش و خوردگی مقاوم هستند. همچنین این کابل ها می توانند جریان های الکتریکی با شدت بالا را بدون افزایش دمای بیش از حد تحمل کنند.
اجزاء کابل های روغنی
از جمله اجزاء اصلی قرار گرفته در کابل های روغنی:
رسانا
هسته سیم که حامل جریان الکتریکی است. جنس آن معمولاً از مس یا آلومینیوم می باشد.
عایق
ماده ای که رسانا را احاطه کرده و از تماس آن با زمین یا سایر اجسام جلوگیری می کند. در این نوع کابل ها، عایق از جنس کاغذ آغشته به روغن معدنی است.
روکش
لایه بیرونی کابل که از آن در برابر آسیب های مکانیکی و محیطی محافظت می کند. جنس روکش معمولاً از سرب یا آلومینیوم است.
کاربرد های کابل های روغنی
برخی از کاربرد های این نوع کابل عبارت اند از:
- نیروگاهها: برای انتقال برق از نیروگاهها به پستهای برق به کار میروند.
- پستهای برق: برای اتصال پستهای برق به یکدیگر و به شبکه برق به کار میروند.
- مناطق با ولتاژ بالا: در مناطقی که نیاز به انتقال برق با ولتاژ بالا وجود دارد، از این نوع کابلها استفاده میشود.
3.کابل های گازی
کابل های گازی نوعی از کابل های فشار قوی هستند که از گاز به عنوان عایق و خنک کننده استفاده می کنند. در واقع، عایق در این نوع کابل ها از جنس گاز (معمولاً SF6) است. این نوع کابل ها برای ولتاژهای بسیار بالا (تا 1200 کیلو ولت) مناسب بوده و در مصارف خاص مانند خطوط انتقال فوق بُعدی به کار می روند.
مزایای کابل های گازی
از جمله مزایای کابل های فشار قوی گازی:
قابلیت اطمینان بالا
به دلیل وجود گاز، عایق بندی کابل به طور کامل انجام می شود و احتمال بروز اتصالی و جرقه در آن بسیار کم است.
ظرفیت حرارتی بالا
این نوع کابل ها می توانند جریان های الکتریکی با شدت بالا را بدون افزایش دمای بیش از حد تحمل کنند.
ابعاد و وزن کم
به دلیل استفاده از گاز به عنوان عایق، ابعاد و وزن این نوع کابل ها کمتر از کابل های روغنی و روکش شده با پلیمر است.
مقاومت در برابر آتش
این نوع کابل ها در برابر آتش سوزی بسیار مقاوم هستند.
کاربرد های کابلهای گازی
- خطوط انتقال فوق بُعدی: برای انتقال برق در مسافتهای بسیار طولانی با ولتاژهای بسیار بالا به کار میروند.
- شبکههای توزیع برق در مناطق شهری: به دلیل اشغال فضای کمتر و عدم نیاز به کانالهای عمیق، در شبکههای توزیع برق در مناطق شهری کاربرد دارند.
- پستهای برق: برای اتصال پستهای برق به یکدیگر و به شبکه برق به کار میروند.
- مناطق با ولتاژ بسیار بالا: در مناطقی که نیاز به انتقال برق با ولتاژ بسیار بالا وجود دارد، از این نوع کابلها استفاده میشود.
4.کابل های زیر دریایی
کابل های زیر دریایی شاهراه های مخابراتی زیر آب هستند که برای انتقال اطلاعات و داده ها بین قاره ها و کشورهای مختلف جهان به کار می روند. این کابل ها نقش حیاتی در زیرساخت های مخابراتی جهانی ایفا می کنند و بیش از 95% از ترافیک مخابراتی بین المللی از طریق آنها انجام می شود.
ساختار کابل های زیر دریایی
کابل های فشار قوی زیر دریایی از چندین لایه محافظ تشکیل شده اند که از تارهای نوری ظریف در برابر فشار آب، خوردگی و سایر آسیب های محیطی محافظت می کنند. این لایه ها شامل موارد زیر هستند:
رسانای مرکزی: هسته اصلی کابل که از جنس مس یا آلومینیوم است و وظیفه انتقال سیگنال های الکتریکی را بر عهده دارد.
عایق: لایه ای از جنس پلاستیک یا مواد دیگر که رسانای مرکزی را احاطه کرده و از تماس آن با آب و سایر اجسام جلوگیری می کند.
لایه های محافظ: شامل چندین لایه از جنس فولاد، آلومینیوم یا مواد دیگر که از کابل در برابر فشار آب، خوردگی و سایر آسیب های محیطی محافظت می کنند.
روکش خارجی: لایه بیرونی کابل که از جنس پلاستیک یا مواد دیگر است و وظیفه محافظت نهایی از کابل را بر عهده دارد.
کاربرد های کابلهای زیر دریایی
- انتقال اطلاعات و دادهها: این نوع کابلها برای انتقال اطلاعات و دادهها مانند تلفن، اینترنت و ترافیک دادهها در زیر اقیانوسها و دریاها به کار میروند.
- انتقال برق: در برخی موارد از کابلهای زیر دریایی برای انتقال برق از یک نقطه به نقطه دیگر در زیر آب استفاده میشود.
انواع کابل های زیر دریایی
کابل های فشار قوی زیر دریایی در انواع مختلفی تولید می شوند که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده اند. برخی از رایج ترین انواع این کابل ها عبارتند از:
- کابل های فیبر نوری: این نوع کابل ها برای انتقال دیتا و اطلاعات با سرعت بالا به کار می روند.
- کابل های برق: برای انتقال برق از یک نقطه به نقطه دیگر در زیر آب استفاده می شوند.
- کابل های مخابراتی: برای انتقال صوت و تصویر به کار می روند.
جمع بندی
در این مقاله به انواع کابل های فشار قوی و کاربردهای آنها پرداختیم. شایان ذکر است که کابلهای فشار قوی نقش حیاتی در زیرساختهای دنیای مدرن ایفا میکنند. بدون وجود این کابلها، امکان انتقال برق به مناطق دوردست، تامین برق صنایع بزرگ و مراکز داده، و تداوم زندگی روزمره غیرممکن خواهد بود.
همچنین با افزایش تقاضا برای برق و نیاز به انتقال آن در مسافتهای طولانی، شاهد پیشرفتهای چشمگیری در فناوری کابلهای فشار قوی خواهیم بود. استفاده از مواد جدید، افزایش ظرفیت انتقال، و ارتقای سیستمهای نظارت و کنترل از جمله این پیشرفتها هستند.