کابل قدرت چیست؟ | معرفی انواع و کاربرد

با توجه به این موضوع که محل‌های تولید برق مانند نیروگاه‌ها با محل‌های کاربری فاصله زیادی دارند به منظور انتقال برق، به کابل‌هایی نیاز است که بتوانند جریان الکتریکی را با کمترین میزان هدررفت انتقال دهند. همچنین به دلیل عبور در مسیرهای طولانی که تحت تأثیر عوامل محیطی و جغرافیایی مختلف قرار دارند، از مقاومت بالایی برخوردار باشند. کابل قدرت، کاربردی‌ترین نوع کابل است که با توجه به ویژگی‌ها و ساختار خود در این شرایط و به منظور انتقال جریان الکتریکی از منابع تولید به کاربران مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به اهمیت این نوع کابل‌ها، در این مطلب قصد داریم با کابل قدرت، ساختار و انواع آن آشنا شده و مزایا و کاربردهای آن را مورد بررسی قرار دهیم. 

کابل قدرت چیست؟

در مورد تعریف کابل قدرت باید گفت که این نوع کابل که به نام کابل فشار قوی یا ولتاژ بالا شناخته می‌شود، برای تحمل ولتاژهای بالا طراحی شده و به همین منظور در شبکه‌های برق‌رسانی که ولتاژ بالاتر از 36000 ولت دارند به کار گرفته می‌شوند. در واقع اصلی‌ترین کاربرد کابل قدرت در شبکه‌های توزیع، انتقال و تأمین برق است. 

بررسی ساختار کابل قدرت

کابل‌های قدرت از نظر نوع هادی به کار رفته مانند سایر کابل‌ها بوده و تفاوت چندانی ندارند. آنچه که باعث به وجود آمدن تمایز بین کابل‌ قدرت با سایر کابل‌ها می‌شود،‌ لایه‌های عایق قدرتمند به کار رفته در این کابل است. در کابل قدرت سطح مقطع هادی نسبت به سایر کابل‌ها بزرگ‌تر است اما جنس هادی معمولا از مس یا آلومینیوم بوده و با سایر کابل‌ها تفاوت زیادی ندارد. در ساختار کابل قدرت معمولا از XPLE به عنوان عایق استفاده می‌شود که از قدرت ایجاد ولتاژ صفر روی بدنه عایق و عدم اتصال هادی به زمین برخوردار است. 

در ساختار کابل قدرت به غیر از عایق، پوشش میانی و زره و روکش نیز وجود دارد که در کنار هم از کابل قدرت در شرایط جوی و جغرافیایی مختلف برای سال‌های طولانی محافظت می‌کنند. در ساختار کابل قدرت معمولا از PVC برای پوشش میانی، از سیم فولادی گالوانیزه برای زره و از متریال‌هایی مانند PE، PVC و HDPE به عنوان روکش استفاده می‌شود. 

انواع کابل‌های قدرت

کابل‌ قدرت که به منظور انتقال انرژی الکتریکی با ولتاژ بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد، در انواع مختلفی وجود دارد که هر کدام دارای ویژگی‌های منحصر به فرد بوده و به همین دلیل کاربرد متفاوتی دارند. 

1- کابل قدرت آرموردار

یکی از انواع کابل قدرت محسوب می‌شود که به دلیل قدرت هادی فوق‌العاده به اندازه یک کیلو وات به بالا، از کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف برخوردار است. زره به کار رفته در این نوع کابل قدرت باعث شده که برای بکارگیری در مکان‌هایی که نیاز به حفاظت مکانیکی بیشتر و استقامت کششی بالاتر وجود دارد، بهترین گزینه محسوب شود. همین امر باعث شده که در زمان نصب سیستم‌های انتقال نیرو، کابل‌کشی‌های زیرزمینی و… از این نوع کابل استفاده شود. 

2- کابل قدرت تورچ

در مورد کابل قدرت تورچ باید گفت که یکی از مهم‌ترین قطعات در دستگاه‌های جوش و برش به حساب می‌آید که در جوشکاری با گاز محافظ CO2 و همچنین انتقال برق مورد استفاده قرار می‌گیرد. کابل‌های تورچ معمولا در اندازه‌های 3 یا 4 متری به منظور بسته شدن در انواع تورچ تولید می‌شوند. کابل‌های تورچ در دو نوع هوا خنک و آب خنک وجود دارند که معمولا مدل هوا خنک کاربرد بیشتری دارد. برخی از مدل‌های کابل تورچ برای استفاده در جوشکاری آرگون نیز مناسب هستند. اصلی‌ترین وظیفه کابل تورچ انتقال گاز یا برق به گردنه تورچ جهت انجام عملیات جوشکاری است. 

انواع کابل قدرت از نظر نوع فشار

یکی دیگر از معیارهایی که می‌توان برای دسته‌بندی انواع کابل قدرت در نظر گرفت، مقدار فشار ولتاژی است که این کابل‌ها می‌توانند تحمل کنند. از نظر نوع فشار کابل‌های قدرت در انواع فشار فوق قوی، فشار قوی، فشار متوسط و فشار ضعیف تقسیم‌بندی می‌شود که هر کدام با توجه به ویژگی‌های منحصر به فردی که دارند در شرایط متفاوتی به کار گرفته می‌شوند. 

1- کابل فشار قوی

این کابل که به نام کابل ولتاژ بالا نیز شناخته می‌شود، یکی از کاربردی‌ترین کابل‌های قدرت است که در صنایع مختلف به منظور انتقال انرژی الکتریکی با ولتاژ بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. در مورد ساختار کابل فشار قوی باید به این نکته اشاره کرد که معمولا با هسته فولادی به همراه روکش آلومینیوم ساخته می‌شوند. در مورد کابل‌های فشار قوی ذکر این نکته اهمیت دارد که این کابل‌ها را می‌توان در انواع مختلفی دسته‌بندی کرد:

• کابل‌های فشار قوی معمولی: از این نوع کابل به طور معمول برای انتقال انرژی الکتریکی با ولتاژ بالاتر از 30 کیلوولت به صورت دفن شده در زمین یا داخل کانال‌ها استفاده می‌شود. به همین دلیل در انتقال برق از نیروگاه‌ها به شبکه مرکزی یا توزیع اولیه کاربرد دارد. 
• کابل فشار قوی زره دار: این نوع از کابل‌های فشار قوی نیز توانایی انتقال جریان با ولتاژ بالاتر از 30 کیلوولت را دارند اما با توجه به زره‌دار بودن از مقاوت بالایی در برابر نیروهای مکانیکی برخوردار بوده و در مقایسه با سایر کابل‌ها مقاومت بالاتری دارند. 
• کابل فشار قوی سرب‌دار و زره‌دار: با توجه به وجود سرب در ساختار این کابل می‌توان از آن در محیط‌های دارای موارد خورنده، هیدروکربن‌ها و حلال‌ها استفاده کرد. زیرا این کابل‌ها مقاومت بالایی دارند و در این محیط‌ها دچار آسیب نمی‌شوند. 

2- کابل فشار فوق قوی

در دنیای امروز،‌ روز به روز تقاضا برای انرژی در حال افزایش است و به همین دلیل به انتقال نیرو با ظرفیت بالاتر نیاز است. در چنین شرایطی باید از کابل‌های برق زیرزمینی به منظور انتقال انرژی الکتریکی به صورت ایمن و همچنین ظاهر شهری دلپذیر‌تر استفاده شود. در مورد کابل‌های فشار فوق قوی باید گفت که از این کابل‌ها می‌توان برای انتقال انرژی الکتریکی با ولتاژ 230 تا 500 کیلوولت استفاده کرد. به همین دلیل این نوع کابل‌ها به صورت گسترده در خطوط توزیع برق سراسری به کار گرفته می‌شوند. 

3- کابل فشار متوسط

در مورد کابل‌های قدرت فشار متوسط باید به این نکته اشاره کرد که این نوع کابل‌ها به منظور انتقال انرژی الکتریکی در محدوده ولتاژ 6 الی 30 کیلوولت مناسب هستند. از این کابل‌ها می‌توان به صورت تک فاز یا سه فاز در توزیع انرژی الکتریکی استفاده کرد. همین ویژگی‌های باعث شده که بتوان از کابل‌های فشار متوسط در شبکه‌های عمومی و صنعتی، تأسیسات داخلی و خارجی به صورت دفن شده در زمین یا در داخل کانال‌ها استفاده کرد. 

مانند کابل‌های فشار قوی، این کابل‌ها نیز در انواع مختلفی وجود دارند که نوع مسلح یا زره‌دار آن‌ها از تحمل و مقاومت بالایی در برابر فشارهای فیزیکی و مکانیکی برخوردار است و می‌تواند در محیط‌های مختلف برای سال‌ها بدون آسیب مورد استفاده قرار بگیرد. نوع سرب‌دار نیز در محیط‌هایی که با حلال‌ها و مواد خورنده سروکار دارند مورد استفاده قرار گرفته و مقاومت بالایی در برابر این مواد دارند. 

4- کابل فشار ضعیف

یکی دیگر از انواع کابل قدرت است که به منظور انتقال انرژی الکتریکی در محدوده ولتاژ کمتر از 3 کیلوولت مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به تولید کابل‌های فشار ضعیف با استفاده از عایق‌ها و روکش‌های مختلف این نوع کابل‌ها را می‌توان در دو دسته عایق PVC و عایق XPLE تقسیم‌بندی کرد. 

انواع کابل قدرت از نظر تعداد رشته

یکی از معیارهای دسته‌بندی انواع کابل قدرت، تعداد رشته‌های به کار رفته در داخل آن است. انواع کابل قدرت بر اساس تعداد رشته‌های هادی به شرح زیر است:

• کابل‌های قدرت تک رشته‌ای: این کابل‌ها دارای یک رشته هادی از جنس مس یا آلومینیوم هستند. 
• کابل‌های قدرت دو رشته‌ای: در این کابل‌ها دو رشته هادی از جنس آلومینیوم یا مس وجود دارد. 
• کابل‌های قدرت سه رشته‌ای: پرکاربردترین نوع کابل قدرت است که در آن سه رشته هادی از جنس مس یا آلومینیوم با عایق PVC وجود دارد. 
• کابل‌های قدرت چهار رشته‌ای: تعداد رشته‌های هادی موجود در این کابل از جنس مس یا آلومینیوم، چهار عدد است. 
• کابل‌های قدرت پنج رشته‌ای: این کابل به صورت پنج رشته از جنس آلومینیوم یا مس ساخته شده است. 

سطح مقطع هادی در کابل‌های فشار متوسط و قوی چقدر است؟

در دسته‌بندی کابل‌های قدرت بر اساس میزان فشار ولتاژ قابل تحمل، سطح مقطع هادی از اهمیت زیادی برخوردار است. در کابل‌های فشار متوسط که معمولا به صورت تک رشته و سه رشته مورد استفاده قرار می‌گیرند، سطح مقطع هادی به ترتیب 35 تا 1000 میلیمتر مربع و 35 تا 300 میلیمتر مربع است. در مورد کابل قدرت فشار قوی باید به این نکته اشاره کرد که این کابل‌ها به صورت تک رشته بوده و سطح مقع هادی در آن‌ها 1000 میلیمتر مربع است. 

جنس عایق کابل قدرت چیست؟

در ساخت و تولید انواع کابل قدرت، جنس عایق از اهمیت زیادی برخوردار است. به همین منظور از متریال‌های مختلفی برای ساخت عایق این کابل‌ها استفاده می‌شود. به همین دلیل انواع کابل قدرت را از نظر جنس عایق می‌توان در دسته‌های زیر تقسیم‌بندی کرد. 

1- کابل قدرت با عایق پلی اتیلن

هدف اصلی از طراحی کابل پلی اتیلن متقاطع یا XPLE جایگزین کردن آن با کابل‌های با عایق کاغذ آغشته شده است. کابل‌های پلی اتیلن در مقایسه با کابل‌های عایق کاغذی از تحمل دمای هسته بالاتر، وزن کمتر و مقاومت بالاتری در برابر رطوبت برخوردار هستند؛ به همین دلیل این کابل‌ها در هنگام نصب در فصل زمستان نیاز به پیش گرمایش ندارند. 

2- کابل حاوی عایق پی وی سی

در مورد کابل‌های دارای عایق PVC باید به این موضوع اشاره کرد که این کابل‌ها به منظور شرایط ثابت در شبکه‌های الکتریکی که ولتاژ متنوب 0.66 کیلوولت دارند، به کار گرفته می‌شوند. در بین متریال‌های مختلف، عایق پی وی سی ارزان‌تر بوده و خاصیت ارتجاعی بالاتری دارند. از دیگر ویژگی‌های این عایق می‌توان به مقاومت در برابر حرارت و یخ زدگی اشاره کرد. 

3- کابل با عایق لاستیکی

در شبکه‌هاییی که ولتاژ 10 کیلوولت از نوع DC دارند، برای نصب ثابت از کابل‌های عایق لاستیکی استفاده می‌شود. در مسیرهایی که اختلاف سطح نامحدودی دارند، این کابل‌ها بهترین گزینه به حساب می‌آیند. از مهم‌ترین مزایای کابل‌های عایق لاستیکی می‌توان به رطوبت سنجی کم و انعطاف‌پذیری بالا اشاره کرد. عدم مقاومت در برابر اشعه UV و ازون از معایب عایق لاستیکی است که به همین دلیل از یک زره فولادی برای محافظت کابل در برابر این عوامل استفاده می‌شود. 

کاربرد کابل قدرت

همانطور که در تعریف کابل قدرت اشاره شد،‌ از این نوع کابل به منظور انتقال انرژی الکتریکی در محیط های صنعتی و سیستم‌های توزیع برق سراسری استفاده می‌شود. غیر از شبکه‌های توزیع و انتقال نیرو از نیروگاه‌ها به مصرف کننده می‌توان موارد زیر را به عنوان سایر کاربردهای کابل قدرت معرفی کرد:

• اتصالات برقی در سیستم‌های فیبر نوری
• انتقال برق در دکل‌های برق بین شهری
• انتقال برق در معادن و زیر زمین 
• تأسیسات صنعتی، تجاری و سینی کابل

همانطور که مشخص است اصلی‌ترین موارد کاربرد کابل قدرت در انواع فشار قوی، متوسط و ضعیف در محیط‌های صنعتی و همچنین شبکه‌های توزیع و انتقال نیرو بوده و در محیط‌های خانگی یا سیستم‌ها و تجهیزات الکتریکی کاربرد چندانی ندارند.