کابل خودنگهدار چیست؟ معرفی انواع، مزایا و معایب

یکی از پرکاربردترین انواع کابل قدرت که به منظور توزیع و انتقال برق به صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد‌، کابل خودنگهدار نام دارد. این کابل‌ها برای اولین بار در سال 1955 در کشور فرانسه و در شبکه‌های برق فشار ضعیف مورد استفاده قرار گرفت. برای انتقال جریان الکتریسیته در فواصل طولانی امکان انتقال زیرزمینی وجود ندارد و از شبکه‌های انتقال هوایی برای این منظور استفاده می‌شود. در شبکه‌های توزیع برق هوایی از کابل‌های خودنگهدار استفاده می‌شود که از کارایی بالایی برخوردار هستند. ویژگی‌های این نوع کابل باعث شده که استفاده از آن به میزان قابل توجهی در کل دنیا مورد استفاده قرار بگیرد. 

کابل خودنگهدار چیست؟

کابل Aerial Bundled Cable (ABC) یا کابل خودنگهدار یک نوع کابل الکتریکی به حساب می‌آید که چند هادی و عایق به یکدیگر بسته شده تشکیل شده است که این هادی‌ها و عایق‌ها توسط یک پوشش مشترک مورد محافظت قرار می‌گیرند. کابل خودنگهدار دارای چند هادی عایق شده است که به یکدیگر بسته شده‌اند؛ این هادی‌ها به وسیله یک کابل فولادی یا یک سیم پیام‌رسان پشتیبانی می‌شوند. 

ساختار کابل برق خودنگهدار

کابل‌های خودنگهدار با توجه به کاربردی که دارند از ساختار پیچیده و چند لایه‌ای برخوردار هستند. ساختار این کابل‌ها به شرح زیر است:

• هادی: رشته‌های آلومینیومی چند مفتولی با مقطع گرد، با ساختار فشرده و به هم تابیده
• اسکرین هادی: پوشش نیمه‌رسانای روی هادی دارای ضخامت 0.3 تا 0.8 میلی‌متر
• عایق: پوشش اکسترود شده روی لایه اسکرین هادی از جنس پلی‌اتیلن شبکه‌ای (XPLE)
• اسکرین عایق: پوشش روی عایق با ضخامت 0.6 میلی‌متر به منظور یکنواختی میدان و تقویت عایق
• نوار جدا کننده: لایه نیمه رسانای روی اسکرین عایق با ضخامت 0.1 میلی‌متر
• شیلد فلزی: متشکل از رشته‌های سیم مسی
• نوار جدا کننده شیلد فلزی از غلاف: جداسازی غلاف از شیلد فلزی
• غلاف بیرونی: آخرین لایه از جنس روکش پلی‌اتیلن HDPE
• سیم نگهدارنده: سیم لخت تشکیل شده از رشته‌های فولاد گالوانیزه به هم تابیده

کاربرد کابل خود نگهدار چیست؟

در مورد کابل‌های خودنگهدار و کاربرد آن‌ها باید گفت که این کابل‌ها از نوع هوایی هستند و نمی‌توان از آن‌ها به صورت زمینی استفاده کرد. بیشترین و مهم‌ترین کاربرد این کابل‌ها در شبکه‌های توزیع و انتقال برق است. این کابل‌ها به دلیل دوام و قدرت بالا می‌توانند به راحتی بر روی دکل‌ها و پایه‌های توزیع برق مورد استفاده قرار بگیرند. از دیگر موارد کاربرد کابل خودنگهدار می‌توان به سیستم‌های برق‌کشی و کابل‌کشی روشنایی منازل و سایر مکان‌ها اشاره کرد. 

معرفی انواع کابل‌ خودنگهدار

یکی از مهم‌ترین معیارهای دسته‌بندی انواع کابل خودنگهدار، تعداد رشته‌های آن‌ها است. بر این اساس کابل‌های خودنگهدار در پنج دسته کابل‌های دو، سه،‌ چهار، پنچ و شش رشته قرار می‌گیرند. 

1- کابل خودنگهدار دو رشته

ساده‌ترین نوع کابل‌های خودنگهدار هستند که از یک رشته فاز و یک رشته نول تشکیل شده‌اند. این کابل‌ها مخصوص سرویس‌رسانی به مشترکین بوده و از نوع تک فاز هستند. 

2- کابل خودنگهدار سه رشته

جنس عایق در این کابل از نوع پلی‌اتیلن XPLE است. نوع هادی در این کابل‌ها از نوع مفتولی و جنس آلومینیوم است که می‌توان در محدوده دمایی منفی 40 تا مثبت 90 درجه سانتیگراد از آن‌ها استفاده کرد. بر اساس استاندارد ملی، جنس سیم پیام‌رسان یا مسنجر در کابل‌های سه رشته از فولاد است. 

سایز کابل‌ سه سیمه مطابق با استانداردهای شبکه‌ی برق به شرح جدول زیر است:

3- کابل خودنگهدار 4 رشته

این نوع کابل‌های خودنگهدار دارای سه رشته سیم مشابه (فاز، نول و روشنایی) و یک رشته مسنجر از جنس فولاد هستند. هادی این کابل‌ها آلومینیومی بوده و از پلیمر XPLE سیاه به عنوان عایق استفاده شده است. 

سایز برخی از کابل‌‌های چهار سیمه مطابق با استانداردهای شبکه‌ی برق به شرح جدول زیر است:

4- کابل‌های خودنگهدار 5 رشته‌ای

این کابل‌ها در دسته کابل‌های فشار ضعیف قرار می‌گیرند که از سه رشته هادی با سطح مقطع یکسان به عنوان سیم فاز، یک رشته روشنایی یا نول و یک مسنجر فولادی تشکیل شده است. یک نوع کابل‌های پنچ رشته آلیاژی نیز وجود دارد که سیم مسنجر در آن‌ها از جنس آلومینیوم آلیاژی است. 

سایز برخی از کابل‌های خودنگهدار پنج رشته با نگهدارنده فولادی به شرح جدول زیر است:

سایز برخی از کابل‌های خودنگهدار پنج رشته با نگهدارنده آلومینیوم آلیاژی به شرح جدول زیر است:

5- کابل خودنگهدار 6 رشته‌ای

کابل‌های خودنگهدار 6 رشته‌ای در خطوط انتقال و توزیع فشار ضعیف مورد استفاده قرار می‌گیرند که دارای هادی از جنس آلومینیوم هستند. این کابل‌ها دارای سه رشته به عنوان فاز، یک رشته روشنایی، یک رشته نول و یک رشته نگهدارنده از جنس فولاد هستند. 

سایز برخی از کابل‌های خودنگهدار 6 رشته به شرح جدول زیر است:

معرفی انواع کابل خود نگهدار بر اساس ولتاژ

کابل‌های خودنگهدارنده که بهترین راهکار برای انتقال و توزیع برق به صورت هوایی هستند، از نظر ولتاژی که می‌توانند انتقال دهند در دو دسته کابل‌های ولتاژ متوسط و کابل‌های ولتاژ ضعیف تقسیم‌بندی می‌شوند. هر کدام از این کابل‌ها دارای مشخصات و ویژگی‌های منحصر به فردی بوده و در نتیجه کاربرد متفاوتی دارند. 

1- کابل خود نگهدار ولتاژ فشار متوسط

بیشترین کاربرد این نوع از کابل‌های خودنگهدارنده تبدیل شبکه برق در مناطق شهری، جنگلی و ساحلی است. در صورتی که از این کابل‌ها برای انتقال نیروی سربار استفاده شود می‌توانند عملکرد فوق‌العاده‌ای از خود نشان دهند. جنس هادی در این کابل‌ها  از آلومینیوم بوده و یک گزینه کارآمد، قابل اعتماد و مقرون به صرفه هستند که می‌توانند در شرایط محیطی مختلف مقاومت بالایی از خود نشان دهند. 

2- کابل خود نگهدار ولتاژ فشار ضعیف

 از این نوع کابل‌های خودنگهدارنده به طور معمول برای خطوط برق هوایی و ورودی ساختمان‌ها و خانه‌ها استفاده می‌شود زیرا این کابل‌ها قابلیت حمل فشار 1 کیلوولت یا کمتر را دارند. جنس هادی در این کابل‌ها آلومینیوم، مس یا آلیاژ آلومینیوم است. هزینه نگهداری پایین، نصب و راه‌اندازی آسان و مقاومت بالا در برابر عوامل محیطی از مهم‌ترین ویژگی‌های کابل‌های فشار ضعیف است. 

مزایای استفاده از کابل‌های خود نگهدار

امروزه کابل‌های خودنگهدار از کاربرد زیادی در خطوط توزیع و انتقال نیروی برق برخوردار هستند که یکی از دلایل آن مزایای زیادی است که این نوع کابل‌ها دارند. از مهم‌ترین مزایای کابل‌های خودنگهدار می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

1- ایمنی بالا

طراحی کابل‌های خودنگهدار به صورتی انجام می‌شود که این کابل‌ها در برابر خطاهای مختلف و اتصال کوتاه مقاومت بالایی داشته باشند. به همین دلیل این کابل‌ها از ایمنی بالاتری در خطوط انتقال برق هوایی برخوردار هستند. 

2- کاهش قطعی برق

با توجه به اینکه کیفیت انتقال جریان الکتریکی در کابل‌های خودنگهدار بالا است و همچنین این کابل‌ها از مقاومت بالایی برخوردار هستند، تعداد و مدت قطعی‌‌های برق به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند. 

3- ظرفیت بالاتر

یکی از مزایایی که باعث شده کابل‌های خودنگهدار از کاربرد بیشتری در خطوط هوایی انتقال و توزیع برق برخوردار باشند، ظرفیت بالاتر آن‌ها برای حمل بار الکتریکی در مقایسه با سایر انواع کابل است. 

4- کاهش اثرات زیست محیطی

کیفیت بالا و کاهش احتمال آتش‌سوزی در کابل‌های خودنگهدار باعث شده که این کابل‌ها آسیب کمتری برای درختان داشته باشند و در نتیجه اثر سود برای محیط زیست به همراه نداشته باشند. 

معایب کابل‌های خودنگهدار

کابل‌های خودنگهدار در کنار مزایای متعددی که دارند، دارای برخی معایب نیز هستند که باید مورد توجه قرار بگیرد. از جمله مزایای این کابل‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ترمیم دشوار پس از آسیب دیدگی: یکی از مهم‌ترین چالش‌های استفاده از کابل‌های خودنگهدار در خطوط توزیع و انتقال برق این است که به دلیل قرار گرفتن در محیط بیرونی و تأثیر عوامل محیطی ممکن است دچار تخریب و آسیب‌دیدگی شوند؛ در این شرایط ترمیم این کابل‌ها دشوار است. 
• محدودیت در سازگاری شبکه‌های مسی: به دلیل تفاوت‌های الکتریکی که بین مس و آلومینیوم وجود دارد ممکن است محدودیت‌های در سازگاری با شبکه‌های مسی وجود داشته باشد. مس نسبت به آلومینیوم رسانایی بالاتری دارد و کابل‌های مسی می‌توانند جریان بیشتر را با اتلاف کمتر انتقال دهند. 

مراحل کابل کشی کابل خودنگهدار

کابل‌ کشی با استفاده از کابل خودنگهدار دارای استانداردهای مشخصی است و بر اساس این استانداردها برای نصب این کابل‌ها باید مراحل زیر توسط افراد متخصص در این زمینه انجام بگیرد:

• نصب پایه برق (تیرهای سیمانی)
• تعیین متراژ کابل مورد نیاز بر اساس طول مسیر و تعداد تیر برق‌های موجود
• تعیین نوع کابل از نظر تک فازیا سه فاز بودن بر اساس نوع مصرف کننده و نیاز منطقه
• استفاده از کلمپ اتصال دهنده به منظور اتصال کابل در سر تیرهای برق

دلایل مهم استفاده از کابل خودنگهدار

معمولا مراکز تولید برق از مصرف‌کنندگان فاصله زیادی دارند و انرژی تولید شده در این مراکز باید مسیر طولانی را برای استفاده مصرف‌کننده طی کند. در این شرایط انتقال برق به وسیله‌ کابل‌های زمینی مقرون به صرفه و ممکن نیست. به همین دلیل از خطوط هوایی انتقال استفاده می‌شود. در این خطوط برای انتقال جریان باید از کابل‌هایی استفاده شود که مقاومت بالایی در برابر عوامل محیطی مختلف داشته باشند و بتوانند با بهترین کیفیت جریان را انتقال دهند. به همین دلیل از کابل‌های خودنگهدار که دارای ساختار چند لایه هستند در این خطوط استفاده می‌شود؛ زیرا ایمنی بالا، ظرفیت انتقال بالا و مقاومت بسیار خوبی دارند.