کابل فشار قوی چیست؟ (بررسی انواع و کاربردها) 

انتقال جریان الکتریسیته و توزیع برق، تنها به کمک مواد رسانا امکان‌پذیر است و از آنجایی که درون سیم‌ها و کابل‌ها هادی رسانا وجود دارد، برای منتقل کردن جریان الکتریسیته از سیم و کابل استفاده می‌شود. معمولا زمانی که ولتاژ جریان الکتریکی بین۳۳ تا ۳۲۰ کیلو ولت است، برای انتقال جریان الکتریسیته باید از کابل‌های مخصوص که به نام کابل فشار قوی شناخته می‌شوند، استفاده شود زیرا سیم و کابل‌های معمولی توان و قابلیت انتقال برق فشار قوی یا جریان الکتریکی بیشتر از ۳۳ کیلو ولت را ندارند.

کابل فشار قوی چیست؟ 

کابل فشار قوی نوعی کابل است که از بخش‌های مختلف مانند هسته مسی یا آلومینیومی، عایق و روکش ساخته می‌شود و کار اصلی آن انتقال جریان الکتریکی در ولتاژهای بالا است. به طور کلی باید گفت که جریان الکتریکی از نیروگاه‌ها، پست‌ برق و تاسیسات برقی به وسیله کابل‌های فشار قوی منتقل می‌شوند.

در رابطه با ویژگی‌های این نوع کابل باید گفت که نسبت به عوامل محیطی مانند گرما، سرما، رطوبت، باد، باران و… مقاومت بالایی دارند. همچنین طراحی کابل‌های فشار قوی به این صورت که جریان الکتریکی را در مسافت‌های بسیار طولانی جابجا می‌کنند، به صورتی که در طول جابجایی اتلاف انرژی اتفاق نمی‌افتد. 

اجزای اصلی کابل فشار قوی

کابل‌های فشار قوی از چند لایه مختلف تشکیل می‌شوند که هر کدام از این لایه‌ها دارای وظیفه مشخص هستند:

• هادی: یک سیم فلزی است که وظیفه انتقال جریان را بر عهده دارد و از مس ( CU) یا آلومینیوم (AL) ساخته می‌شود.
• عایق هادی: لایه دوم کابل از مواد نیمه رسانا ساخته می‌شود و دور هادی را احاطه می‌کند و وظیفه آن جلوگیری از خروج جریان الکتریکی به سمت بیرون کابل و پیشگیری از جرقه الکتریکی است. این لایه در کابل‌های معمولی که جریان الکتریکی را با ولتاژ پایین جابجا می‌کنند، وجود ندارد و فقط مختص کابل‌های فشار قوی است.
• عایق: لایه سوم کابل است و از موادی مثل XLPE ،EPR یا PVC ساخته می‌شود تا از عبور جریان و و اتفاقات ناگوار مانند برق گرفتگی پیشگیری کند. همچنین این لایه به حفظ کابل در برابر حرارت بالا یا آتش سوزی نیز کمک خواهد کرد.
• اسکرین عایق: لایه چهارم کابل با مواد نیمه رسانا ساخته می‌شود و عملکرد آن شبیه لایه دوم کابل است و فقط در کابل‌های ولتاژ متوسط و ولتاژ بالا وجود دارد.
• فیلر یا پر کننده: این لایه از مواد پلیمری نرم ساخته می‌شود و وظیفه آن پر کردن فضای خالی بین رشته‌های سیم است. در واقع به کمک این لایه، زمانی که چند رشته از سیم‌ها در کنار هم قرار می‌‌گیرند، کابل‌ها به صورت یک رشته یکنواخت درمی‌آیند.
• نوار نیمه هادی کاغذی: ظاهر این لایه شبیه به نوار و از جنس کاغذ موج‌دار یا الیاف بافته است و کاربرد اصلی آن، این است که هنگام وقوع اتصال الکتریکی از آسیب رساندن سیم‌های شیلد به لایه اسکرین پیشگیری می‌کند.
• شیت یا غلاف: لایه هفتم کابل که بیشتر با نام شیت یا غلاف و اسکرین فلزی شناخته می‌شود، از جنس مس یا آلیاژ سرب است و از کابل در برابر امواج الکترومغناطیس محافظت می‌کند.
• لایه زیرین یا بدینگ: لایه هشتم از جنس مواد ترموپلاستیک یا ترموستینگ‌ها مانند PVC و CSP است و به منظور قرار گیری لایه بعدی یا همان آرمور روی شیت مورد استفاده قرار می‌گیرد. به بیان ساده‌تر باید گفت که آرمور را به طور مستقیم نمی‌توان روی شیت قرار داد و بدینگ یک نوع بستر است برای آن که آرمور روی شیت نصب شود.
• آرمور یا زره: لایه نهم که به آن آرمور یا زره گفته می‌شود از جنس فولاد است و نقش آن محافظت از کابل در برابر ضربه، فشار و کشش است.
• شیت یا غلاف بیرونی: آخرین لایه کابل از ترکیبات PVC یا CSP ساخته می‌شود و وظیفه آن حفظ کابل در برابر عوامل محیطی مانند باران، گرما، مواد شیمیایی و… است.

انواع کابل برق فشار قوی 

کابل‌های فشار قوی در انواع مختلف زیر و با ویژگی‌های گوناگون وجود دارند، زیرا ولتاژ جریان‌های الکتریکی که از نیروگاه‌ یا شبکه توزیع برق منتقل می‌شود با هم تفاوت دارند. پس باید انواع کابل با توانایی‌های مختلف وجود داشته باشد و تکنسین بر اساس میزان ولتاژ، نوع سیم را انتخاب نماید.

 1- کابل فشار قوی معمولی

این مدل از کابل‌ها به صورت تک رشته هستند و قابلیت عبور جریان الکتریسیته با ولتاژهای مختلف مانند ۵۲، ۷۲.۵، ۱۲۳، ۱۴۶ و ۱۷۲ کیلو ولت را دارند.

2- کابل‌های فشار قوی تک فاز

همانطور که از نام این مدل کابل مشخص است، قابلیت انتقال انرژی الکتریکی در سیستم‌های تک فاز را دارد. کابل فشار قوی تک فاز یک رشته هادی دارد و کاربرد اصلی آن اتصالات موقتی یا یک‌سری کاربردهای خاص است.

3- کابل‌های فشار قوی سه فاز

این نوع کابل‌ها دارای سه رشته سیم هادی هستند و برای منتقل کردن انرژی الکتریکی در سیستم‌های سه فاز کاربرد دارند. از آن‌ها در انتقال انرژی بین ایستگاه‌های تولید برق، زیرساخت‌های توزیعی و مصرف‌کنندگان نهایی استفاده می‌شود.

4- کابل‌های زیردریایی فشار قوی

کابل‌های فشار قوی زیر دریایی برای انتقال سیگنال مخابراتی و جریان الکتریسیته در زیر دریاها و اقیانوس‌ها یا انتقال برق از توربین‌های بادی دریایی کاربرد دارند. با توجه به این که این مدل کابل در شرایط محیطی خاصی نصب می‌شود پس باید مقاومت بسیار بالایی در برابر فشار، رسوبات، برخورد کشتی‌ها، دما و سایر عوامل محیطی داشته باشد. به همین منظور آن را با متریالی مثل مس، آلومینیوم، پلی اتیلن (XLPE) و پلی وینیل کلراید (PVC) می‌سازند و برای پوشش دادن کابل از آلومینیوم، سرب و فولاد ضد زنگ استفاده می‌کنند. 

5- کابل‌های زمینی فشار قوی

کابل‌های فشار قوی زمینی روی زمین یا زیر زمین نصب می‌شوند و از آن‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها در محیط‌هایی که امکان نصب کابل هوایی وجود ندارد، استفاده می‌شود. این مدل کابل‌ها توانایی منتقل کردن جریان الکتریسیته با ولتاژ ۱ تا ۱۱ ولت را دارند و برای انتقال جریان الکتریسیته با ولتاژ ۱ تا ۱۱ کیلو ولت استفاده می‌شود.

6- کابل‌های هوایی فشار قوی

کابل‌های فشار قوی هوایی که در حال حاضر در تمام خیابان‌ها و جاده‌ها وجود دارند، یکی از انواع کابل فشار قوی هستند که قابلیت منتقل کردن جریان الکتریسیته با ولتاژ ۱ تا ۳۶ کیلو ولت را دارند. در رابطه با کاربردهای کابل‌های فشار قوی هوایی باید گفت که برای انتقال برق از نیروگاه‌ها به شبکه‌های توزیع برق یا انتقال سینگال‌های مخابراتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. 

8- کابل‌های فشار قوی زره دار

کابل فشار قوی زره دار  دارای یک لایه محافظ از جنس فولاد است که این لایه به شکل سیم یا نوار دور سیم‌های داخلی قرار می‌گیرد، به همین منظور به عنوان کابل زره‌دار شناخته می‌شود. در واقع این لایه مانند زره عمل می‌کند و از کابل در برابر مواد خورنده یا شیمیایی، ضربه، فشار، کشش، پارگی و… محافظت می‌نماید.

9- کابل فشار قوی ۲۰ کیلو ولت

کابل فشار قوی ۲۰ کیلو ولت که قابلیت عبور جریان الکتریکی با ولتاژ ۲۰ کیلو ولت را دارد، یکی از پرکاربردترین کابل‌های فشار قوی است که به دو نوع آلومینیومی زره دار و بدون زره تقسیم می‌شود. هادی به کار رفته در این مدل کابل از جنس مس یا آلومینیوم است و بیشترین کاربرد آن انتقال برق از نیروگاه‌ها به شبکه‌های توزیع برق است. از آنجایی که این کابل دارای عایق پلی اتیلن (XLPE) و پلی وینیل کلراید (PVC) است، امکان استفاده از آن محیط‌های گوناگون مانند زیرزمین، پست هوایی و داخل ساختمان وجود دارد.

10- کابل فشار قوی سرب دار

کابل فشار قوی سرب‌دار جزو محکم‌ترین و مقاوم‌ترین کابل‌های فشار قوی به شمار می‌رود زیرا زره یا همان غلاف به کار رفته در این مدل کابل‌ از جنس سرب است. مقاومت بالای کابل فشار قوی سرب‌دار در برابر فشار، اشعه و مواد حلال یا خورنده، جزو مهم‌ترین ویژگی‌های آن محسوب می‌شود، به همین منظور برای محیط‌هایی که کابل در معرض مواد شیمیایی خورنده یا در معرض اشعه‌های مختلف است، از کابل‌های فشار قوی سرب‌دار استفاده می‌شود.

 11- کابل فشار قوی روغنی

کابل فشار قوی روغنی نوعی از کابل‌های فشار قوی است که رشته‌های داخل آن به وسیله کاغذ آغشته به روغن رقیق احاطه شده است تا مقاومت الکتریکی کابل افزایش پیدا کند. همچنین رشته‌های داخل این مدل کابل دارای کلاف‌های پلاستیکی و مسی هستند زیرا این کلاف‌ها مانع ورود و خروج هوا به روغن داخل کابل می‌شوند.

 12- کابل فشار قوی گازی

کابل فشار قوی گازی یکی از مدل‌های کابل‌های فشار قوی است که در ساخت آن از گازهایی با استاندارد خاص به کار می‌برند. این مدل کابل در سه نوع مختلف زیر وجود دارد که هر کدام برای کاربردهای متفاوتی طراحی شده است و ویژگی‌های خاصی دارند:

1. نوع اول: کابل گازی با فشار داخلی در غلاف آلومینیومی که برای محیط هایی با اختلاف سطح کاربرد دارد.
2. نوع دوم: کابل گازی با فشار داخلی در لوله فولادی که در آن یک عایق از جنس کاغذ آغشته به روغن وجود دارد.
3. نوع سوم: کابل گازی با فشار خارجی در لوله فولادی نیز یکی از انواع کابل فشار قوی گازی به شمار می‌رود.

کابل‌های فشار قوی در چه چیزهایی با هم تفاوت دارند؟ 

کابل‌های فشار قوی از لحاظ فاکتورهای زیر با هم تفاوت دارند و همین تفاوت باعث شده تا هر کدام از آن‌ها دارای ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصر به فردی داشته باشند.

1- جنس هادی

هادی یکی از اجزای اصلی کابل‌های فشار قوی است زیرا وظیفه عبور جریان و اطلاعات را در کابل بر عهده دارد و اگر این لایه نباشد، جریان الکتریسیته در کابل عبور نمی‌کند. هادی به کار رفته در کابل‌های فشار در انواع مختلف زیر وجود دارد:

• هادی مسی: مس بهترین فلز برای ساخت هادی کابل است زیرا قدرت رسانش بالایی دارد و نسبت به سایر فلزات قیمت آن پایین‌تر است.
•  هادی آلومینیومی: آلومینیوم از دیگر فلزاتی است که برای ساخت هادی کابل مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا توانایی رسانش الکتریکی را دارد و وزن آن سبک است. 
•  هادی فولادی: فولاد نیز متریالی است که برای ساخت هادی کابل فشار قوی کاربرد دارد چون فولاد در برابر ضربه یا فشار مقاوم است و آسیب نمی‌بیند.
• هادی فیبر‌نوری: نور لیزر یا نور LED از دیگر مواردی است که برای ساخت هادی در کابل‌های فشار قوی استفاده می‌شود زیرا نور این قابلیت را دارد که در کمترین زمان ممکن داده‌ها را درشبکه‌های ارتباطی جابجا کند. 

  2- جنس عایق 

یکی دیگر از مواردی که موجب تمایز کابل‌های فشار قوی از هم می‌شود، جنس عایق کابل است زیرا عایق هم جزو لایه‌های اصلی در کابل‌های فشار قوی به شمار می‌رود.

• عایق کاغذی: این نوع عایق را از کاغذ‌هایی که با فرایند خاص تولید می‌شوند، می‌سازند.
• عایق پلیمری: همانطور که از نام آن پیدا است با مواد پلیمری مانند پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌استر و… ساخته می‌شود و مقاومت بالایی در برابر رطوبت دارد.
• عایق گازی (گاز سولفور هگزا فلو ژید): برای ساخت این مدل عایق از گاز سولفور هگزا فلوراید استفاده می‌کنند و عایق گازی بیشتر برای کابل‌های فشار بالا و توان بالا کاربرد دارد.
• عایق روغنی: عایق روغنی نوع دیگری از عایق‌ها است که برای ساخت آن از روغن‌هایی با خواص حرارتی و عایقی بالا استفاده می‌شود.
• عایق هوا: این نوع عایق با هوا خشک کنترل شده ساخته می‌شود و برای کابل‌هایی که باید در شرایط مختلف دما نصب شوند، کاربرد دارد.

نوع کابل	میزان ولتاژ عبوری بر حسب کیلو ولت
کابل فشار قوی معمولی	۲۶ /۴۵ (۵۳)KV, ۳۶/ ۶۰(۷۲.۵)KV, ۸۷ / ۱۵۰(۱۷۰)KV,۷۶ / ۱۳۲(۱۴۵)KV, ۶۴ / ۱۱۰(۱۲۳)KV
کابل فشار قوی زره‌دار	۲۶ / ۴۵ (۵۲)KV, ۳۶ / ۶۰(۷۲.۵)KV, ۸۷/ ۱۵۰(۱۷۰)KV, ۷۶ / ۱۳۲(۱۴۵)KV, ۶۴ / ۱۱۰(۱۲۳)KV
کابل فشار قوی زره‌دار و سرب‌دار	۲۶ /۴۵ (۵۳)KV, ۳۶/ ۶۰(۷۲.۵)KV, ۸۷ / ۱۵۰(۱۷۰)KV,۷۶ / ۱۳۲(۱۴۵)KV, ۶۴ / ۱۱۰(۱۲۳)KV

استانداردهای ساخت کابل فشار قوی

فاکتور دیگری که موجب تفاوت در کابل‌های فشار قوی می‌شود، استاندارد ساخت کابل است. برای ساخت انواع مختلف کابل‌های فشار قوی باید استانداردهای زیر لحاظ شود:

1- میزان تلفات عایقی در کابل‌های فشار قوی باید IEC ۶۰۵۰۲ و IEC ۶۰۸۴۰ و IEC ۶۲۰۶۷۹۰ باشد.

2- ولتاژ نامی در کابل‌های فشار قوی معمولا ۶۳، ۱۳۲، ۲۳۰ و ۴۰۰ کیلو ولت است و کابل فشار قوی باید بتواند ۰.۲ بیشتر از ولتاژ نامی که برای آن در نظر گرفته شده، کار کند.

3- کابل فشار قوی باید دارای لایه‌های نیمه رسانا باشد.

4- حریم استانداردی بر حسب میدان مغناطیسی تولید شده توسط کابل تعیین می‌شود و عبارتند از:

• کابل‌ با ولتاژ ۲۰ کیلو ولت: ۵ متر
• کابل‌ با ولتاژ ۶۳ کیلو ولت: ۱۳ متر
• کابل‌ با ولتاژ ۱۳۲ کیلو ولت: ۱۵ متر 
• کابل‌ با ولتاژ ۲۳۰ کیلو ولت: ۱۷ متر

کاربرد کابل فشار قوی 

کاربرد اصلی کابل فشار قوی انتقال جریان برق از نیروگاه‌ها به شبکه‌های مرکزی یا شبکه‌های توزیع اولیه‌ی برق است. با توجه به این که جریان برق در کارگاه‌های صنعتی، خانه‌ها، شبکه‌های توزیع برق، نیروگاه‌ها و دکل‌ها از نظر ولتاژ با هم تفاوت دارند، از کابل‌ها در مکان‌های مختلف استفاده می‌شود. به طور کلی باید گفت که کابل‌های فشار قوی برای موارد زیر کاربرد دارند:

• منتقل کردن سیگنال‎های مخابراتی
• استفاده در دکل‌های بین شهری
• متصل کردن فیبرهای نوری
• استفاده در صنعت برای جابجایی جریان الکتریکی به تجهیزات
• منتقل کردن جریان برق به محیط‌های شهری مانند خانه‌ها و مراکز تجاری
• کابل کشی پست‌های هوایی
• منتقل کردن جریان برق در زیرزمین
• انتقال جریان الکتریکی در صنایع و کارخانجات تولیدی

مزایای کابل فشار قوی 

• سازگار بودن با محیط زیست: برای ساخت کابل‌های فشار قوی از مواد قابل بازیافت استفاده می‌شود، به همین منظور به محیط زیست آسیب نمی‌زنند.
• قیمت مناسب و به صرفه: کابل‌های فشار قوی نسبت به کابل‌های مسی با سطح مقطع یکسان، قیمت ارزان‌تر و مناسب‌تری دارند.
• نصب و نگهداری راحت: ساختار کابل‌های فشار قوی به گونه‌ای است که به راحتی می‌توان آن‌ها را در مسیرهای گوناگون نصب کرد. همچنین لازم به ذکر است که نگهداری از این نوع کابل‌ها بسیار راحت است و پیچیدگی خاصی ندارد.
• طراحی و ساختار منحصربفرد: طراحی و ساختار این نوع کابل‌ها به صورتی است که در طول پروسه انتقال انرژی الکتریکی در مسافت‌های طولانی، بخش زیادی از انرژی انتقال پیدا می‌کند و میزان اتلاف انرژی در آن بسیار محدود است.
• کیفیت و مقاومت بالا: کابل‌های فشار قوی به دلیل داشتن عایق‌های باکیفیت، در برابر ولتاژهای بالا مقاومت بالایی دارند.

طول کابل برق فشار قوی HV چقدر است؟ 

طول کابل برق فشار قوی، اندازه مشخصی ندارد و اندازه آن می‌تواند از ۱ متر تا چند صد متر یا چند کیلومتر باشد زیرا همانطور که در بخش‌های قبلی گفتیم کاربردهای کابل‌ها با هم متفاوت است. مثلا از کابل‌های کوتاه برای انتقال انرژی در دستگاه‌ها استفاده می‌شود و از کابل‌های طویل‌تر در ساختمان‌ها و کارخانجات مورد استفاده قرار می‌گیرد و کابل‌های که طول آن‌ها چند کیلومتر است برای زیر دریایی‌ها کاربرد دارد.

سطح ولتاژ کابل‌های فشار قوی چقدر است؟ 

سطح ولتاژ کابل‌های فشار قوی معمولا از مقدار مشخصی برخوردار هستند مثلا در بعضی از مدل‌های کابل فشار قوی، حداقل ولتاژ عبوری از کابل‌ها برابر با ۳۰ کیلو وات و حداکثر ۲۳۰ کیلو وات است و در یک‌سری مدل‌ها حداقل ولتاژ عبوری از کابل‌ ۳۶ و حداکثر آن ۲۳۰ کیلو وات است. همچنین لازم به ذکر است، یک‌سری کابل‌ها تحت عنوان کابل‌های فوق فشار قوی در بازار موجود است که علامت EHV بر روی آن‌ها حک شده است و تا ۴۰۰ کیلووات توان دارند.