کابل مفتول زمینی آلومینیوم یکی از پرطرفدارترین کابل‌های زمینی در صنایع برق

293 بازدید

سال‌هاست که فلز مس به عنوان گزینه اول طراحان شبکه‌های انتقال و توزیع نیروی برق مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما این بدان معنا نیست که هادی‌های مسی فارغ از هر گونه نقص و ایراد هستند. هزینه‌های بالای سیم و کابل مسی و ریسک بالای به سرقت رفتن این هادی‌ها یکی از مواردی است که سبب می‌شود مهندسان برق قدرت در فکر جایگزین‌های به صرفه‌تری برای راه‌اندازی و نگهداری خطوط برق باشند. کابل مفتول زمینی آلومینیوم یکی از پر مصرف‌ترین نمونه‌های سیم و کابل است که در شبکه‌های زمینی تأسیسات برق به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع هادی‌ها به مهندسان برق قدرت این امکان را می‌دهند تا شبکه‌های توزیع و انتقال نیروی برق را با هزینه‌های بسیار کمتری راه‌اندازی نمایند. افزون بر این هزینه نگهداری کابل مفتول زمینی آلومینیوم نیز نسبت به نمونه‌های مسی آن پایین‌تر است، زیرا این نوع هادی‌ها پایداری بیشتری دارند و سرویس‌های دوره‌ای کمتری را طلب می‌کنند.

راهنمای مطالعه نمایش

دلایل استفاده از کابل مفتول زمینی آلومینیوم در شبکه‌های زمینی توزیع و انتقال برق

بیشترین استفاده از انواع سیم و کابل‌های مفتولی در کاربرد‌هایی است که ضرورت خمش و انعطاف پذیری در پروژه وجود ندارد. به عبارت ساده‌تر، سیم و کابل‌های مفتولی بیشترین استفاده را در مدار‌های غیرمتحرک دارند که شبکه‌های زمینی توزیع و انتقال نیرو نیز یکی از همین کاربرد‌هاست. اما برای این منظور، دو نوع هادی بیشتر از سایر فلزات رسانا مورد توجه قرار می‌گیرند، هادی‌های مسی و هادی‌های آلومینیومی. همانگونه که ذکر شد، نخستین دلیل استفاده از کابل مفتول زمینی آلومینیوم، کاهش هزینه‌های مربوط به نصب، راه اندازی و نگهداری شبکه‌های زمینی برق است. این صرفه جویی در هزینه را می‌توان از چند جنبه مورد بررسی قرار داد.

کاهش هزینه‌های نصب، راه اندازی و نگهداری

نخست اینکه فلز آلومینیوم فراوانی بیشتری نسبت به مس دارد و از همین رو کابل مفتول زمینی آلومینیوم نسبت به نمونه‌های با ظرفیت مشابه مسی، بسیار در دسترس‌تر و ارزانتر می‌باشد. افزون بر این، فلز آلومینیوم چگالی وزنی معادل یک سوم مس دارد. در نتیجه وزن مجموع کابل مفتول زمینی آلومینیوم که می‌بایست برای پروژه‌ها خریداری شود بسیار کمتر از نمونه‌های مشابه مسی است؛ که این عامل نیز در کاهش هزینه‌های اولیه تأثیر مستقیم خواهد داشت. همچنین سبک‌تر بودن آلومینیوم نسبت به مس یک تأثیر جانبی دیگر نیز دارد و آن هم سادگی حمل و نقل کابل مفتول زمینی آلومینیوم و نیروی انسانی کمتر می‌باشد.

کابل مفتول زمینی آلومینیوم

از سوی دیگر کابل مفتول زمینی آلومینیوم قابلیت خمش و انعطاف بیشتری نسبت به مفتول‌های مسی دارد، در نتیجه شرایط نصب و راه اندازی را نیز تسهیل می‌کند. همچنین پایداری هادی‌های آلومینیومی ‌در صورتی که بر اساس معیار‌های استاندارد انتخاب شوند به گونه‌ای است که نیاز مبرم به سرویس‌های دوره‌ای را کاهش می‌دهد. از مجموع این عوامل می‌توان این گونه نتیجه گرفت که استفاده از کابل مفتول زمینی آلومینیوم برای شبکه‌های زمینی سبب می‌شود تا در هزینه‌های مرتبط با خریداری هادی، حمل و نقل، نصب و راه‌اندازی، نیروی انسانی و همچنین هزینه‌های مربوط به نگهداری شبکه، صرفه جویی قابل توجهی حاصل شود.

توجیح اقتصادی کابل مفتول زمینی آلومینیوم برای پروژه‌های بزرگ

با توجه به این که رسانایی فلز آلومینیوم 60 درصد مس است، لذا می‌بایست سطح مقطع کابل مفتول زمینی آلومینیوم برای هدایت یک جریان مشابه، نسبت به نمونه‌های مسی آن معادل 1.6 برابر بزرگتر باشد. این مسئله سبب می‌شود تا استفاده از این هادی‌ها برای فواصل کوچک و کاربرد‌های خانگی مناسب نباشد. اما در شبکه‌های زمینی که طول زیادی از سیم و کابل مورد نیاز است، استفاده از کابل مفتول زمینی آلومینیوم توجیه اقتصادی و فنی پیدا می‌کند.

ویژگی‌های ظاهری کابل مفتول زمینی آلومینیوم چگونه است؟

برای ساخت کابل مفتول زمینی آلومینیوم از هادی آلومینیوم کلاس یک استفاده می‌شود. در نمونه‌های تک هسته‌ای، رشته‌های مفتولی آلومینیوم به یکدیگر تابیده شده و با عایق PVC یا XLPE عرضه می‌شوند. اما در نمونه‌های دو، سه و چهار هسته‌ای، مفتول‌های آلومینیومی ‌بدون تابیده شدن، توسط لایه عایق و سپس لایه غلاف بیرونی در بر گرفته می‌شوند.

بسته به ولتاژ عملیاتی مورد نیاز می‌توان از کابل مفتول زمینی آلومینیوم با سطوح مقطع متفاوت استفاده نمود. رایج‌ترین گزینه‌ها شامل کابل‌های 10 × 2، 16 × 2، 10 × 3، 16 × 3، 10 × 4 و 16 × 4 می‌شود. اما باید توجه داشت که تنوع سطح مقطع در هنگام انتخاب این گونه هادی‌ها بسیار بالاست و بسیاری از مجموعه‌های صنعتی علاوه بر گزینه‌های رایج قابلیت تولید کابل مفتول زمینی آلومینیوم به صورت سفارشی و مطابق با خواسته مشتریان را نیز دارند. بنابراین دست مهندسان برق در طراحی شبکه‌های زمینی به کمک این نوع هادی‌ها کاملاً باز است. شما همچنین می‌توانید کابل مفتول زمینی آلومینیوم را به صورت رول یا درام‌های 1000 متری و یا با متراژ کمتر تهیه نمایید.

کابل مفتول زمینی آلومینیوم چهار هسته ای

انواع کابل مفتول زمینی آلومینیوم برای استفاده در شبکه‌های زمینی توزیع و انتقال نیرو

صرف نظر از ویژگی‌های ظاهری، نمونه‌های مختلف کابل مفتول زمینی آلومینیوم از نظر ساختاری نیز بسیار متنوع هستند. این تنوع را می‌توان در متریال مورد استفاده به عنوان هادی مرکزی، ویژگی‌های عایق و روکش کابل و یا پیکربندی بخش‌های مختلف آن مشاهده نمود.

الف) انواع متریال هسته در کابل مفتول زمینی آلومینیوم

هادی آلومینیومی‌تقویت شده با فولاد یا ACSR (aluminum conductor steel-reinforced)؛ استفاده از این آلیاژ به دلیل صرفه جویی، قابلیت اطمینان و نسبت استحکام به وزن، سابقه طولانی دارد. ترکیب ویژگی‌های آلومینیوم (وزن سبک و رسانایی بالا) با ویژگی‌های فولاد (استحکام هسته)، امکان تحمل تنش‌های بالای محیطی را برای کابل مفتول زمینی آلومینیوم فراهم می‌سازد.
هادی تمام آلومینیومی ‌یا AAC (all aluminum conductor)؛ استفاده از این نوع آلیاژ به علت وزن سبک آن، مقرون به صرفه‌ترین گزینه به عنوان هادی کابل مفتول زمینی آلومینیوم است. اما باید توجه داشت که انعطاف پذیری بالای آن، امکان استفاده از این آلیاژ را برای برخی از پروژه‌ها محدود می‌کند.
هادی تمام آلیاژ آلومینیوم یا AAAC (All Aluminum-Alloy Conductor)؛ جایگزینی مناسب برای کاربرد‌هایی است که در آن هادی‌های AAC استحکام لازم و هادی‌های ACSR از نظر فنی با ساختار پروژه تطابق ندارند.

هادی، عایق، زره و روکش کابل مفتول زمینی آلومینیوم

ب) انواع عایق در کابل مفتول زمینی آلومینیوم

کابل مفتول زمینی آلومینیوم بسته به نیاز‌های پروژه با روکش‌ها و عایق‌های متفاوتی عرضه می‌شود (بررسی ویژگی‌های پروژه و تطبیق نوع کابل مفتول زمینی آلومینیوم با این ویژگی‌ها ضروری است). رایج‌ترین متریالی که به عنوان عایق برای این دسته از کابل‌ها استفاده می‌شود شامل PVC، XLPE و ACSR است. در برخی از نمونه‌ها از مواد‌هالوژن فری و کم دود نیز استفاده می‌کنند. روکش یا غلاف خارجی کابل مفتول زمینی آلومینیوم نیز اغلب از جنس PVC می‌باشد.

ج) انواع پیکربندی در کابل مفتول زمینی آلومینیوم

استفاده از آرمور یا زره برای کابل مفتول زمینی آلومینیوم امری غیر قابل اجتناب است. زره علاوه بر اینکه هادی‌ها را از آسیب‌های مکانیکی زیر زمین در امان نگه می‌دارد، مانع آسیب دیدن کابل توسط جوندگان نیز می‌شود. اما در نمونه‌های مختلف، بسته به ویژگی‌های پروژه می‌توان از زره‌های مختلف استفاده نمود. رایج ترین نوع آرمور برای کابل مفتول زمینی آلومینیوم شامل موارد زیر می‌شود.