play_arrow درباره کابل قدرت فشار متوسط

(نمایش توضیحات) (بستن توضیحات)

کابل قدرت فشار متوسط (MV)

کابل های فشار متوسط ((MV) MediumVoltage) نوعی کابل برق هستند که برای توزیع برق از پست های برق به ایستگاه های ترانسفورماتور استفاده می شوند. این کابل ها در صنایع تجاری، صنعتی و تاسیسات الکتریکی به دلیل دوام و انعطاف پذیری بالا کاربرد گسترده ای دارند. کابل MV معمولاً دارای ولتاژ نامی بین 1 تا 36 کیلوولت (kV) است. با این حال، برخی از استانداردها مانند کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (IEC) محدوده ولتاژ گسترده تری، بین 1 تا 100 کیلوولت را برای کابل های فشار متوسط در نظر می گیرند. ولتاژ نامی دقیق یک کابل فشار متوسط به سازنده و کاربرد خاص آن بستگی دارد.

کابل های قدرت برای انتقال و توزیع جریان الکتریسیته مورد استفاده قرار م ی گیرند که بر اساس ولتاژ های متفاوت دسته بندی میشود. برای مطالعه بیشتر در این خصوص، سیم و کابل را مشاهده نمایید.

ساختار کابل فشار متوسط

کابل های فشار متوسط از چندین لایه تشکیل شده اند که هر کدام وظیفه خاصی را بر عهده دارند:

1. هادی: هسته مرکزی کابل است که جریان الکتریکی را حمل می کند. معمولاً از مس الکترولیتی یا آلومینیوم با خلوص بالا ساخته می شود.
2. لایه نیمه هادی داخلی: هادی را به طور کامل می پوشاند و برای بهبود توزیع میدان الکتریکی در سطح هادی طراحی شده است.
3. عایق کابل: جزء حیاتی کابل فشار متوسط است و باید در برابر میدان الکتریکی قوی مقاومت کند. مواد مورد استفاده برای عایق کابل های فشار متوسط عبارتند از:
   • پلی اتیلن متقاطع (XLPE)
   • اتیلن پروپیلن با مدول بالا (HEPR)
   • اتیلن پروپیلن (EPR)
4. لایه نیمه هادی خارجی کابل: عایق را به طور کامل می پوشاند و با آن در تماس کامل است. معمولاً از نیمه هادی های قابل جدا شدن برای سهولت در آماده سازی اتصالات استفاده می شود.
5. لایه فلزی کابل: در تماس با نیمه هادی خارجی قرار دارد و از الیاف مسی ساخته شده است که به صورت مارپیچی در اطراف کابل قرار گرفته اند. شیلد مسی نقش مهمی در تخلیه جریان‌های خازنی و جریان‌های اتصال کوتاه دارد و همچنین به عنوان یک محافظ الکترومغناطیسی عمل می‌کند.
6. محافظت در برابر رطوبت: (فقط در کابل های نوع OL و 2OL) در کابل های با مهر و موم طولی (نوع OL)، یک نوار از مواد جاذب رطوبت در زیر غلاف قرار می گیرد تا از انتشار طولی آب جلوگیری کند. در کابل های با مهر و موم دوگانه (نوع 2OL)، سیم های جاذب رطوبت نیز روی هادی قرار می گیرند.
7. غلاف داخلی (فقط برای کابل های زره دار): یک پوشش جداکننده بین صفحه فلزی و زره وجود دارد که از همان ماده غلاف بیرونی ساخته شده است.
8. آرمور یا زره (فقط برای کابل های زره دار): از کابل در برابر تنش های مکانیکی محافظت می کند و از سیم ها یا نوارهای فلزی ساخته شده است که روی غلاف داخلی قرار گرفته اند. فلز مورد استفاده در کابل های تک هسته ای آلومینیوم است و برای کابل های سه هسته ای هم استیل و هم آلومینوم بکار میرود.
9. غلاف بیرونی کابل: لایه بیرونی کابل است و از آن در برابر آسیب های مکانیکی و شیمیایی محافظت می کند. معمولاً از جنس PVC یا پلی الفین های بدون هالوژن ساخته می شود.

• انواع آرمور

1. (UNARMOURED) کابل بدون زره
2. (WIRE ARMOURED) کابل زره مفتولی 
   1. AWA (Aluminum Wire Armoured): زره مفتولی آلومینیومی معمولا برای کابل‌های تک هسته‌ای (برای کاهش جریان‌های گردابی). 
   2. SWA (Steel Wire Armoured): زره مفتولی فولادی معمولا برای کابل‌های سه هسته‌ای (حفاظت مکانیکی بالا).
3. (TAPE ARMOURED) کابل زره نواری 
   1. ATA (Aluminum Tape Armoured): زره نواری آلومینیومی معمولا برای کابل‌های تک هسته‌ای.
   2. STA (Steel Tape Armoured): زره نواری فولادی معمولا برای کابل‌های سه هسته‌ای. زره نواری معمولاً حفاظت مکانیکی کمتری نسبت به زره مفتولی دارد اما انعطاف‌پذیری بیشتری ارائه می‌دهد.

نحوه نامگذاری کابل‌های فشار متوسط

عبارت "U₀/U (Um)" نشان دهنده موارد زیر است:

• • U₀: ولتاژ نامی بین هادی و زمین (یا شیلد فلزی).
  • U: ولتاژ نامی بین هادی‌ها در کابل‌های چند هسته‌ای.
  • Um: حداکثر ولتاژ سیستم که کابل برای آن طراحی شده است.

مزایای کابل های فشار متوسط

• انعطاف پذیری: کابل های ولتاژ متوسط به دلیل انعطاف پذیری بالا، در کاربردهای مختلف قابل استفاده هستند.
• دوام: این کابل ها برای استفاده در محیط های بیرونی طراحی شده اند و در برابر شرایط آب و هوایی مختلف مقاوم هستند.
• تنوع: کابل های MV در پیکربندی ها و استانداردهای مختلف برای مطابقت با کاربردهای گوناگون موجود هستند.

همچنین کابل‌های برق تک‌هسته‌ای را می‌توان در چندین آرایش مختلف اجرا کرد که رایج‌ترین آنها آرایش تخت و سه‌پر (Trefoil & flat) است. هر آرایش کابل مزایا و معایب خود را دارد.

معایب کابل های فشار متوسط

• هزینه: کابل های فشار متوسط معمولاً گران تر از کابل های فشار ضعیف هستند.
• نصب: نصب کابل های فشار متوسط به تخصص فنی بالا نیاز دارد.

کاربردهای کابل های فشار متوسط

• تجهیزات سیار پست برق
• توزیع برق برای تنظیمات صنعتی
• توزیع برق برای ابزار و تجهیزات مورد استفاده در معادن
• نگهداری و تعمیرات
• مزرعه های بادی
• نیروگاه های خورشیدی فتوولتائیک
• زیرساخت های حمل و نقل عمومی برای تامین برق قطارها و خطوط مترو
• شبکه های مقاوم در برابر آب و هوا
• ترانسفورماتورها
• مجموعه های ژنراتور ولتاژ متوسط
• توزیع برق به مناطق جدا شده

نکات لازم برای خرید کابل های فشار متوسط

• ولتاژ نامی: اطمینان حاصل کنید که کابل فشار متوسط دارای ولتاژ نامی مناسب برای کاربرد مورد نظر شما است.
• استانداردها: کابل فشار متوسط باید با استانداردهای مربوطه مطابقت داشته باشد. بطور مثال تمامی کابل‌های ارائه شده مطابق با IEC 60502-2 (استاندارد بین المللی) و ISRI 3569-2 (استاندارد ایران) تولید می‌شوند که نشان دهنده کیفیت و ایمنی این محصولات است.
• مواد: مواد مورد استفاده در ساخت کابل فشار متوسط باید با شرایط محیطی و الزامات عملکردی مطابقت داشته باشند.
• ویژگی های اضافی: برخی از کابل های فشار متوسط دارای ویژگی های اضافی مانند غلاف داخلی، زره اضافی و ضد رطوبت هستند. این ویژگی ها می توانند برای کاربردهای خاص مفید باشند.

اصطلاحات فنی و توضیحات تکمیلی

• محدوده ولتاژ دقیق‌تر: همانطور که اشاره شد، استاندارد IEC محدوده وسیع‌تری را برای کابل‌های MV در نظر می‌گیرد (1 کیلوولت تا 100 کیلوولت). با این حال، در عمل، ولتاژ نامی رایج برای کابل‌های MV معمولاً بین 3 کیلوولت تا 69 کیلوولت است. همچنین، لازم به ذکر است که در برخی مناطق، ممکن است دسته‌بندی‌های ولتاژی کمی متفاوت باشند.
• اهمیت لایه‌های نیمه هادی: لایه‌های نیمه هادی (داخلی و خارجی) نقش بسیار مهمی در عملکرد و طول عمر کابل‌های MV دارند. این لایه‌ها با ایجاد یک میدان الکتریکی یکنواخت در اطراف هادی و عایق، از تمرکز تنش الکتریکی در نقاط خاص جلوگیری می‌کنند. تمرکز تنش می‌تواند منجر به تخلیه جزئی (Partial Discharge) و در نهایت خرابی عایق شود.
• انواع مواد عایقی: علاوه بر XLPE، HEPR و EPR، مواد عایقی دیگری نیز در کابل‌های MV استفاده می‌شوند، اگرچه کمتر رایج هستند. انتخاب نوع عایق بستگی به عواملی مانند ولتاژ نامی، دمای کارکرد، انعطاف‌پذیری مورد نیاز و هزینه دارد. XLPE به دلیل خواص الکتریکی و مکانیکی خوب و هزینه نسبتاً پایین، یکی از رایج‌ترین گزینه‌ها است.
• نقش شیلد فلزی (Metallic Screen): لایه فلزی علاوه بر تخلیه جریان‌های خازنی و جریان‌های اتصال کوتاه، به عنوان یک محافظ الکترومغناطیسی نیز عمل می‌کند و از تداخل الکترومغناطیسی با سایر تجهیزات جلوگیری می‌کند. همچنین، در صورت بروز خطا در کابل، این لایه مسیر هدایت جریان خطا به زمین را فراهم می‌کند و به عملکرد صحیح سیستم‌های حفاظتی کمک می‌کند.
• انواع محافظت در برابر رطوبت: علاوه بر نوارهای جاذب رطوبت، روش‌های دیگری نیز برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل کابل استفاده می‌شود، مانند استفاده از پودرهای جاذب رطوبت در اطراف هادی و یا طراحی خاص غلاف بیرونی. نفوذ آب می‌تواند باعث پدیده "درخت زنی آب" (Water Treeing) در عایق شود که به مرور زمان باعث تخریب آن می‌گردد.
• انواع زره (Armour): نوع زره مورد استفاده بستگی به میزان حفاظت مکانیکی مورد نیاز دارد. زره می‌تواند از سیم‌های فولادی گالوانیزه (SWA - Steel Wire Armour)، نوارهای فولادی (STA - Steel Tape Armour) یا سیم‌های آلومینیومی (AWA - Aluminium Wire Armour) برای کابل‌های تک هسته‌ای AC (به دلیل جلوگیری از ایجاد جریان گردابی) تشکیل شود.
• مواد غلاف بیرونی: انتخاب مواد غلاف بیرونی بستگی به شرایط محیطی و نوع کاربرد دارد. PVC یک گزینه مقرون به صرفه است اما در صورت آتش سوزی دود و گازهای سمی تولید می‌کند. پلی الفین‌های بدون هالوژن (LSZH/LSFOH) در صورت آتش سوزی دود کمتری تولید می‌کنند و گازهای سمی ندارند، بنابراین برای مکان‌های عمومی و حساس مناسب‌تر هستند. پلی اتیلن (PE) مقاومت خوبی در برابر رطوبت و مواد شیمیایی دارد و برای دفن مستقیم مناسب است.