کابل خودنگهدار هوایی فشار متوسط تنها خطوط هوایی عایق شده به صورت سه رشته کابلِ تکفاز پیچیده شده به دور یک رشته سیم فولادی نگهدارنده (یا مسنجر) لخت می باشد که اصطلاحاً کابل بهم تابیده شده هوایی( ABC) می باشد.که در ایران به کابل خودنگهدار معروف است.

در استاندارد ایران فقط نوع شبکه کابل خودنگهدار فشار متوسط دارای شیلد فلزی (شیلد زمین شده) تعریف شده است که در سطوح ولتاژ نامی ۲۰،۱۱ و ۳۳ کیلوولت قابل استفاده اند.

تذکر

در بعضی از مناطق کشور شبکه فشار متوسط ۱۱ کیلوولت وجود دارد. که بمنظور امکان توسعه آتی و جلوگیری از تنوع سطوح ولتاژی از استاندارد کابل های خودنگهدار ۲۰ کیلوولت در آن خطوط استفاده خواهد شد.

مشخصات عمومی کابل خودنگهدار فشار متوسط

این کابل هوایی شامل سه کابل تک رشته ای می باشد که به دور یک سیم نگهدارنده فولادی (مسنجر) تابیده شده است. کابل های خود نگهدار فشار متوسط در سطح مقطع های مختلف قابل تولید هستند . اندازه های استاندارد صنعت برق ایران شامل کابل های سه فاز مجزای ۳۵، ۵۰ ،۷۰ ،۱۲۰ و ۱۵۰ میلیمتر مربع است. این نوع از خط هوایی عایق شده اساساً ساختاری مشابه با کابل های زمینی ساخته شده بر طبق استاندارد(۲-۶۰۵۰۲-IEC ) را دارد و اگر شیلد فلزی آنها به طور مؤثر زمین شده باشد، امکان حفاظت جان افراد به طور قابل توجه افزایش می یابد. این نوع از خطوط در مقابل عوارض طبیعی، نور خورشید و اشعه ما وراء بنفش قرار دارند و ضروری است که عایق بیرونی آن در مقابل این عوامل مقاوم باشد. این امر مهمترین تفاوت ساختاری این کابل و کابل های زمینی محسوب می شود. اطلاعات مربوط به لایه های تشکیل دهندۀ کابل تکفاز خودنگهدار فشار متوسط بر طبق شکل( ۱) عبارتند از:

۱-  هادی

هادی کابل خودنگهدار فشار متوسط باید مقطع گرد داشته باشد و از جنس رشته های آلومینیومی غیر آلیاژی چند مفتولی به تعداد و قطر مشخص شده در جداول ( ۲ و ۳) و به هم تابیده و فشرده باشد.

دیگر مشخصات هادی آلومینیومی غیر آلیاژی به شرح زیر است:

– استحکام کششی رشته های هادی طبق جدول شماره ۱ خواهد بود.

– مقاومت ویژه در دمای۲۰ درجه سانتیگراد نباید از ۲۶۴/۲۸ نانو اهم متر بیشتر باشد.

– طول تاب لایۀ بیرونی هادی ها ۱۴-۱۰ برابر قطر هادی تابیده شده خواهد بود.

– جهت پیچش آخرین لایه هادی، راستگرد، و جهت تاب هر لایه، مخالف لایۀ قبل خواهد بود.

– تعداد و قطر تقریبی رشته های تشکیل دهنده هادی ها باید مطابق با جداول ۲ و  ۳ باشد.

– هادی قبل از روکش باید خشک و عاری از گریس یا هرگونه روغن روانکاری دستگاه ها باشد.

۲- پوشش نیمه رسانای روی هادی کابل خودنگهدار فشار متوسط

لایه ای اکسترود شده از مواد نیمه رسانا با با ترکیب پلی اتیلن شبکه ای شده ای است که وظیفۀ یکنواخت سازیِ میدان الکتریکی و کاهش تخلیه های جزئی را بر عهده دارد و طبق استاندارد ۲ IEC 60502-   مستقیماً بر روی هادی بکار برده می شود. این پوشش باید به طور کامل به عایق بچسبد و عاری از هرگونه سطوح ناصاف باشد و در صورت نیاز به راحتی از روی هادی برداشته شود. شایان ذکر است که حداقل ضخامت این لایه ۳۰/۰ میلیمتر و مقدار متوسط ضخامت توصیه شده ۸۰/۰ میلیمتر است.

۳ – عایق

برای ایجاد خاصیت عایق الکتریکی بر روی لایه نیمه رسانای هادی، موادی از جنس پلی اتیلن شبکه ای شده (XLPE) به صورت اکسترود شده طبق استاندارد IEC 60502- 2 کشیده می شود. ضخامت این لایه برای انواع هادی ها باید مطابق با جداول  ۲ و  ۳ باشد. عدم یکنواختی ضخامت عایق نباید از ۱۵/۰ بیشتر شود.

۴- پوشش نیمه رسانای روی عایق

یک لایه اکسترود شده از مواد نیمه رسانا است که طبق استاندارد روی عایق اصلی کابل کشیده می شود تا ضمن تقویت خواص عایقی، سبب یکنواختی میدان الکتریکی گردد. لایه بیرونی آن می تواند با یک لایه نوار نیمه رسانا به صورت مارپیچ پوشیده شود. ویژگی های این پوشش نیمه رسانای خارجی مطابق با استاندارد IEC 60502-2 خواهد بود . ضخامت این لایه حداقل ۶/۰ میلیمتر است.

۵-  نوار جداکننده

یک لایه نوارپیچی نیمه رسانا است که بر روی نیمه رسانای عایق هر هسته مرکزی کابل Core قرار می گیرد. این لایه با دو میلیمتر یا ده درصد پهنای آن هم پوشانی خواهد داشت (هر کدام که بزرگتر باشد( حدّاقل ضخامت این لایه قبل از استفاده باید ۱/۰ میلیمتر باشد.

۶- شیلد (حفاظ) فلزّی

یک لایه فلزی تشکیل شده از رشته سیم های مسی هم مرکز با یک نوار مسی پیچیده شده به صورت مارپیچ به دور هسته کابل است. قطر نامی رشته سیم های مسی باید یکسان باشد و حداکثر اختلاف قطر ه ای آن نباید بیشتر از ۵ درصد باشد. ضریب تاب لایه حفاظ فلزی نباید بیشتر از ۱۰ برابر قطر رشته تابیده شده باشد. سطح مقطع معادل شیلد برای کابل های تا مقطع هادی ۱۵۰ میلیمتر مربع ترجیحاً به تعداد ۲۸ رشته با قطر ۸۵/۰ معادل ۱۶ میلیمتر مربع می باشد. معیار پذیرش این لایه فلزی طبق جدول مقاومت الکتریکی هادی در استاندارد ۶۰۲۲۸-IEC است.

یاد آوری: تعداد و قطر رشته شیلد فلزی می تواند متفاوت از مقادیر بالا باشد به شرط آنکه فاصله بین دو رشته مسی بیشتر از ۴ میلیمتر نباشد.

۷- نوار جدا کننده غلاف از شیلد فلزّی

با پیچش نواری مناسب که بتواند پلی استر، پلی پروپیلن و یا هر پلاستیک مناسب دیگری را از هم جدا کند، عمل جداسازی هر رشته هسته مرکزی و آماده سازی آن برای پوشش غلاف فراهم می گردد.(شکل ۳)

۸- غلاف (روکش بیرونی)

به عنوان لایه آخر، یک روکش با استفاده از پلی اتیلن سیاه رنگ با دانستیته بالا (HDPE) و مقاوم در مقابل شرایط محیطی (U.V) از نوع Class C-J4 طبق استاندارد ASTM D1248  کشیده می شود .ضخامت متوسّط این غلاف طبق جداول  ۲ و ۳ است و حفاظت بیرونی کل مجموعه را بر عهده دارد. معمولاً بر روی این روکش مشخصات کابل و علامت شناسایی فاز درج می شود.

سیم  نگهدارنده

سیم نگهدارنده لخت باید از رشته سیم های فولادی گالوانیزه مطابق با استاندارد ۴۹۸ ASTM B با پوشش ساخته شوند. تعداد و قطر رشته ها براساس جدول شماره ۴ برای کابل های خودنگهدار فشار متوسّط ایران استاندارد شده اند. برای کاربرد در مناطقی که خطر خوردگی هادی زیاد است، می توان از هادی های فولادی با پوشش آلومینیومی  (Steel Clad Aluminum) استفاده کرد.

کابل های خودنگهدار در مقابل ولتاژهای اضافی ناشی از اصابت صاعقه، با ارتِ کردن سیم نگهدارنده حفاظت می شوند. سیم نگهدارنده باید در فواصل کمتر از ۵۰۰ متر زمین شده باشد تا احتمال بروز جرقّه و تخلیه صاعقه بین فازهای نزدیک به سیم زمین (سیم نگهدارنده) کاهش یابد.

همان طوری که در شکل ( ۱) مشخّص شده است این نوع کابل ها دارای یک سیم نگهدارنده از

مفتول های به هم تابیده فولاد گالوانیزه است. با توجه به این که سیم نگهدارنده عهده دار تحمل نیروهای مکانیکی است ضروری است که هادی های کابل های فاز صرفاً از جنس آلومینیوم باشند . سیم نگهدارنده وظیفه ارت الکتریکی شبکه را بر عهده دارد.

اطلاعات فنی سیم های نگهدارنده استفاده شده در کابل های فشار متوسط خودنگهدار در جدول ۴ آورده شده اند. این سیم ها در تعیین فلش و کشش کابل خودنگهدار نقش اصلی را ایفا می کنند. طول تاب لایۀ بیرونی سیم های فولادی ۱۶-۱۰ برابر قطر بیرونی و جهت پیچش لایۀ بیرونی سیم نگهدارنده راستگرد است.

۱۰- طریقه پیچش

سه رشته کابل تکفاز طوری به دور سیم نگهدارنده پیچیده می شود که طول گام پیچش کمتر از ۲۲ برابر و بیشتر از ۲۵ برابر قطر تمام شده مجموع کابل نشود. جهت تاب رشته های کابل چپگرد است.

همچنین می توانید استانداردهای شبکه های هوایی توزیع برق روکشدار که مربوط به کابل های خود نگهدار فشار متوسط است، را مطالعه فرمایید.

منبع: کهربا