کابل آلومینیوم خودنگهدار

کابل های خودنگهدار هوایی برای اولین بار در سال 1955 در کشور فرانسه برای جایگزینی در شبکه های فشار ضعیف با هادی سیمی مورد استفاده قرار گرفتند و به دلیل مزایای متعدد جایگاه کاربری مناسبی یافتند. شرکتهای فرانسه نقش موثری در گسترش استفاده از این نوع کابل داشته است.و امروزه این نوع کابل در بسیاری از کشورهای جهان کاربرد وسیع دارد سابقه بکارگیری این نوع کابل در ایران چندان طولانی نیست.

علیرغم ویژگی های زیادی که در استفاده از کابل های خودنگهدار نام برده می شود مشکلاتی را نیز به وجود آورده است. کابل های خودنگهدار به دلیل تلفات بالاتر نه تنها باعث کاهش تلفات فنی شبکه نمی‌شود بلکه اتفاقا باعث افزایش تلفات فنی شده و در مجموع به هدررفت بیشتر انرژی الکتریکی منجر خواهد شد. اما این تلفات در مقایسه با مزایای دیگر کابل های خود نگهدار چندان مهم تلقی نمی‌شود. البته با محاسبه دقیق سطح مقطع کابل و رعایت مسائل فنی می‌توان تا حدودی نیز از این تلفات فنی کابل‌های خودنگهدار کاست و این عیب را برطرف نمود.

به اذعان کارشناسان فنی شرکت های توزیع نیروی برق، تلفات ناشی از کابل های خودنگهدار به حدی است که اگر قبلا در 8 فاصله تیرهای هوایی را با سیم مسی بدون خارج از شدن محدوده مجاز ولتاژ می‌توانسته اند برقدار نمایند اما در صورت استفاده از کابل های خودنگهدار معمولا بیش از 4 یا 5 فاصله را نمی توان از این کابل‌ها استفاده نمود چراکه در غیر اینصورت با تلفات زیاد روبه رو شده و افت ولتاژ انتهای خط بیش از حد مجاز استاندارد خواهد شد.

روکش عایق کابل های خودنگهدار به دلیل قرار گرفتن طولانی مدت در آفتاب و تحمل گرما و سرمای فصول مختلف سال ترک برداشته و در باران به شدت آسیب پذیر می باشند. با آمدن باران میزان خاموشی های ناشی از این اتفاق به حدی است که شرکت های توزیع به سختی می توانند جوابگوی مشکلات ناشی از اتصالات رخ داده شده و قطعی های آن باشند.

از دیگر مسائلی که استفاده از این کابل های جدید را با مصائبی همراه کرده است اتصال شبکه و سیم مسی به کابل خودنگهدار و آلومینویم است که وجود این دو فلز در کنار هم باعث خوردگی بالایی شده و در مدت زمان کوتاهی این خوردگی باعث آرک زدن و قطعی برق می شود.

با توجه به مشکلات ناشی از بکارگیری هادی‌های لخت وخطرات وحوادث ناشی از آن از جمله شرایط آب وهوایی، اتصال کوتاه های موقت و دایمی، برخوردشاخه های درختان، صدمات ناشی از حیوانات وپرندگان وخوردگیهای شیمیایی که می تواند منجر به قطعی برق وافزایش انرژیهای توزیع نشده گردد، رویکرد به هادی روکشدار و کابل خودنگهدار می تواند بسیار موثر باشد.

از دیگر مشكلات عمده اكثر شركتهای توزیع برق‌، احداث شبكه در محلات قدیمی شهرها، در مناطق پر درخت و بطور كلی مسیرها و معابر كم عرض می‌باشد. این مشكل از جمله مشکلاتی است كه تامین برق مطمئن، سرویس دهی منظم و كم خطر را با اشكال مواجه می‌سازد.

در مناطقی از شهرهای بزرگ با توجه به وجود بافت شهری فرسوده و وجود معابر بسیار كم عرض و غیراستاندارد عدم وجود حریم و فضای كافی و مناسب برای سیمهای هوایی، صخره ای بودن مسیر برای كابل كشی زمینی و نبود امكانات و دشواری تردد تجهیزات و ماشین آلات در مناطق كوهستانی و خارج از شهر، شركت‌های توزیع را ناگزیر به كارگیری انواع هادیهای روکشدار بویژه كابلهای خودنگهدار (و در ایران عمدتا از نوع فشار ضعیف) نموده است.

مزایایی عمده استفاده از كابل خود نگهدار در شبكه‌های هوایی توزیع برق عبارتند از:

۱) افزایش قابلیت اطمینان شبكه در مقابل شرایط جوی و اتفاقات ناشی از برخورد اشیاء خارجی

۲) كاهش انرژی توزیع نشده به مقدار قابل ملاحظه

۳) كاهش هزینه شاخه زنی در مناطق مشجر

۴) كاهش تلفات با از بین رفتن جریان نشتی در درختان و تجهیزات

۵) كاهش خطر آتش سوزی در مناطق مشجر و جلوگیری از تخریب محیط زیست و مرگ حیوانات

۶) آزادی عمل بیشتر در طراحی خطوط به دلیل كاهش فاصله حریم كابلهای خود نگهدار

۷) امكان نصب خط جدید كابل خود نگهدار در كنار خط قبلی بر روی یك تیر

۸) امكان نصب كابل خود نگهدار فشار ضعیف بر روی پایه‌های موجود خطوط ۲۰ كیلو ولت

۹) امكان نصب خطوط تلفن و فیبر نوری روی یك پایه مشترك با حفظ حریم ۵/۰ متر

۱۰) راحتتر بودن ترمیم تیر شكستگی در خطوط كابل خود نگهدار در قیاس با خطوط هوایی معمول و استمرار در ارائه سرویس به مشتركین

۱۱) امكان زیباسازی شهری با مخفی كردن كابلهای خود نگهدار از انظار عمومی با عبور دادن كابل از روی دیوار و یا مخفی كردن آن در كانال های مخصوص

۱۲) مقاوم بودن نسبت به خوردگی و در نتیجه كاهش پارگی خطوط فشار ضعیف

۱۴) كاهش میزان استفاده های غیر مجاز از برق

۱۵) تفاوت هزینه كم و قابل جبران از محل صرفه جوئی در خسارت خاموشیها

۱۶) امكان نگهداری و سرویس هنگامی كه خط برقدار است

۱۷) كاهش هزینه‌های نگهداری ( كاهش سیستماتیك شاخه زنی درختان و جایگزینی و تعویض مقره‌های شكسته و...)

۱۸) افزایش ایمنی در هنگام كار بر روی خطوط و كاهش خسارتها و ضایعات ناشی از برق گرفتگی

۱۹) امكان استفاده در معابر باریك و تنگ

۲۰) کاهش احتمال اضافه ولتاژهای ناشی از رعد و برق

۲۱) بر خلاف سیمهای لخت، كابلهای خودنگهدار (self damping) بوده لذا ارتعاشات آنها در اثر باد ناچیز و امكان طویل نمودن اسپنها میسر است.

۲۱) استفاده از پایه های باكلاس پایین به سبب سبك بودن كابل

۲۲) بدلیل اینكه وزن كابلها سبك بوده و بصورت باندل هستند لذا زمان نصب كوتاهتر میشود.

۲۳) امكان استفاده از پایه های كوتاه به سبب عایقدار بودن هادیها

۲۴) امكان افزایش ظرفیت خط و نصب مدار جدید بر روی پایه ها

۲۵) راكتانس پایین كابلهای خودنگهدار نسبت به شبكه سیمی هوایی

در مواردی که استفاده از خطوط با هادیهای لخت منجر به بروز حوادث گذرا می شود و یا اینکه رعایت حریم و سایر نکات فنی و ایمنی شبکه برق مقدور نیست استفاده از کابلهای خود نگهدار هوایی راه حل منطقی است. از عمده ترین این موارد می توان به مسیرهایی اشاره نمود که دارای عرض کم بوده و یا در آنها موانعی از قبیل ردیف درختان وجود دارد.

همانطور که می دانیم کابلهای خود نگهدار دارای هادی آلومینیومی و عایق پلی اتیلن کراس لینک می باشند و برای نصب این کابلها برروی پایه ها نیاز به یک سیم نگهدارنده (massenger ) می باشد که جنس این سیم برای کابلهای ۲۰kv از فولاد و برای کابلهای فشار ضعیف از آلیاژ آلومینیوم می باشد. در کابل خود نگهدار فشار ضعیف از سیم نگهدارنده بعنوان سیم نول نیز استفاده خواهد شد.

در طراحی خطوط با کابلهای خودنگهدار در دو سطح ولتاژ فشار متوسط و فشار ضعیف به ترتیب سطح مقطع‌های زیر مورد نظر قرار گرفته است که این طراحی قابل تعمیم برای سطح مقطع‌های دیگر نیز می باشد.

سطح مقطع mm۲ ۶۵+ ۱۲۰× ۳ برای فشار متوسط و ۷۰+۲۵+۹۵×۳ برای فشار ضعیف که سیم نگهدارنده آنها به ترتیب ۶۵ و ۷۰ می باشد و سطح مقطع ۲۵ در فشار ضعیف برای سیستم روشنایی معابر می باشد.