مقالات

کابل زمینی چیست؟

کابل زمینی

انواع کابل زمینی، برای مکان هایی مناسب هستند که استفاده از خطوط هوایی به دلیل موانع و خطرات ناشی از آن دشوار است. انواع مختلفی از کابل ها وجود دارد که عمدتاً برای کنترل محدوده خاصی از ولتاژها ساخته می شوند. هر کدام از انواع کابل ها مزایا و معایب خود را دارند. با این حال، مزایای کلی کابل های زمینی بیشتر از معایب آن ها است.

کاربرد کابل زمینی

از کابل‌ زمینی، برای انتقال و توزیع نیروی الکتریکی در جایی که استفاده از خطوط هوایی غیرممکن است، استفاده می کنند. به عنوان مثال، از این کابل ها در مناطق پر جمعیت، خطوط تلفن و کارخانه ها استفاده می شود.کابل های زمینی راه حلی مقرون به صرفه و قابل توجیه، برای کل خطوط برق فشار قوی هستند. با استفاده از فناوری مناسب، می‌توان اثرات زیست محیطی کابل ‌های زمینی را به حداقل رساند.

در اطراف نیروگاه ‌ها، پست ‌ها یا گذرگاه ‌های وسیع آب (کابل های زیر دریایی)، به دلایل مختلف، اجازه عبور جریان برق را به وسیله ی کابل هوایی نمی‌دهند. از همین رو است که استفاده از کابل های زیرزمینی، احساس می شود. این را باید افزود، نوع کابل های مورد استفاده به ولتاژ و سرویس مورد نیاز بستگی دارد.

پیشرفت های اخیر در طراحی و ساخت، منجر به توسعه کابل های مناسب برای استفاده در ولتاژ بالا شده است. این امر، امکان استفاده از کابل زمینی را برای انتقال نیروی برق، در فواصل کوتاه یا متوسط ​​فراهم کرده است. در واقع به وسیله ی کابل های زمینی، بار الکتریکی مثبت به صورت کاملا امن از داخل زمین عبور می کند.

کابل‌ های زیرزمینی، شامل یک هسته مرکزی یا تعدادی هسته (دو، سه یا چهار) از هادی‌ های مسی و عایق شده هستند. گاهی نیز از هادی آلومینیومی ساخته می شوند. یک غلاف فلزی از سرب، آلیاژ یا آلومینیوم در اطراف عایق، برای محافظت از آن در برابر نفوذ رطوبت در نظر گرفته شده است. هزینه سنگین اولیه، تنها مانعی است که استفاده از کابل زمینی را برای انتقال و توزیع نیروی برق مناسب نمی کند.

انواع و کاربرد کابل زمینی

ساخت کابل زیرزمینی

انتخاب نوع کابلی که برای یک موقعیت خاص مورد نیاز است، با در نظر گرفتن ولتاژ لازم و شرایط مکانیکی تعیین می گردد. با توجه به ولتاژ، این کابل ها به عنوان کابل های ولتاژ پایین، برای ولتاژ کاری تا 1 کیلو ولت، کابل های فشار قوی برای ولتاژ کاری تا 11 کیلو ولت، کابل های فشار فوق العاده برای ولتاژ کاری تا 33 کیلو ولت طبقه بندی می شوند.

درجه بندی جریان کابل زمینی، جدا از فاکتورهای فوق به تعداد زیادی از عوامل دیگر مانند روش کابل گذاری، فاصله بین کابل ها، تعداد هسته ها و هدایت حرارتی خاک نیز بستگی دارد. تولیدکنندگان کابل از عوامل چند برابری برای مراقبت از هر یک از آن ها استفاده می کنند.

انواع کابل زمینی از نظر جنس

بر اساس نوع ساخت، کابل های زمینی به بدین شکل طبقه بندی می شوند:

  1. کابل تسمه ای

در چنین کابل‌ هایی، هادی ‌ها که به طور معمول دارای سه دسته هستند، با یکدیگر بسته بندی می ‌شوند و سپس با یک تسمه، بسته خواهند شد. در این گونه کابل زمینی، هر هادی با استفاده از کاغذ آغشته به دی الکتریک مناسب، عایق بندی می گردد.

شکاف بین هادی ها و تسمه کاغذ عایق، با مواد دی الکتریک فیبری مانند جوت یا هسین پر می شود. این، باعث انعطاف پذیری و همچنین شکل دایره ای می گردد. لایه جوت، توسط یک غلاف فلزی، جهت محافظت پوشانده می شود. یکی از ویژگی های خاص این دسته از کابل ها این است که شکل آن ممکن است به طور کامل دایره ای نباشد. آن ها برای استفاده موثرتر از فضای موجود، غیر دایره ای نگه داشته می شود.

چنین ساخت و سازهایی در کابل زمینی محدودیت هایی دارد. از آنجایی که میدان الکتریکی مماسی است، عایق ارائه شده، تحت فشار است. در نتیجه، قدرت دی الکتریک در طول زمان کاهش می یابد. بنابراین، چنین ساختاری برای سطوح ولتاژ بالاتر از 11 کیلو ولت ترجیح داده نمی شود.

2. کابل اسکرین

این نوع از کابل، بیشتر به عنوان H-type و S.L تقسیم می شود:

کابل های H-Type:

کابل اسکرین، اولین بار توسط M. Hochstadter طراحی شد. سه هسته به صورت جداگانه با کاغذ عایق بندی شده، و سپس توسط یک صفحه یا پوشش فلزی پوشانده می شود. این کابل­ها، دارای روکش های فلزی سوراخ دار هستند. در نتیجه، چنین ساختاری در کابل زمینی، به سه صفحه فلزی اجازه می دهد تا یکدیگر را لمس کنند.

سپس این سه روکش فلزی، در یک نوار فلزی که معمولاً از مس ساخته شده با هم گروه بندی می شوند. بنابراین، یک غلاف سربی، این سازه را احاطه کرده است. در نهایت، روکش های فلزی و غلاف به زمین متصل می شوند. مزیت بارز این کابل ­ها تنش های الکتریکی شعاعی هستند و اتلاف گرما را بهبود می بخشند.

ساختار کابل ها

کابل های نوع S.L:

کابل های زمینی، شبیه کابل های نوع H هستند. بنابراین، در کابل زمینی، ضرورت استفاده از غلاف که پیش از این در موارد دیگر مورد استفاده بود، از میان می رود.

مزیت چنین ساختاری این است که احتمال خرابی هسته تا حد زیادی به حداقل می رسد. همچنین انعطاف پذیری کابل بهبود خواهد یافت. این در حالی است که محدودیت ها شدید است. چنین ساخت و سازی فقط برای ولتاژ تا 66 کیلو ولت مناسب خواهد بود.

غلاف ‌های جداگانه نازک‌ تر هستند به همین دلیل در صورت وجود عیوب ساختمانی، ممکن است رطوبت وارد کابل شود و قدرت دی الکتریک آن را کاهش دهد.

کابل های نوع H.S.L:

این نوع کابل ترکیبی از نوع H و S.L است. در کابل زمینی، هر هسته عایق شده و با غلاف های سربی مجزا پوشیده می شود.

3. کابل های فشار

برای ولتاژهای بالاتر از 66 کیلو ولت، تنش های الکترواستاتیکی در کابل ها، از مقادیر قابل قبول فراتر رفته و کابل های جامد غیر قابل اعتماد می شوند. از این رو، به جای کابل های جامد، از کابل های فشار استفاده می گردد. به طور معمول، چنین کابل هایی در انواع کابل زمینی، پر از روغن، نفت یا گاز هستند.

کابل های پر شده با روغن:

روغن در کابل های روغنی، تحت فشار مناسب، از طریق کانال هایی مخصوص، به گردش در می آید. در واقع عایق کاغذی کابل ها، به روغن آغشته شده و سپس هنگام گرم شدن، روغن اضافی، وارد ظرف انبساط که در انتهای کابل قرار گرفته است، می شود. با جمع شدن روغن، فشار روغن داخل ظرف افزایش پیدا می کند. بعد از خنک شدن کابل، روغن ها از داخل ظرف به سمت کابل حرکت می کنند تا فشار متعادل شود. این روند دائما در حال تکرار است.

کابل های پر از گاز:

 گاز تحت فشار که معمولاً نیتروژن خشک است، در اطراف کابل ها در یک لوله فولادی هوادار به گردش در می آید. چنین کابل زمینی، مقادیر بیشتری از جریان بار را حمل کرده و می تواند برای ولتاژهای بالا به خوبی کار کند. این کابل ها به صورت تک رشته و چند رشته ساخته می شوند. اغلب روی این کابل ها یک لازه زره فولادی وجود دارد.

انواع کابل زمینی از نظر سایز

کابل های زمینی، بر اساس سایز و تعداد هادی هایی که در آن ها به کار رفته است، طبقه بندی می شوند. آن ها می توانند به عنوان کابل تک، سه یا چهار هسته ای، دسته بندی گردند.

معمولا از کابل های زمینی برای تامین برق سه فاز استفاده می کنند. از کابل های 3 هسته ای برای ولتاژهای 66 کیلو ولت استفاده می شود. برای ولتاژهای بالاتر، کابل های 3 هسته ای بیش از اندازه حجیم می شوند.

نصب کابل های زمینی

مزایا و معایب کابل زمینی

در اینجا لیستی از مزایا و معایب کابل های زمینی را آورده ایم:

مزایای کابل های زیرزمینی:

  1. این کابل ها می توانند بارهای برق اضطراری را جذب کنند.
  2. برای نصب آن نیاز به یک باند کوچک زمین است.
  3. رعد و برق به ندرت به سیم کشی کابل زیرزمینی متصل می شود.
  4. کابل زمینی در برابر تغییرات آب و هوایی، کمترین حساسیت را دارد.
  5. احتمال خرابی کابل ها کاهش پیدا می کند.
  6. به وسیله ی این کابل ها، دزدی بسیار سخت شده و خرابکاری یا ارتباطات غیرقانونی، تقریبا غیر ممکن می شود.
  7. کابل زمینی EMFs (میدان های الکتریکی و مغناطیسی) را کاهش داده و مشکلات بالقوه سلامتی را حذف می کنند.
  8. کابل های زمینی برای محیط زیست مضر نبوده و برای پرواز هواپیماها نیز خطری ندارند.

معایب کابل های زیرزمینی:

اینها معایب کابل زمینی هستند:

  1. تعمیر و نگهداری کابل های زیرزمینی به دلیل کابل کشی در زیر زمین در مقایسه با خطوط هوایی، بسیار دشوار است.
  2. هزینه کابل های زیرزمینی بسیار زیاد است. در واقع هزینه کابل های زیرزمینی در مقایسه با خطوط هوایی سه برابر بیشتر است.
  3. در صورت خرابی سیستم، کشف و رفع شکستگی سیم، سخت است. علاوه بر این، روزها یا هفته های زیادی طول می کشد تا بر این مشکل غلبه کنید
  4. یک اشکال زیست محیطی نیز رخ می دهد. ممکن است شرکتی در هنگام حفاری خاک به هر دلیلی مانند کاشت درخت، به سیم های مدفون شده برخورد کند.
  5. احتمال آسیب کابل زمینی هنگام وقوع زلزله، بسیار زیاد است.

دلایل خرابی کابل زمینی

از جمله دلایل خرابی کابل زمینی، می توان به موارد ذیل اشاره نمود:

آسیب دیدگی مکانیکی:

در این شرایط، لایه های مختلف مانند غلاف، هادی و عایق آسیب می بینند. به دلیل صدمات، کابل ممکن است کار نکند. آسیب دیدگی ممکن است به دلیل حوادث، بی احتیاطی، کشش بیش از حد در حین نصب، خمیدگی های تند، نصب با عجله همراه با خستگی، انقباض متناوب، آسیب دیدگی در حین حفاری، فشار بیش از حد و مسیریابی و نگه داشتن در موقعیت نامناسب، رخ دهد.

خرابی دی الکتریک:

افزایش تلفات دی الکتریک، باعث خرابی کابل زمینی می شود. این عامل ممکن است به دلیل افزایش ولتاژ سرویس واضافه باری که باعث افزایش دما شده است، باشد.

خرابی حرارتی:

عایق به دلایل متعددی می تواند تخریب شود. از آن جمله می توان به افزایش ناگهانی دما، بالا رفتن دما به جهت اضافه بار، یونیزه شدن عایق در نقطه داغ، تشکیل فضای خالی، تخلیه جزئی و جریان نشتی اشاره نمود. آن ها می توانند از دلایل تخریب حرارتی عایق به شمار آیند.

آسیب دیدگی شیمیایی:

خوردگی ورق در کابل زمینی، عامل خرابی است که به دلایلی همچون آلودگی شیمیایی در خاک، زنگ زدگی قفسه ها یا لوله ها و غیره رخ می دهد.

خرابی به دلیل فرسودگی:

اگر کابل زیرزمینی سال‌ ها در کنار هم قرار داشته باشد، ممکن است به دلیل قدیمی بودن، فرسودگی سرویس و یا عدم عایق کاری مناسب، دچار خرابی شوند.

علت خرابی کابل های زیرزمینی

سخن آخر

این مقاله سعی کردیم اطلاعات جامعی درباره کابل زمینی در اختیار شما قرار دهیم. اگر به دنبال اطلاعات بیشتر پیرامون عایق سیم و کابل، انواع لوله برق و انواع کابل شبکه هستید، می توانید، سایر مقاله های خراسان الکتریک را مطالعه کنید. همچنین اگر قصد خرید سیم و کابل خراسان الکتریک را دارید می توانید از طریق همین سایت اقدام کنید.

منابع: electricalindia , electricaleasy 

خراسان الکتریک

سوالات متداول

  • چه استفاده ای از کابل زمینی می کنند؟

از کابل‌ زمینی، برای انتقال و توزیع نیروی الکتریکی در جایی که استفاده از خطوط هوایی غیرممکن است، استفاده می کنند.

  • کابل زمینی چند نوع است؟

کابل های زمینی به چند دسته تقسیم می شوند. از جمله دسته بندی آن ها می توان به کابل تسمه ای، کابل اسکرین و کابل فشار اشاره کرد.

۱
۲
۳
۴
۵
میانگین امتیازات ۵ از ۵
از مجموع ۳ رای
بازگشت به لیست

4 دیدگاه در “کابل زمینی چیست؟

  1. روژان گفت:

    سلام
    کابل خود نگهدار کابل زمینیه یا هوایی؟

    1. maryam گفت:

      سلام. کابل خودنگهدار از نوع کابل هوایی است. اگر نیاز به اطلاعات بیشتر دارید می توانید مقاله انواع کابل هوایی را مطالعه کنید.

  2. javad tna گفت:

    سلام. اگر کابل خودنگهدار و کابل آلومینیوم بخوام باید چیکار کنم؟

    1. maryam گفت:

      سلام برای خرید کابل خودنگهدار و خرید کابل آلومینیوم می توانید از طریق لینک های قرار داده شده اقدام و خرید خود را نهایی کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *