هادی‌های ولتاژ بالا نقش مهمی در انتقال کارآمد و ایمن برق در فواصل طولانی ایفا می‌کنند. این کابل‌های ویژه برای مقاومت در برابر ولتاژ بالا و حمل مقادیر زیادی الکتریسیته طراحی شده‌اند و اجازه می‌دهند انرژی از نیروگاه‌های تولید کننده به مکان‌‎هایی که مورد نیاز است منتقل شوند. انواع کابل فشار قوی دارای ویژگی‌ها و قدرت‌های متفاوتی هستند که ما در ادامه به معرفی هر کدام می‌پردازیم.

کابل فشار قوی چیست؟

ولتاژ بالا به طور کلی به ولتاژهای بالای ۳۵ کیلو ولت اشاره دارد. در بعضی جاها به کابل‌های فشار متوسط ۱kV-35kV کابل فشار قوی نیز می‌گویند. این ولتاژهای بالا برای انتقال مقادیر زیادی از توان الکتریکی در فواصل طولانی ضروری هستند. هادی‌های ولتاژ ،برای کابل‌های ولتاژ بالا عناصر کلیدی هستند؛ زیرا امکان به حداقل رساندن تلفات انرژی و تضمین یک منبع مطمئن را فراهم می‌کنند.

ولتاژهای بالاتر از ۱۱۰ کیلو ولت به عنوان کابل‌های فشار قوی فوق العاده شناخته می‌شوند. کابل‌های UHV نوعی کابل برق هستند که با پیشرفت مداوم فناوری کابل پدید آمده‌اند. این کابل یک کابل فشار قوی با محتوای فنی بالا است که عمدتاً برای برق مسافت‌های طولانی ساخته شده‌اند. کابل‌های Los HV برای استفاده زیرزمینی هستند. کابل‎های برق فشار قوی ZMS مقاومت خوبی در برابر خوردگی، در برابر نیروهای مکانیکی و فشار خارجی دارند.

سطوح ولتاژ بالا

سطوح مختلف ولتاژ بالا بسته به استانداردها و مقررات خاص وجود دارد. برخی از محدوده‌های رایج ولتاژ شامل موارد زیر است.

• ولتاژ بالا (AT)

به ولتاژهای ۳۵ کیلو ولت تا ۶۹ کیلو ولت اشاره دارد. هادی‌های فشار قوی به طور گسترده در سیستم‌های توزیع برق در مناطق شهری و روستایی استفاده می‌شود.

• ولتاژ فوق العاده بالا (EAT)

در محدوده ۶۹ کیلو ولت تا ۲۳۰ کیلو ولت است. هادی‌های EAT عمدتاً در انتقال برق از راه دور، اتصال شبکه و تامین صنایع بزرگ استفاده می‌شوند.

• ولتاژ فوق العاده بالا (UAT)

شامل ولتاژهای ۲۳۰ کیلو ولت تا چند صد کیلو ولت می‌باشد. هادی‌های UAT در پروژه‌های انتقال برق از راه دور به عنوان خطوط اتصال بین کشورها یا مناطق استفاده می‌شوند.

انواع کابل فشار قوی

کابل‌های فشار قوی دارای انواع مختلفی است که هر کدام با توجه به نوع و مدلی که دارند، کاربردهای متفاوتی دارند. برای این که بدانید هر کدام چه کاربردی دارند به ادامه مطلب توجه داشته باشید.

هادی های فشار قوی بالای سر

انواع مختلفی از هادی‌های سقفی در انتقال ولتاژ بالا استفاده می‌شود. برخی از رایج‌ترین آن‌ها موارد زیر است.

سیم های آلومینیومی

این هادی‌ها عمدتاً از آلومینیوم تشکیل شده‌اند و به دلیل وزن سبک، هدایت الکتریکی خوب و مقاومت در برابر خوردگی به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. کابل‌های آلومینیومی Los نسبت هزینه به عملکرد عالی را ارائه می‌دهند. این باعث می‌شود که آن‌ها به یک انتخاب محبوب برای انتقال نیروی الکتریکی تبدیل شوند.

کابل های آلیاژ آلومینیوم

این هادی‌ها از آلیاژ آلومینیوم ساخته شده‎اند که می تواند شامل عناصر دیگری مانند سیلیکون، مس و منیزیم باشد. ترکیب این آلیاژها ویژگی‌های مکانیکی هادی آلومینیومی خالص را بهبود می‌بخشد، مانند مقاومت در برابر خستگی و توانایی تحمل بارهای سنگین‌تر. کابل‌های آلیاژ آلومینیوم برای شرایطی که ظرفیت بار بالاتر و مقاومت بیشتر در برابر شرایط آب و هوایی سخت مورد نیاز است ایده آل هستند.

کابل های فولادی تقویت شده

این محرک‌ها مانند هادی‌های ACSR از یک هسته فولادی ساخته شده‌اند که توسط لایه‌های متحدالمرکز آلومینیوم پوشانده شده است. ترکیب فولاد و آلومینیوم مقاومت مکانیکی بالایی را ایجاد می‌کند و به آن اجازه می‌دهد تنش‌های بیشتری را تحمل کند. کابل‌های تقویت‌شده فولادی به‌ویژه برای مناطقی که شرایط آب و هوایی شدید انتظار می‌رود، مانند بادهای شدید یا یخ، مناسب هستند.

معمولا هادی‌های سقفی به دلیل هزینه نسبتا پایین، سهولت نصب و نگهداری و توانایی مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی مختلف، به طور گسترده در انتقال ولتاژ بالا استفاده می‌شوند. انتخاب نوع هادی سقفی به عواملی مانند فاصله انتقال، ظرفیت بار مورد نیاز و نیازهای مقاومت مکانیکی بستگی دارد.

هادی های زیرزمینی فشار قوی

معمولا هادی‌های ولتاژ بالا، هوایی هستند و به ندرت کابل‌های فشار قوی زیرزمینی وجود دارد؛ زیرا هوا یک عایق و زمین یک رسانا است. بنابراین، تمام کابل‌های زیرزمینی برای جلوگیری از نشت برق نیاز به عایق دارند. هزینه عایق کاری کابل‌های فشار قوی زیرزمینی به قدری بالاست که فقط در بخشی از شهرداری‌های شهرهای بزرگ استفاده می‌شود. هادی‌های فشار قوی زیرزمینی اصولا از هادی‌های مسی استفاده می‌کنند که راندمان انتقال بالاتری نسبت به هادی‌های آلومینیومی دارند.

هادی های فشار قوی ویژه

علاوه بر هادی‌های سربار و زیرزمینی، انواع دیگری از هادی‌های فشار قوی نیز در موارد خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. رایج‌ترین آن‌ها کابل‌های زیردریایی HVDC هستند.

کابل‌های زیردریایی (Los HVDC (High-Voltage Direct Current یکی از رایج‌ترین هادی‌های فشار قوی هستند که در موارد خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. این کابل‌ها به طور ویژه برای انتقال جریان مستقیم در فواصل طولانی زیر آب طراحی شده‌اند.

این هادی‌های ولتاژ بالا با مواد و عایق‌های با کیفیت ساخته شده‌اند که آن‌ها را در برابر شرایط دریایی از جمله فشار آب، خوردگی و تداخل الکترومغناطیسی مقاوم می‌کند. علاوه بر این، آن‌ها برای مقاومت در برابر ولتاژهای DC بالا و حفظ انتقال پایدار در فواصل زیر آب طراحی شده‌اند. جنس این کابل‌ها از پلی اتیلن (XLPE)، مس، آلومینیوم و PVC ساخته شده‌اند. اگر می‌خواهید قیمت پلی اتیلن را با جزئیات بیشتری بدانید بهتر به مقاله قیمت کابل XLPE نگاهی بیندازید.

هر چه درجه ولتاژ هادی بیشتر باشد، ضخامت آن بیشتر است؟

در واقع هیچ رابطه مستقیمی بین ضخامت هادی و ولتاژ آن وجود ندارد. طبق قانون اهم I = U/R، هر چه کشش بیشتر باشد، جریانی که ارسال می‌کند کمتر است. هدف از انتقال ولتاژ بالا کاهش جریان است. هر چه سطح مقطع هادی بیشتر باشد، جریان بیشتری را می‌تواند حمل کند. و با کاهش جریان می‌توان از هادی ظریف‎تری استفاده کرد.

در طول انتقال واقعی الکتریسیته، توزیع جریان به دلیل تأثیر میدان الکترومغناطیسی به سطح هادی نزدیک می‌شود. در این حالت ضخیم شدن هادی باعث کاهش امپدانس می‌شود. با این وجود، هادی‌هایی که بیش از حد سنگین هستند می‌توانند باعث ناپایداری یا باعث افزایش سرسام آور هزینه کابل‌ها شوند.

چرا از هادی اسپلیت اغلب در کابل های فشار قوی استفاده می شود؟

هادی‌های اسپلیت برای افزایش راندمان انتقال کابل‌های فشار قوی استفاده می‎شوند. استفاده از هادی‌های چند رشته‌ای برای حمل نیرو که در غیر این صورت توسط یک هادی واحد حمل می‌شود، می‌تواند شعاع معادل کابل را افزایش دهد. در عین حال، می‎تواند مقدار مواد مورد استفاده را کاهش دهد.

به عنوان مثال، اگر به جای هادی اصلی با ضخامت ۱۶ سانتی متر از چهار هادی رشته‎ای تقسیم شده استفاده شود، تنها به چهار هادی ۲ سانتی متری نیاز است. و وزن کل این کابل کشش بالا ۱/۴ از محلول اصلی است.

نتیجه گیری

در نتیجه، هادی‌های ولتاژ بالا نقش مهمی در انتقال کارآمد و قابل اعتماد مقادیر زیاد توان الکتریکی در فواصل طولانی دارند. از کابل‌های بالا سر یا هوایی گرفته تا کابل‌های زیردریایی HVDC، هر کدام برای برآوردن الزامات فنی و زیست‌محیطی طراحی شده‌اند. با پیشرفت تکنولوژی و افزایش تقاضا برای انرژی، انواع کابل فشار قوی برای اطمینان از انتقال کارآمد و پایدار برق به تکامل خود ادامه خواهند داد. هر گونه سوال یا درخواستی درباره انواع کابل و تجهیزات برقی همچون قیمت کابل خشک دارید، می‌توانید از وب سایت و فروشگاه برق زوم کمک بگیرید.