( برای درک بهتر نسبت به ساختار لایه های کابل، به شکل بالا توجه کنید. )

اطلاعات تکمیلی

• رسانایی : رسانایی آلمینیوم 61 در صد رسانایی مس است.
• چگالی : چگالی آلمینیوم در حدود یک سوم چگالی مس است.
• سطح مقطع : برای رسانایی برابر، به آلمینیوم با سطح مقطع 1.6 برابر مس نیاز است.
• قیمت : علارغم آنکه قیمت مس و آلمینیوم روزانه و باتوجه به تغییرات بورس فلزات لندن (LME) تغییر می یابد. در مورخ انتشار این مطلب به تاریخ 15 دسامبر 2018 – معادل دوشنبه 8 مهر ماه 1398 ، قیمت هر تن مس در بورس فلزات لندن برابر با 5714 دلار در برابر قیمت هر تن آلمینیوم به قیمت 1713 دلار می باشد.
• موارد استفاده از آلمینیوم : رساناهای آلمینیوم همراه رشته های فولادی ( نظیر کابل های هاینا، ACSR و … ) در خطوط هوایی کاربرد دارند. ( بیش از نیم قرن ) – خطوط زمینی فشار ضعیف ( استفاده کمتر نسبت به مس )
• معایب استفاده از آلمینیوم : 1- پوسته اکسیدی روی آن پس از مدتی ظاهر شده که از رسانایی آن بخصوص در نقاط اتصال می کاهد ( مفصل ها و سرکابل ها ) که به روش هایی برای زدایش آن ها می پردازند. 2- توانایی کم در برابر تنش های وارده (به عنوان مثال در صورتی که کابل در فرایند کابل کشی با پیچ به جایی محکم شود، نقطه ای با مقاومت زیاد ایجاد شده که در اثر عبور جریان، کابل گرم شده و با گرم شدن بیش از حد سرانجام از هم گسیختگی هادی منجر می شود.) 3- تجهیزات در سطح ولتاژ پایین بیشتر برای کابل های مسی طراحی شده اند به همین دلیل در عمل کابل های آلمینیومی بیشتر در مقاطع بالای 50 میلی متر مربع مورد بهره برداری قرار می گیرند.
•  ACSR : به اختصار یعنی Aluminium-conductor steel-reinforced  (کابل با هادی آلمینیوم که با فولاد تقویت شده – فولاد در مرکز، آلمینیوم دور فولاد تابانده شده)
• هاینا (Hyena) : کابل ACSR با سطح نامی 100 میلی متر مربع آلمینیوم ( سطح مقطع واقعی 105 میلی متر آلمینیوم و نزدیک 20 میلی متر مربع فولاد ) می باشد. این کابل در لغت به معنای کفتار است، شاید برای شما جالب باشد که بدانید در استاندارد BS 215  که مخصوص کابل های آلمینیومی است، هر سطح مقطع نامی از کابل های آلمینیوم با نام یک حیوان به عنوان کد، نام گذاری شده است، از این دست می توان به کابل های آلمینیوم DOG، WOLF، RABBIT، FOX و … که به ترتیب به معنی روباه، خرگوش، گرگ و سگ است اشاره نمود.

اطلاعات تکمیلی :

• نیمه رسانا : موادی هستند که خاصیتی بین مواد عایق و رسانا را دارند، این مواد در حالت طبیعی خاصیت عایقی دارند اما می توانند با افزایش مقداری ناخالصی به ان ها هدایت الکتریکی آن ها را افزایش داد، همچنین هدایت الکتریکی در این مواد با افزایش دما می تواند افزایش یابد.
• LV : ولتاژ پایین Low Voltage ( محدوده ولتاژ کمتر از 1000 ولت که شامل تاسیسات شهری با ولتاژ سه فاز 600 و 400 ولت و ولتاژ تک فاز خانگی 220 ولت می شود.)
• MV : ولتاژ متوسط  Medium Voltage ( محدوده ولتاژ 1000 ولت تا 69 کیلو ولت که شامل خطوط توزیع 11 کیلوولت، 20 کیلوولت، 33 کیلوولت و 69 کیلو ولت می باشد. )
• HV : ولتاژ بالا High Voltage ( محدوده ولتاژی بین 69 کیلوولت تا 400 کیلوولت که شامل خطوط انتقال 132 کیلولت، 230 کیلوولت و 400 کیلوولت می باشد.)
• EHV : ولتاژ بسیار بالا Extra High Voltage ( محدوده ولتاژ بین 230 کیلوولت تا 1100 کیلوولت که به علت عدم وجود رنج آن در کشور، این رنج در ایران کاربرد ندارد.)

اطلاعات تکمیلی

• PVC : پی وی سی یا پلی وینیل کلراید، ترکیبی شیمیایی است که از افزودن کلر به اتیلن به دست می آید. (بسپاری با ساختار قطبی است)
• XLPE : پلی اتیلن کراس لینک یا بسپار اتیلن کراس لینک می باشد. به دلیل آن که در دمای بالاتر از 70 درجه پلی اتیلن نرم می شود، مصرف آن محدود شده است. با استفاده از فرآیند بسپار یا پختن ساختار ملوکول های خطی آن برهم زده شده و با تشکیل مولکول های بزرگ شبکه شبکه و در هم تنیده، ماده ای حاصل می شود که قدرت تحمل دمای آن تا 90 درجه سانتی گراد نیز افزایش می یابد. این ماده که همانند بسپار پلی اتیل، بسپاری ناقطبی محسوب می شود. ویژگی های برجسته تری نسبت به PVC را دارا می باشد.
• سایر مواد عایقی : پلی اتیلن PE نیز ماده دیگری می باشد که در مواردی به عنوان عایق در کابل های قدرت از آن استفاده می گردد. سایر مواد از جمله کاغذهای روغنی، سیلیکون SILICONE، تی پی ای TPE رابر RUBBER، فایبرگلاس FIBER GLASS، مواد هالوژن فری HALOGEN FREE و … در سایر انواع کابل ها بیشتر ( کنترلی، ابزاردقیقی و … ) کاربرد دارند.

اطلاعات تکمیلی

• کابل کنترل و ابزاردقیق : دسته ای از کابل ها هستند که برای انتقال دیتا به کار می روند. جریان عبوری از آن ها د بیشترین حالت در حد چند آمپر و سطح مقاطعی بسیار کوچک در قیاس با کابل های قدرت دارند،  (معمولا هر رشته از آن ها کمتر از 1 میلی متر مربع است)، حساسیت زیادی به نویز و میدان های مغناطیسی اطراف دارند، این کابل ها برخلاف کابل های قدرت می توانند از یک یا دو رشته تا 70 ، 80 رشته نیز باشند ( بسته به نیاز و محاسبات )، ولتاژ اسمی آن ها معمولا در محدوده کمتر از 1000 ولت می باشد
• کابل قدرت یا پاور : دسته ای از کابل ها که برای انتقال جریان به کار می روند. سطح مقاطع آن ها از 0.5 میلی متر مربع تا 500 میلی متر مربع نیز می باشد. حساسیت کمی به نویز دارند، ولتاژ اسمی آن ها از 230 ولت تا چند صد کیلوولت را در برمی گیرد.
• انواع شیلد : : شیلد در کابل های کنترل و ابزاردقیقی معمولا از جنس برید BRAID (بافته شده ) و فویل (FOIL) و در کابل های قدرت معمولا از جنس مفتول مس همراه با شیت مس یا لایه های سرب و آلمینیومی می باشد. مواد از جنس های دیگری نیز برای شیلد استفاده می گردند که شاید در مطلبی دیگر به آن ها بپردازیم.
• در زمانی که شیلد ما از جنس مس است، این لایه معمولا از مفتول های مسی تابانده شده (وایر WIRE – به قطر حداقل 0.5 میلی متر ) به همراه یک لایه نواری مسی تابانده شده دور این لایه مفتولی ( با ضخامت حدودی 0.1 میلیمتر می باشد. ) تشکیل شده است.(این لایه جهت همبندی و ایجاد اتصال کامل الکتریکی بین وایرهای شیلد در طول کابل می باشد.) البته بسته به سفارش مشتری می توان تنها از لایه نواری در این بخش استفاده نمود.
• از شیلد در سایر کابل ها از جمله کابل های اعلام حریق / اعلان حریق، کابل میکروفون، کایب اتوماسیون و سایر کابل های آنالوگ و دیجیتال در مدارهای کنترل و فرمان نیز استفاده می گردد.
• شیلد در ساختار کابل های قدرت : این لایه معمولا در سطوح ولتاژی ولتاژ متوسط MV و ولتاژ بالا HV مورد استفاده قرار می گیرند. اما چرا ؟ فرض کنید در یک کابل دفنی بدلیل نقص مکانیکی و یا خراب شدن عایق کابل در شرایط خاص، هادی کابل با لایه های بعدی در ارتباط قرار گیرد. ژاکت کابل معمولا نقش هم بندی سایر لایه ها و نقش آخرین محافظ کابل در برابر گرد و غبار، باران و سایر شرایط محیطی را دارد. ضخامت این لایه برخلاف عایق کابل تقریبا در سطوح ولتاژی مختلف تغییر نمی کند و متناسب با افزایش ولتاژ بزرگ نمی شود. ( به طور مثال در سطح ولتاژ پایین LV ضخامت ژاکت تقریبا نزدیک به عایق است، در حالی که در سطح ولتاژ متوسط MV علارغم حداقل دو برابر شدن ضخامت عایق، ضخامت این لایه نسبت به سطح ولتاژ پایین LV تغییر محسوسی نکرده است. ) حال در این شرایط اختلاف ولتاژ زیادی بین هادی و سطح بیرون کابل (زمین) شکل می گیرد (در زمان خرابی عایق و اتصال سیم به لایه های بعدی) و از آن جایی که ضخامت ژاکت مانند عایق اصلی بالا نیست قدرت تحمل این اختلاف ولتاژ را نداشته و شکسته خواهد شد. این اتفاق موجب جریان نشتی و ایجاد شرایط خطرناک ولتاژی در نقطه حادثه خواهد شد. از این رو برای محافظت از تجهیزات و انسان ها در اطراف کابل های ولتاژ متوسط MV و ولتاژ بالا HV از لایه ای به نام شیلد استفاده می کنند. این لایه در ساختار کابل های قدرت نقش انتقال دهنده جریان های نشتی ایجاد شده و سایر جریان های القایی، که در اثر میدان مغناطیسی در اطراف کابل ایجاد شده اند (که بر اثر ولتاژ بالای آن ایجاد شده اند.) را بر عهده دارد. (انتقال به زمین) معمولا یک سر شیلد را زمین می کنند تا این جریان ها علی رغم ایجاد تلفات انرژی و گرمایی به زمین منتقل شوند. در مدارهای ولتاژ بالا که دارای طول زیادی هستند برای ایجاد یک سطح هم پتانسیل که ولتاژی نزدیک به زمین ( صفر فرضی ) دارند، چند نقطه از شیلد کابل را زمین می کنند ( معمولا دو نقطه در دو سر کابل ) در غیر اینصورت به دلیل مقاومت کابل در طول بالا، جریان کشی در طول شیلد و قانون ساده V=IR، در نقطه خطای ایجاد شده ولتاژ دیگر برابر صفر تقریبی نخواهد بود و باز ممکن است شاهد پدیده شکست عایقی و سایر پدیده های اتفاقی بعد از آن باشیم.
• یکی از دلایل دیگر استفاده از شیلد در ساختار کابل های MV , HV، جلوگیری از تاثیر میدان های مغناطیسی ایجادی توسط این کابل ها بر روی سایر کابل ها و تجهیزات اندازه گیری نزدیک به آن ها می باشد.
• یکی از دلایل دیگر استفاده از شیلد فلزی در کابل ها، عدم نفوذ رطوبت (در مناطق مستعد) به لایه های داخلی کابل می باشد. (معمولا شیلدهای سربی و آلیاژ های سرب) در این حالت معمولا فلز مورد نظر مانند یک کاغذ دور کابل قرار گرفته، سپس از دو طرف به طور گرد خم شده و مرز دو صفحه به هم جوش می خورد تا هیچ گونه نفوذ پذیری در کابل ایجاد نگردد.
• در سطح ولتاژ پایین LV معمولا هنگامی که از VFD یا اینورتر برای تغییر دور موتور استفاده می کنیم ( موتورهایی با قابلیت تغییر دور ) برای جلوگیری از تاثیر نویز ایجاد شده توسط سایر کابل های مجاور ( در سینی، لدر، ترنچ و یا کابل های دفنی کناری و … ) معمولا بنا به توصیه سازنده VFD و INVERTER بهتر است از کابل های شیلد دار استفاده شود. شایان ذکر است میدان های مغناطسی کابل های کناری می تواند در شکل موج ولتاژ و جریان انتقالی کابل موتور دور متغیر، اختلال ایجاد کرده و در نتیجه مشکلاتی را برای موتور ایجاد نمایند. (این کار متعاقبا باعث کاهش تاثیرات ایجادی در این کابل بر روی سایر کابل های مجاور نیز می گردد.)
• VFD : به معنی درایو فرکانس متغیر VARIABLE FREQUENCY DRIVE می باشد. این درایو با تغییر فرکانس برق (ایران = 50 هرتز) دور نامی موتور را تغییر می دهد.

شکل زیر یک کابل 20 کیلولت مسی به سطح مقطع نامی 120 میلی متر مربع را نشان می دهد. شیلد یا غلاف (SHIELD) در این کابل برخلاف شکل قبل از دو لایه مفتولی مس به همراه لایه نواری مسی روی آن تشکیل شده است.

اطلاعات تکمیلی

انواع آرموز یا زره را می توان به سه دسته زیر تقسیم نمود :

1. آرمورهای سیمی (Wire Armour)
2. آرمورهای نواری (Tape Armour)
3. آرمورهای تخت (Flat Armour)

الف ) آرمورهای سیمی (Wire Armour) به دو گروه کلی زیر تقسیم می شوند :

• SWA : به معنی Steel Wire Armour ( آرمور با سیم فولادی – گالوانیزه )
• AWA : به معنی Aluminium Wire Armour ( آرمور با سیم آلومینیومی )
• SWA در کابل های مولتی کور ( چند رشته یا Multi Core ) و AWA در کابل های تک رشته ( سینگل کور یا Single Core ) در ساختار کابل مورد بهره برداری قرار می گیرند

ب ) آرمورهای نواری (Tape Armour) معمولا از جنس آلمینیوم یا فولاد تولید می شوند.

ج ) آرمورهای تخت (Flat Armour) به دو گروه کلی زیر تقسیم می شوند :

• آلومینیوم (Aluminium) : در کابل یک رشته مورد استفاده قرار می گیرد.
• گالوانیزه (Galvanized steel) : در کابل یک رشته به بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

نکته : از آرمورهای وایر یا سیمی (Wire Armour) معمولا در محیط های صنعتی که احتمال برخورد ماشین آلات عمرانی وجود دارد استفاده می شود، در حالی که آرمورهای نواری یا تِیپ آرمور ها (Tape Armour) معمولا جهت محافظت کابل در برابر جوندگان ( نظیر موش ) در ساختار کابل مورد استفاده قرار می گیرند.

اطلاعات تکمیلی

• این لایه همان لایه ای است که در کدگذاری کابل معمولا حرف آخر بوده با Y نشان داده می شود. ( به عنوان مثال Y آخر در NYY یا N2XY به معنای کابل با ژاکت و یا روکش خارجی PVC در لایه اخر است،N نشان دهنده استاندارد DIN آلمان، Y و 2X (در وسط) نیز به ترتیب نشان دهنده روکش PVC و XLPE در لایه عایقی (لایه دوم) می باشند. برای مشاهده اطلاعات بیشتر در زمینه کدگذاری کابل های قدرت اینجا کلیک کنید.)
• این لایه همان لایه ای در بخش های کابل است که تولید کنندگان کابل، اسم شرکت، علائم تجاری، استاندارد و متراژ کابل خود را روی آن درج می کنند
• متراژ کابل روی شیت به طور معمول در هر 1 متر یکبار به همراه سایر مشخصات روی کابل درج می شود. این کار باعث راحت تر شدن برش کابل ( کاتینگ Cutting ) می شود. ( بطور معمول شماره ها از 1 شروع شده و تا متراژ کل قرقره و یا حلقه سیم، یک متر یک متر بالا می رود، تا به پایان رسد. در صورت بسته شدن کابل روی قرقره این اعداد به احتمال زیاد روی نِیم پلیت یا پلاک اسمی ( Name plate ) قرقره یا درام (DRUM) درج شده است.
• در صورت استفاده از حلقه در سایز های پایین (حلقه های بسته بندی شده)، متراژ معمولا 100 متر بوده که اعداد 1 تا 100 ( هر یک متر یک بار ) روی سیم یا کابل درج می شوند