جریان الکتریسیته در تمام قسمتهای زندگی جوامع بشری دارای اهمیت است و در اکثر فعالیتها به نحوی مورد استفاده قرار میگیرد. سیم و کابلها بستری برای عبور جریان الکتریسته و ابزاری برای استفاده از برق میباشند. کابلها از نظر جنس هادی به طور کلی به دو دسته کابل مسی (هادی از جنس فلز مس)، کابل آلومینیومی (هادی از جنس آلومینیوم)، تقسیمبندی میشوند که در ادامه قرار است به دو پرسش “کابل آلومینیوم چیست؟” و “در چه مواردی مورد استفاده قرار میگیرد؟” پاسخ داده شود.
عدهای تصور میکنند که مناسبترین گزینه برای کابلکشی استفاده از کابلهای مسی میباشد و این در حالی است که فلز مس به دلیل قیمت و وزن بالا گاها مشکلساز میشود و در این شرایط قطعا کابل آلومینیومی انتخاب بهتری میباشد. این کابل به دلیل خواص فیزیکی منحصر به فرد و ساختار متنوع، کاربرد زیادی در خطوط انتقال برق دارد و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. در واقع استفاده از فلز آلومینیوم در تولید کابل به سالیان گذشته برمیگردد و امروزه نیز با گران شدن فلز مس توجه به این کالا افزایش یافته است
کابل آلومینیومی چیست ؟
هر کابل از سه بخش اصلی رسانا (هادی)، پوشش عایق الکتریکی و غلاف ساخته میشود. کابلهایی که دارای هسته رسانا از جنس آلومینیوم هستند، در دسته کابلهای آلومینیومی قرار میگیرند. فلز آلومینیوم اگر چه میزان هدایت الکتریکی پایین تری از فلز مس دارد اما با انتخاب سطح مقطع مناسب ضمن تامین رسانایی الکتریکی مدنظر مصرف کننده میتواند در شبکههای توزیع و انتقال برق مورد استفاده قرار گیرد فقط کافیست به نکات فنی نظیر به کارگیری جداول مربوط به استفاده از کابل آلومینیوم توجه شود.
ویژگیهای کابل آلومینیوم
از ویژگیهای کابل آلومینیوم میتوان به داشتن میزان رسانایی مطلوب و مقاومت نسبتا پایین، به صرفه بودن و قیمت ارزانتر آن در مقایسه با مس اشاره کرد. به همین دلیل سرقت کابلهای آلومینیومی نیز پایینتر از کابلهای مسی صورت میگیرد .
از دیگر ویژگیهای کابل آلومینیومی اکسیداسیون سریع تر آن در مجاورت رطوبت و شکنندگی بیشتر آن است.
شباهت کابل آلومینیوم و مسی
هادیهای مسی و هادیهای آلومینیومی هر دو عملکرد مشابهی دارند و در خطوط انتقال و توزیع برق مورد استفاده قرار میگیرند. این تجهیزات جریان الکتریکی را از یک نقطه به نقطه دیگر انتقال میدهند. از هر دو نوع کابل میتوان در خطوط برق رسانی استفاده کرد اما باید به این نکته توجه داشت که برای جایگزینی کابل آلومینیوم با کابلهای مسی در طول ثابت و میزان جریان دهی یکسان باید ازسطح مقطع بیشتر استفاده کرد.
تفاوت آلومینیوم و مس
کابل های مسی و آلومینیومی ویژگی های مشابهی دارند، اما در برخی ویژگی ها با هم تفاوت دارند. این تفاوت ها در زیر توضیح داده شده است.
کابل آلومینیومی مقاومت الکتریکی بالاتری دارد، به همین دلیل جریان الکتریکی در کابلهای مسی بهتر منتقل میشود.
کابل های آلومینیومی را می توان به راحتی در محیط های بیرونی مانند تیرهای برق و غیره استفاده کرد زیرا خطر سرقت این کابل ها کمتر است.
از نظر هزینه و در دسترس بودن، امروزه به دلیل گرانی فلز مس، کابل های آلومینیومی مقرون به صرفه تر بوده و بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.
فلز مس دوام و مقاومت مکانیکی بیشتری نسبت به آلومینیوم دارد. کابل آلومینیومی با قرار گرفتن در نزدیکی مواد شیمیایی سریعتر خورده می شود. در این شرایط استفاده از گیره غیرفلزی یا افزودن آلیاژ به هادی کابل می تواند مقاومت مکانیکی و دوام آن را افزایش دهد.
در یک متر مشخص و یکسان، وزن کابل های آلومینیومی بسیار کمتر از کابل های مسی است که بر قیمت کابل سیم آلومینیومی تاثیر می گذارد.
کابل آلومینیومی فقط در دسته کابل های برق و به صورت کابل های زمینی و هوایی با سیم هادی استفاده می شود.به دلیل شکنندگی آلومینیوم نسبت به مس هرگز در کابل های اسپری استفاده نمی شود و فقط به عنوان هادی استفاده می شود.
خطر آتش سوزی و اتلاف برق با کابل های آلومینیومی بیشتر از کابل های مسی است.
انواع کابل های آلومینیومی
کابل زره پوش آلومینیومی
کابل آلومینیومی زره دار نوعی کابل آلومینیومی است که دارای زره است. کابل آلومینیومی زره پوش در زیر زمین و خارج از تاسیسات دفن شده است. این کابل ها در محیط هایی که امکان ضربه و فشار و آسیب فیزیکی وجود دارد استفاده می شود. دلیل مقاومت این کابل ها در برابر بارهای مکانیکی استفاده از لایه محافظ فولاد یا آلیاژ آلومینیوم در ساختار آنها است که به زره کابل معروف است. معمولاً طراحی ساختار کابل های آلومینیومی زره دار به گونه ای انجام می شود که در برابر مواد شیمیایی و روغن، آتش و شعله، اشعه ماوراء بنفش و ... مقاوم باشند.
کابل آلومینیومی خود نگهدار
کابل خود نگهدار در بسیاری از سیستم های برق تک فاز و سه فاز استفاده می شود.
این کابل ها برق را از نیروگاه ها به مکان هایی مانند سیستم های صنعتی، تولیدی، خانگی، کشاورزی و غیره منتقل می کنند.تمام رشته های هادی که برای انتقال نیرو در کابل خود نگهدار استفاده می شود از آلومینیوم با عایق پلی اتیلن متقاطع (XPLE) ساخته شده است که باعث بهبود عملکرد کلی کابل ها و بهبود خواص مکانیکی و الکتریکی آنها می شود. بسته به کاربرد این کابل ها تعداد و مقطع رشته ها که شامل فاز، صفر، روشنایی معابر کریر (پیام رسان) می باشد، تعیین می شود.
کابل آلومینیومی به زمین
کابل زمین آلومینیومی نوعی کابل هادی آلومینیومی است که دارای ولتاژ نامی 0.6 تا 1 کیلو ولت است. کابل زمین آلومینیومی می تواند دو، سه، چهار یا پنج رشته با هادی های چند هسته ای و نیمه مایع باشد. کابل آلومینیومی 4 رشته در دو نوع با سطح مقطع مساوی یا سه رشته با سطح مقطع مساوی همراه با رشته صفر (با سطح مقطع کمتر) تولید می شود. از کابل های ارت آلومینیومی در پروژه های صنعتی، انتقال برق و تامین برق فشار ضعیف استفاده می شود. به عنوان مثال کابل آلومینیومی 4*16 یکی از پرکاربردترین کابل هایی است که در خطوط ضعیف برق و مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
کابل آلومینیومی آنتن
از این نوع کابل ها در محیط های بیرونی مانند دکل ها، تیرهای برق و ... استفاده می شود. و به سه نوع تقسیم می شوند:
کابل آلومینیومی هوایی ACC: این کابل ها اغلب در ولتاژ متوسط یا پایین استفاده می شوند.آلومینیوم قرار داده شده در هادی این کابل از نوع بدون آلیاژ با استحکام مکانیکی کمتر و رسانایی الکتریکی بیشتر است و در مکان هایی با تنش مکانیکی و کششی کمتر در هنگام نصب مانند تک لایه، دولایه با xlpe یا بدون روکش استفاده می شود. ..
کابل هوایی آلومینیومی مثناسئوC : هادی این کابل آلیاژی است و اغلب در مکان هایی با ولتاژ پایین و متوسط و تنش مکانیکی تقریبا بالا استفاده می شود.
کابل هوایی آلومینیومی ACSR: اغلب در سیستم های ولتاژ متوسط استفاده می شود. هادی اصلی این کابل ها آلومینیومی است. ساختار این کابل ها به گونه ای طراحی شده است که سیم های آلومینیومی در اطراف رشته های فولادی به عنوان مهار و پیام رسان بافته می شوند.
نکات مهم در مورد جریان مجاز کابل آلومینیومی
توان یا آمپر مورد نیاز کاربر
حداکثر جریان مجاز برای هر اندازه کابل آلومینیومی
فاصله و با در نظر گرفتن افت ولتاژ در طول مسیر
جریان اتصال کوتاه
مواد عایق کابل PVC) و (XLPE).
استاندارد و کیفیت کابل (به مارک کابل توجه کنید)
دمای متوسط و محل نصب کابل
مقاومت حرارتی خاک
عمق دفن کابل در کابل های زیرزمینی
فاصله بین کابل ها
.