کابل های LT و HT چیست؟

I. یک سوال اساسی که اغلب پرسیده می شود

بعد از اینکه سالها در صنعت کابل کار کردم، یک سوال خیلی بیشتر از آنچه انتظار داشتم مطرح شد:

تفاوت کابل های LT و HT دقیقا چیست؟

کسانی که این سوال را می پرسند شامل خریداران تازه وارد، مهندسان عادت به پروژه های ولتاژ پایین که برای اولین بار با تجهیزات ولتاژ بالا روبرو می شوند،و مشتریان خارج از کشور با استانداردهای ولتاژ ملی مختلف گیج شده اند.

این سوال ساده به نظر می رسد، اما پاسخ دادن به آن به طور دقیق، کامل و با ارزش مهندسی به همان اندازه که به نظر می رسد ساده نیست.

نکته مهم این است که تمایز بین ولتاژ بالا و ولتاژ پایین تنها یک مسئله ولتاژ بالا یا پایین نیست.و سناریوهای کاربرد به طور مستقیم بر درستی انتخاب کابل تاثیر می گذارد.

بیاین اینو تجزیه کنیم و واضح توضیح بدیم.

II. توضیح منشاء اصطلاحات

اول، ما باید یک مسئله مفهومی رو روشن کنیم.

به طور دقیق، اختصارات رایج مورد استفاده در زبان انگلیسی عبارتند از:

LT: تنش کم

HT: تنش بالا

در اینجا، "تنش" به معنای "تنش" نیست، بلکه به معنای " ولتاژ" است." اين اصطلاح از اصطلاحات مهندسي برق اولیه سرچشمه گرفته و هنوز در استانداردهاي مهندسي در بسياري از كشورها استفاده مي شود ".

در چارچوب استانداردهای کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (IEC) ، نامگذاری های مدرن رایج تر عبارتند از:

LV ( ولتاژ پایین)
MV ( ولتاژ متوسط)
HV (فولتاژ بالا)

با این حال، در بازارهای مانند هند، خاورمیانه و آسیای جنوب شرقی، "LT" و "HT" رایج ترین اصطلاحات مورد استفاده در زمینه مهندسی هستند.آنها با محدوده ولتاژ خاص LV و MV/HV مطابقت دارند.، به ترتیب.

III. LT کابل ها: پایه اصلی توزیع برق ولتاژ پایین

محدوده ولتاژ کابل
کابل های LT برای سطوح ولتاژ نسبتاً پایین طراحی شده اند. با توجه به استاندارد IEC 60502-1، ولتاژ نامی کابل های LT به طور معمول:
U0/U: 0.6/1kV

به صورت بصری تر: ولتاژ اسمی کابل های LT به طور کلی 1.1kV و کمتر است، با سطوح مشترک از جمله 110V، 230V، 400V، 690V و 1000V.

به عبارت ساده تر: سوکت های دیواری که هر روز با آن مواجه می شوید، چراغ های خانه و کامپیوترهای دفتر شما، همه از کابل های LT استفاده می کنند.

کاربردهای اصلی کابل های LT

کابل های LT برای توزیع برق "آخرین مایل" طراحی شده اند که انرژی الکتریکی را از انتهای شبکه برق به تجهیزات کاربر نهایی منتقل می کنند.

کاربردهای معمول عبارتند از:

ساختمان های مسکونی: سیم کشی داخلی، توزیع کف، مدارهای روشنایی، منبع برق سوکت
ساختمان های تجاری: سیستم های توزیع برق داخلی در ساختمان های اداری، مراکز خرید و هتل ها

تاسیسات صنعتی: اتصالات برق برای ماشین آلات کوچک، سیم کشی داخلی در کابینت های کنترل، سیم های هدایت موتور
امکانات عمومی: تامین برق چراغ های خیابانی، سیگنال های ترافیکی، توزیع برق در ساختمان های عمومی

ویژگی های طراحی کابل های LT

طراحی کابل LT اولویت آسان نصب و مقرون به صرفه است.

در مورد مواد عایق، رایج ترین مواد عایق برای کابل های LT PVC (پولی وینیل کلراید) و XLPE (پولی اتیلن متقاطع) هستند.PVC ارزان تر است و برای محیط های عمومی مناسب است; XLPE دارای مقاومت در برابر دمای بهتر است، با دمای کار طولانی مدت تا 90 °C، که آن را برای کاربردهای بار بالاتر مناسب می کند.

از نظر ساختاری، کابل های LT می توانند تک هسته ای یا چند هسته ای (2 هسته، 3 هسته، 4 هسته، 5 هسته) باشند و به طور معمول به ساختارهای محافظ پیچیده نیاز ندارند.اگر محیط قرار دادن خطر آسیب مکانیکی را داشته باشد (مانند دفن مستقیم یا نصب لوله)، یک ساختار نوار فولادی زرهی می تواند برای ارائه مقاومت فشار و کششی اضافی انتخاب شود.

کابل های HT: تجهیزات اصلی برای انتقال ولتاژ بالا

محدوده ولتاژ کابل HT

کابل های HT دارای ولتاژ بسیار بالاتر از کابل های LT هستند. بر اساس استاندارد IEC 60502-2، محدوده ولتاژ معمولی برای کابل های HT عبارت است از: U0/U: 3.6/6kV، 6/10kV، 8.7/15kV، 12/20kV، 18/30kV،21/35kVدر مهندسی عملی، ولتاژ اسمی کابل های HT به طور معمول محدوده 3.3kV تا 33kV را پوشش می دهد.برخی از ادبیات همچنین به سطوح ولتاژ بالاتر (66kV و بالاتر) به عنوان EHV (ولتاژ فوق العاده بالا) اشاره می کنند.، اما کابل های HT معمولاً در 33kV متوقف می شوند.

33kV تقریباً به چه معناست؟ ولتاژ منبع برق کششی برای راه آهن با سرعت بالا 27.5kV است که نزدیک به این محدوده است. خطوط اصلی برق از زیر ایستگاه ها به مناطق صنعتی از کابل های HT استفاده می کنند.

کاربردهای اصلی کابل های HT

کابل های HT برای انتقال برق ستون فقرات ضروری هستند. این ترانسفورماتورها قدرت را از نیروگاه ها یا زیر ایستگاه ها به شبکه های توزیع منطقه ای منتقل می کنند.

کاربردهای معمول عبارتند از:

توزیع برق صنعتی: خطوط اصلی برق از ایستگاه فرعی کارخانه تا کارگاه های جداگانه در کارخانه های بزرگ (فولاد، سیمان، پتروشیمی).

شبکه های توزیع شهری: خطوط اتصال بین ایستگاه های فرعی، خطوط اصلی ورودی برای مجتمع های تجاری بزرگ.

پروژه های زیربنایی: خطوط ورودی ولتاژ بالا در سیستم های دوگانه تامین برق برای مترو، فرودگاه ها، بیمارستان ها و مراکز داده.

انرژی های تجدید پذیر: خطوط جمع آوری برق از جعبه های ترکیب کننده تا ایستگاه های فرعی در نیروگاه های خورشیدی و مزارع بادی.

ویژگی های طراحی کابل های HT

اصل اصلی طراحی کابل های HT این است که به طور قابل اعتماد در برابر فشار ولتاژ بالا مقاومت کنند.

اول، مواد عایق تقریباً همیشه از پلی اتیلن متقاطع (XLPE) ساخته شده اند.مقاومت در برابر گرما (در دمای کار 90°C)، مقاومت در برابر 250 درجه سانتیگراد) ، و مقاومت در برابر پیری، باعث می شود که یک ماده عایق غیر قابل جایگزینی برای کابل های ولتاژ بالا باشد.

دوم، ساختار آن باید شامل یک لایه محافظ رسانا و یک لایه محافظ عایق باشد. عملکرد این دو لایه نیمه هادی توزیع یکنواخت میدان الکتریکی است.از بین بردن شکاف های هوا بین هدایت کننده و سطوح عایقتخلیه جزئی "کشتار نامرئی" کابل های ولتاژ بالا است، هنگامی که رخ می دهد، به آرامی عایق را طی چند سال از بین می برد.که در نهایت منجر به اختلال می شود.

سوم، کابل های HT به طور معمول یک هسته یا سه هسته هستند. در کابل های تک هسته، هر فاز به طور مستقل کابل شده است.در حالی که در کابل های سه هسته ای دارای سه هسته عایق شده با هم پیچیده شده اندکابل های تک هسته ای به دلیل انتشار گرما و قرار دادن آسان آنها در برنامه های جریان بالا رایج تر هستند.

چهارمین، اکثر کابل های HT دارای یک لایه محافظ فلزی (پست مس یا سیم مس) و یک لایه زره (پست فولادی یا سیم فولادی) هستند.لایه محافظ فلزی جریان مدار کوتاه را در طول یک خطای زمین تک فاز حمل می کند، محدود کردن خطا به حداقل؛ لایه زره محافظت مکانیکی را فراهم می کند و از آسیب های فیزیکی در طول قرار دادن و کار جلوگیری می کند.

V. خلاصه تفاوت های اصلی بین کابل های LT و HT

برای نشان دادن واضح تر تفاوت های بین این دو، خلاصه ای از چند ابعاد کلیدی در زیر است:

* درجه ولتاژ:
کابل های LT به طور معمول در ولتاژ زیر 1kV کار می کنند. کابل های HT از 3.3kV تا 33kV هستند.

* موقعیت اپلیکیشن:
کابل های LT عملکردهای توزیع برق نقطه پایانی را انجام می دهند و از کابینت های توزیع ولتاژ پایین به تجهیزات نهایی برق می دهند. کابل های HT عملکردهای انتقال ستون فقرات را انجام می دهند.انتقال قدرت از ایستگاه های فرعی به ترانسفورماتورهای توزیع یا بارهای بزرگ.

* استانداردهای عایق بندی
کابل های LT با استانداردهای مانند IEC 60502-1، BS 5467 و UL 44 مطابقت دارند. کابل های HT با استانداردهای مانند IEC 60502-2، BS 6622 و IS 7098 بخش II مطابقت دارند.

* سیستم عایق بندی:
ساختار استاندارد یک کابل LT یک لایه عایق و یک پوشش بدون یک لایه محافظ است. کابل های HT باید شامل یک ساختار سه لایه ای با هم اکستروژن شده باشند: یک محافظ رسانا،یک لایه عایق XLPE، و یک سپر عایق

پوشش رسانا:
کابل های LT به طور معمول به محافظت از هادی نیاز ندارند. کابل های HT باید دارای محافظ هادی باشند تا از غلظت میدان الکتریکی در سطح هادی جلوگیری شود.

الزامات زره:
کابل های LT می توانند با پنل نوار فولادی مجهز شوند، عمدتا برای حفاظت مکانیکی. کابل های HT به طور معمول با محافظ نوار مس و پنل نوار فولادی / سیم مجهز هستند.فراهم کردن پوشش الکترومغناطیسی و حفاظت مکانیکی.

هزینه و نصب:
کابل های LT ارزان تر، انعطاف پذیرتر در قرار دادن هستند و نیاز به نصب نسبتاً ساده دارند. کابل های HT گران تر، سنگین تر و شعاع خم شدن بزرگتر دارند.نیاز به روش های نصب دقیق به ویژه برای مفاصل و انتهای، که نیاز به پرسنل حرفه ای دارند.

VI- چند مسئله ای که نیاز به توجه ویژه ای در هنگام انتخاب دارند:

بر اساس سالها تجربه، چندین نکته در انتخاب کابل های LT و HT نیاز به توجه ویژه دارند:

اول، از کابل های LT در برنامه های HT استفاده نکنید.

این خطر آشکار است، اما هنوز هم رخ می دهد. ضخامت عایق بندی و کیفیت مواد کابل های LT برای 1kV و کمتر طراحی شده است؛ خرابی عایق بندی در صورت استفاده از ولتاژ های بالاتر رخ می دهد.کابل های حتی با درجه 0.6/1kV ممکن است در برابر آزمون ولتاژ فرکانس قدرت 1.5kV مقاومت نکند.

دوم، کابل های HT را جایگزین کابل های LT نکنید (مگر اینکه دلایل خاصی وجود داشته باشد).

برعکس نیز درست نیست. کابل های HT ضخیم تر، سنگین تر، سفت تر و گران تر هستند، که آنها را برای سیستم های ولتاژ پایین اقتصادی و مناسب نمی کند.هزینه واحد یک کابل HT هسته مس 35mm2 تقریبا دو برابر از یک کابل LT از همان برش است.

سوم، به معنای U0/U توجه کنید، نه فقط عدد قبل از kV.

ولتاژ نامی یک کابل معمولاً به عنوان U0/U (به عنوان مثال 8.7/15kV) نشان داده می شود. U0 ولتاژ نامی هدایت کننده به زمین (شیلد فلزی) است و U ولتاژ نامی بین هدایت کننده ها است.در سیستم هایی که در نقطه خنثی به طور موثر به زمین متصل نیستند و نقص های یک فاز زمین برای مدت طولانی وجود دارند، توجه ویژه ای باید به اینکه آیا مقدار U0 با الزامات مطابقت دارد، پرداخت شود.

چهارم، برای پروژه های صادراتی، اصطلاحات مورد استفاده در بازار هدف را تایید کنید.

همانطور که قبلاً ذکر شد، "LT/HT" عمدتاً در بازارهای مانند هند، خاورمیانه و جنوب شرقی آسیا رایج است.برای جلوگیری از سردرگمی، استفاده از نام "LV/MV/HV" توصیه می شود.

پنجم، کیفیت قرار دادن و نصب به طور مستقیم طول عمر کابل های HT را تعیین می کند.

مهم نیست که کیفیت خود کابل HT چقدر خوب است، اگر مفاصل به درستی ساخته نشده و تخلیه جزئی از حد عبور می کند،طول عمر کل بخش کابل از بیش از 30 سال به 2-3 سال کاهش می یابدبرای پروژه های کابل های HT، ضروری است که اطمینان حاصل شود که تیم نصب دارای صلاحیت و تجربه مناسب است.

VII. خلاصه

برای پاسخ به سوال اولیه: تفاوت بین کابل های LT و HT چیست؟

به عبارت ساده، کابل های LT مسئول "آخرین مایل" هستند که ولتاژ پایین را به خانه ها می رسانند؛ کابل های HT مسئول انتقال ستون فقرات هستند،به طور موثر انرژی الکتریکی را از منبع برق به مرکز بار با استفاده از ولتاژ بالا و جریان پایین تحویل می دهد.

تفاوت فنی اصلی در طراحی سیستم عایق و توانایی مقاومت در برابر ولتاژ است. عایق کابل LT نسبتا ساده است و عمدتاً حفاظت اساسی را فراهم می کند.کابل های HT باید از عایق XLPE و یک ساختار محافظتی سه لایه ای برای مقاومت در برابر فشار میدان الکتریکی بالا و سرکوب تخلیه جزئی استفاده کنند.

در انتخاب واقعی، امن ترین رویکرد حفظ اعداد "LT چند ولت است" یا "HT چند ولت است" نیست، بلکه برای گرفتن ولتاژ سیستم و شرایط قرار دادن پروژه،پیدا کردن IEC یا استاندارد ملی مربوطه، و جدول را برای تایید بررسی کنید. اگر مطمئن نیستید، پارامترها را به من بفرستید، و من به شما در تأیید آنها کمک می کنم.