تفاوت بین کابل های فشار قوی و پایین چیست؟

در سیستم های انتقال و توزیع برق، کابل ها پیوند حیاتی بین منابع انرژی و تجهیزات مصرف کننده نهایی هستند.کابل ها به طور کلی به عنوانکابل های ولتاژ پاییندرک تفاوت های اساسی بین این دو نوع برای اطمینان از ایمنی، قابلیت اطمینان و اقتصاد سیستم برق ضروری است.

تعریف سطح ولتاژ

اساسی ترین تفاوت بین کابل های ولتاژ بالا و پایین در سطوح ولتاژ قابل استفاده آنهاست.سطح ولتاژ عامل اصلی تعیین کننده پیچیدگی ساختار عایق کابل است.

کابل های ولتاژ پایین به طور کلی در سیستم های برق 1kV و کمتر استفاده می شوند. به عنوان مثال کابل های ولتاژ 0.6/1kV به طور گسترده در توزیع برق ساختمان استفاده می شوند.منبع برق تجهیزات صنعتیاین کابل ها مسئول انتقال انرژی الکتریکی از جعبه توزیع به تجهیزات مصرف کننده نهایی هستند.

در مقابل، کابل های ولتاژ بالا برای سناریوهای انتقال با ولتاژ بالاتر استفاده می شوند. به عنوان مثال 110kV، این کابل ها عمدتا در شبکه های اصلی برق شهری استفاده می شوند.خطوط ورودی و خروجی ایستگاه های فرعی بزرگ110kV در دسته ولتاژ بالا قرار دارد که برای دستیابی به انتقال قدرت با ظرفیت بالا و کم ضرر طراحی شده است.

تفاوت در ساختار و مواد

به دلیل سطوح ولتاژ بسیار متفاوت که تحمل می کنند، کابل های ولتاژ بالا و پایین تفاوت های قابل توجهی در طراحی ساختاری داخلی و انتخاب مواد خود دارند.

1. طرح رسانا و عایق بندی

به عنوان مثال یک کابل کم ولتاژ ضد شعله معمولی:کابل کم ولتاژ کم ولتاژ 0.6/1kV CU/XLPE/STA/PVCاین کابل از هادی های مس (CU) و پلی اتیلن متقاطع (XLPE) به عنوان مواد عایق استفاده می کند، با ولتاژ نامی 0.6/1kV. برای کابل های ولتاژ پایین،عملکرد اصلی لایه عایق این است که از اتصال کوتاه فاز به فاز و نشت زمین جلوگیری کند.ساختار نسبتا ساده است و ضخامت عایق نازک است.

کابل های ولتاژ بالا کاملا متفاوت هستند.²کابل ولتاژ بالا 110kV برق تک هسته ای مس ضد آب قدرت به عنوان مثال، اگرچه از هادی های مس و عایق پلی اتیلن (XLPE) استفاده می کند،ضخامت لایه عایق کابل ولتاژ بالا 110kV بسیار بیشتر از کابل ولتاژ پایین استمهمتر از آن، کابل های ولتاژ بالا معمولا دارای لایه های محافظ رسان و لایه های محافظ عایق در داخل و خارج از لایه عایق هستند.این لایه های محافظ از مواد نیمه رسانا ساخته شده اند تا میدان الکتریکی را یکنواخت کنند و از تخلیه جزئی جلوگیری کننددر شرایط ولتاژ بالا، استرس میدان الکتریکی بسیار متمرکز است؛ بدون یک ساختار محافظ مناسب، کابل به دلیل خرابی در زمان بسیار کوتاه آسیب خواهد دید.

2.زره و پوشش 

کابل های ولتاژ پایین اغلب نیاز به سطح خاصی از حفاظت مکانیکی برای انطباق با محیط های پیچیده قرار دادن دارند.کابل ولتاژ پایین ذکر شده استفاده می کند سلفی فولادی (STA) با پوشش بیرونی پلی وینیل کلراید (PVC) و خواص ضد شعله کلاس Cاین طراحی اجازه می دهد تا آن را به مقاومت در برابر استرس مکانیکی خاص و مناسب برای دفن مستقیم، نصب لوله، و یا محیط های داخلی که نیاز به ایمنی retardant شعله.

کابل های ولتاژ بالا تأکید بیشتری بر ضد آب و حفاظت مکانیکی شعاعی دارند. کابل ولتاژ بالا 110kV ذکر شده یک ساختار کابل ولتاژ بالا تک هسته ای معمولی است.معمولاً با استفاده از یک پوشش آلومینیومی موج دار یا پوشش پلی اتیلن (PE) و دارای یک ساختار ضد آباز آنجایی که کابل های ولتاژ بالا اغلب زیر زمین یا زیر آب قرار می گیرند، نفوذ رطوبت می تواند منجر به رشد دندریت عایق شود و در نهایت باعث خراب شدن عایق شود.عملکرد ضد آب آن در طراحی ساختاری بسیار مهم است..

سناریوهای کاربرد و الزامات نصب

به دلیل تفاوت در ساختار و مواد، کابل های ولتاژ بالا و ولتاژ پایین نیازمندی های متفاوتی برای نصب و استفاده دارند.

کابل های ولتاژ پایین دارای طیف گسترده ای از کاربردهای مختلف از خطوط اصلی تامین برق در ساختمان های مسکونی تا سیم کشی تجهیزات در کارگاه های کارخانه هستند.به دلیل شعاع انعطاف نسبتا کوچک آنها (e.g، حداقل شعاع خم شدن کابل های ولتاژ پایین ذکر شده 12D تا 15D است، که در آن D قطر بیرونی کابل است.آنها انعطاف پذیری بالای نصب را ارائه می دهند و به ابزارهای ساختمانی نسبتاً کمتر نیاز دارند.

کابل های ولتاژ بالا عمدتاً برای خطوط اصلی انتقال برق استفاده می شوند. کابل های تک هسته ای 110kV الزامات سختگیرانه تری برای شعاع خم شدن در هنگام قرار دادن دارند.چون کابل های تک هسته ای در طول کار میدان های مغناطیسی متناوب تولید می کنند، آنها به طور معمول نیاز به کلیمپ ساخته شده از مواد غیر مغناطیسی برای تثبیت، و ترتیب باید در نظر گرفته شود برای کاهش از دست دادن جریان گرد و غبار.فرآیند تولید اتصال و پایان دادن به کابل های ولتاژ بالا بسیار پیچیده است.کیفیت نصب به طور مستقیم بر ایمنی عملیاتی کل شبکه برق تاثیر می گذارد.

خلاصه

در نتیجه، کابل های ولتاژ پایین و ولتاژ بالا، قطعات ضروری سیستم های برق مدرن هستند. کابل های ولتاژ پایین، اولویت راحتی و ایمنی در توزیع برق پایانی را دارند.در حالی که کابل های ولتاژ بالا بر ثبات و کارایی برای ظرفیت بزرگ تمرکز می کننددر هنگام انتخاب کابل ها، انتخاب دقیق محصولات مطابق با استانداردها، بر اساس ولتاژ نامی پروژه واقعی، محیط قرار دادن،و الزامات عملکرد الکتریکیتنها با درک کامل تفاوت های اساسی بین کابل های ولتاژ بالا و پایین می توانیم عملکرد ایمن و قابل اطمینان سیستم برق را از منبع تا انتهای آن تضمین کنیم.