کابل های خود نگهدار ، مزایا و معایب
کابل های خود نگهدار در چند سال گذشته به شدت مورد استقبال و استفاده گسترده در شبکه های برق ایران قرار گرفته است.
کابلی که از مزایای خوبی برخوردار است اما عدم رعایت مسائل فنی در استفاده و بهره برداری می تواند خود عامل بروز مشکلاتی دیگر گردد. ضریب هدایتی آلومینیوم پایین تر از مس بوده و لذا از تلفات بالاتری برخوردار است.
کابل های خودنگهدار هوایی برای اولین بار در سال ۱۹۵۵ در کشور فرانسه برای جایگزینی در شبکه های فشار ضعیف با هادی سیمی مورد استفاده قرار گرفتند و به دلیل مزایای متعدد جایگاه کاربری مناسبی یافتند. شرکتهای فرانسه نقش موثری در گسترش استفاده از این نوع کابل داشته است.و امروزه این نوع کابل در بسیاری از کشورهای جهان کاربرد وسیع دارد سابقه بکارگیری این نوع کابل در ایران چندان طولانی نیست.
قیمت بالای مس در بازار سیاه و خرید این فلز به قیمت ۳۵ هزار تومان، سرقت سیم های مسی را تشدید کرده است. سارقان با به خطر انداختن جان خود اقدام به قیچی کردن سیم ها و کابل های مسی کرده که مشکلات فراوانی را برای شبکه های توزیع نیروی برق در پی دارد. به اذعان مسئولین مربوطه تلفات مربوط به انشعابات غیرمجاز و برق دزدی در کشور بیش از ۴ درصد است.
علیرغم ویژگی های زیادی که در استفاده از کابل های خودنگهدار نام برده می شود مشکلاتی را نیز به وجود آورده است. کابل های خودنگهدار به دلیل تلفات بالاتر نه تنها باعث کاهش تلفات فنی شبکه نمی‌شود بلکه اتفاقا باعث افزایش تلفات فنی شده و در مجموع به هدررفت بیشتر انرژی الکتریکی منجر خواهد شد. اما این تلفات در مقایسه با مزایای دیگر کابل های خود نگهدار چندان مهم تلقی نمی‌شود. البته با محاسبه دقیق سطح مقطع کابل و رعایت مسائل فنی می‌توان تا حدودی نیز از این تلفات فنی کابلهای خودنگهدار کاست و این عیب را برطرف نمود.
به اذعان کارشناسان فنی شرکت های توزیع نیروی برق، تلفات ناشی از کابل های خودنگهدار به حدی است که اگر قبلا در ۸ فاصله تیرهای هوایی را با سیم مسی بدون خارج از شدن محدوده مجاز ولتاژ می‌توانسته اند برقدار نمایند اما در صورت استفاده از کابل های خودنگهدار معمولا بیش از ۴ یا ۵ فاصله را نمی توان از این کابلها استفاده نمود چراکه در غیر اینصورت با تلفات زیاد روبه رو شده و افت ولتاژ انتهای خط بیش از حد مجاز استاندارد خواهد شد.
روکش عایق کابل های خودنگهدار به دلیل قرار گرفتن طولانی مدت در آفتاب و تحمل گرما و سرمای فصول مختلف سال ترک برداشته و در باران به شدت آسیب پذیر می باشند. با آمدن باران میزان خاموشی های ناشی از این اتفاق به حدی است که شرکت های توزیع به سختی می توانند جوابگوی مشکلات ناشی از اتصالات رخ داده شده و قطعی های آن باشند.
از دیگر مسائلی که استفاده از این کابل های جدید را با مصائبی همراه کرده است اتصال شبکه و سیم مسی به کابل خودنگهدار و آلومینویم است که وجود این دو فلز در کنار هم باعث خوردگی بالایی شده و در مدت زمان کوتاهی این خوردگی باعث آرک زدن و قطعی برق می شود.
با توجه به مشکلات ناشی از بکارگیری هادیهای لخت وخطرات وحوادث ناشی از آن از جمله شرایط آب وهوایی، اتصال کوتاه های موقت و دایمی، برخوردشاخه های درختان، صدمات ناشی از حیوانات وپرندگان وخوردگیهای شیمیایی که می تواند منجر به قطعی برق وافزایش انرژیهای توزیع نشده گردد، رویکرد به هادی روکشدار و کابل خودنگهدار می تواند بسیار موثر باشد.
از دیگر مشکلات عمده اکثر شرکتهای توزیع برق، احداث شبکه در محلات قدیمی شهرها، در مناطق پر درخت و بطور کلی مسیرها و معابر کم عرض می‌باشد. این مشکل از جمله مشکلاتی است که تامین برق مطمئن، سرویس دهی منظم و کم خطر را با اشکال مواجه می‌سازد.
کابل خودنگهدار؛ مزایا و معایب/ راهکاری برای کاهش بیشتر تلفات
در مناطقی از شهرهای بزرگ با توجه به وجود بافت شهری فرسوده و وجود معابر بسیار کم عرض و غیراستاندارد عدم وجود حریم و فضای کافی و مناسب برای سیمهای هوایی، صخره ای بودن مسیر برای کابل کشی زمینی و نبود امکانات و دشواری تردد تجهیزات و ماشین آلات در مناطق کوهستانی و خارج از شهر، شرکتهای توزیع را ناگزیر به کارگیری انواع هادیهای روکشدار بویژه کابلهای خودنگهدار (و در ایران عمدتا از نوع فشار ضعیف) نموده است.
مزایایی عمده استفاده از کابل خود نگهدار در شبکه‌های هوایی توزیع برق عبارتند از:
۱) افزایش قابلیت اطمینان شبکه در مقابل شرایط جوی و اتفاقات ناشی از برخورد اشیاء خارجی
۲) کاهش انرژی توزیع نشده به مقدار قابل ملاحظه
۳) کاهش هزینه شاخه زنی در مناطق مشجر
۴) کاهش تلفات با از بین رفتن جریان نشتی در درختان و تجهیزات
۵) کاهش خطر آتش سوزی در مناطق مشجر و جلوگیری از تخریب محیط زیست و مرگ حیوانات
۶) آزادی عمل بیشتر در طراحی خطوط به دلیل کاهش فاصله حریم کابلهای خود نگهدار
۷) امکان نصب خط جدید کابل خود نگهدار در کنار خط قبلی بر روی یک تیر
۸) امکان نصب کابل خود نگهدار فشار ضعیف بر روی پایه‌های موجود خطوط ۲۰ کیلو ولت
۹) امکان نصب خطوط تلفن و فیبر نوری روی یک پایه مشترک با حفظ حریم ۵/۰ متر
۱۰) راحتتر بودن ترمیم تیر شکستگی در خطوط کابل خود نگهدار در قیاس با خطوط هوایی معمول و استمرار در ارائه سرویس به مشترکین
۱۱) امکان زیباسازی شهری با مخفی کردن کابلهای خود نگهدار از انظار عمومی با عبور دادن کابل از روی دیوار و یا مخفی کردن آن در کانال های مخصوص
۱۲) مقاوم بودن نسبت به خوردگی و در نتیجه کاهش پارگی خطوط فشار ضعیف
۱۴) کاهش میزان استفاده های غیر مجاز از برق
۱۵) تفاوت هزینه کم و قابل جبران از محل صرفه جوئی در خسارت خاموشیها
۱۶) امکان نگهداری و سرویس هنگامی که خط برقدار است
۱۷) کاهش هزینه‌های نگهداری ( کاهش سیستماتیک شاخه زنی درختان و جایگزینی و تعویض مقره‌های شکسته و…)
۱۸) افزایش ایمنی در هنگام کار بر روی خطوط و کاهش خسارتها و ضایعات ناشی از برق گرفتگی
۱۹) امکان استفاده در معابر باریک و تنگ
۲۰) کاهش احتمال اضافه ولتاژهای ناشی از رعد و برق
۲۱) بر خلاف سیمهای لخت، کابلهای خودنگهدار (self damping) بوده لذا ارتعاشات آنها در اثر باد ناچیز و امکان طویل نمودن اسپنها میسر است.
۲۱) استفاده از پایه های باکلاس پایین به سبب سبک بودن کابل
۲۲) بدلیل اینکه وزن کابلها سبک بوده و بصورت باندل هستند لذا زمان نصب کوتاهتر میشود.
۲۳) امکان استفاده از پایه های کوتاه به سبب عایقدار بودن هادیها
۲۴) امکان افزایش ظرفیت خط و نصب مدار جدید بر روی پایه ها
۲۵) راکتانس پایین کابلهای خودنگهدار نسبت به شبکه سیمی هوایی
در مواردی که استفاده از خطوط با هادیهای لخت منجر به بروز حوادث گذرا می شود و یا اینکه رعایت حریم و سایر نکات فنی و ایمنی شبکه برق مقدور نیست استفاده از کابلهای خود نگهدار هوایی راه حل منطقی است. از عمده ترین این موارد می توان به مسیرهایی اشاره نمود که دارای عرض کم بوده و یا در آنها موانعی از قبیل ردیف درختان وجود دارد.
همانطور که می دانیم کابلهای خود نگهدار دارای هادی آلومینیومی و عایق پلی اتیلن کراس لینک می باشند و برای نصب این کابلها برروی پایه ها نیاز به یک سیم نگهدارنده (massenger ) می باشد که جنس این سیم برای کابلهای ۲۰kv از فولاد و برای کابلهای فشار ضعیف از آلیاژ آلومینیوم می باشد. در کابل خود نگهدار فشار ضعیف از سیم نگهدارنده بعنوان سیم نول نیز استفاده خواهد شد.
در طراحی خطوط با کابلهای خودنگهدار در دو سطح ولتاژ فشار متوسط و فشار ضعیف به ترتیب سطح مقطع‌های زیر مورد نظر قرار گرفته است که این طراحی قابل تعمیم برای سطح مقطع‌های دیگر نیز می باشد.
سطح مقطع mm۲ ۶۵+ ۱۲۰× ۳ برای فشار متوسط و ۷۰+۲۵+۹۵×۳ برای فشار ضعیف که سیم نگهدارنده آنها به ترتیب ۶۵ و ۷۰ می باشد و سطح مقطع ۲۵ در فشار ضعیف برای سیستم روشنایی معابر می باشد.
