کابل برق تاریخچه و انواع

در ساخت و طراحی دیتاسنتر و اتاق سرور یکی از بخش‌های مهم مربوط به سیستم برق و انتقال قدرت به‌کاررفته در آن است. در این سیستم یکی از اجزای مهم دیتاسنتر، کابل برق است که می‌تواند در بخش‌های مختلف تأثیرگذار باشد.
برق ستون فقرات یک دیتاسنتر است. درک چگونگی ارتباط برق با طراحی مرکز داده برای تداوم کار دیتاسنتر و حتی بالا بردن امنیت آن بسیار مهم است. تأمین برق دیتاسنتر از اهمیت زیادی برخوردار است و جزء مواردی است که باید در کنار حفظ امنیت دیتاسنتر، مقیاس‌پذیری، ظرفیت کلی و … موردتوجه ویژه قرار بگیرد.  نحوه‌ی اتصال جریان برق به دیتاسنتر باید به‌گونه‌ای باشد که به حفظ امنیت فیزیکی دیتاسنتر نیز کمک کند. در این میان دانستن اطلاعاتی درباره انواع کابل برق می‌تواند جهت آگاهی شما بسیار حیاتی باشد که در این مقاله به آن پرداخته‌ایم.

لغت کابل به معنای طناب کلفت است که در زبان فارسی با تلفظ فرانسوی آن کاربرد یافته است این تعریف  به دنبال استفاده از  سیم‌های روکش‌دار در صنعت برق پا گرفت و امروزه یکی از مهم‌ترین اجزای در شبکه‌های برقی است.  در دهه‌ی نخست  قرن بیستم پس‌ازآن که صنعت نفت این توانایی را یافت تا روغن‌های گوناگونی را به بازار بفرستد و هرکدام از آن‌ها نیز توانستند زمینه‌های ویژه‌ای در کاربردهای صنعتی بیابند، آغشته سازی کاغذهای عایقی با روغن کم چگال در یک فشار پیوسته‌ی یکسان، زمینه‌ی پیشرفت دیگری را درزمینهٔ ی کابل سازی فراهم آورد.

سیم‌ها انواع مختلفی دارند که هرکدام برای محیط و کاربری‌های مختلفی استفاده دارد. ازجمله آن‌ها می‌توان: سیم لاکی، سیم برق (انتقال و توزیع نیرو)، سیم و کابل دیتا (شامل کابل مخابراتی و کابل فیبر نوری) و سیم و کابل برای کاربردهای خاص را نام برد. در سال 1876 سیم و کابل برق باروکش پلاستیکی از کائوچوی طبیعی به نام گوتاپرچا ساخته شدند. شیوه ساخت آن‌ها به این صورت بود که این ماده را به دور سیم پیچیده و آن را در دمای 130-140 درجه سانتی گراد قرار می‌دادند و سپس باروکشی از سرب روی آن را می‌پوشاندند.

از سال 1935 با کشف عایق‌های کاغذی توسط دانشمند سوئیسی به نام بورل صنعت سیم و کابل پیشرفت چشمگیری را شروع کرد .  برای اولین بار کابل خشک با عایق پلی‌اتیلن کراس لینک (XLPE) در کارخانه جنرال الکتریک ساخته شد. عایق پلی‌اتیلن کراس لینک (پخته یا ولکانیزه شده) ماده‌ای است که در پی یک واکنش شیمیایی – گرمایشی از ماده پلی اتیلن گرما – نرم به وجود می‌آید. این ماده از نظر ساختاری به مواد گرما – سخت (Thermoset) بسیار نزدیک است.
با این ماده جدید بود که امکان ساخت کابل‌هایی با ولتاژهای بسیار بالا فراهم آمد. از همین روی امروزه ساخت کابل‌های فراتر از ۵۰۰ کیلوولت نیز امکان‌پذیر شده است.

انواع کابل برق

کابل برق فشار ضعیف

کابل فشار ضعیف به کابل‌های با ولتاژ بیش از 1000 ولت یا کمتر کابل فشار ضعیف میگویند. کابل فشار ضعیف به انواع کابل‌های مسی و آلومینیومی عایق با پلیمرهای مختلف در سطوح ولتاژی ۳۰۰ تا ۳۰۰۰ ولت گفته می‌شود.
از این کابل‌ها برای انتقال الکتریسیته در کاربردهای مختلف از روشنایی تا انتقال نیروی محرکه به الکتروموتورها و… استفاده می‌شوند.
این نوع کابل‌ها ازنظر نوع هادی شامل کابل‌های نصب ثابت، تک‌لا، افشان، نیمه افشان گرد، نیمه افشان سکتور و نیمه افشان کامپکت می‌باشند.

کابل‌های فشار ضعیف (تا ۱۰۰۰ ولت) در محل‌هایی که خطر ضربات مکانیکی کم باشد، از نوع بدون زره آن و در محل‌هایی که خطر صدمات مکانیکی موجود باشد از نوع زره دار محافظ استفاده می‌شود. همچنین دامنه گسترده‌ای از این کابل فشار ضعیف به‌صورت کابل‌های ضد آتش، مقاوم در برابر شعله، کابل‌های مسلح، کم دود، بدون هالوژن، مقاوم در برابر هیدروکربن‌ها و مواد نفتی فراهم‌شده است. این کابل‌ها به‌صورت اختصاصی برای محیط‌های عملیاتی که در آن مورداستفاده قرار می‌گیرند طراحی‌شده‌اند. همچنین جهت حذف اتصالات غیرضروری و صرفه اقتصادی امکان تولید و ارائه کابل‌های بزرگ با متراژ بالا نیز وجود دارد.

کابل برق فشار متوسط

کابل فشار متوسط یا کابل قدرت (MV) برای توزیع انرژی الکتریکی تک فاز و یا سه‌فام در سیستم‌هایی با ولتاژ نامی ۶ تا ۳۰ کیلوولت و در پست‌های خطوط توزیع مورداستفاده قرار می‌گیرند. ولتاژ از مهم‌ترین پارامترها در تولید و استفاده از کابل برق است. مطابق استانداردها سطوح مختلف ولتاژی تعریف و شناخته‌شده‌اند. از کابل برق فشار متوسط همچنین در شبکه‌های عمومی و صنعتی، تأسیسات داخلی و خارجی، به‌صورت دفن در زمین و یا داخل کانال استفاده می‌شود. امکان ارائه کابل فشار متوسط با آرمور سیمی – نواری، کابل‌های کم دود، بدون هالوژن، مقاوم در برابر شعله، مقاوم در مقابل هیدروکربن‌های نفتی و نیز پلیمر لمینیت شده نیز وجود دارد.

کابل برق فشارقوی

کابل فشارقوی یا کابل ولتاژ بالا، گونه‌ای از کابل است که برای انتقال انرژی الکتریکی در ولتاژهای بالا استفاده می‌شود. کابل فشارقوی یا کابل قدرت (HV) برای انتقال انرژی الکتریکی در سیستم‌هایی با ولتاژ نامی بالاتر از ۳۰ کیلوولت از نیروگاه‌ها به شبکه مرکزی و یا شبکه‌های توزیع اولیه کاربرد دارند و به‌صورت دفن در زمین و یا داخل کانال استفاده می‌شوند. واژه ولتاژ بالا یا فشارقوی درباره مدارهای الکتریکی‌ای به کار می‌رود که ولتاژ موجود در آن‌ها بالاست و به همین دلیل به ایمنی بالا و عایق‌بندی مناسب نیاز دارند. مدارهای ولتاژ بالا در انتقال انرژی الکتریکی، لامپ اشعه کاتد و اشعه ایکس استفاده می‌شوند.

سیستم کابل برق فشارقوی امروزی نسبت به خطوط هوایی کابل فشارقوی مناسب‌تر است. روش‌های جدید صنعتی می‌توانند کابل فشارقوی زیردریایی را با فیبر نوری هماهنگ کند و مفصل انعطاف‌پذیر با طول بیشتر از قبل ارائه کنند. برای حفظ مردم از اثرات سوء میدان‌های الکترومغناطیسی ناشی از خطوط فشارقوی، برای خطوط برق ۲۰ کیلوولت ۵ متر، ۶۳ کیلوولت ۱۳ متر، ۱۳۲ کیلوولت ۱۵ متر، ۲۳۰ کیلوولت ۱۷ متر و ۴۰۰ کیلوولت ۲۰ متر حریم در نظر گرفته‌شده است.

کابل‌های فشارقوی برق به‌طورمعمول از هسته فولادی و روکش آلومینیومی ساخته می‌شوند. اگرچه آلومینیوم پس از طلا، نقره و مس، چهارمین فلز رسانای برتر محسوب می‌شود، اما به‌تنهایی برای تولید کابل‌های برق مناسب نیست. بر همین اساس، کابل برق فشارقوی تولیدشده از کامپوزیت نانوکلسیوم-آلومینیوم وزنی کمتر از کابل‌های هسته فولادی فعلی دارد. در کابل‌های فشار ضعیف به بالا حتماً شیلد وجود دارد. این شیلد که نقش حفاظتی دارد در یک سمت و یا هردو سمت اتصال سرکابل به زمین متصل می‌شود.

اخیراً ﺑﺎ  پیشرفت‌هایی که درزمینهٔ آﻟﯿﺎژﻫﺎی ﻣﺲ و آﻟﻮﻣﯿﻨﯿﻮم وجود داشته است، ﻃﺮاحی و تولید اﻧﻮاع ﺳﯿﻢ و ﮐﺎﺑﻞ  در ﮐﺸﻮر از اﻫﻤﯿﺖ منحصربه‌فردی  ﺑﺮﺧﻮردار گشته و ازلحاظ ﺗﻮﺳﻌﻪ اﻗﺘﺼﺎدی ﺷﺒﮑﻪ ﺑﺮق، بسیار ﺿﺮوری به نظر می‌رسد.  کشور ما نسبت به دیگر ﮐﺸﻮرﻫﺎی ﺗﻮﻟﯿﺪﮐﻨﻨﺪه انواع کابل برق فشارقوی در منطقه از ﺟﺎﯾﮕﺎه نسبتاً مناسبی برخوردار است.