در توضیح کابل زره دار سرب دار باید گفت کابل زره دار، دسته‌ای از کابل‌های افشان است که قدرت‌هادی بالایی دارند. در ساختار اختصار جهانی کابل زره دار به اختصار SWA شناخته می‌شود.
بیشترین کاربرد کابل زره دار در سیستم‌های انتقال برق از زمین به قدرت یک کیلو ولت به بالا است. کابل زره دار در سیستم برق فشار ضعیف در بیشتر مواقع از مس مفتول و در برق‌های فشار قوی از آلومینیوم نیز به عنوان‌هادی استفاده می‌شود.
اهمیت استفاده از هادی خوب در کابل زره دار از ان جا نمایان می شود که ممکن است در فشار برق بالا، سیم‌های مسی زودتر داغ شوند و کابل زره دار خاصیت خود را زودتر از دست بدهد.
به دلیل بالا بودن مقاومت در برابر آب و همچنین خواص الکتریکی بهتر، مانند اکثر کابل‌ها، در کابل زره دار نیز از عایق پی وی سی استفاده شده است. این لایه از پلی وینیل کلرید ساخته شده است.این لایه زیرین، مرز محافظ بین لایه درونی و بیرونی کابل زره دار را ایجاد می‌کند.
کابل زره دار باید دارای یک زره باشد که در مقابل فشارهای ناشی از وزن زمین و ضربات احتمالی جلوگیری کند. این نوع کابل‌ها چند رشته استیل و در کابل‌های تک رشته، چند رشته آلومینیومی هستند. نوعی لایه از سرب است که روی عایق اولیه کابل زره دار سرب دار قرار می‌گیرد. و در لایه بعدی زره، همیشه این دو قسمت را از هم جدا می‌کند.
همان طور که گفتیم این لایه جهت محافظت از بخش های زیرین بهم پیوسته در کابل استفاده می شود . در کابل هایی که در زیر زمین استفاده می شوند معمولا امکان برخورد بیل های مکانیکی وجود دارد و در پروژه های راه سازی و عمرانی برای محافظت از کابل ها از کابل های زره دار استفاده می کنند. شاید با استفاده از این نوع کابل ها همچنان رویه اولیه کابل خراب شود اما کاربران وقتی ببینند رشته های آرمور آسیب دیده اند فعالیت عمرانی را متوقف و شروع به تعمیر آن می کنند.
استفاده از کابل های زره دار احتمال قطع شدن برق را در اثر تنش های مکانیکی و آسیب های محیطی به حداقل می رساند.
پس نتیجه میگیریم کابلی که در ساختمان آن لایه ای برای افزایش مقاومت استفاده می شود کابل زره دار نامیده می شود این لایه کابل را در برابر صدمات فیزیکی ، فشارهای مکانیکی ، ضرب دیدگی ، جانوران جونده محافظت می کند به عبارت دیگر کابل زره دار امکان نصب در محیط هایی را دارد که نیروهای آسیب رسان وجود دارد.
ساختار کابل‌های فشار متوسط
ساختار کلی کابل فشار متوسط مطابق شکل پایین به شرح زیر می‌باشد:
- هادی کابل یا Conductor
- لایه نیمه هادی یا Semi conductor Screen
- عایق یا Insulation
- لایه نیمه هادی یا Semi conductor Screen
- لایه فلزی یا Metallic Screen
- لایه یا Inner Sheath
- زره یا Armour
- لایه خارجی یا Jacket
- لایه نیمه هادی Semi conductor Screen
به دلیل اینکه در کابل زره دار سرب دار سطح هادی، صاف نیست ، استفاده از Screen سبب ایجاد یک سطح کاملا صاف بین عایق و هادی می‌کردد و سطح میدان الکتریکی روی آن یکنواخت می‌گردد.
ضخامت اسکرین روی هادی کمتر از ۰٫۱ میلی متر و رنگ آن سیاه می باشد. این لایه در سطح فشار متوسط و تا ۳۶ KVاستفاده می گردد.
عایق PVC
امروزه کاربرد عمده کاربرد PVC در ساختن کابل فشار ضعیف است که در این سطح ولتاژی فوق العاده وسیعی دارد.
از مشخصات مهم و خوب این ماده می توان به قابلیت انعطاف بالا و مقاومت دربرابر شعله اشاره کرد. عمده مشکل آن به تلفات عایقی بالای این ماده برمی‌گردد و به همین دلیل به ندرت در ولتاژهای ۱۰Kv و بالاتر از آن بعنوان عایق کابل استفاده می‌شود. شرایط نصب این کابل‌ها مطابق با موارد گفته شده در ارتباط با کابل‌های با عایق کاغذی جهت نصب در هوای آزاد و نصب در زمین می‌باشد. ماکزیمم دمای هادی در این کابل‌ها ۷۰ درجه سانتی گراد می باشد.
عایق XLPE
این کابل‌ها در مقایسه با موارد ارائه شده قبلی دارای مشخصات حرارتی بهتر و تحمل درجه حرارت های بالاتر (۹۰ درجه ) می‌باشند. از طرفی هزینه کمتر نصب و نگهداری نسبت به کابل‌های روغنی، تلفات دی الکتریک کمتر، عدم احتیاج به کوچکتر می‌باشد.
ماکزیمم دمای هادی tgδ تجهیزات جانبی در زمان استفاده همانند کابل روغنی و کابل در این نوع کابل ها ۹۰ درجه سانتی گراد می‌باشد.
اسکرین نیمه هادی روی عایق، مشابه اسکرین روی هادی می‌باشد و آن یک سطح میدان الکتریکی متقارن روی اسکرین
فلزی (شیلد هم گفته می‌شود) ایجاد می‌کند. ضخامت تقریبا ۱ میلی متر و رنگ آن سیاه می‌باشد. اسکرین فلزی Metallic Screen هدف استفاده از اسکرین فلزی، حذف میدان الکتریکی خارج از کابل زره دار سرب دار می‌باشد. اسکرین های فلزی حداقلدر یک نقطه باید به شبکه ارت متصل گردند.
اسکرین فلزی دو وظیفه دارند:
وظیفه اول :شدت جریان خازنی کابل زره دار سرب دار و جریان‌های چرخشی ایجاد شده در سطح اسکرین فلزی، به شبکه
ارت انتقال می دهد. بعنوان مسیر برگشتی کل کوتاه و یا بخشی از شدت جریان اتصال کوتاه عمل می کند.
وظیفه دوم: وظیفه دوم اسکرین فلزی جلوگیری از نفوذ رطوبت به عایق کابل می باشد.
انواع اسکرین‌های فلزی
۱- اسکرین فلزی سیمی با نوار متعادل کننده
(Copper Wire screens (with optional equalising tape
مزایا : وزن سبک و مقرون به صرفه ، تحمل اتصال کوتاه بالا و ساده جهت Termination
معایب : حفاظت عایق در برابر رطوبت را بطور کامل انجام نمی دهد.
۲- اسکرین Aluminium foil laminate
مزایا : وزن سبک و مقرون به صرفه ،محاظ در برابر رطوبت
معایب : ظرفیت اتصال کوتاه پایین و بسیار سخت جهت Termination
۳- اسکرین آلیاژ سرب Extruded lead alloy sheath
مزایا : ضد ورود آب Waterproof – مقاومت بالا در مقابل خوردگی
معایب: بسیار سنگین و گران قیمت، تولید ذرات سمی که در بعضی از کشورها ممنوع شده است و ظرفیت انتقال اتصال کوتاه پایین.
آزمون نفوذ آب در کابل
۸- روکش خارجی (ANTI-CORROSION PROTECTIVE JACKET (OR SHEATH) )
روکش خارجی همان Jacket و یا Sheath می باشد، وظیفه غلاف به شرح زیر می باشد.
- ایزوله کردن صفحه فلزی از زمین
- حفاظت مولفه های فلزی کابل از خوردگی و رطوبت
دو ماده اصلی (Poly-Vinyl Chloride (PVC و polyethylene (PE برای روکش خارجی کابل استفاده می گردد.
انواع غلاف هایPE ، به شرح زیر می باشد:
- medium density :MDPE
- Linear low density :LLDPE
- high density :HDPE
PVC اساسا برای کابل‌های که دارای آرمور و یا غلاف سربی باشند استفاده می‌گردد چون PVC (پی وی سی) در مقایسهبا PE (پلی اتیلن )نرم‌تر می‌باشد.
کابل‌های که در تونل‌ها، مکان‌های محبوس شده که الزاما در زمان آتش‌سوزی باید مقاوم باشند و تولید گاز سمی نکنند از عایق‌های HFFR (Halogen- Free Fire Retardant استفاده می‌گردد که از PVC و PEمقاومتر می‌باشد.
منابع : tadbirkara.com و پارس الکتریک و nirokabl.com
