یکی از انواع کابل‌ها، کابل خود نگهدار است که خود به گروه ها و دسته بندی‌های مختلفی تقسیم بندی می‌شود که یکی از آنها کابل هوایی است. این نوع کابل اولین بار توسط متخصصان کشور فرانسه طراحی و تولید شد.
هادی این کابل از جنس آلومینیم است که این باعث کاهش هزینه‌ها می‌گردد و از نظر ساختار نیز به دو دسته روکش دار و لخت دسته بندی شده است که در ادامه مزایای استفاده کابل روکش را را ذکر خواهیم کرد.
از این کابل در تیرهای برق و روی دیوارها و همچنین در روستاهای که تعداد ساکنین و ساختمان‌ها کم باشد کاربرد دارد. در ساختار این کابل هادی‌های عایق شده‌ای به کار برده شده است که می‌تواند 1 تا 36 کیلو ولت، سطح ولتاژ را از خود عبور دهد. به طور کلی می‌توان ذکر کرد که هادی‌های آلومینیومی از وزن کمی برخوردار باشند و در عین حال رسانای الکتریکی قوی داشته باشند.
از ویژگی‌های یک هادی خوب می‌توان به مقام بودن در برابر کشش‌ها و فشارهای مکانیکی اشاره کرد و حتی از نظر هزینه بسیار مقرون به صرفه باشد. با توجه به این ویژگی‌ها می‌توان گفت که هادی‌های مسی برای کابل‌های هوایی هم از نظر مقاومت و استحکام کششی از قدرت خوبی برخوردار است و هم چگالی جریان بالای دارد یعنی به خوبی می‌توانند ظرفیت جریان بالایی را از خود عبور دهند.
انواع کابل هوایی
با توجه به عواملی همچون هزینه ، رسانایی، استحکام کششی، وزن و… در خواهیم یافت که کابل‌های آلومینیومی رسانای دارای لبه‌های بیشتری نسبت به رسانای همچون مس می‌باشند. همچنین هادی‌های آلومینیومی با توجه به هزینه و وزن کمتر تقریباً جای مس را در خطوط برق گرفته است.
در ادامه به چهار نوع کابل هوایی که به بیشترین کاربرد را دارد اشاره خواهیم کرد که برای انتقال و توزیع سربار برای انتقال نیروی تولید سده از ایستگاه‌های تولید تا برق رسانی به کاربران استفاده می‌شود.
به طور کلی می‌توان گفت که تمام کابل‌های هوای برای اینکه انعطاف پذیری بیشتری داشته باشند به صورت رشته‌ای تولید می‌شوند. سیم‌های جامد، به جز سطح مقطع بسیار کوچک، کار با آن بسیار دشوار است.
- AAC : هادی آلومینیوم
- AAAC : رسانای آلیاژ آلومینیوم
- ACSR : هادی آلومینیوم، تقویت شده از فولاد
- ACAR: هادی آلومینیوم، آلیاژ تقویت شده
معمولاً کابل‌های هوایی AAC برای ولتاژهای کم برای ولتاژهای کم از 1 تا 32 کیلو وات برای تیر برق‌های که فاصله کمی با یکدیگر دارند مناسب هستند و همچنین کابل برق ACSR وAAAC برای ولتاژهای متوسط و قوی که فاصله تیر برق‌ها با یکدیگر زیاد باشند کاربرد دارند.
کابل‌های ACSR از آلومینیوم آنیل نشده با طول مشخص به دور مفتول فولاد پرکربن گالوانیزه برای تحمل نیروهای کششی بیشتر ساخته می‌شوند.
کابل‌های هوایی آلومینیومی یک عایق از جنس XLPE به رنگ مشکی و ضخامت 3 میلی‌متر برای کابل‌های CC دارند و برای کابل‌های CCT 20 KV ضخامت 5.5میلی‌تری و همچنین برای کابل‌های CCT 33 KV ضخامت 8 را در نظر می‌گیرند.
بیشتر بخوانید: کابل قدرت چیست و چه کاربردی دارد ؟
کاربرد های کابل هوایی
در شبکه‌های برق رسانی از کابل‌های مختلفی استفاده می‌شود و با توجه به توسعه این شبکه‌ها و تمایل پیمانکاران و تکنسین‌ها برای استفاده کابل هوایی آن هم از جنس هادی آلومینیومی بیشتر شده است. دلیل این تمایل هم زیاد بودن خطوط زمینی و افزایش در هم ریختگی کابل‌ها می‌باشد.
علاوه بر این مورد کابل‌های مسی بسیار گران هستند در نتیجه استفاده از کابل آلومینیومی بسیار مقرون به صرفه است. از سیستم کابل کشی هوایی می‌توان به صورت موقت و دائم استفاده نمود. از دیگر کاربردها مزایای کابل کشی هوایی می‌توان به این نکته اشاره کرد که هزینه اجرا و نگهداری این سیستم بسیار کمتر از کابل کشی زمینی می‌باشد. به همین دلیل کابل کشی هوایی در فضاهای که کابل کشی زمینی دشوار و و دستمزد و تجهیزات گران تر می‌شود کاربرد دارند.
یکی دیگر از کاربردهای کابل‌های هوایی در مواقعی است که می‌خواهیم اکوسیستم و همچنین محیط زیست را بکر نگه داریم و یا تغییرات ناشی از کابل کشی کمتر باشد از این کابل استفاده می‌گردد.
یکی از عمده‌ترین کاربردهای کابل‌های هوایی، مواقعی است که رعایت حریم و سایر نکات فنی و ایمنی در شبکه‌های زمینی فراهم نیست. در این زمان استفاده از کابل هوایی گزینه بسیار مناسبی است. به عنوان مثال، در مسیرهای کم عرض، با وجود موانع می‌توان از این کابل‌ها استفاده کرد.
مزایای کابل هوایی با هادی روکش دار
اگر چه چند دهه از ظهور خطوط هوایی می‌گذر اما با توجه به مزایای گسترده مانند افزایش ایمنی و کیفیت برق موجب گردیده است که این سیستم به سرعت گسترش یابد. از میان انواع کابل‌های هوایی هادی‌های روکش دار CC وCCT و کابل‌های فاصله دار تنها در شبکه‌های فشار متوسط کاربرد داشته و خطوط با کابل‌های خود نگه دار در شبکه‌های فشار متوسط و فشار ضعیف مورد استفاده می‌باشند.
کابل‌های که دارای روکش هادی هستند را نباید با کابل‌های دارای عایق اشتباه گرفت. زیرا روکش روی هادی در برابر برق گرفتگی افراد ایمنی ایجاد نمی‌کند و تنها اتصالی برخورد فازها در صورت برخورد با یکدیگر و یا زمین را از بین می‌برد.کابل‌های روکش دار فاقد سیم نگه‌دارنده زمین هستند و تحمل نیروهای مکانیکی در هادی‌های روکش دار توسط خود هادی انجام می‌گیرد و روکش بی تأثیر است. این خطوط همانند خطوط هوایی با هادی لخت توسط مقره به پایه‌ها محکم شده و یا از طریق یراق آلات مخصوص به کنسول‌ها در دو طرف اسپن متصل می‌شوند، با توجه به این موضوع لمس آنها در حالت برق دار ایمن نیست و عملیات بر روی آنها باید مانند هادی‌های لخت انجام گیرد.
هادی‌های هوایی که دارای روکش هستند. از دو قسمت هادی و روکش تشکیل می‌شوند که قسمت هادی یکی از انواع هادی‌ها مانند ACSR ،AAAC و AAC است و قسمت روکش آن از جنس نوعی پلیمر است که در شرایط بد جوی نیز مقاوم هستند استفاده می‌شود. اخیراً نوع پیشرفته‌تری از کابل‌های روکش دار به نام AERO-Z طراحی شده که در هادی‌های هوایی روکش دار در حال استفاده است. این هادی‌ها ظرفیت جریان بیشتر و تلفات کمتری دارند. البته هزینه آن نسبت به دیگر کابل‌های روکش داری مقداری گرانتر است.
کابل هوایی مسی
همان‌طور که میدانید هادی‌های مسی رسانای خوبی را دارند بنابراین استفاده از آن در کابل‌های هوایی هم از این قاعده مستثنا نیست چون علاوه بر رسانا بودن مس از استحکام کششی بالایی برخوردار است. بنابراین از مس به صورت رشته‌ای و سخت گزینه های مناسبی برای خطوط سربار هستند. به دلیل داشتن چگالی جریان بالای مس می‌تواند جریان در واحد سطح مقطع بیشتری را از خود عبور دهد.
در نتیجه رساناهای مس از سطح مقطع کمتری و دارای دوام و مقاومت بالاتری هستند. اما به دلیل هزینه بالای مس و همچنین در دسترس نبودن این رسانا کمتر در خطوط برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کابل هوایی آلومینومی
کابل‌های آلومینیم تقریباً مانند مس هستند اما 60% از هدایت مس را دار می‌باشند. برای درک بهتر می‌توان گفت که برای همان مقاومت، قطر یک هادی کابل آلومینیومی حدود 1.26 برابر رسانای مس است. با این وجود هادی آلومینیم تقریباً وزن کمتری نسبت به رسانای مس را دارد.
استحکام کششی کابل آلومینیومی نسبت به کابل مسی کمتر است اما با توجه به ویژگی‌های همچون هزینه کمتر، رساناسس، استحکام کششی مطلوب، وزن و … آلومینیم دارای لبه‌ای نسبت به مس است و کاربرد گسترده‌تری در صنعت برق کشی و انتقال جریان دارد.
کابل هوایی مس کادمیوم
این نوع کابل را نیز مانند کابل مسی می‌دانند زیرا 99 درصد آن از مس است و تنها 1 درصد آن از کادمیوم تشکیل شده است. اما تفاوت آن با کابل مسی در این است مقاومت کششی را تا 50 درصد افزایش و رسانایی را فقط تا حدود 15 درصد کاهش می‌دهد. در نتیجه از این نوع کابل هوایی برای دهانه‌های فوق‌العاده طولانی استفاده کرد و البته باید به این نکته توجه کرد که این نوع کابل حتی از کابل‌های مسی نیز گرانتر می‌باشد.
معایب استفاده از کابل هوایی
- تخریب محیط زیست به دلیل شاخه زنی
- عدم پایداری در برابر شرایط هوایی خاص مانند طوفان
- احتمال وجود قطع و وصلی جریان به دلیل برخورد با درختان
- جلوه بصری نامطلوب در زمانی که تعداد کابل زیاد است.
- آسیب پذیری بیشتر به دلیل احتمال برخورد با اشیای خارجی
- احتمال وجود برق دزدی و سرقت رفتن خود کابل
