در مهندسی برق و نصب تجهیزات صنعتی، انتخاب نوع اشتباه «کابل ولتاژ بالا» یا «کابل ولتاژ پایین» می‌تواند منجر به خرابی تجهیزات، قطع برق و توقف تولید یا حتی در موارد شدید، حوادث ایمنی شود. با این حال، بسیاری از مردم فقط درک سطحی از تفاوت‌های ساختاری بین این دو دارند و اغلب بر اساس تجربه یا ملاحظات «صرفه‌جویی در هزینه» انتخاب می‌کنند که منجر به اشتباهات مکرر می‌شود. انتخاب کابل اشتباه نه تنها ممکن است باعث نقص عملکرد تجهیزات شود، بلکه خطرات ایمنی بالقوه‌ای را نیز ایجاد می‌کند. امروز، بیایید در مورد تفاوت‌های اصلی بین آنها و 3 «دام» اصلی که باید هنگام انتخاب از آنها اجتناب کنید، بحث کنیم.
۱. تحلیل ساختاری: کابل‌های ولتاژ بالا در مقابل کابل‌های ولتاژ پایین
بسیاری از مردم فکر می‌کنند که «کابل‌های ولتاژ بالا فقط کابل‌های ولتاژ پایین ضخیم‌تر هستند»، اما در واقع، طرح‌های ساختاری آنها تفاوت‌های اساسی دارند و هر لایه دقیقاً با سطح ولتاژ تطبیق داده شده است. برای درک تفاوت‌ها، با تعاریف «ولتاژ بالا» و «ولتاژ پایین» شروع کنید:
کابل‌های فشار ضعیف: ولتاژ نامی ≤ ۱ کیلوولت (معمولاً ۰.۶/۱ کیلوولت)، که عمدتاً برای توزیع برق ساختمان‌ها و منبع تغذیه تجهیزات کوچک استفاده می‌شود.
کابل‌های ولتاژ بالا: ولتاژ نامی ≥ ۱ کیلوولت (معمولاً ۶ کیلوولت، ۱۰ کیلوولت، ۳۵ کیلوولت، ۱۱۰ کیلوولت)، که برای انتقال برق، پست‌های برق و تجهیزات صنعتی بزرگ استفاده می‌شوند.
(1) رسانا: نه «ضخیم‌تر» بلکه «خلوص مهم است»
هادی‌های کابل ولتاژ پایین معمولاً از سیم‌های مسی نازک چند رشته‌ای (مثلاً ۱۹ رشته در سیم‌های BV) ساخته می‌شوند، که عمدتاً برای برآورده کردن الزامات «ظرفیت حمل جریان» است.
هادی‌های کابل ولتاژ بالا، اگرچه از مس یا آلومینیوم نیز ساخته شده‌اند، خلوص بالاتری دارند (≥۹۹.۹۵٪) و از فرآیند «رشته‌بندی گرد فشرده» (کاهش حفره‌ها) برای کاهش مقاومت سطح هادی و کاهش «اثر پوستی» تحت ولتاژ بالا (تمرکز جریان روی سطح هادی و ایجاد گرما) استفاده می‌کنند.
(2) لایه عایق: هسته "محافظت چند لایه" کابل‌های ولتاژ بالا
لایه‌های عایق کابل فشار ضعیف نسبتاً نازک هستند (مثلاً ضخامت عایق کابل 0.6/1 کیلوولت ~3.4 میلی‌متر)، که عمدتاً از PVC یاXLPE، که عمدتاً برای «ایزوله کردن هادی از بیرون» عمل می‌کند؛
لایه‌های عایق کابل‌های ولتاژ بالا بسیار ضخیم‌تر هستند (کابل ۶ کیلوولت حدود ۱۰ میلی‌متر، ۱۱۰ کیلوولت تا ۲۰ میلی‌متر) و باید آزمایش‌های دقیقی مانند «ولتاژ تحمل فرکانس برق» و «ولتاژ تحمل ضربه صاعقه» را با موفقیت پشت سر بگذارند. مهم‌تر از آن، کابل‌های ولتاژ بالا نوارهای مسدودکننده آب و لایه‌های نیمه‌رسانا را درون عایق اضافه می‌کنند:
نوار آب‌بند: از ورود آب جلوگیری می‌کند (رطوبت تحت ولتاژ بالا می‌تواند باعث «آب‌گرفتگی» شود که منجر به خرابی عایق می‌شود)؛
لایه نیمه رسانا: توزیع یکنواخت میدان الکتریکی را تضمین می‌کند (از تمرکز میدان موضعی که می‌تواند باعث تخلیه شود، جلوگیری می‌کند).
داده‌ها: لایه عایق ۴۰ تا ۵۰ درصد از هزینه کابل ولتاژ بالا (فقط ۱۵ تا ۲۰ درصد برای ولتاژ پایین) را تشکیل می‌دهد، که دلیل اصلی گران‌تر بودن کابل‌های ولتاژ بالا است.
(3) محافظ و غلاف فلزی: "زره در برابر تداخل" برای کابل‌های ولتاژ بالا
کابل‌های ولتاژ پایین عموماً هیچ لایه محافظی ندارند (به جز کابل‌های سیگنال)، و روکش‌های بیرونی آنها عمدتاً از PVC یا پلی‌اتیلن ساخته شده است؛
کابل‌های ولتاژ بالا (به‌ویژه ≥6 کیلوولت) باید دارای محافظ فلزی باشند (مثلاًنوار مسی(مانند غلاف مسی بافته شده) و غلاف‌های فلزی (مثلاً غلاف سربی، غلاف آلومینیومی موجدار):
محافظ فلزی: میدان ولتاژ بالا را در لایه عایق محدود می‌کند، تداخل الکترومغناطیسی (EMI) را کاهش می‌دهد و مسیری برای جریان خطا فراهم می‌کند.
غلاف فلزی: استحکام مکانیکی (مقاومت کششی و لهیدگی) را افزایش می‌دهد و به عنوان یک "سپر اتصال به زمین" عمل می‌کند و شدت میدان عایق را بیشتر کاهش می‌دهد.
(4) روکش بیرونی: برای کابل‌های ولتاژ بالا مقاوم‌تر است
روکش‌های کابل ولتاژ پایین عمدتاً در برابر سایش و خوردگی محافظت می‌کنند؛
روکش‌های کابل‌های ولتاژ بالا باید علاوه بر این، در برابر روغن، سرما، ازن و غیره نیز مقاوم باشند (مثلاً PVC + افزودنی‌های مقاوم در برابر آب و هوا). کاربردهای ویژه (مثلاً کابل‌های زیردریایی) ممکن است به زره فولادی (مقاوم در برابر فشار آب و تنش کششی) نیز نیاز داشته باشند.
۲. ۳ «مشکل» کلیدی که هنگام انتخاب کابل‌ها باید از آنها اجتناب کنید
پس از درک تفاوت‌های ساختاری، باید در طول انتخاب از این «تله‌های پنهان» نیز اجتناب کنید؛ در غیر این صورت، ممکن است هزینه‌ها افزایش یابد یا حوادث ایمنی رخ دهد.
(1) کورکورانه به دنبال «درجه بالاتر» یا «قیمت ارزان‌تر» بودن
تصور غلط: برخی فکر می‌کنند «استفاده از کابل‌های ولتاژ بالا به جای ولتاژ پایین امن‌تر است» یا برای صرفه‌جویی در هزینه از کابل‌های ولتاژ پایین استفاده می‌کنند.
خطر: کابل‌های ولتاژ بالا بسیار گران‌تر هستند؛ انتخاب غیرضروری ولتاژ بالا، بودجه را افزایش می‌دهد. استفاده از کابل‌های ولتاژ پایین در سناریوهای ولتاژ بالا می‌تواند فوراً عایق را از بین ببرد و باعث اتصال کوتاه، آتش‌سوزی یا به خطر انداختن پرسنل شود.
رویکرد صحیح: بر اساس سطح ولتاژ واقعی و نیازهای برق انتخاب کنید، مثلاً برق خانگی (۲۲۰ ولت/۳۸۰ ولت) از کابل‌های ولتاژ پایین استفاده می‌کند، موتورهای صنعتی ولتاژ بالا (۱۰ کیلوولت) باید با کابل‌های ولتاژ بالا مطابقت داشته باشند - هرگز کورکورانه «کاهش» یا «ارتقاء» ندهید.
(2) نادیده گرفتن «آسیب‌های پنهان» ناشی از محیط زیست
تصور غلط: فقط ولتاژ را در نظر بگیرید، محیط را نادیده بگیرید، مثلاً استفاده از کابل‌های معمولی در شرایط مرطوب، دمای بالا یا خورنده شیمیایی.
خطر: کابل‌های ولتاژ بالا در محیط‌های مرطوب با محافظ یا روکش آسیب‌دیده می‌توانند دچار فرسودگی ناشی از رطوبت عایق شوند؛ کابل‌های ولتاژ پایین در مناطق با دمای بالا (مثلاً اتاق‌های دیگ بخار) می‌توانند نرم شده و از کار بیفتند.
رویکرد صحیح: شرایط نصب را روشن کنید - کابل‌های زرهی برای نصب در خاک، کابل‌های زرهی ضد آب برای زیر آب، مواد مقاوم در برابر دمای بالا (XLPE ≥90℃) برای محیط‌های گرم، روکش‌های مقاوم در برابر خوردگی در کارخانه‌های شیمیایی.
(3) نادیده گرفتن تطابق «ظرفیت حمل جریان و روش نصب»
تصور غلط: فقط روی سطح ولتاژ تمرکز کنید، ظرفیت جریان کابل (حداکثر جریان مجاز) را نادیده بگیرید یا در حین نصب بیش از حد فشرده/خم شوید.
خطر: ظرفیت جریان ناکافی باعث گرم شدن بیش از حد و تسریع فرسودگی عایق می‌شود؛ شعاع خمش نامناسب کابل‌های ولتاژ بالا (مثلاً کشش شدید، خم شدن بیش از حد) می‌تواند به محافظ و عایق آسیب برساند و خطرات خرابی را ایجاد کند.
رویکرد صحیح: مشخصات کابل را بر اساس جریان واقعی محاسبه شده انتخاب کنید (جریان شروع، دمای محیط را در نظر بگیرید)؛ در طول نصب به شدت الزامات شعاع خمش را رعایت کنید (شعاع خمش کابل ولتاژ بالا معمولاً ≥15 برابر قطر خارجی هادی است)، از فشرده شدن و قرار گرفتن در معرض آفتاب خودداری کنید.
۳. سه «قانون طلایی» را برای جلوگیری از دام‌های انتخاب به خاطر بسپارید
(1) بررسی سازه در برابر ولتاژ:
عایق و لایه‌های محافظ کابل‌های ولتاژ بالا از نوع هسته هستند؛ کابل‌های ولتاژ پایین نیازی به طراحی بیش از حد ندارند.
(2) نمرات را به طور مناسب مطابقت دهید:
ولتاژ، توان و محیط باید با هم مطابقت داشته باشند؛ کورکورانه ارتقا یا تنزل رتبه ندهید.
(3) جزئیات را با استانداردها مطابقت دهید:
ظرفیت حمل جریان، شعاع خمش و سطح حفاظت باید از استانداردهای ملی پیروی کنند - صرفاً به تجربه تکیه نکنید.
زمان ارسال: ۲۹ آگوست ۲۰۲۵