دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 92
فصل اول کابل انواع کابلها
مقدمه
همانطور که قبلا نیز گفته شد انرژی الکتریکی یکی از انواع انرژی می باشد که به علت سهولت انتقال، جهت بدست آوردن انرژیهای مختلف ازآن استفاده می شود.
چون انتقال انرژی الکتریکی در فواصل دور باعث تلفات بسیار زیادی می شود، لذا برای انتقال این انرژی حیاتی ، روش هائی اتخاذ می شود که تلفات را به حداقل برساند.
برا ی این منظور بعد از تولید انرژی الکتریکی ، بوسیله ترانسفورماتورهای بالا بر فشار قوی ولتاژ آنرا از حدود 20 کیلو ولت به مقدار های 63، 132و 400 کیلو ولت می رسانند و سپس آنرا بوسیله سیمهای هوائی انتقال می دهند. در محل توزیع انرژی الکتریکی ، دوباره این ولتاژ را بوسیله ترانسفورماتور های کاهنده به اندازه های استاندارد شده لازم در دسترس مصرف کننده ها و مشترکین قرار می دهند.
توزیع انرژی الکتریکی در صنعت بدو صورت انجام پذیر است که یکی بوسیله سیمهای هوائی و دیگر بوسله کابل می باشد، که ما در مورد سیم کشی هوائی در بخش مخصوص به بررسی و شناخت انواع کابلها و موارد و چگونگی استفاده از آنها می پردازیم.
تعریف کابل:
اصولا هر نوع هادی که بتواند جریان برق را از داخل خود عبور داده و توسط موادی از محیط اطراف خود عایق شده باشد بطوریکه ولتاژ روی سطح سیم عایق نسبت به زمین برابر صفرو در روی سطح سیم یا هادی نسبت به زمین دارای ولتاژ فازی باشد کابل نامیده می شود.
عایق کردن کابل بدین جهت است که چون کابل در زیر زمین نصب می باشد باعث اتصال هادی به زمین نشده و ولتاژ روی بدنه عایق صفر می باشد.
در مورد سیمهای هوائی ذکر کلمه ولتاژ در مورد مشخصات سیم ضروری نیست ولی در مورد کابلهای زمینی علاوه بر مشخصات فنی کابل شامل سطح مقطعو نوع عایق و جنسان از نظر مقاومت های مکانیکی ، باید ولتاژ کابل نیز ذکر گردد.و همچنین یک یا چند رشته بودن آن مشخص شود.
برای عایق کردن کابلهای الکتریکی بسته به نوع مصرف ،از مواد مختلفی استفاده می شود که مهمترین آنها کاغذ های آغشته به روغن های مخصوص ، مواد پلاستیکی و P.V.C (پلی وینیل کلراید) و مواد مختلف دیگری می باشند که بعدا به آن اشاره خواهد شد. همچنین چون کابلها ی زمینی در معرض انواع فشارهای مکانیکی قرار می گیرند دارای قسمتهای محافظ مانند نوارهای فلزی بوده و برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل کابل یک غلاف سربی در روی تمام نوارهای محافظ و عایق قرار داده و برای محافظت این غلاف نیز از لایه های قیرو گونی استفاده می شود.
ساختمان کابل
کابلهای فشار ضعیف بسته به موارد استفاده آنها بصورت ها و مشخصه های گوناگون ساخته می شوند.
کابلهایی که در فشار ضعیف ، حامل جریان زیادی نمی باشند دارای ساختمان ساده ای نسبت به کابلهای با جریان زیاد می باشند و اغلب هادی آنها از جنس مس و عایق آنها بسته به موارد استفاده از جنس لاستیک و پلاستیک مخصوص (P.V.C ) که بنام پروتودور معروف است تشکیل شده است.
استفاده از کابلهای پروتودور دارای مزایای زیادی می باشند از قبیل کابل کشی با شعاع خمش کم، وزن کم، و چون مواد مذاب روغنی ندارند در موقع تغییر ارتفاع ایجاد ناراحتی نمی کنند.
کابلهای در موقع استفاده در داخل ساختمان احتیاج به قیف کابل ندارند ، کابل پروتودور قابل اشتعال نیست و در صورت آتش سوزی باعث هدایت آتش نمیشود. در مقابل مواد شیمیائی پایداری و ثبات عمیقی دارد و در مقابل اثرات جوی پایدار است و روی آن کپک نمی زند. حتی برای مناطق حاره نیز مناسب است به همین دلیل موارد استعمال آن امروزه در انتقال انرژی و تولید نیرو خیلی زیاد است بطوریکه در فشار ضعیف و در کارخانجات برق از کابلهای NYY در مصارف داخلی و شبکه و در اندازه گیری و مراقبت و محافظت استفاده میشود.
در شبکه های محلی و پست ترانسفورماتور به عنوان رساندن برق به منازل و در شبکه های روشنائی نیز از آن استفاده می شود.
اکثر کابلهای جریان زیاد دارای عایق کاغذ آغشته به روغن می باشند و برای فشارهای زیاد نیز ساخته می شوند.
سیمهای هادی کابلها از مس و یا از آلومینیوم ساخته می شوند.سیمهای هادی کابلها از مس و یا آلومینیم ساخته می شوند. عایق کاغذی بصورت نوارهای نازک و باریکی عمود برامتداد کابل روی سیمها پیچیده شده و سپس رطوبت آن گرفته شده و تحت حرارت 110 تا 120 درجه سانتیگراد در خلاء آغشته به روغن می شود. در این درجه حرارت نسبتا زیاد روغن مخصوص کابل کاملا رقیق و شل است و می تواند تمام منافذ و لابلای کاغذ و سوراخهای خالی را بپوشاند در نتیجه استقامت الکتریکی کاغذ را بالا ببرد.
در درجه حرارت عادی ، روغن کابل هنوز شل بوده و قابل حرکت در طول کابل می باشد، لذا کابلهای معادن و مخصوص کوه و دره باید اولا کم روغن باشند و در ثانی با روغنی آغشته شوند که در حرارت عادی سفت و غلیظ باشد، زیرا بخاطر اختلاف ارتفاع زیاد اگر روغن شل باشد در یک طرف کابل جمع شده و طرف دیگر کابل که در بالا قرار دارد خشک شده و خاصیت عایقی خود را از دست می دهد.
جهت جلوگیری از ورود رطوبت به داخل عایق کابل، باید عایق کابل با یک غلاف فلزی پوشیده شود، به همین منظور انتهای کابل را با قیف کابل از هوای خارج عایق می کنند. جنس غلاف یا روپوش از پوسته سرب یا آلومینیم می باشد.
تهیه و نصب پوشش سرب کابل عملا خیلی ساده تر از پوشش آلومینیومی می باشد، زیرا درجه حرارت ذوب سرب خیلی کمتر از آلومینیوم است و در ضمن کابلهای با روپوش آلومینیومی قابلیت خمش کابلهای سربی را ندارند ولی در عوض از کابلهای با روپوش سربی خیلی سبکتر می باشند.
بجای روپوش سربی می توان از یک نوار فولادی نیز استفاده کرد بدین منظور از نوارهای فولادی به ضخامت 3/0 تا 4/0 میلیمتر استفاده می کنند. به این ترتیب که این نوارهای فولادی را بصورت لوله بر روی عایق کابل بطوری می پیچند که قطر داخلی آن بزرگتر از قطر خارجی عایق کابل باشد. بعد نوارهای فولادی که رویهم قرار میگیرند بوسیله جوش الکتریکی بهم وصل میشوند و بالاخره در این نوار فولادی شیار مارپیچی بوجود می آورند بطوریکه لوله بشکل لوله خرطومی در می آید و بدین وسیله می توان لوله فولادی را که قبلا غیر قابل خمش بود خم کرد.
کابلهای با غلاف آلومینیومی و فولادی باید در مقابل زنگ زدگی و اکسید شدن محافظت شوند و حتی اگر از کابل با روپوش سربی در محلهای خشک مثل لوله های بتونی و کانال بتونی و در داخل ساختمان استفاده شوند، نیز باید آنها را در مقابل زنگ زدگی حفاظت کرد.
روپوش کابل در نتیجه اثرات شیمیائی جریانهائی که از زمین عبور می کنند خراب می شود. از این جهت کابلهای سربی معمولا دارای یک روپوش از پارچه یا کنف اسفالته نیز می باشند که بشکل نوار به ضخامت های مختلف روی سرب پیچیده شده است، در صورتیکه بخواهیم کابل در مقابل ضربه های مکانیکی و فشار نیز حفاظت گردد باید زیر روپوش پارچه ای و اسفالته و یا قیر اندود دو دور نوار فولادی پیچیده شود.
کابلهائی که تا بحال پرح داده شد معمولا برای داخل ساختمان به کار برده می شوند،ولی در صورتیکه بخواهیم کابلی را در زیر زمین بخوابانیم باید جهت حفاظت نوارهای فولادی دور آنرا با پارچه یا کنف قیر اندود بپوشانیم. کابلهائی که تحت کشش زیاد قرار می گیرند
کابلهای معادن و رودخانه
دارای یک حفاظ فلزی از سیمهای گرد یا تخت و یا پروفیل می باشند که باعث حفاظت کابل در مقابل خطرات و حوادث خارجی نیز می شوند.
کابلهای با روپوش آلومینیومی ، دارای محافظ در مقابل اکسید اسیون نمی باشند و به همین جهت بر روی غلاف آلومینیومی روپوشی از پارچه آسفالته و نوارهای کنفی و لاستیک و یا مواد عایق مصنوعی دیگری بطور متناوب استفاده می شود.
امروزه جهت حفاظت در مقابل سائیدگی سطح خارجی کابل از عایق پلاستیکی استفاده می شود که با یستوله های مخصوص بر روی غلاف سربی یا آلومینیومی پاشیده می شود.کابلها با عایق کاغذی بر حسب فشار الکتریکی که باید تحمل کنند در انواع مختلف ساخته می شوند.
کابلهائی که منحصرا دارای یک غلاف سربی مشترک برای تمام رسته های سیم کابل می باشند، بنام کابل کمربندی معروف شده اند. این گونه کابلها فقط برای فشار تا 20 کیلو ولت مورد استفاده قرا می گیرند.
دراین کابلها سه رشته یا چهار رشته سیم عایق شده را مانند ریسمان بهم می تابند و سپس روی آنها را با نوار کاغذی مثل کمربند می پیچند.
مقطع نرم سیم ها و کابلها ی کمربندی بین 5/1 تا 1000 میلیمتر مربع عبارتند از: 120-95-70-35-25-16-10-6-4-5/2 –5/1
1000-800-625-500-400-300-240-185-150
از کابلهای کمربندی جهت تغذیه شهری بافشار 380/220 ولت نیز ا ستفاده می شود.و سیمهای فاز معمولا بصورت سکتور(مثلثی) و سیم نول (MP ) با مقطع دایره ای ساخته می شود.
کابلهای کمربندی بخاطر شدت حوزه میدان مغناطیسی از نظر عایقی دارای استقامت کافی نمی باشند، لذا امروزه در صنعت برای فشار های بالا از کابلهای تک سیمه که بر روی هر کدام به تنهائی غلاف سربی مخصوص پیچیده شده استفاده می شود.ضمنا کار با این کابلها ساده تر از کابلهای کمربندی انجام می گیرد.استعداد باردهی کابلهای سه غلافه بیشتر از کابلهای کمربندی میباشد.
مهمترین مشخصات کابلها عبارت است از فشار الکتریکی نرمال آن بستگی به ضخامت عایق دو سیم داردو ماکزیمم جریانی که می توان از آن عبور داد.(این جریان بستگی به سطح مقطع سیم دارد) . ضخامت کاغذ عایق،در سیم بستگی به استقامت الکتریکی کاغذ (خاصیت عایقی کاغذ) دارد و چون شدت حوزه در اطراف سیم از همه جا قوی تر و شدید تر است، لذا در کابلهای متداول، کابلها را طوری می سازندکه شدت حوزه در اطراف حداکثر (5-2) باشد. مقدار جریان مجاز سیم علاوه بر مقطع سیم بستگی به فشار الکتریکی نیز دارد. به همین جهت برای یک جریان مجاز بخصوص هر چه ولتاژ زیاد می شود سطح مقطع کابل نیز زیاد می شود.
درجه حرارت مجاز برای کابلهای فشار ضعیف (KV 6 –1 ) در حدود 65 درجه سانتیگراد می باشد.
کابلهای انتقال انرژی از نظر عایق بندی و حفاظت به 4 دسته تقسیم می شوند.
- کابلهای فشار ضعیف قدرت عایق نمودن تا 1000 ولت.
- کابلهای فشار متوسط قدرت عایق نمودن از 3300 تا 45000 ولت.
- کابلهای فشار قوی قدرت عایق نمودن از 60 تا 90 کیلو ولت.
- کابلهای فشار خیلی قوی قدرت عایق نمودن از 110 تا 380 کیلو ولت.
عایق یک کابل باید علاوه بر قدرت عایق نمودن ، در مقابل حرارت حاصل از عبور جریان تا مقدار مجاز در کابل مقاومت کردهو مقدار حرارت را به نحو شایسته ای به خارج منتقل نماید و ضمنا این عایق باید ضربههای حاصل از قطع جریان را تحمل نماید.
مواد عایق و ساختمان کابل
برای عایق کردن یک کابل از مواد مختلفی در ولتاژهای مختلف استفاده می شود، این مواد عبارتند از:
مواد کائوچویی مخلوط با گوگرد ، برای ولتاژهای تا 750 ولت و برای کابلهای تلفن و کابلهایی که برای مدارهای فرمان از دور بکار می رود.مواد ترموپلاستیک و سنتیک مانند،کلرووپلی وینیل، پلی اتیلن و پلی وینیل کلرورید.
ماده اخیر که با علامت اختصاری P.V.C در صنعت و تجارت معروف است ، از همه مهمتر بوده و دارا ی خواص بهتر می باشد.مهمترین خوواص آن در زیر خلاصه شده است.
قابلیت هدایت حرارت تا 3 کالری بر سانتیمتر مربع. ماکزیمم درجه حرارت 70 درجه سانتیگراد و در هر صورت نباید آنرا در درجات حرارت پائین تر از 5- درجه سانتیگراد بکاربرد، این نوع عایقها بر حسب نوع تا حدود فشارهای 20 کیلو ولت بکار می رود. و قطر عایق با ازدیاد ولتاژ زیاد می گردد.
موار روغنی که به دو صورت بکار می رود:
- کابلها با عایق کاغذ روغنی که درآنها روغن سبب تسهیل عملیات انتقال حرارت از سطح سیم هادی به سطح کابل می گردد.
- کابلهایی که در آن روغن تحت فشار دارای جریان می باشد، کابلهای بامواد عایق روغنی تا ولتاژهای 63 کیلو ولت ساخته می شوند.
نظر جنس سیمهای هادی جریان به دو دسته مسی و آلومینیومی تقسیم می گردند.بعلاوه از نظر نوع مسی مقطع و شکل آن و همچنین تک رشته یا چند رشته بودن هادی نیز به دسته های مختلفی تقسیم می گردند. سطح مقطع هادی ممکن است بشکل گرد باشد که آنرا با حرف r مشخص می نمایند و یا بصورت سکتور یا مثلثی شکل بوده که آنرابا حرف s مشخص می کنند.یک رشته یا چند رشته بودن هادی ها را به ترتیب با حروف e و m مشخص می نمایند. بنابراین اگر در مشخصات یک کابل ذکر گردد از نوع re می باشد، می توان استنباط کرد که هادی کابل با مقطع گرد و تک رشته می باشد در صورتیکه با علامت sm مشخص شود می توان فهمید که هادی کابل با مقطع سکتور چند رشته می باشد.
از نقطه نظر ساختمان، کابل را بصورت یک سیمهو یا چند سیمه می سازند.کابلهای یک سیمه کابلهایی هستند که یک سیم هادی جریان بطور مستقل عایق بندی شده است.ولی کابلهای چند سیمه کابلهایی هستند که علاوه بر آنکه هر یک از هادی ها بطور مستقل عایق بندی شده اند، همگی آنها دریک غلاف عایق دیگر قرار داشته تشکیل یک کابل چند سیمه را می دهند. تعداد سیمها بستگی به کاربردکابل دارد.در صنعت کابل سازی به علت های مختلف از جمله استحکام و کم کردن خاصیت خازنی کابل آنرا بصورت مارپیچ می سازند. یعنی اگر سیم یک هادی چند رشته باشد این رشته ها بهم تاب خوردهاند و در مورد کابلهای چند سیمه نیز سیمهای یک کابل بصورت مارپیچ ساخته می شود.
کابلها از نقطه نظر کاربرد بدو صورت مختلف ساخته می شوند:
- کابلهای مسطح
- کابلهای غیر مسطح.
کابلهای مسلح کابلهایی هستند که برا ی تحمل ضربه ها و فشار و همچنین نفوذ رطوبت و سایر عوامل دارای نوارهایی از فولاد و غلافهای سربی می باشند.ولی کابلهای غیر مسطح فاقد این نوع ساختمان بوده و فقط از نقطه نظر الکتریکی عایق شده اند .
برای مشخص شدن کابلها ، در روی قرقره کابل و یا در بعضی موارد روی بدنه کابل ، حروفی که مشخص کننده نوع غلافها و عایقهای بکار رفته می باشند نوشته می شود
این حروف بر حسب استاندارد هایV.D.E بقرار زیر می باشد:
کابلهای نرم شده بر اساس استانداردهایV.D.E N
کابل مسلح با نوار فلزی (بانداژ فولادی) B
کابل مسلح با سیم تخت F
کابل مسلح با سیم گرد R
کابل مسلح با سیم پروفیلی Z
حفاظ فولادی نواری شکل Gb
سیم نقطه وسط با حفاظ(نول) C
علامت عایق پروتودور (اولینY در ردیف حروف) Y
سیم تخت فولادی G
عایق لاستیکی برای هر رشته G
سیم مسی متحدالمرکز با نوار مسی مارپیچی CW
روپوش پروتودور(دومینYدر ردیف حروف) Y
غلاف سربی K
غلاف خارجی دوبل A
نوع هادی از جنس آلو مینیوم A
کابل سه غلاف سربی E
کابل H
سیم تحمل کننده(در کابلهای هوایی) T
در مورد جنس هادی اگر بعد از حرف N یک حرف A ذکر شود نشانه آنست که کابل از جنس آلومینیوم می باشد ولی در صورتیکه این حرف وجود نداشته باشد نشانه آنست که کابل از جنس مس می باشد.
منظور از کابل H آنست که هر یک از رشته های هادی که عایق شده اند توسط کاغذ آلوده به گرافیت یا کاغذ متالیزه روکش شدهاند و سپس همگی انها در یک غلاف سربی قرار دارند.
برای مشخص شدن یک کابل علاوه بر حرف بالا باید تعداد رشته ها و مقطع هر یک و نوع مقطع نیز مشخص شود.
منظور از مقطع کابل سطح مقطع آن بر حسب میلیمتر مربع می باشد.در کابلهای فشار ضعیف ، عایق رشته های کابل با رنگهای متفاوت مشخص می شودولی در کابلهای فشار قوی باید در موقع اتصال دقت شود، چون رنگ تمام رشته ها یکسان است.رنگهای متداول در کابلهای فشار ضعیف در جدول (1)مشخص شده است. در مورد کابلهای فشار ضعیف سیم آبی همیشه بجای سیم خنثی و سیم (زرد وسبز) برای محافظت بکار می رود. در صورتیکه در کابل فقط یک رشته سیم رنگی وجو د داشته باشد آن رشته را برای سیم خنثی (MP ) انتخاب می نمایند.
مثال 1: کابل
یعنی کابل زمینی نرمال چهار سیمه با مقطع گرد تک رشته به مقطع چهار میلیمتر مربع با روپوش و عایق پروتودور و برای فشار 6/0 کیلو ولت بین سیم فاز و زمین و یک کیلو ولت بین دو فاز.
موارد استعمال آن جهت کابلهای نرمال و انتقال انرژی در سطح زمین و مکانهای مرطوب و نمناک در صورتیکه هیچ گونه فشار مکانیکی به آن وارد نیاید می باشد. در ضمن در هوایآزاد و در کانال کابل و در ساختمان ، کابل NYY مناسب است زیرا کابل پروتودور مزبور غیر قابل شعله ور شدن است و در مقابل اثرات جوی پایدار است.
مثال 2: کابل
یعنی کابل زمینی نرمال با سیم آلومینیومی چها ر سیمه مقطع سکتور (مثلثی) تک رشته به مقطع 50 میلیمتری مربع برای ولتاژ 6/0 کیلو ولت بین سیم فاز و زمین و یک کیلو ولت بین دو فاز با عایق روپوش پروتودور موارد استعمال آن مثل کابل NYY می باشد.
مثال 3:
کابل نرمال پروتودور سه سیمه با مقطع بشکل سکتور و سطح مقطع 50 میلیمتر مربع . چند رشته و حفاظت کابل با نوارهای تخت که جنس نوارهای تخت فولادی می باشد. و حفاظت این نوارها بوسیله بانداژ تخت فولادی در جهت عکس پیچش نوارهای تخت پیچیده شده است ،سیم فولادی (F ) معمولا قلع اندود شده است.موارد استعمال آن در محلهای نا مناسب است. این کابل در صورتیکه یک سیمه باشد در جریان دائم و چند سیمه آن در جریان دائم و متناوب بکار برده می شودو در محلهایی بکار برده میشو.د که در موقع مونتاژ یا کار روی آن نیرو ی کششی زیادی به آن وارد شود.
از این کابلها می توان در زمین –آب هوای آزاد-کانال و داخل ساختمان استفاده کرد . این کابلها بدو صورت ساخته میشوند. یکی جهت فشار ضعیف در این صورت از سر محافظ فولادی آن نباید جهت سیم صفر یا محافظ استفاده نمود.
مثال 4:
کابل پروتودور با سیم تحمل کننده و روپوش پروتودور ، چهارسیمه گرد به مقطع چهار میلیمتر مربع،یک رشته ، برای فشار 6/0 بین سیم فاز و زمین و یک کیلو ولت بین دو سیم فاز، بدون محافظ فلزی.
مثال 5: کابل
برای ولتاژ با غلاف سربی،پوشش حفاظتی داخلی ، نوار حفاظتی فولادی، و غلاف خارجی پروتودور به رنگ مشکی و برای ولتاژ های بالا به رنگ قرمز می باشد.در ولتاژ پایین برای نصب داخل ساختمانها و در کانالها یی که حفاظتی در برابر آتش سوزی و سائیدگی لازم دارندبکار برده می شوند . همچنین برای دفن کردن داخل زمین که درآن مواد شیمیایی با الکترولیتی وجود دارد مورد استفاده قرار می گیرد.
مثال 6:کابل
کابل با مقطع سکتور برای ولتاژ kv 6/0بین فاز و زمین و یک کیلوولت بین دو فاز دارای غلاف مثلثی شکل روی سیمها،سیم متحدالمرکز و روکش خارجی،از جنس پروتودور می باشد.
کابل و کابل کشی
1-کابل های فشار ضعیف و متوسط
بیش از 90 % کابلهای جریان دارای عایقی از کاغذ آغشته به روغن می باشند. بدین معنی که سیمها با نوارهای کاغذی باندپیچی شده و سپس به نوعی از روغن معدنی غلیظ آغشته می شوند. چنین کابلی را که ما در این کتاب ”کابل کم روغن ” می نامیم از 1 تا 60 هزار ولت ساخته و نرم شده اند. سیم کابل از مس یا آلومنیوم است و می تواند یک لا یا چند لا ( طنابی)باشد. سیم های چند لا نرم تر است و قابلیت انحنای آن نیز نسبت به کابل با سیم یک لا بیشتر است.
سیم های طنابی به مقطع گرد و بخصوص در کابلهای سه سیمه و چهار سیمه از 1 تا 10 هزار ولت مشکل سکتور و بیضی نیز ساخته می شوند.کاغذ بصورت نوار باریک به ضخامت 1/0 تا 15/0 میلیمتر به شکل مارپیچی روی سیم پیچیده می شود و قبل از اینکه کاغذ آغشته به روغن شود. سیم عایق شده را در خلاء و حرارت زیاد با دقت خشک می کنند و در همین حالت سیم عایق شده از داخل منبع روغن با درجه حرارت عبور داده می شود.در نتیجه روغن که در این درجه حرارت بسیار سیال است در داخل کاغذ نفوذ کرده و تمام خلل و فرج کاغذ را پر می کند.در درجه حرارت معمولی روغن کابل تقریبا ”سفت است و نمی تواند در داخل کابل مثلا” بعلت پستی و بلندی مسیر کابل جریان پیدا کند.برای جلوگیری از نفوذ رطوبت بداخل کابل،سیم عایق شده یک غلاف فلزی پوشانده میشودو بهمین جهت دو انتهای کابل نیز با سر کابل مخصوصی بسته می شود.غلاف کابل امروزه بیشتر از سرب است که دارای مقدار کمی مس و یا برای محلهای مخصوص مقدار کمی آنتیمون وروی مخلوط دارد.این اضافات باعث می شوند که سرب قدری سخت تر شده و پایداری و استقامت آن در مقابل خورندگی و کروزیون بیشتر شود.در بعضی از مابلها بجای سرب از غلاف آلومینیومی بون درز استفاده می شود. مشکل ساختمانی این نوع کابل در درجه حرارت زیاد ذوب آلومینیوم است.
کابلهای با غلاف آلومینیومی بخوبی کابلهای سربی خم نمی شوند و انعطاف پذیر نیستند ولی در عوض به مراتب سبکتر از کابلهای سربی هستند. غلاف آلومینیومی باید در مقابل کروزیون و خورندگی بخوبی حفاظت شود. این موضوع برای غلاف سربی نیز صادق است، مگر اینکه کابل در مکان کاملا ”خشک (لوله های بتنی خشک) و یا در داخل ساختمان کشیده شود.غلاف کابل علاوه بر اینکه تحت تأثیر عوامل شیمیایی قرار می گیرد،بعلت جریانهائی که از زمین عبور می کند، تحت تأثیر عوامل الکترولیتی نیز واقع می شود. لذا باید از نظر الکتریکی نیز عایق شود.به همین جهت غلاف سربی توسط کاغذ قیر اندود شده با نداژ می شود و روی آنرا با موادی شبیه قیر و گونی می پوشانند.
کابلهائی که بطور آزاد در زیر زمین کشیده می شوند همگی تحت تاثیر نیروی مکانیکی سطحی نیز قرار می گیرند که باعث فرورفتگی هائی در کابل می شود و در نتیجه استقامت الکتریکی کابل در این نقاط تنزل می کند. لذا اینگونه کابل ها که باید فشارهای خارجی را نیز تحمل کنند شامل زرهی از تسمه های فولادی می شوند و بهمین جهت بنام کابلهای زرهی معروف هستند.زره فولادی نیز برای جلوگیری از زنگ زدگی و خورندگی با قشری از قیرو گونی (آسفالت) و یا مواد مصنوعی pvc پوشانده می شود.
کابلهائی که تحت کشش زیاد نیز قرار می گیرند (مثل کابلهائی که در معادن زیرزمینی به کاربرده می شوند و یا کابلهائی که از رود خانه و یا دریاچه می گذرند)با زره فولادی از تسمه های باریک ، مفتول های گرد و یا پروفیل پوشانده می شوند.سه رشته سیم پس از عایق شدن در ضمن اینکه اطراف خالی آن با الیاف کنفی یا پنبه ای پر می شود بصورت طناب بهم پیچیده می شود و مقطع دایره ای شکل پیدا می کند. برای جلوگیری از باز شدن و ریختن الیاف ها در ضمن آماده کردن دور آن را با چند لا نوار کاغذ به صورت کمربند باندپیچی می کنند وبخاطر همین باند کاغذی کمربندی این نوع کابل بنام “کابل کمربندی “ معروف است .
کابلهای کمربندی با رشته سیم های سکتوری دارای قطر کمتری نسبت به کابلهای با رشته سیم دایره ای شکل هستند وبه همین جهت سبکتر وقابلیت انحنای آنها بیشتر است . ولی بخاطر اینکه حوزه الکتریکی اطراف آن غیر یکنواخت است ، نمی توان در اختلاف سطح های زیاد نیز از آن استفاده کرد وبهمین جهت فقط در کابلهای تاولتاژkv 10 از مقطع سکتوری استفاده می شود
در گذشته که هنوز کابلهای با عایق مصنوعی (PVC ) رواج پیدا نکرده بود ، از کابلهای کمربندی چهار سیمه برای توزیع برق شهری با اختلاف سطح 220-380 ولت نیز استفاده می شد. در ضمن بهتر است از غلاف آلومینیومی کابلها بعنوان سیم چهارم ویا سیم صفر بخصوص در شبکه های شهری که همیشه از سیم صفر جریان می گذرد استفاده نشود ، زیرا مشخص نیست که ارتباط غلاف با موف های موجود در مسیر کابل به نحو کاملا مطمئنی انجام گرفته شده باشد. در ثانی خطوط حوزه در عایق کاغذی سیم ها نیزاز حالت شعاعی که عمود بر سطح ورقه ها ی کاغذ است خارج شده و در بعضی از قسمتها حتی این خطوط مماس بر سطح کاغذ عبور می کنند و در قسمت های دیگر نیز دارای یک مؤلفه در سطح کاغذ خواهند بود.در نتیجه تفاوت پتانسیل در سطح لایه کاغذ ها نیز پیدا می شود و چون استقامت الکتریکی در سطح کاغذ بمراتب کمتر از استقامت الکتریکی ضخامت کاغذ است.،در نتیجه بین لایه ها و در منطقه Z این کابل در فشار های زیاد ،تخلیه الکتریکی که مقدمه جرقه زدن و سوختن کابل است یجاد میشود.بدین جهت کابل کمربندی را نمی توان برای فشار های زیاد ساخت و در نتیجه ساختمان این کابلها به فشار ماکسیمم تا KV 20 محدود میشود.در سال 1913 با آشنائی به شدت حوزه در کابل کمربندی و استقامت الکتریکی کاغذ در سطح و در عمق،شخصی به نام هوخستت پیشنهاد کرد که هر یک از رشته سیم ها پس از عایق شدن با ورقه نازک فلزی پوشانده شود و سپس غلاف سربی بطریقی روی این سه کلاف کشیده شود که با ورقه های نازک فلزی در تماس باشد.با بکاربستن این پیشنهاد ، کاغذ های اطراف رشته سیم ها فقط تحت تاثیر حوزه های شعاعی یعنی عمود بر سطوح کاغذ قرار می گیرند و مؤلفه هایسطحی از بین میرود.در ضمن تمام مواد پر کننده اطراف سیم های کابل بخصوص در منطقه Z فاقد حوزه الکتریکی میشوند و دیگر احتیاج نیست که با عایق خوب و با ارزش پر شود.
پیشنهاد هوخسنت باعث پیشرفت سریع صنعت کابل سازی و ساختن کابلهای فشار قوی شد. کابلهائی که به این طریق ساخته میشوند بنام ”کابل H ” معروفند.بعدها بخاطر اینکه کابلهای ضخیم با داشتن یک غلاف سربی دارای قابلیت انحنای بسیار کم است و فرم د ادن و خم کردن مشکل است، لذا کابلهائی با سه غلاف سربی ساخته شد و بنام ” کابل سه غلافه” معروف گردید.کابل سه غلافه تا ولتاژ 60 هزار ولت ساخته میشود.در کابل سه غلافه نیز بخصوص در ولتاژهای بالا از کاغذ متالیزه H استفاده میشود.دراینجا وظیفه کاغذ H ارتباط برقرار کردن بین کاغذ H و غلاف سربی است. در موقعی که درجه حرارت کابل در اثر بارزیاد بالا می رود، حجم روغن داخل کابل زیاد شده و بطور رادیال (شعاعی) به غلاف سربی فشار وارد میسازد و باعث انبساط آن میشود.
در موقع کم باری وسردشدن کابل حجم روغنی کم شده ومجددا بطرف داخل فشرده می شود. ولی چون غلاف سربی نمی تواند مجددا جمع شود ، بین عایق کابل در صورتیکه فاقد کاغذ H باشد وغلاف سربی فاصله هوایی (جدایی) بوجود می آید که به علت نداشتن استقامت الکتریکی کافی باعث تخلیه الکتریکی در زیر پوشش غلاف سربی می شود ، در صورتیکه ورقه نازک H بعلت تماس با غلاف سربی ، باآنهم پتانسیل است وفاصله های هوایی کوچکی که در اثر انبساط وانقباض روغن به وجود می آید ، نمی تواند باعث تخلیه الکتریکی در آن مکان که فاقد اختلاف پتانسیل است گردد.
برای تعیین ضخامت عایق کابل کم روغن ، شدت حوزه در اطراف سیمKV/mm 5-2 در نظر گرفته می شود . در صورتیکه استقامت الکتریکی حقیقی چنین کابلی در موقعی که از آن بار گرفته شود در حدود KV/mm 16 است ودر موقعی که کابل را تا درجه حرارتی گرم کنیم که در موقع بارنامی گرم می شود، استقامت الکتریکی آن تغییر محسوسی نمی کند وحتی چندین بار گرم وسرد کردن متوالی کابل ، تاثیری روی استقامت الکتریکی کابل نمی گذارد. بطوری که اگر شدت حوزه الکتریکی KV/mm 5-2 انتخاب شود ، می توان گفت که کابل با ضریب اطمینانی معادل با 5-3 کار می کند. شکل 6 استقامت الکتریکی کابل کم روغن را نسبت به زمان تاثیر اختلاف سطح نشان می دهد. چنانچه دیده می شود ، استقامت الکتریکی کابل در زمان کوتاه مدت خیلی زیاد ودر حدود KV/ mm 60-50 است که بتدریج با ازدیاد زمان اثر اختلاف سطح ، این استقامت کم شده ودر حدود 100-50 ساعت به مقدار ثابت وپایدار KV/mm 16 می رسد. لذا می توان گفت که استقامت دائمی کابل کم روغن KV/mm 16 ثابت است.
اگر شدت حوزه کابل بیش از حدی که در شکل تعیین شده انتخاب گردد کابل در اثر ایو نیز اسیون و تخلیه های ناقص الکترونی جرقه می زند و می سوزد.این ایونیز اسیون و تخلیه های ناقص الکترو نی در اثر اندک گازی که ممکن است در ضمن تخلیه هوا و خشک کردن کاغذ در کابل باقی مانده باشد بخصوص در اثر حفره های خالی که در نتیجه تغیرات در جه حرارت کابل در داخل لایه های کاغذ کابل به وجود می آید تسریع می گردد.
علت به وجود آمدن حفره های خالی در کابل بدین جهت است که وقتی کابل یا سیم در اثر عبور جریان گرم می شود چون ضریب انبساط روغن بیشتر از کاغذ است ، لذا روغن به طرف خارج ،زیر غلاف سربی ،فشره می شود و باعث می شود که غلاف سربی قدری باز شود .وقتی که کابل مجددا خنک شود حجم روغن دوباره کم می شود و چون دیگر سیا نیست نمی تواند مجددا به داخل لایه های کاغذ رخنه کند و جای قبلی خود را پر کند از این جهت این خطر پیش می آید که به خصوص اطراف سیم که شدت حوزه آن ماکسیوم است حفره هیای خالی پدید آیدو باعث شود که در همین محل ها تخلیه ناقص الکترونی صورت گیرد و محیط را برای ایو نیز اسیون زودرس آماده سازد.این تخلیه ناقص الکترونی خود سبب تجزیه روغن شده و استقامت الکتریکی کابل را به شدت پایین می آورد . تنها راه جلوگیری از ایجاد فضای خالی و حفره در کابل کم روغن جلوگیری از گرم شدن بیش از حد مجاز کابل است و بدین جهت است که برای کابل های با مقاطع مختلف باردهی مشخصی تعیین گردیده است و نباید بار کابل ها از آن مقادیر تجاوز کند .باردهی کابلهای با مقاطع مختلف در جدولهای صفحه های 479 تا 490 در شرایط عادی داده شده است. این باردهی ها برای درجه حرارت محیط c 20 است و اگر درجه حرارت زیادتر از این مقدار باشد، باید طبق ضوابطی بار کابل را کمتر کرد. در ضمن در هیچ نقطه ای از تاسیسات کابل نباید درجه حرارت از :
برای کابل KV 1 تا KV 6
برای کابل KV 10 تا KV 20
برای kv 30 تا kv 60
