کابل ابر رسانا چیست و چه کاربردی دارد؟ کابل ابر رسانا یا کابل HTS یک نوع کابل برق است که در تاسیسات الکتریکی و نیروگاه های برق مورد استفاده قرار می گیرد. کابل های ابر رسانا نسل جدیدی از کابل ها هستند که با درجه حرارت بالا یا HTC ساخته شده اند. این نوع سیم و کابل می تواند انرژی الکتریکی 150 برابر یک سیم مسی معمولی با همان قطر را منتقل کنند.
امروزه از کابل های ابر رسانا در بسیاری از صنایع همچون کارخانجات صنعتی، نیروگاه ها، شبکه های توزیع برق، صنایع پتروشیمی و دیگر موارد به کار گرفته می شود. اگر قصد خرید کابل برق دارید، تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید. در این مقاله به سوال کابل ابر رسانا چیست پاسخ خواهیم داد و کاربردهای آن را بررسی می کنیم.
آنچه در ادامه می خوانیم:
- معرفی کابل ابر رسانا
- ساختار کابل ابر رسانا
- تاریخچه کابل HTS
- کاربرد کابل HTS
- انواع کابل ابر رسانا
- تفاوت کابل HTS و کابل مسی
- مزایای کابل ابررسانا
- جمع بندی
معرفی کابل ابر رسانا
در ابتدا به سوال کابل ابر رسانا چیست پاسخ خواهیم داد. امروزه در جهان نیروگاه ها با یک چالش مواجه شده اند. مصرف افراد در شهرها افزایش پیدا کرده است. عبور دادن مقدار زیادی انرژی از داخل شبکه های توزیع شهری، به کار دشواری تبدیل شده است. همچنین نیروگاه ها باید از قطعی های نابهنگام نیز جلوگیری کنند. این موضوع سبب شد تا انقلابی بزرگ در صنعت ساخت سیم و کابل برق رخ دهد.
کابل های تحت عنوان کابل ابر رسانا به بازار عرضه شد که می توانست به دو مشکل غلبه کند. این کابل ها از مواد جدید ابر رسانا ساخته شده اند. این کابل ها عملکرد فوق العاده ای دارند البته به شرطی که در نصب و استفاده آن ها نکته زیر رعایت شده باشد:
- ابر رسانا باید در زیر درجه حرارت بحرانی قرار بگیرد. زیرا در غیر این صورت خاصیت ابر رسانایی خود را از دست می دهد. موضوع دمای اطراف کابل های ابر رسانا سبب شده است تا این کابل ها همواره به یک خنک کننده دائمی نیتروژن مایع نیاز داشته باشند. نیتروژن مابع ارزان تر از روغن است و برای محیط زیست ضرری ندارد. در کابل ابر رسانا HTS نیتروژن مایع بین لایه های کابل جریان دارد و آن ها را تا منفی 200 درجه سانتی گراد نیز خنک می کند. همچنین به عنوان یک عایق بین لایه مرکزی و لایه بیرونی عمل می کند. نیتروژن مایع از تقطیر مایع کردن هوا تولید می شود.
- کابل ابر رسانا باید در محیطی که میدان مغناطیسی آن کمتر است به کار گرفته شود.
بیشتر بخوانید: کابل جرقه زن چیست و چه کاربردی دارد؟
ساختار کابل ابر رسانا
در این بخش از موضوع کابل ابر رسانا چیست به بررسی ساختار این کابل می پردازیم. کابل HTS از چند رشته سیم هم محور ابر رسانا تشکیل شده است. همچنین از یک عایق ایزولاسیون الکتریکی در این کابل استفاده شده است که مغزی کابل را به همراه ماده خنک کننده احاطه کرده است. این روش طراحی کابل به عایق سرد هم محور شهرت دارد. این کابل برای اولین بار توسط نکسان که یک تولیدکننده بزرگ کابل در جهان است، طراحی و ساخته شده است.
بیشتر بخوانید: کابل دریایی چیست و انواع آن کدام است؟
تاریخچه کابل HTS
حال که دانستیم کابل ابر رسانا چیست به بررسی تاریخچه این کابل می پردازیم. این کابل ابتدا در شرکت های توزیع برق آمریکا ساخته شد. سپس از آن ها برای انتقال برق استفاده کردند. امروزه از کابل های سوت وایر تا 3000 آمپر تحت ولتاژ 13.2 کیلوولت در برخی از مناطق آمریکا همچون کلمبوس اوهایو استفاده می شود.
در سال 2006 نیز شبکه برق سراسری در آلبانی نیویورک از شبکه توزیع HTS برای نیروگاه برق خود استفاده کرد. دو سری کابل HTS نیز در کره و چین نصب و برقدار شده اند. در ماه آوریل 2008 نیز شرکت لیپا اولین شبکه انتقال HTS تجاری جهان را نصب و راه اندازی کرد. شبکه لیپا قویترین شبکه HTS جهان است. در این شبکه از کابل 138 کیلوولت طراحی شده توسط نکسان به طول نیم مایل استفاده شده است.
بیشتر بخوانید: کابل کیسه ای چیست و چه ویژگی هایی دارد؟
کاربرد کابل HTS
در این بخش از موضوع کابل ابر رسانا چیست به بررسی کاربرد کابل ابر رسانا می پردازیم. این کابل ها در قرن بیست و یکم توانستند تحول بزرگی در صنعت الکترونیکی ایجاد کنند. استفاده از این کابل ها توانایی نیروگاه ها را افزایش می دهد و عملکرد آن ها را بهبود می بخشد. کابل های HTS ظاهری شبیه به کابل های معمولی دارند. اما توان انتقال نیروی الکتریسیته آن ها بین 2 تا 5 برابر بیشتر است. کابل های ابر رسانا می توانند اضافه بار را کنترل کنند و خطری برای دستگاه ها ندارند.
بیشتر بخوانید: کابل زمینی چیست و چه کاربردی دارد؟
انواع کابل ابر رسانا
حال که دانستیم کابل ابر رسانا چیست به بررسی انواع این کابل ها می پردازیم. این کابل ها در انواع زیر به بازار عرضه می شوند:
کابل ابر رسانا LTS
این کابل به دمای 8 درجه کلوین برای ابر رسانا شدن نیاز دارند. این دما نیز باعث پایین آمدن هزینه های خنک سازی کابل می شود.
کابل ابررسانا HTS
دمای مورد نیاز برای ابر رسانا شدن این کابل ها 65 درجه کلوین است. به همین دلیل به این کابل ها، کابل دما بالا نیز گفته می شود. کابل HTS از سیستم خنک کننده، دستگاه کنترل و کابلشو ساخته شده است. این کابل، به تعدادی سیم با محور ابررسانایی مجهز شده است. عایق نیز مغزی کابل را به کمک ماده نیتروژن مایع از نظر الکترونیکی، ایزوله می کند.
ساختار کابل HTS از نظر دی الکتریکی به سه شکل است:
- کابل ابررسانا HTS با دی الکتریکی سرد (CD)
- ساختار کابل HTS سه رشته
- کابل ابررسانا HTS با دی الکتریکی گرم (RTD)
بیشتر بخوانید: کابل NYRY چیست و چه کاربردی دارد؟
تفاوت کابل HTS و کابل مسی
یکی از موضوعات مهم در مقاله کابل ابر رسانا چیست بررسی تفاوت این کابل با کابل مسی است.
- کابل ابررسانا HTS تلفات کمتری نسبت به کابل با هسته مسی دارد.
- کابل HTS از نظر قدرت و توان با 8 کابل مسی برابری است.
- قیمت کابل ابررسانا به علت تولید کم و فرایند پیچیده در حین تولید، از کابل مسی گران تر است. اما اگر این کابل به تولید انبوه برسد نسبت به کابل های معمولی به صرفه تر می شود.
- کابل ابررسانا HTS نسبت به کابل های مسی آسیب کمتری به محیط زیست وارد می کنند.
- استفاده از کابل ابر رسانا به زیرساخت های خاص نیاز دارد.
- شبکه ای که در آن از کابل های ابر رسانا استفاده شده است، باید به صورت دوره ای سیستم خنک کننده را کنترل و تعمیر کند.
- کابلشوهایی که در پست های برق برای کابل ابر رسانا استفاده می شود، از کابلشوهای معمولی بسیار بزرگتر است.
- در کنار کابل های ابر رسانا باید رله های حفاظتی با دقت بسیار وجود داشته باشد تا در صورت خطا بتوانند امپدانس کابل را اندازه گیری کنند.
بیشتر بخوانید: کابل سازمانی چیست و چه کاربردی دارد؟
مزایای استفاده از کابل ابر رسانا
در قسمت پایانی مقاله کابل ابر رسانا چیست به بررسی مزایای استفاده از این کابل می پردازیم.
- عملکرد بهتر
- مقاومت بسیار کم
- امکان انتقال انرژی با توان بسیار بالا
- نصب و راه اندازی ساده
- توانایی محدودکردن خودکار جریان
- توزیع مناسب حریان الکتریسیته در مکان های پرجمعیت
- افزایش طول عمر تجهیزات صنعتی
- مزیت اقتصادی در طولانی مدت
- کاهش خطا
جمع بندی
در این مقاله به بررسی کابل ابر رسانا و کاربردهای آن پرداخته شد. همچنین دانستید که کابل ابر رسانا یا HTS از انواع کابل برق پرمصرف است و در نیروگاه های برق استفاده می شود. این کابل ها ظاهری شبیه به کابل های معمولی دارند و از عملکرد بالایی برخوردار هستند. همچنین توان انتقال نیروی الکتریسیته این کابل نسبت به کابل های معمولی، حدود 2 تا 5 برابر بیشتر است.
شما کاربران گرامی با مراجعه به سایت راندنو می توانید انواع کابل برق و مشخصات فنی محصول مورد نظر را مشاهده نمایید. همچنین خوشحال می شویم که نظرات خود را در قسمت دیدگاه این مقاله برای ما به اشتراک بگذارید. تیم فنی راندنو آماده پاسخگویی و راهنمایی شما کاربران عزیز درخصوص هرگونه سؤالات رایج در زمینه برق و تجهیزات برق است.
