تست

سیم و کابل | راهنمای انتخاب سیم و کابل

سیم و کابل

سیم ها وسایلی هستند که در آن از یک هادی بمنظور انتقال برق و از یک عایق به منظور جلوگیری نشت برق به اطراف و محافظت استفاده میشود. و کابل در صورتیکه چند سیم در کنار یکدیگر به کمک یک غلاف و یا لایه عایقی دوم قرار گیرند تشکیل یک کابل را میدهند.

تقسیم بندی سیم:

  • سیم مفتولی یا سیم تک لا:

این نوع سیم که به سیم خشک نیز معروف است دارای یک رشته هادی میباشد و به دلیل این که قابلیت فرم دهی دارد عموما در تابلو برق ها استفاده میشود. ولتاژ نامی این نوع سیم۷۵۰/۴۵۰  ولت است و برای جریان های مختلف، با سطح مقطع های ۱٫۵ تا ۲۴۰ میلیمتر مربع ساخته میشود.

  • سیم افشان:

سیم های افشان به دلیل این که از تعداد زیادی سیم مسی نازک بهم تابیده تشکیل شده اند نرم بوده و دارای قابلیت انعطاف بالا میباشند به همین دلیل از آنها در سیم کشی ساختمان استفاده میشود. ولتاژ نامی این سیم های افشان ۵۰۰/۳۰۰ ولت است. و با توجه به جریان عبوری در سطح مقطع های مختلف موجود میباشند.

  • سیم نیمه افشان:

این سیم چیزی بین سیم های مفتولی و افشان میباشند یعنی تعداد رشته های این نوع سیم به مراتب از سیم های افشان کمتر بود و در نتیجه انعطاف آن نیز از سیم های افشان کمتر میباشد. ولتاژ نامی این سیم ۷۵۰/۴۵۰ ولت است و زمینه های کاربرد روی آن مشابه سیم های مفتولی است.

  • سیم کواکسیال:

سیم های کواکسیال بعنوان آنتن و یا رابط دستگاه های صوتی و تصویری استفاده میشوند. در این سیم ها از دو نوع هادی استفاده شده است که یک هادی در مرکز سیم از نوع مفتولی بود و سیم اصلی میباشد. و سیم دوم بصورت بافته شده در دور سیم است بمنظور جلوگیری از پارازیت میباشد.

تقسیم بندی کابل:

امروزه در صنعت برق بخش عظیمی از توزیع انرژی الکتریکی، بویژه در فشار ضعیف بوسیله کابل ها انجام میگیرد. البته برای انتقال انرژی الکتریکی فشار متوسط و قوی نیز در برخی موارد از کابل های مخصوص استفاده میشود. کاربرد کابل ها در تاسیسات الکتریکی بسیار وسیع و دارای اهمت زیادی است. کارخانجات کابل سازی انواع بسیار زیادی از کابل ها را برای مصارف عمومی و خصوصی تولید میکنند. همچنین صدها هزار نفر تخصص با مهارتهای مختلف در بخشهای گوناگون این صنعت مشغول بکار هستند. البته علاوه بر بخش تولید و فشار قوی نیاز به مهلت و رعایت اصول فنی دارد.

  • کابل های فشار ضعیف (Low Voltage Cables):

شامل انواع کابل های مسی و آلومینیومی عایق شده با پلیمرهای مختلف میباشند که در سطح ولتاژی ۶۰۰ تا ۱۰۰۰ ولت قرار دارند. این کابل ها برای انتقال الکتریسیته در کاربردهای مختلف از روشنایی تا انتقال نیروی محرکه به الکتروموتورها و غیره استفاده میشوند.

دامنه بسیار گسترده ای از کابل های فشار ضعیف وجود دارد که بصورت اختصاصی برای محیط های عملیاتی که در آن مورد استفاده قرار میگیرند طراحی شده اند. دامنه محصولات شامل کابل های ضد آتش که اصطلاحا IEC 331 گویند و برای استفاده در محیط های حساس که اطفا حریق بسیار حائز اهمیت میباشد. مقاوم در برابر شعله که اصطلاحا IEC 332 گویند و برای مناطقی که احتمال آتش سوزی وجود دارد و اطفا حریق لازم نیست ولی کابل نمیبایست شعله ور گردد. غلاف سربی که ایجاد یک حفاظ کلی در برابر نفوذ هیدروکربن ها، گازهای خورنده و آب و کابل های مسلح با ایجاد حفاظت مکانیکی، کم دود، بدون هالوژن، مقاوم در برابر هیدروکربن ها و مواد نفتی میباشد.

  • کابل های فشار متوسط (Medium Voltage Cables):

کابل هایی با عایق XLPE و هادی مس یا آلومینیوم میباشند که در سطح ولتاژی ۱ تا ۳۶ کیلوولت قرار داند و بصورت گسترده در مناطق شهری و صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند.

  • سیم و کابل های فشار قوی (High Voltage Cables):

کابل های فشار قوی و فوق فشار قوی با هادی مس یا آلومینیومی و عایق XLPE و سطح ولتاژی بالاتر از ۳۶ کیلوولت ساخته میشوند.

عایق XLPE با استفاده از خط CCV که توسط کامپیوتر کنترل میشود بر روی هادی تزریق میگردد. عایق XLPE تزریق شده میبایست ساختار کریستالی کاملا یکنواخت داشته و عاری از هرگونه ناخالصی و خلل و فرجی باشد. در نقاط کلیدی خط CCV کنترل کیفیت های ضروری نیز اعمال میشود.

عایق XLPE از نظر فیزیکی و شیمیایی بسیار متمایل به تشکیل زنجیره با مولکول های آب میباشد. اگر آب یا بخار آب در لایه عایق وجود داشته باشند باعث ایجاد این زنجیره ها و پایین آمدن میزان مقاومت الکتریکی عایق میشوند.

  • سیم و کابل های ساختمانی (Building Wires and Cables):

سیم و کابل های ساختمانی وظیفه تقسیم برق در ساختمان را بر عهده دارند. این نوع سیم و کابل ها ساختارهای متفاوتی دارند. از جمله این ساختارها میتوان به کابل های Flexible اشاره کرد که هادی آنها بایستی Flexible باشد. عایق های بکار رفته در آنهاPVC 70 C  یا PVC 90 C یا Rubber میباشد. این نوع کابل ها میتواند بصورت شیلددار بافت مسی ساده یا قلع اندود تولید گردد.

کابل های Heat Resistant دسته دیگری از این گروه میباشد که علاوه بر Flexible بودن هادی، عایق آنها میبایست Silicon Rubber باشد. این نوع عایق دارای تحمل حرارتی ۱۸۰ درجه سانتیگراد خواهد بود و برای بالا بردن تحمل حرارتی بیشتر آنها و نیز حفاظت عایق در برابر صدمات مکانیکی از روکش Glass Fiber Braid استفاده میشود.

  • کابل های ابزار دقیق (Instrumentation Cables):

کابل های ابزار دقیق در سیستم های کنترلی جهت ارسال یا دریافت علائم (سیگنال های) دیجیتال و آنالوگ از تجهیزات و حسگرها (سنسور) استفاده میشوند.

این کابل ها اصولا در سطح ولتاژی ۲۴-۱۱۰ ولت و یا جریان نامی ۴-۲۰ میلی آمپر قرار دارند. کابل های ابزار دقیق میبایست در برابر تداخل امواج الکتریکی محافظت گردند.

  • کابل های ضد آتش (Fire Resistant Safetey Cables):

کابل های ضد آتش میبایست قادر باشند در مقابل آتش، آتش همراه با آب و یا آتش همراه ضربه های مکانیکی مقاومت کنند.

کابل هایی که در اماکن عمومی و سیستم های اضطراری نظیر مدارات آژیر اطفا حریق و سیستم های روشنایی اضطراری مورد استفاده قرار میگیرند میبایست بعنوان ابتدایی ترین موارد، سلامت انسان ها و کابل کشی ها را با انتشار گازهای اسیدی با خطر مواجه نسازد.

این کابل ها میبایست خفه کننده آتش و کم دود باشند. بعبارت دیگر این کابل ها نباید با از بین رفتن منشا آتش به سوختن ادامه دهند و یا آتش را به نقاط دیگر انتقال داده، یا دودی ایجاد کنند که مانع از دیدن چراغ های اضطراری یا راه خروجی شود.

نام گذاری سیم و کابل

برای نامگذاری سیم ها و کابل ها به مولفه هایی همچون نوع عایق، جنس هادی، شکل هادی و غیره حروفی را نسبت داده اند که از کنارهم قرار گرفتن این حروف دقیقا میتوان به نوع سیم و کابل و مورد مصرف آن پی برد.

رنگ بندی سیم و کابل

در کابل ها به دلیل اینکه چندین سیم در کنار یکدیگر قرار میگیرند این امکان وجود دارد که سیم ها با یکدیگر اشتباه گرفته شود به همین دلیل عایق سیم ها را در رنگ های متفاوت تولید میکنند. که این رنگ بندی نیز خود از استانداردی که در این زمینه وجود دارد تبعیت میکند.

غلاف سیم و کابل

برای محافظت کابل ها در برابر عوامل محیطی و ضربات مکانیکی آنها را بوسیله یک یا چند لایه (غلاف) از جنس مس، سرب، فولاد، کاغذ پلاستیکی بویژه PVC میپوشانند. کابل ها با توجه به لایه های خارجی آنها به انواع مختلفی تقسیم میشوند.

جریان مجاز قابل تحمل توسط سیم و کابل

جریان مجاز عبوری از سیم و کابل ها بگونه ای تعیین میشود که در هر نقطه از کابل، حرارت تولید شده در هادی های آن بخوبی به محیط اطراف منتقل میشود. بطوریکه درجه حرارت عایق در سطح هادی سیم و کابل های PVC از ۷۰ درجه سانتیگراد تجاوز نکند. جریان عبوری داده شده برای کابل های برق وقتی در داخل خاک قرار میگیرد، بر مبنای قرار گرفتن کابل بر روی بستری از ماسه نرم است که پس از خاک ریزی بروی کانال سطح آن آجر فرش شود.

بعلاوه، کابل در مسیر خود میتواند داخل تعداد محدودی لوله فولادی که هیچ یک از آنها بیش از ۶ متر نباشد، عبور کند. جریان مجاز کابل هایی که در هوای آزاد قرار دارند بر اساس ضریب بار ۱ و در هوای با درجه حرارت ۳۰ درجه سانتیگراد است. جریان مجاز کابل هنگامیکه کاملا در داخل آب قرار گرفته باشد ۱۵٫۱ برابر جریان در کابل قرار گرفته در خاک است. اما باید توجه داشت که وقتی قسمتی از کابل در خاک یا هوای آزاد باشد. این قسمتها تعیین کننده جریان عبوری از کابل هستند.

افت ولتاژ در سیم و کابل

در شبکه های پخش انرژی الکتریکی اندازه سطح کابل تنها بر اساس جریان مجاز عبوری از آن انتخاب نمیشود. بلکه طول کابل که متناسب با افت ولتاژ است نیز عامل تعیین کننده ای بشمار می آید.

شرایط نصب و قراردادن سیم و کابل های برق

کابل های با عایق و غلاف پلاستیکی را نباید هیچگاه در درجه حرارت زیر ۵ درجه سانتیگراد نصب و کابل کشی کرد. در صورت اجبار، قرقره، کابل باید چند روز قبل از نصب در محیط گرمی حدود ۲۰ درجه سانتیگراد انبار شود. در هنگام کابل کشی شعاع خمش کابل های پلاستیکی نباید از ۱۵ برابر قطر خارجی کابل کوچکتر باشد. اما در انتهای کابل میتوان شعاع خمش در موارد خاص با رعایت اصول فنی تا نصف مقدار فوق کاهش داد.

هنگامیکه کشیدن کابل توسط دستگاه انجام میگیرد باید مواظب بود که نیروی کششی وارده به کابل از مقادیر مجاز نشود، در خاک دفن شود باید گودالی به عمق ۷۰ سانتیمتر حفر کرد و کابل را در این گودال در خاک نرم الک شده به ارتفاع ۲۰ سانتیمتر قرار داد. روی آن را آجر و بر روی آجر خاک معمولی ریخت. این عمل سبب میشود که از فشار طبقات خاک بر روی کابل و تغییر شکل آن جلوگیری بعمل آید وهمچنین در موقع کندن زمین با بیل و کلنگ صدمه ای به کابل وارد نیاید.

چند نکته در مورد انتخاب سیم و کابل مناسب

میدانید که هر کابلی با سطح مقطع معین قادر به انتقال جریان مشخص میباشد که اگر از آن حد بیشتر گردد، باعث کوتاه شدن عمر و یا سوختن کابل و بروز حوادثی خواهد شد. لذا در طراحی یک شبکه باید سه اصل زیر رعایت شود:

  • جریان برق از حد مجاز جریان کابل تجاوز نکند.
  • افت ولتاژ نباید بیشتر از حد کجاز گردد.
  • درباره سطح مقطع انتخاب شده از نظر افت توان، محاسبات اقتصادی صورت گیرد.

جهت سهولت در انتخاب، انواع دسته بندی های سیم و کابل به همراه مشخصات آنها در ذیل مشاهده و قابل بررسی است.