انواع کابل ها
همانطور که میدونید کابل ها جزو پرکاربردترین تجهیزات در صنعت برق هستند.
کابل ها براساس نوع کاربردی که دارند بسیار متنوع هستنند و به شکل های مختلفی در بازار یافت می شوند.
ساختمان و اجزای تشکیل دهنده کابل های مخابراتی کاملا با کابل های مورد استفاده در صنعت برق فشار قوی و ضعیف تفاوت دارند؛ اما به طور کلی کابل ها همواره از دو قسمت اصلی هادی و عایق تشکیل شده اند.
تفاوت کابل ها ناشی از نوع کاربرد آنهاست، یعنی نوع کاربردشان موجب می شود که جنس، شکل، سطح مقطع و تعداد هادی ها و عایق ها با یکدیگر تفاوت داشته باشند. این تفاوتها موجب تقسیم بندی کابل ها می گردد.
هادی ها:
هادی ها از سیم مسی تقریبا خالص و دارای انعطاف قابل قبول یا از آلومینیوم یا آلیاژهای مخصوص ساخته می شوند.
سطح مقطع هادی ها با توجه به مقدار جریان عبوری و نوع کاربرد، در اندازه های گوناگون و شکل های متفاوت ساخته می شوند.
الف) دایره ای تک رشته با علامت اختصار«re» و چند رشته با علامت اختصاری «rm»
ب) مثلثی (سه گوش) تک رشته ای با علامت اختصاری«se» و چند رشته ای با علامت اختصاری«sm»
.عایق ها:
عایق سیم ها و غلافی که روی کابل قرار می گیرند، معمولا از جنس پلاستیک pvc (پلی ونیل کلراید)است.البته عایق های دیگری همچون کاغذ و برخی ترکیبات شیمیایی در بعضی کابل های مخصوص قرار می گیرند.این عایق ها باید براساس شرایط کاری و محیطی و نوع مصرفی که دارند، از استحکام مکانیکی و مشخصه های الکتریکی لازم برخوردار باشند.
برای جلوگیری از اشتباه و جهت تشخیص سیم های کابل از یکدیگر، عایق سیم های هادی را در رنگ های مختلف انتخاب می کنند. در ذیل رنگبندی عایق سیم ها بر اساس استاندارد VDE0271 آلمان و۶۰۷ موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران (ISIRI 607) مشخص شده است:
تعداد سیم های کابل رنگ عایق سیم ها
۱ سیاه
۲ آبی روشن – سیاه
۳ سبز و زرد- آبی روشن- سیاه
۴ (سبز و زرد- سیاه- آبی روشن- قهوه ای) یا (سیاه- آبی روشن- قهوه ای- سیاه)
۵) سبز و زرد- مشکی- آبی روشن- قهوه ای- سیاه)یا(سیاه- آبی روشن- قهوه ای- سیاه- سیاه(
۶ و بالاتر سیم حفاظت سبز و زرد و بقیه سیم ها دارای عایقی به رنگ سیاه با شماره های سفید که شماره گذاری از داخل به خارج می باشد.
غلاف کابل ها
برای حفاظت کابل ها در برابر عوامل محیطی و ضربات مکانیکی آنها را به وسیله یک یا چند لایه (غلاف) از جنس فلز (مس، سرب و فولاد)، کاغذ و مواد پلاستیکی به ویژه pvc می پوشانند. کابل ها با توجه به لایه های خارجی آنها به انواع مختلفی تقسیم می شوند.
. جریان مجاز
جریان مجاز عبوری از سیم ها و کابل ها به گونه ای تعین می شود که در هر نقطه ای از کابل، حرارت تولید شده در هادی های آن به خوبی به محیط اطراف منتقل شود؛ به طوری که درجه حرارت عایق در سطح هادی سیم ها و کابل های پی.وی.سی از ۷۰ درجه سانتی گراد تجاوز نکند.
جریان های مجاز عبوری داده شده برای کابل های برق وقتی در داخل خاک قرار می گیرند، بر مبنای قرار گرفتن کابل به روی بستری از ماسه نرم است که پس از خاک ریزی به روی کانال سطح آن آجر فرش شود.
به علاوه، کابل در مسیر خود می تواند از داخل تعداد محدودی لوله، فولادی که طول هیچ یک از آنها بیشتر از ۶ متر باشد عبور کند.
جریان مجاز کابل هایی که در هوای آزاد قرار دارند، براساس ضریب بار۱ و در هوای با درجه حرارت ۳۰ درجه سانتی گراد است.
جریان مجاز کابل هنگامی که 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 قسمت ها تعیین کننده جریان عبوری از کابل هستنند.
.افت ولتاژ در کابل
در شبکه های پخش الکتریکی اندازه سطح مقطع کابل تنها براساس جریان مجاز عبوری از آن انتخاب نمی شود؛ بلکه طول کابل که متناسب با افت ولتاژ است نیز عامل تعین کننده ای به شمار می آید
براساس نوع و شکل هادی های کابل این کدها روی کابل نوشته شده:
- RE هادی تک‌رشته‌ای مقطع گرد
- RM هادی چندرشته‌ای مقطع گرد
- SE هادی با رشته دارای مقطع قطاعی شکل
- SM هادی که هر رشته دارای مقطع قطاعی شکل و هر یک شاملچند رشته باشد
- RF هادی چند رشته‌ای مقطع گرد و قابل انعطاف
برای شناسائی کابلها از حروفی استفاده میشود که روی کابلها نوشته شده است برخی از این حرف طبق
استاندارد المانV.D.E بشرح زیر میباشد:
- N کابل با هادی مسی
- NR کابل با هادی ألومینیوم
- Y علامت عایق پرتو دور میباشد
- H علامت ورق متالیزه میباشد
- T سیم تحمل کننده در کابل کشی هوایی
- R حفاظت فولادی نواری شکل
- Y روکش کمربندی پرتو دور
- R هادی دایره ای شکل میباشد
- E هادی یک رشته و دایرهای میباشد
- M هادی چند رشته
- S هادی بشکل مثلث
مثال :روی کابلی نوشته شده Nyyre–۰٫۶/۱kv مشخصات آن چیست؟
جواب:همتنطور که گفتیم:
- N هادی از جنس مس
- Y روکش هادی از جنسV.C
- Y روکش کمربندی از جنسV.C
- R هادی بشکل دایره میباشد.(سطح مقطع کابل)
- E هادی یک رشته و مفتولی میباشد.
- و حداکثر ولتاژ مجاز بین فاز و نول ۶۰۰ ولت و حداکثر ولتاژ مجاز بین دو فاز حداکثر ۱۰۰۰ولت میباشد.
شناسائی کابلها:
سایز سیمها و کابلها بر حسب سطح مقطع طبقه بندی شده و طبق جدول زیر است:
۰٫۵ – ۰٫۷۵ – ۱ – ۱٫۵ – ۲٫۵ – ۴-۶-۱۰-۱۶-۲۵-۳۵-۵۰-۷۰-۹۵-۱۲۰-۱۵۰-۱۸۵-۲۴۰-۳۰۰-۴۰۰-۵۰۰
برای مشخص نمودن یک کابل یا سیم ابتدا تعداد رشته و سپس سطح مقطع سیم از هادیها را ذکر میکنند مانند:
کابل ۴*۲ که یعنی کابلی که دو رشته هادی به سطح مقطع ۴ دارد .
در کابلها چند رشته و از سایز ۱۶ به بالا سیمهای فاز و نول دارای مقاطع مختلفند در اکثر کابلها سیم نول به
اندازه دو مرتبه از سیم فاز کمتر است اما در کابلهای با سطح مقطع بالا این اختلاف تا سه هم میرسد سایز کابلها با هادی چند رشته به شرح زیر میباشد.
۱۲۰+۲۴۰*۳
- مثال : کابل ۱۰+۲۵*۳ چه کابلی میباشد؟
این کابل سه هادی به سطح مقطع ۲۵ میلیمتر مربع برای فازهای اصلی و یک هادی به سطح مقطع ۱۰ میلیمتر مربع برای نول دارد.
کابلهای رایج در پستهای فشار قوی:
با توجه به کدهای ارائه‌شده در فوق از انواع زیر می‌باشند:
. کابلهای کنترل و حفاظت :
این کابلها به منظور انتقال سیگنالهای آنالوگ (بعنوان مثال جریان‌های عبوری از خط و یا سایر تجهیزات و ولتاژ نقاط مختلف پست) و سیگنالهای دیجیتال (بعنوان مثال باز یا بسته کردن کلیدها و فرمان‌های مربوطه)بکار می‌روند. این سیگنالها با اهداف کنترل و اندازه‌گیری (باز و بسته کردن خط و… اندازه‌گیری جریان، توان، انرژی و…) و حفاظت در نقاط مختلف پست مورد استفاده قرار می‌گیرند.
کابلهای کنترل معمولاً با سیگنالهایی با ولتاژ و جریان پایین و در نتیجه قدرت کم سر و کار دارند. جهت بالا رفتن دقت عملکرد تجهیزات اندازه‌گیری و کنترل باید میزان اعوجاج و اختلاف بین ورودی و خروجی کابل کنترل حداقل گردد.
. کابل NYY-J
کابل با هادی مسی و عایق PVC ترموپلاستیک و غلاف PVC و کد رنگی مغزی‌ها.
این نوع کابل برای کنترل، انتقال سیگنالها از جمله ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربرد نوع کابل در مکانهایی است که هیچ حفاظت خاصی در مقابل صدمات مکانیکی ضروری نباشد. همچنین اضافه بارهای گذاری کوچکی را تحمل میکنند.
کابل NTRGY – J (تا ۷´۲٫۵ یا ۴´۶) و کابل NYFGY (10´۲٫۵ یا ۴´۱۰ به بالا)
کابل با هادی مسی، عایق PVC ترموپلاستیک، زره سیم فولادی گالوانیزه با مقطع گرد، نوار محافظ در مقابل پیچش مغزی‌ها از جنس سیم فولادی گالوانیزه مقطع گرد به همراه غلاف PVC و کد رنگی مغزی‌ها.
این نوع کابل برای کنترل، انتقال سیگنالها از جمله ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد. کاربرد این نوع کابل در مکانهایی است که حفاظت قوی در مقابل صدمات مکانیکی ضروری میباشد. این نوع کابل اضافه ولتاژهای گذرای کوچکی را می‌تواند تحمل نماید. این کابل دارای زره از نوع فولاد گالوانیزه شده میباشد.
کابل NYCY
کابل یا هادی مسی و عایق PVC ترمو پلاستیک و هادی هم محور مسی و غلاف PVC
این نوع کابل برای کنترل، انتقال سیگنالها از جمله ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ بکار می‌رود. کاربرد این نوع کابل در مصارفی است که اضافه ولتاژهای ولتاژهای گذرا ممکن است به آنها آسیب برسانند. بعنوان مثال در خطوط که تجهیزات الکترونیکی را بهم متصل می‌نمایند، بکار می‌رود. حفاظت مکانیکی اغلب موردنیاز نیست.
کابل NYY :کابل یا هادی مسی رشته‌ای و عایق PVC ترموپلاستیک و غلاف PVC.
کابل J-Y(ST)Y : این کابلها برای کنترل از راه دور، اندازه‌گیری و ارسال سیگنالها و همچنین ارتباطات تلفنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این کابلها اغلب در مناطق خشک، مرطوب و نصب در فضای باز بکار می‌روند.
کابلهای فشار متوسط و فشار ضعیف:
این کابلها جهت عبور جریان بار و تغذیه توان مورد استفاده قرار می‌گیرند. به کابلهای با ولتاژ بیش از ۱۰۰۰ ولت کابلهای فشار متوسط و به کابلهای با ولتاژ نامی ۱۰۰۰ ولت یا کمتر کابل فشار ضعیف میگویند.
اغلب کابلهای فشار متوسط جهت ولتاژ های ۲۰ کیلو ولت در پستهای فوق توزیع و انتقال مورد استفاده قرار می گیرد . در انواع قدیمی تر و در بعضی پستهای موجود هنوز هم از کابلهای روغنی استفاده می گردد.
امروزه در صنعت برق بخش عظیمی از توزیع انرژی الکتریکی ، بویژه در فشار ضعیف بوسیله کابلها انجام می‌گیرد. البته برای انتقال انرژی الکتریکی فشار متوسط و قوی نیز در برخی موراد از کابلهای مخصوص استفاده میشود. کاربرد کابلها در تاسیسات الکتریکی بسیار وسیع و دارای اهمت زیادی است. کارخانجات کابل سازی انواع بسیار زیادی از کابلها 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.
ساختمان کابلها
کابلها بر اساس نوع کاربردی که دارند بسیار متنوع هستند و به شکلهای گوناگون در بازار یافت میشود. ساختمان و اجزای تشکیل دهنده کابلهای مخابراتی کاملا با کابلهای مورد استفاده در صنعت برق فشار قوی و فشار ضعیف تفاوت دارند. اما بطور کلی کابلها همواره از دو قسمت اصلی هادی و عایق تشکیل شده‌اند. تفاوت کابلها ناشی از نوع کاربرد آنهاست. یعنی نوع کاربردشان موجب میشود که جنس ، شکل ، تعداد ، سطح مقطع هادیها و عایقها با یکدیگر تفاوت داشته باشند. این تفاوتها موجب تقسیم بندی کابلها می‌گردد.
هادیها
هادیها از سیم مسی تقریبا خالص و دارای انعطاف قابل قبول یا از آلومینیوم یا آلیاژهای مخصوص ساخته می‌شوند. سطح مقطع هادیها با توجه به مقدار جریان عبوری و نوع کاربرد در اندازهای گوناگون و شکلهای متفاوت درست میشود.
دایرهای شکل تک رشته با علامت اختصاری (re) و چند رشته با علامت اختصاری (rm).
مثلثی (سه گوش) شکل تک رشته با علامت اختصاری (se) و چند رشته با علامت اختصاری (sm).
عایقها
عایق سیمها و غلافی که روی کابل قرار می‌گیرد، معمولا از جنس پلاستیک PVC (پلی وینیل کلراید) است البته عایقهای دیگری همچون کاغذ و برخی ترکیبات شیمیایی در بعضی کابلهای مخصوص مورد استفاده قرار می‌گیرند. این عایقها بر اساس شرایط کاری و محیطی و نوع مصرفی که دارند. از استحکام مکانیکی و مشخصه الکتریکی لازم برخوردار باشند. برای جلوگیری از اشتباه و جهت تشخیص سیمهای کابل از یکدیگر ، عایق سیمهای هادی را در رنگهای مختلف انتخاب میکنند.
غلاف کابلها
برای محافظت کابلها 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. کابلها با توجه به لایه‌های خارجی آنها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند.
جریان مجاز قابل تحمل
جریان مجاز عبوری از سیمها و کابلها به گونه‌ای تعیین میشود که در هر نقطه از کابل ، حرارت تولید شده در هادیهای آن به خوبی به محیط اطراف منتقل میشود؛ بطوری که درجه حرارت عایق در سطح هادی سیمها و کابلهای PVC از ۷۰ درجه سانتیگراد تجاوز نکند. جریان عبوری داده شده برای کابلهای برق وقتی در داخل خاک قرار می‌گیرد، بر مبنای قرار گرفتن کابل بر روی بستری از ماسه نرم است که پس از خاک ریزی به روی کانال سطح آن آجر فرش شود.
به علاوه ، کابل در مسیر خود می‌تواند داخل تعداد محدودی لوله فولادی که هیچ یک از آنها بیش از ۶ متر نباشد، عبور کند. جریان مجاز کابلهایی که در هوای آزاد قرار دارند. بر اساس ضریب بار ۱ و در هوای با درجه حرارت ۳۰ درجه سانتیگراد است. جریان مجاز کابل هنگامی که 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 کابل
در شبکه‌های 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 کننده‌ای به شمار می‌آید.
شرایط نصب و قرار دادن کابلهای برق
کابلهای 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 کابلهای 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.
هنگامی که 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 به عمل آید و همچنین در موقع کندن زمین با بیل و کلنگ صدمه‌ای به کابل وارد نیاید
کابلهای روغنی :
در بعضی از کابلها عایق هادی ها کاغذ میباشد ابتدا ذرات بخار و هوای داخل کاغذرا گرفته و به روغن که عایق خوبی میباشد اغشته میکنند ضخامت کاغذها بسیار کم است و دور هر هادی چندین دور پیچیده میشود به این کاغذها کاغذ اشباع شده میگویند.
روی نوار روغنی یک کاغذ متالیزه از جنس الومینیم میپیچند که وظیفه دارد میزان مغناطیسی اطراف هر هادی را محدود نموده و از اثر ان روی میدان مغناطیسی فاز دیگر بکاهد . از کابلهای روغنی بیشتر در فشار متوسط استفاده میشود و بعلت گرانی خود کابل و همچنین مفصل و سر کابل در فشار ضعیف بندرت استفاده میشود .ممکن است بجای یک غلاف سربی از سه غلاف که بدور هر فاز پیچیده شده استفاده شود در این صورت به ان کابل روغنی سه غلافه میگویند.
