انواع کابل در تاسیسات الکتریکی
مقدمه
کابل‌های فشار ضعیف (Low Voltage Cables) یکی از اجزای حیاتی در سیستم‌های برق‌رسانی هستند که برای انتقال انرژی الکتریکی با ولتاژ پایین استفاده می‌شوند. این کابل‌ها معمولاً در ساختمان‌ها، تأسیسات صنعتی و شبکه‌های توزیع برق به کار می‌روند و ولتاژی تا ۱۰۰۰ ولت (۱ کیلوولت) را انتقال می‌دهند.
انواع کابل فشار ضعیف
کابل‌های فشار ضعیف به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که بر اساس نوع کاربرد، ساختار و جنس مواد به کار رفته در آن‌ها متفاوت هستند. برخی از انواع رایج این کابل‌ها عبارتند از:
-
کابل‌های مسی: این کابل‌ها از هادی‌های مسی ساخته می‌شوند و به دلیل رسانایی بالا، مقاومت کم و دوام مناسب، بیشترین استفاده را دارند.
-
کابل‌های آلومینیومی: هادی‌های این کابل‌ها از آلومینیوم تشکیل شده که نسبت به مس سبک‌تر است و در مواردی که وزن اهمیت دارد، استفاده می‌شود.
-
کابل‌های کنترل: این نوع کابل‌ها برای کنترل و مانیتورینگ سیستم‌های الکتریکی به کار می‌روند و معمولاً چندین هادی دارند.
-
کابل‌های ابزار دقیق: این کابل‌ها برای انتقال سیگنال‌های ابزار دقیق و داده‌های حساس به کار می‌روند و از حفاظت بیشتری برخوردارند. ساختار کابل‌های فشار ضعیف
بخش های تشکیل دهنده کابل فشار ضعیف
- کابل‌های فشار ضعیف معمولاً از چندین بخش تشکیل شده‌اند:
- هادی: بخش اصلی کابل که وظیفه انتقال جریان را بر عهده دارد و معمولاً از مس یا آلومینیوم ساخته می‌شود.
- عایق: لایه‌ای که دور هادی را می‌پوشاند و از تماس مستقیم با سایر هادی‌ها یا بدنه فلزی جلوگیری می‌کند. معمولاً از مواد پلیمری مانند PVC یا XLPE ساخته می‌شود.
- شیلد: لایه‌ای که در برخی کابل‌ها به کار می‌رود تا از تداخلات الکترومغناطیسی جلوگیری کند.
- غلاف بیرونی: پوشش نهایی کابل که آن را از آسیب‌های فیزیکی و شرایط محیطی محافظت می‌کند. کاربردهای کابل‌های فشار ضعیف
کاربردهای کابل فشار ضعیف
کابل‌های فشار ضعیف در گستره وسیعی از کاربردها استفاده می‌شوند:
- توزیع برق در ساختمان‌ها: از این کابل‌ها برای تأمین برق بخش‌های مختلف ساختمان‌ها استفاده می‌شود.
- صنعت و کارخانجات: کابل‌های فشار ضعیف برای انتقال برق به ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی به کار می‌روند.
- سیستم‌های روشنایی: این کابل‌ها برای انتقال برق به سیستم‌های روشنایی در محیط‌های داخلی و خارجی استفاده می‌شوند.
ویژگی‌های کلیدی کابل‌های فشار ضعیف
- مقاومت بالا در برابر حرارت: این کابل‌ها معمولاً می‌توانند دمای بالایی را تحمل کنند.
- انعطاف‌پذیری: به راحتی در مسیرهای پیچیده نصب می‌شوند.
- طول عمر بالا: در صورت استفاده صحیح، این کابل‌ها می‌توانند ده‌ها سال بدون نیاز به تعویض کار کنند.
سایزبندی کابل
سایزبندی کابل‌های فشار ضعیف و ارتباط آن با جریان مجاز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا انتخاب صحیح سایز کابل می‌تواند تأثیر زیادی بر عملکرد و ایمنی سیستم‌های الکتریکی داشته باشد. جریان مجاز به جریان الکتریکی گفته می‌شود که یک کابل می‌تواند بدون ایجاد حرارت اضافی یا آسیب به عایق‌ها و سایر اجزای کابل از خود عبور دهد.
عوامل تأثیرگذار بر سایزبندی و جریان مجاز کابل‌ها
جنس هادی:
- مس: رسانایی بالا و در نتیجه سایز کوچکتر برای عبور جریان معین.
- آلومینیوم: رسانایی کمتر نسبت به مس و نیاز به سایز بزرگتر برای عبور همان جریان.
نوع عایق:
نوع عایق می‌تواند بر دمای کارکرد کابل تأثیر بگذارد که به نوبه خود جریان مجاز کابل را تعیین می‌کند. برای مثال:کابل‌های با عایق PVC معمولاً دارای جریان مجاز کمتری نسبت به کابل‌های با عایق XLPE هستند.
دمای محیط:
هرچه دمای محیط بالاتر باشد، جریان مجاز کابل کاهش می‌یابد، زیرا حرارت اضافی تولید شده توسط جریان عبوری به سختی دفع می‌شود.
طول کابل:
هرچه طول کابل بیشتر باشد، افت ولتاژ بیشتری در طول آن رخ می‌دهد و ممکن است نیاز به انتخاب سایز بزرگتر باشد.
نوع نصب:
کابل‌های دفن شده در زیر زمین یا نصب شده در فضاهای بسته، به دلیل کاهش امکان خنک شدن، جریان مجاز کمتری نسبت به کابل‌های نصب شده در فضاهای باز دارند.
لایه های مختلف کابل فشار ضعیف
کابل‌های فشار ضعیف و فشار قوی از لایه‌های مختلفی تشکیل شده‌اند که هر کدام وظیفه خاصی دارند. در ادامه، به بررسی انواع لایه‌های این کابل‌ها و توضیحات مربوط به هر یک می‌پردازیم.
1. لایه هادی (Conductor)
این لایه معمولاً از مس یا آلومینیوم ساخته می‌شود و وظیفه انتقال جریان الکتریکی را بر عهده دارد. هادی‌ها می‌توانند به صورت تک‌سیمه یا چندسیمه (افشان یا نیمه‌افشان) باشند.
کاربرد
انتقال برق در سیستم‌های توزیع و تأمین انرژی.
مزایا و معایب
مزایا: رسانایی بالا، انعطاف‌پذیری (در نوع افشان).
معایب: احتمال زنگ‌زدگی در محیط‌های مرطوب (در نوع مس).
2. لایه عایق (Insulation)
این لایه از مواد مختلفی مانند PVC، XLPE یا لاستیک ساخته می‌شود و وظیفه محافظت از هادی در برابر جریان‌های الکتریکی و شرایط محیطی را دارد.
کاربرد
محافظت از هادی در برابر رطوبت، حرارت و آسیب‌های مکانیکی.
مزایا و معایب
مزایا: جلوگیری از نشت جریان و افزایش ایمنی.
معایب: ممکن است در دماهای بالا دچار آسیب شود (به‌ویژه در PVC).
3. لایه شیلد (Shield)
این لایه معمولاً از نوارهای فلزی یا بافته شده از آلومینیوم یا مس تشکیل شده است و برای جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی و محافظت از عایق در برابر آسیب‌های مکانیکی استفاده می‌شود.
کاربرد
در کابل‌های فشار قوی و برخی کابل‌های فشار ضعیف برای محافظت در برابر نویز و تداخل.
مزایا و معایب
مزایا: افزایش ایمنی و کاهش تداخل الکترومغناطیسی.
معایب: افزایش هزینه و وزن کابل.
4. لایه زره‌دار (Armoring)
این لایه از فلزات مقاوم مانند فولاد یا آلومینیوم ساخته می‌شود و برای محافظت از کابل در برابر آسیب‌های مکانیکی و فشارهای خارجی طراحی شده است.
کاربرد
در کابل‌های نصب شده در محیط‌های صنعتی یا بیرونی که احتمال آسیب فیزیکی وجود دارد.
مزایا و معایب
مزایا: افزایش مقاومت در برابر آسیب‌های فیزیکی.
معایب: افزایش وزن و هزینه کابل.
5. لایه روکش (Sheath)
این لایه به عنوان پوشش نهایی کابل عمل کرده و از مواد مختلفی مانند PVC یا پلی اتیلن ساخته می‌شود. وظیفه آن محافظت از کل کابل در برابر عوامل محیطی و مکانیکی است.
کاربرد
محافظت از کابل در برابر رطوبت، UV و آسیب‌های مکانیکی.
مزایا و معایب
مزایا: افزایش دوام و عمر کابل.
معایب: ممکن است در شرایط خاص (مانند حرارت بالا) دچار آسیب شود.
این لایه‌ها به صورت ترکیبی در کابل‌های فشار ضعیف و فشار قوی وجود دارند و انتخاب هر یک از آن‌ها بستگی به شرایط محیطی و نیازهای خاص کاربرد دارد.
رابطه سایز انواع کابل و جریان مجاز
کابل مسی
جدول زیر یک نمونه کلی از رابطه بین سایز هادی و جریان مجاز برای کابل‌های مسی با عایق PVC و نصب در هوا (دمای محیط 30 درجه سانتی‌گراد) است. لازم به ذکر است که مقادیر دقیق ممکن است بسته به استانداردهای مختلف و شرایط نصب تغییر کنند:
کابل آلومینیومی
جدول سایزبندی و جریان مجاز کابل‌های آلومینیومی (نمونه‌ای)
جدول زیر یک نمونه کلی از رابطه بین سایز هادی و جریان مجاز برای کابل‌های آلومینیومی با عایق PVC و نصب در هوا (دمای محیط 30 درجه سانتی‌گراد) است:
انتخاب سایز مناسب کابل
انتخاب سایز کابل به عوامل زیر بستگی دارد:
-
- جریان بار: اولین و مهم‌ترین عامل.
-
- افت ولتاژ مجاز: برای کاهش افت ولتاژ به خصوص در کابل‌های بلند، سایز بزرگتری ممکن است نیاز باشد.
-
- شرایط محیطی: مانند دمای محیط و نوع نصب.
-
- نوع کاربرد: برای بارهای مقاومتی و موتوری ممکن است نیاز به بررسی بیشتری باشد.
سایزبندی صحیح کابل‌های فشار ضعیف و ارتباط آن با جریان مجاز به دقت و بررسی دقیق نیاز دارد. استفاده از استانداردها و جداول سایزبندی موجود در منابع معتبر می‌تواند به انتخاب صحیح کمک کند و از مشکلات احتمالی مانند افت ولتاژ، گرم شدن بیش از حد کابل و کاهش طول عمر کابل جلوگیری کند.
انواع کابل‌ها با توجه به نوع عایق
انواع کابل‌ها با توجه به نوع عایق به کار رفته در آن‌ها به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. عایق‌ها نقشی حیاتی در محافظت از هادی‌ها و تضمین ایمنی و عملکرد کابل دارند. در زیر به برخی از رایج‌ترین انواع کابل‌ها بر اساس نوع عایق آن‌ها اشاره شده است:
کابل‌های فشار ضعیف، که برای انتقال برق با ولتاژ کمتر از ۱ کیلوولت استفاده می‌شوند، بر اساس نوع عایق به چند دسته اصلی تقسیم می‌شوند. در ادامه، به بررسی انواع کابل‌های فشار ضعیف، مزایا و معایب، کاربردها و نحوه نصب هر یک می‌پردازیم.
1. کابل‌های عایق PVC (پلی وینیل کلراید)
مزایا
مقاومت در برابر رطوبت و مواد شیمیایی: این کابل‌ها به خوبی در برابر شرایط جوی و مواد شیمیایی مقاومت دارند.
هزینه پایین: قیمت این کابل‌ها نسبت به سایر انواع پایین‌تر است.
معایب
محدودیت دما: در دماهای بالا ممکن است دچار آسیب شوند.
مقاومت کم در برابر حرارت: در مقایسه با کابل‌های XLPE، مقاومت کمتری در برابر حرارت دارند.
کاربرد
استفاده در ساختمان‌های مسکونی و تجاری، روشنایی و برقکشی.
نحوه نصب
نصب این کابل‌ها معمولاً به صورت دفن در زمین یا در داخل کانال‌ها انجام می‌شود.
2. کابل‌های عایق XLPE (پلی اتیلن شبکه‌ای)
مزایا
مقاومت حرارتی بالا: این کابل‌ها می‌توانند دماهای بالاتری را تحمل کنند.
عمر طولانی: دارای عمر مفید بیشتری نسبت به کابل‌های PVC هستند.
معایب
هزینه بالاتر: قیمت این کابل‌ها نسبت به کابل‌های PVC بیشتر است.
کاربرد
مناسب برای استفاده در شرایط سخت و انتقال برق در فواصل طولانی.
نحوه نصب
می‌توانند به صورت دفن در زمین یا در داخل کانال‌ها نصب شوند.
3. کابل‌های عایق لاستیکی
مزایا
انعطاف‌پذیری بالا: این کابل‌ها به راحتی خم می‌شوند و در محیط‌های مختلف قابل استفاده هستند.
مقاومت در برابر شرایط جوی: در برابر آب و رطوبت مقاوم هستند.
معایب
هزینه بالا: معمولاً قیمت بالاتری نسبت به کابل‌های PVC دارند.
سختی در نصب: نیاز به دقت بیشتری در نصب دارند.
کاربرد
مناسب برای ماشین‌آلات و تجهیزات قابل حمل.
نحوه نصب
معمولاً در محیط‌های صنعتی و با تنش مکانیکی بالا استفاده می‌شوند.
انواع روش های کابل کشی (روش‌های نصب کابل)
روش‌های نصب کابل و کابل‌کشی بستگی به محیط، شرایط فیزیکی و نیازهای پروژه دارد. برخی از رایج‌ترین روش‌های نصب کابل به همراه توضیحات و رسم شکل عبارتند از:
انواع لایه های کابل های فشار ضعیف و فشار قوی
1. نصب روی دیوار (Surface Mounting)
– توضیح: در این روش، کابل‌ها به صورت مستقیم روی دیوار نصب می‌شوند. برای نگهداری کابل‌ها از بست‌های مخصوص یا نوارهای مهار استفاده می‌شود.
– شکل: کابل‌هایی که به وسیله بست‌های پلاستیکی یا فلزی به دیوار متصل شده‌اند.
2. نصب در داخل لوله (Conduit)
– توضیح: در این روش، کابل‌ها از داخل لوله‌های فلزی یا پلاستیکی عبور داده می‌شوند تا از آسیب‌های مکانیکی و شرایط محیطی محافظت شوند. این روش در ساختمان‌ها و فضاهای صنعتی رایج است.
– شکل: کابل‌هایی که از داخل لوله‌های فلزی یا پلاستیکی در حال عبور هستند و لوله‌ها به دیوار یا سقف نصب شده‌اند.
3. نصب در سینی کابل (Cable Tray)
– توضیح: در این روش، کابل‌ها در سینی‌های کابل که معمولاً از جنس فلز یا پلاستیک هستند، قرار می‌گیرند. این سینی‌ها به دیوار یا سقف نصب می‌شوند و به راحتی امکان مدیریت و سازماندهی کابل‌ها را فراهم می‌کنند.
– شکل: کابل‌هایی که داخل سینی‌های فلزی یا پلاستیکی قرار گرفته‌اند و سینی‌ها به دیوار یا سقف متصل شده‌اند.
4. نصب زیرزمینی (Direct Buried)
– توضیح: در این روش، کابل‌ها مستقیماً در خاک دفن می‌شوند. کابل‌ها باید به عمق کافی دفن شده و از محافظت‌های اضافی مانند نوارهای هشدار یا لوله‌های محافظ برخوردار باشند.
– شکل: کابل‌هایی که در یک ترانشه خاکی دفن شده‌اند و با لایه‌ای از خاک و نوار هشدار پوشیده شده‌اند.
5. نصب در کانال‌های زمینی (Duct)
– توضیح: کابل‌ها از طریق کانال‌های زمینی عبور داده می‌شوند. این کانال‌ها معمولاً در زیر سطح زمین نصب می‌شوند و به کابل‌ها امکان دسترسی و حفاظت بهتر را می‌دهند.
– شکل: کابل‌هایی که از داخل کانال‌های زمینی عبور کرده و با پوششی از بتن یا فلز محافظت شده‌اند.
6. نصب هوایی (Aerial Installation)
– توضیح: در این روش، کابل‌ها به صورت هوایی و معمولاً بر روی تیرهای برق نصب می‌شوند. این روش بیشتر در مناطق روستایی و برای توزیع برق استفاده می‌شود.
