کابل برق Power Cable انواع کابل برق
کابل (Cable) یا شاه سیم به مجموعه یک یا چند سیم که در کنار هم یا به صورت بسته یا به صورت به هم بافته شده قرار گرفته و توسط یک لایه محافظ پوشانده شده اند گفته میشود.انواع کابل برق
در مکانیک، کابل ها برای بالا بردن و کشیدن استفاده میشود. کابل مکانیکی را به طور تخصصی طناب فولادی یا سیم بکسل می نامند.در صنعت برق از کابل برای هدایت جریان برق استفاده میشود.کاربرد کابل ها در توزیع انرژی الکتریکی بسیار گسترده است.انواع کابل برق
تاریخچه ساخت کابل در جهان
اولین کابل در سال 1876 با روکش لاستیکی تولید شد که در آن چند رشته سیم مسی را به هم تابیده و از نوعی کائوچوی طبیعی به نام «گوتاپرچا» به عنوان عایق استفاده میکردند.اوایل دهه 1880 کابل هایی ساخته شد که با مواد نفوذناپذیر در برابر آب روکش میشدند.بعد از آن مواد دیگری رواج پیدا کرد.میتوان گفت صنعت کابل سازی حدود 125 سال قدمت دارد.انواع کابل برق
براساس مستندات موجود از همان سالهی ورود کارخانه برق امین الضرب به ایران در سال 1282 شمسی سیم های روکش دار و سپس کابل توسط همین شخص خریداری و وارد ایران شد.در سالهای اولیه توزیع جریان برق در کشور معمولاً سیمهای روکش دار به کمک مقرهای کوچک و سفیدرنگ قرقره مانندی بر روی دیوارها و سقف اتاقها و سالن ها نصب میشدند.انواع کابل برق
سپس برای راه اندازی موتورهای برق در کارگاه ها و کارخانه ها استفاده از کابل های پیشرفته شروع شد.از طرف دیگر جمع اوری شبکه های هوایی در شهرهای بزرگ و نصب شبکه های زمینی فشار ضعیف و متوسط باعث واردات کابل های پیشرفته به کشور شد.نیاز روزافزون به شبکه های برق در سطح شهرها و کارخانه ها و کارگاه ها،سرمایه گذاران را به سمت صنعت کابل سازی در داخل کشور هدایت کرد و اندیشه ایجاد کارخانه کابل سازی پا گرفت.
ابتکار درخشان” فرانتی” در به کار گیری نوارهای کاغذ، روشی را پایه گذاری کرد که نزدیک به یک سده در روند ساخت کابل در جهان رواج داشت وهنوز هم کابل های فشار قوی بسیار دقیق و حساس را با این روش عایق بندی میکنند. پس از آن که روغن ها و رزین های آغشته ساز کاغذها توانستند تا اندازه ای بر پدیده ی پیدایش جرقه های ریز در میان لایه های بسیار نازک کاغذها چیره گردند. زمینه ی ساخت کابلهای فشار قوی هموار شد و این روند به ” فرانتی” اجازه داد تا نخستین کابل 10 کیلو ولتی جهان را در سال 1269 شمسی بسازد.
ساختمان کابل ها
کابل های برق بسیار متنوع هستند اما به طور کلی همواره از سه بخش اصلی هادی ،عایق و غلاف تشکیل میشوند.کابلهای برق بسته به نوع کاربردشان تقسیم بندی میشوند.تفاوت آنها در جنس،شکل،تعداد، سطح مقطع هادیها و عایقها میباشد.
الف-هادی کابل: هادی کابل باعث هدایت جریان الکتریکی می شود که جنس آن اغلب از مس یا آلومینیوم است. هادی کابل ممکن است به صورت افشان یا مفتول (دایره ای یا مثلثی) باشند.انواع کابل برق
ب-عایق و روکش کابل: تمامی کابلهای برق بسته به ساختار و نوع استفاده دارای لایه های حفاظتی مختلفی میباشند که عایق و روکش کابل نامیده میشود.عایق کابل مانع نفوذ جریان برق به بیرون میشود.
عایق کابل متناسب با نوع کاربرد از جنس های مختلف می باشد که مهم ترین آن ها به شرح زیر است :
1-کاغذ آغشته به روغن
2-مواد پلاستیکی
3-PVC (پروتودور)
4-P.E.T (پلی اتیلن)
نکته :عایق پی وی سی نمی سوزد ولی PET قابل اشتعال است.
ج-غلاف کابل:غلاف کابل برای محافظت از کابل در برابر رطوبت ، روی عایق کابل استفاده میشود و غالبا از جنس سرب است.
بعضی کابل ها فاقد غلاف هستند.
چند نکته در مورد انتخاب کابل مناسب :
هر کابلی با سطح مقطع معین میتواند جریان برق مشخصی را انتقال دهد که اگر از آن حد بیشتر شود،منجر به کوتاه شدن عمر و یا سوختن کابل و ایجاد حوادثی میشود.بنابراین باید در طراحی یک شبکه سه اصل را همواره رعایت کرد:
الف ) جریان برق بیش از حد مجاز جریان کابل نباشد.
ب ) افت ولتاژ نباید بیشتر از حد مجاز باشد.
ج ) محاسبات اقتصادی در مورد سطح مقطع انتخاب شده از نظر افت توان انجام شود.
انواع کاربرد
الف ) کابل های مورد مصرف در ساختمان :در ساختمان داخلی این کابل ها اغلب از هادی مسی و عایق و غلاف P.V.C استفاده می شود.
ب ) زمینی :برای کابل کشی در داخل خاک اغلب از کابل با هادی مسی و عایق و غلاف P.E.T به کار میرود که در صورت نیاز کابل فوق به سیم با نوار فولادی مسلح می گردد.
ج ) هوایی :از کابل های هوایی با سیم مهار فولادی در مکان هایی که نیاز است که کابلبر روی تیرهای برق آویزان گردد ،به شکل (۸) استفاده می شود که در این کابل ها یک سیم رشته ای از جنس فولاد گالوانیزه به موازات کابل قرار گرفته و به صورت مشترک یک غلاف از مواد پلی اتیلن روی آن ها کشیده می شود. این کابل فوق توسط گیره های مخصوص به تیرها نصب میشوند.
کابل فشار قوی
کابل های فشار قوی برای انتقال انژی الکتریکی در سیستم هایی با ولتاژ نامی بالاتر از 30 کیلو ولت از نیروگاه به شبکه ی مرکزی و یا شبکه های توزیع اولیه کاربرد دارند به صورت دفن در زمین و یا داخل کانال استفاده می شود
نوع مسلح آن می تواند در مقابل نیروهای مکانیکی خارجی مقاومت کند.
نوع سربدار آن در محیط های حاوی هیدروکربن ها ، حلال ها و مواد خورنده پایدار است.
معمولی: NA2XSY , N2XSY
مسلح: N2XSYAR , N2XSYBY , NA2XSYRY , NA2XSYBY
سربی و مسلح: N2XSYKYRY , N2XSYKYBY , NA2XSYKYRY , NA2XSYKYBY
جزئیات کابل فشار قوی
– سطح مقطع هادی : تا 1000 میلیمتر مربع
– تعداد رشته : یک
– جنس هادی: مس آنیل شده به صورت اندود و یا آلومینیوم
– اسکرین هادی: مواد نیمه هادی
– عایق: پلی اتیلن کراسینک شده پایه پروکساید (XLPE)
– اسکرین عایق: مواد نیمه هادی + نوار نیمه هادی
– شیلد فلزی: سیم فلزی ، نوار مسی و یا ترکیبی از سیم و نوار مسی
– روکش نهایی: PVC یا HDPE و LSFOH
سایر مشخصات کابل فشار قوی
– تاخیر اندازه شعله (lame Retardantf) ST1 & ST2
– مقاوم در برابر اشعه ماوراءبنفش: (Anti UV)
– هالوژن فری: (Low Smoke Zero Halogen (LSFOH)) ST8
– کم دود: (Low smoke and fume (LSF))
– ضد روغن و هیدروکربنها: (Oil & hydrocarbon resistant)
– مقاوم در برابر جانوران موذی: (Vermin proof)
– استاندارد: IEC60840
کابل های فشار متوسط
کابل های فشار متوسط برای توزیع انرژی الکتریکی تکفاز و یا سه فاز در سیستم هایی با ولتاژ نامی ۶ تا ۳۰ کیلوولت و در پست های خطوط توزیع مورد استفاده قرار می گیرند. از این کابل ها همچنین در شبکه های عمومی و صنعتی ، تاسیسات داخلی و خارجی، بصورت دفن در زمین و یا داخل کانال استفاده می شود. · نوع مسلح آن می تواند در مقابل تنشهای فیزیکی و مکانیکی خارجی مقاومت کند. نوع سربدار آن در محیط های حاوی هیدروکربن ها ، حلال ها و مواد خورنده پایدار ودر مقابل نفوذ آب بصورت شعاعی (میدانی) مقاوم است.
معمولی
N2XSY,NA2XSY,N2XSEY,NA2XSEY
مسلح
N2XSYRY , N2XSYBY , N2XSEYRY , N2XSEYBY , NA2XSYRY , NA2XSYBY , NA2XSEYRY , NA2XSEYBY
مسلح و سربی
N2XSYKYRY , N2XSYKYBY , N2XSEKYRY , N2XSEKYBY , NA2XSYKYRY , NA2XSYKYBY , NA2XSEKYRY , NA2XSEKYBY
ولتاژ های تخصیصی برای این نوع از کابل ها به شرح زیر می باشند :
U0/U(Um)=3. 6/6(7. 2) – 6/10(12) – 8.7/15(17. 5) – 12/20(24) – 18/30(36)KV
در تخصیص ولتاژ کابل ها نماد U0/U(Um) با پارامتر های U0 و U و (Um) نمایانگر :
U0 : ولتاژ اسمی میان هادی و زمین یا حفاظ فلزی در فرکانس صنعتی است .
U : ولتاژ اسمی میان هادی ها است .
Um : بیشترین مقدار ولتاژ ( بالاترین ولتاژ شبکه ) است .
جزئیات ساختمان کابل
– سطح مقطع هادی : تک رشته از مقطع 35 تا 1000 میلیمتر مربع
– سه رشته از مقطع 35 تا300 میلیمتر مربع
– تعداد رشته : تک رشته یا سه رشته
– جنس هادی : مس آنیل شده بدون اندود و یا آلومینیوم
– نوع هادی : گرد فشرده شده
– اسکرین هادی : مواد نیمه هادی
– عایق : پلی اتیلن کراسلینک شده پایه پروکساید (XLPE )
– اسکرین عایق : مواد نیمه هادی + نوار نیمه هادی
– شیلد فلزی : سیم مسی ، نوار مسی و یا ترکیبی از سیم و نوار مسی
– پر کننده (PVC و یا( PE برای کابل های سه رشته
– روکش نهایی PVC: یا LSFOHو HDPE
سایر مشخصات قابل ارائه در این نوع محصول
– مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش (Anti UV)
– تاخیر انداز شعله : (( Flame Retardant
– کم دود (Low smoke and fume (LSF))
– هالوژن فری (Low Smoke Zero Halogen (LSFOH))
– ضد روغن و هیدروکربن ها (Oil & hydrocarbon resistant)
– مقاوم در برابر جانوران موذی (Vermin proof)
استاندارد ها : IEC60502-2,ISIRI3569-2
کابل فشار ضعیف
کابل های فشار ضعیف برای انتقال الکتریستیه در خطوط توزیع ، ایستگاه های قدرت ، سیستم های روشنایی ، انتقال نیروی محرکه به الکتروموتورها و … مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین از این کابل ها در شبکه های عمومی و صنعتی، تاسیسات ئاخلی و خارجی ، به صورت دفن در زمین و یا داخل کانال استفاده می شود.
معمولی
NA2XY, NYA, N2XY, NAYY, NYY
زره دار
NYRY, N2XRY, NYBY, N2XBY, NAYAY, NA2XRY, NAYBY, NA2XBY
سربدار و زره دار
NYKYRY, NYKYBY, N2XKYBY, NAYKYRY, NAYKYBY, NA2YKYRY, NA2YKYBYولتاژ های تخصیصی برای این نوع از کابل ها به شرح زیر می باشند :
U0/U(Um)=6/1(1/2)KV-108/3(3/6)KV
در تخصیص ولتاژ کابل ها نماد U0/U(Um) با پارامتر های U0 و U و (Um) نمایانگر :
U0 : ولتاژ اسمی میان هادی و زمین یا حفاظ فلزی در فرکانس صنعتی است .
U : ولتاژ اسمی میان هادی ها است .
Um : بیشترین مقدار ولتاژ ( بالاترین ولتاژ شبکه ) است .
جزئیات ساختمان کابل
– سطح مقطع هادی : از 1.5 تا 1000 میلیمتر مربع
– تعداد رشته : تک رشته یا پنج رشته
– جنس هادی : مس آنیل شده بدون اندود /قلع اندود، آلومینیوم
– نوع هادی : تک رشته (کلاس 1و2)، نیمه افشان (کلاس5) / به صورت گرد یا سکتور
– عایق : پلی اتیلن کراسلینک شده پایه سیلان یا PVC (XLPE )
– اسکرین عایق : مواد نیمه هادی + نوار نیمه هادی
– شیلد فلزی : سیم مسی ، نوار مسی و یا ترکیبی از سیم و نوار مسی
– روکش نهایی : PVC یا PE و LSPVC و LSFOH
سایر مشخصات قابل ارائه در این نوع محصول
– مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش (Anti UV)
– تاخیر انداز شعله : ( Flame Retardant )
– کم دود (Low smoke and fume (LSF))
– هالوژن فری (Low Smoke Zero Halogen (LSFOH))
– ضد روغن و هیدروکربن ها (Oil & hydrocarbon resistant)
– مقاوم در برابر جانوران موذی (Vermin proof)
استاندارد ها : IEC60502-2,ISIRI3569-2
توجه: کابل های با ولتاژ 108/3(3.6) KVبا یک پوشش فلزی مجزا برای هر رشته و یا یک پوشش کلی قابل تولید می باشند.انواع کابل برق
کابل ابزار دقیق
برای انتقال داده ها و فناوری اندازه گیری و کنترل ، نظیر اتاق های کنترل واحد های صنعتی و نیروگاه ها از کابل های ابزار دقیق استفاده میشود و قابل نصب در فضای باز و یا به صورت دفن در زمین می باشد.کابل ابزار دقیق وظیفه مهمی در کارخانه ها ، پالایشگاه ، نیروگاه ، پست برق، پتروشیمی و دیگر صنایع دارد.
برای انتقال مناسب سیگنالهای اندازه گیری و کنترلی، کابل ابزار دقیق باید در برابر نویز و آثار منفی امواج الکترومغناطیسی محافظت شود.برای سیستم های دیجیتال و برقراری ارتباط بین سولنوئیدها(شیرهای برقی)نوع با شید کلی و برای سیستم های آنالوگ نوع شیلدار زوجی و کلی آن به کار برده میشود. این کار نیز با هدف کاهش اثر موسوم به همشنوایی صورت می گیرد.
ساختار کابل ابزار دقیق
هادی :مس آنیل شده گروه ۱ ( تک مفتولی ) ، گروه ۲ ( تابیده شده منظم ) و یا گروه ۵ (انعطاف پذیر – افشان ) به صورت ساده یا قلع اندود مطابق با استاندارد BS 6360
عایق :آمیزه PVC ، PE ، HFFR یا XLPE
کابل خودنگهدار
کابل های خودنگهدار در مواردی استفاده میشود که خطوط هادی های لخت هوایی باعث ایجاد حوادث و خطرات جانی میشود و یا مواردی که رعایت خطوط حریم برق و نکات ایمنی و فنی شبکه برق مقدور نیست.از جمله این موارد مسیرهایی است که عرض کمی دارند و یا موانعی مثل ردیف درختان در مسیر وجود دارد.
کابل های خود نگهدار هادی آلومینیومی و عایق پلی اتیلن شبکه ای یا کراس لینک دارند و برای نصب این کابل ها برروی پایه ها نیاز به یک سیم نگهدارنده (massenger) است که جنس این سیم برای کابل های فشار قوی از فولاد و برای کابلهای فشار ضعیف از آلیاژ آلومینیوم می باشد. در کابل خود نگهدار فشار ضعیف سیم نگهدارنده به عنوان سیم نول نیز به کار برده میشود.
درواقع کابل های خود نگهدار تامین و توزیع جریان برق در خطوط هوایی با ویژگی کارایی بالا و هزینه کم را به عهده دارند.
در ایران کابل های خود نگهدار بر اساس مشخصات اعلام شده از سوی شرکت توانیر تولید میشوند
