انواع کابل فشار ضعیف و جدول جریان مجاز کابل

در این مطلب آموزشی در ابتدا قسمت‌های تشکیل دهنده کابل فشار ضعیف را توضیح می‌دهیم سپس به معرفی انواع کابل فشار ضعیف می‌پردازیم آنگاه برای بدست آوردن جریان کابل جدول جریان مجاز کابل برای حالت های مختلف نصب کابل را بیان می‌کنیم.

آشنایی با كابل فشارضعیف

اصول و مبانی کابل فشار ضعیف

1. كابل (Cable)

کابل یك یا چند هادی (تك یا چند سیمه) است. به گونه ای كه هر هادی بـه وسـیله عـایقی واحـد، عـایق كـاری شـده و مجموعه هادی های عایق دار نیز در داخل یك پوشش واحد قرار گرفته باشند.

2. هسته (Core)

هر رشته هادی عایق داری كه درون كابل واقع شده باشد و به طور کلی از جنس مس باشد؛ هسته نامیده می شود. هادی های کابل تلفن ممکن است بسیار زیاد و از یکدیگر عایق باشند. در کابل های اقیانوسی ممکن است گروهی از سیم های بدون عایق پیچیده به هم باشند.

 

شکل (1). کابل با تعداد متفاوت هسته (Cable Core)

 

3. حفاظ (Shield)

حفاظ های فلزی، کابل های الکتریکی هستند که حاوی رساناهای عایق بندی شده در یک لایه رسانای استاندارد بوده و از یك یا چند نوار یا لایه ای از سیم های هم مركز یا تركیبی از سیم ها و نوار هم مركز تشكیل شده اند. این سپر را می توان از رشته های مس بافته شده (یا فلز مشابه)، نوار مس مارپیچ یا برخی از پلیمرهای رسانای دیگر ساخت.

کابل های دارای محافظ، به طور معمول ضخیم تر و مستحکم تر از کابل های فشار ضعیف بدون محافظ هستند. هم چنین هنگام کار با آن ها نیاز به مراقبت بیش تری دارند. کابل های دارای محافظ بیش تر در تنظیمات و تاسیسات صنعتی یافت می شوند به این دلیل که امکان ایجاد تداخل الکترومغناطیسی (EMI) با سایر تجهیزات مجاور وجود دارد.

 

شکل (2). کابل با حفاظ (Cable Shield)

 

4. غلاف(Sheath)

غلاف فلزی یک لایه یا چند لایه که پوششی محافظ و به نسبت محكم، هادی های داخل آن را نگه داشته و محافظت می کند.

پوشش کابل ها می توانند انعطاف پذیر یا سفت و محکم باشند و با مواد گوناگون ترموپلاستیکی پوشانده  شوند. مواد عایق مورد استفاده برای کابل های فشارضعیف، PVC (پلی وینیل کلراید – مقاوم به دما و الکتریسیته) ، XLPE (پلی اتیلن کراسلینک شده – کابل فشارقوی) و HFFR (ترکیبات ضد شعله و بدون هالوژن- سیستم اضطراری) و LS0(Z)H (دود کم و بدون هالوژن- اماکن عمومی) هستند. هم چنین این غلاف می تواند از لوله ای درزجـوش از جنس مس، سـرب و یـا آلیـاژ سـرب تشـكیل شـده باشد.

 

شکل (3). کابل با غلاف Cable Shieath) PVC)

 

5. زره (Armour)

زره از رشته سیم هایی به شکل گرد، تخت، نوارهای فولادی گالوانیزه، مس قلع اندود شده، آلومینیوم و یا آلیـاژ آن تشكیل شده است و به منظور حفظ استحكام در مقابل آسیب های احتمالی و نیروهای مكانیكی در هنگام نصب و بهـره بـرداری ، در كابل فشار ضعیف پیش بینی می شود.

کابل زره پوش سیم فولادی که معمولاً به عنوان کابل SWA شناخته می شود ، یک کابل کنترل قدرت و کمکی است که برای استفاده در برق شبکه طراحی شده است. زره در سیستم های زیرزمینی، شبکه های کابلی، شبکه های برق و کانال کابل استفاده می شود. کابل های زرهی XLPE / PVC  باید با مشخصات و اندازه های نشان داده شده در نقشه ها مطابقت داشته و مطابق با آخرین الزامات و مشخصات استاندارد محلی یا هر معادل مصوب دیگر باشند.

 

شکل (4). کابل با انواع زره (Cable Armour)

 

6. ولتاژ اسمی (Nominal Voltage)

ولتاژ نامی كابل، ولتاژی است كه كابل برای عبور آن طراحی شده و آزمون های الكتریكی بر اساس آن صورت می گیرد. ولتـاژ اسمی به صورت U/U₀ و بر حسب ولت بیان می شود. U₀ مقدار موثر S.M.R ولتاژ در بین هر هادی عایق دار و زمین (پوشش فلزی كابل یا هر پوشش دیگر) بوده و U مقدار موثر S.M.R ولتاژ در بین هر دو فاز یك كابل چند سیمه یا مجموعه ای از كابل های تك سیمه می باشد. Um بیش ترین مقدار ولتاژ سیستم است كه كابل برای كار در آن در نظر گرفته شده است. در یك سیستم جریان متناوب، کم ترین مقدار ولتاژ اسمی سیم یا كابل باید برابر با ولتاژ نامی سیستمی باشد كه سیم یا كابل در آن استفاده شده اند. این نکات باید برای هر دو مقدار ولتاژهای U₀ و U مورد نظر باشد. در سیسـتمی با جریان مستقیم، ولتاژ نامی نباید بیش از 1.5 برابر ولتاژ اسمی سیم یا كابل باشد.

شناخت کابل فشار ضعیف (LV)

کابل های فشار ضعیف (LV)، برای تجهیزات الکتریکی با درجه ولتاژ بین 50 تا 1000 ولت برای جریان متناوب و بین 75 تا 1500 ولت برای جریان مستقیم استفاده می شوند، در نتیجه آن ها تحت تنش الکتریکی زیادی قرار ندارند. آن ها به صورت عمده از مس ساده یا قلع دار یا آلومینیوم جامد یا رشته ای ساخته شده اند که می تواند به شکل دایره ای یا فشرده باشد.

به دلیل استفاده روزانه و گسترده جامعه از دستگاه های الکتریکی در مناطق مسکونی و مکان های تجاری و صنعتی، درخواست خرید این کابل ها در سال های گذشته به طور مداوم افزایش یافته است. کابل های برق LV، در بسیاری از پروژه ها از جمله: زیرساخت ها، اتوماسیون، روشنایی، صدا و امنیت، نظارت تصویری، زنگ خطر آتش، تابلو برق و … به کار گرفته می شوند.

 

استانداردهای ساخت کابل فشار ضعیف

كابل های فشارضعیف با ولتاژ اسمی 1000/600 ولت كه برای نصـب ثابـت یـا متحـرك در تاسیسـات الکتریکی ساختمان ها، شبكه های توزیع و یا تاسیسات خاص به كار می روند. پس باید برابر با آخرین اصـلاحیه اسـتانداردها در موسسـه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران و یا یكی از استانداردهای شناخته شده و معتبـر جهـانی، هم چون كمیسـیون بـین المللـی الكتروتكنیك (IEC) به شرح زیر طراحی، ساخت و مورد آزمون قرار گیرد:

1. استانداردهای موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران
2. استانداردهای كمیسیون بین المللی الكتروتكنیك
3. استانداردهای DIN VDE
4. استانداردهای BS

بیشتر بخوانید: طراحی تاسیسات برق صنعتی و الکتریکی نیکسا

نحوه نامگذاری کابل فشار ضعیف مطابق استاندارد VDE

لازم است با توجه به استفاده گسترده و طولانی از نشانه های شناسـایی سـیم هـا و كابـل هـا در سیسـتم اسـتاندارد DIN VDE، ابتدا به معرفی این نشانه ها پراخته شود. جدول زیر، نشانه های شناسایی و ویژگی های سیم و كابل های فشارضعیف و فشار متوسط كه برای توزیع نیرو، كنترل و فرمان سیستم مورد استفاده قرار می گیرند؛ را مطابق استاندارد 0276/0271 VDE DIN، نمایش می دهد:

 

شکل (5). نحوه نامگذاری كابل های فشارضعیف مطابق استاندارد 0276/0271 VDE DIN

انواع کابل فشار ضعیف

كابل های فشار ضعیف بر اساس نوع كاربرد و مکان نصب به سه نـوع كابـل زمینـی، كابـل هـوایی و كابل مخصوص، طبقه بندی می شوند:

1. كابل های زمینی (Undergrounds)

کابل هایی که به صورت مستقیم درون زمین (در كانال پیش ساخته، در شـافت –Shaft– و یـا در لولـه) قرار گرفته، باید در عمق 650 میلی متری دفن شوند و با ضخامت شعاعی حداقل 100 میلی متر شن و ماسه در اطراف، پوشانده شوند. یک ردیف کاشی بتونی نیز در تمام طول مسیر کابل، روی شن و ماسه قرار داده می شود. قسمت باقیمانده ترانشه هم باید دوباره پر شود. علامت گذاری های کابل باید در فواصل منظم بیش از 75 متری و در مسیرهای مستقیم، جانمایی شوند. هم چنین یک نوار نشانگر مناسب با طراحی مصوب نیز باید در کل طول مسیر کشیده شده باشد.

کابل های هم مسیری که در زمین قرار می گیرند، در حالت افقی نباید از یکدیگر فاصله ای کم تر از 150 میلی متر داشته باشند. به استثنای کابل های تک هسته ای که باید به صورت تکی در تمام طول مسیر جاگذاری شوند، هر گروه از کابل های فشار ضعیف نیز باید با نشانگرهای جداگانه ای مشخص شوند. کابل ها باید در هر انتها در نقاط دسترسی با برچسبی که نشان دهنده اندازه کابل و مدارها است، علامت گذاری شوند.

 

شکل (6). كابل زمینی (UnderGround)

 

انواع کابل زمینی (UnderGround)

از انواع کابل فشار ضعیف کابل زمینی می‌باشد که بر اساس نوع عایق بندی به سه دسته زیر تقسیم می‌شود:

1. عایق بندی پلاستیکی
2. عایق بندی پلی اتیلن مستحکم
3. عایق بندی کاغذی

در زیر هر کدام از انواع کابل زمینی را به اختصار توضیح می‌دهیم.

      1. عایق بندی پلاستیكی

كابل های توزیع نیروی فشار ضعیف زیر با ولتاژ 1/6/0 كیلوولت و بر اساس استانداردهای 0276 DIN VDE و IEC 60502 طراحی، ساخته و مورد آزمون قرار می گیرند. هم چنین در این نوع كابل ها گستره حرارت در نصب ثابت از 40 – تا 70 + درجه سانتی گراد و حرارت مجاز اتصال كوتاه تا 5 ثانیه برابر 160 درجه سانتی گراد است:

• كابل های NYY و NAYY
• کابل های NAYCWY ،NYCWY وNYCY  
• کابل های NAYFGY ،NYFGY،NAYRGY ،NYRGY،NAYRY وNYRY  

2. عایق بندی پلی اتیلن مستحكم (XLPE)

كابــل هــای توزیــع نیــروی فشارضــعیف زیــر بــا ولتــاژ 1/6/0 كیلوولــت بــر اســاس اســتانداردهای 60502 IEC و 0272 DIN VDE طراحی، ساخته و مورد آزمون قرار می گیرند. در این نوع كابـل هـا حـرارت مجـاز هـادی، 90 درجـه سانتی گراد و حرارت مجاز اتصال كوتاه تا 5 ثانیه برابر 250 درجه سانتی گراد است:

• كابل های N2XY وNA2XY
• كابل های XRGY2 و XFGY2

  3. عایق بندی كاغذی

كابل های توزیع نیروی فشار ضعیف زیر با ولتـاژ 1/6/0 كیلوولـت بـر اسـاس اسـتاندارد 0255 DIN VDE طراحـی، ساخته و مورد آزمون قرار می گیرند:

• كابل های NKBA و NAKBA
• كابل NAKLEY

در ویدئو زیر سعی شده است تا بیشتر در خصوص ساختار کابل زمینی توضیح داده شود.

ویدئو (1). ساختار کابل زمینی (UnderGround)

 

2. كابل های هوایی (OverHead)

كابل هوایی كابلی است كه در حالت های زیر نصب می شود:

a- آویزان بین دو تیر:

متصل به تخته ها، گیره ها یا آویزهای ثابت شده روی دیوارها یا سقف ها…

ولتاژ این نوع كابل ها  1/6/0 كیلوولت می باشد:

• کابل FA2Y
• کابل YTY

b- روكار، روی دیوار، سقف یا سینی كابل:

• درون سینی کابل متصل به دیوارها یا سقف ها
• پشتیبانی شده با نردبان کابلی متصل به دیوارها

ولتاژ این نـوع كابـل هـا 500/300 یـا  1000/600 ولت می باشد:

• کابل NYM
• کابل NHYRUZY
• کابل (N)2XH-O

 

شکل (7). كابل هوایی (AboveGround) در سینی کابل (CableTray)

3. كابل های مخصوص

كابل های مخصوص، كابل هایی هستند كه در شرایط خاص، هم چون عبور از رودخانه، نهر بزرگ آب، استخر و یا محیطی كه امكان تماس آن ها با مواد سوختی یا شیمیایی وجود دارد؛ محیط های قابل احتراق، انفجار، فضاهای مخـاطره آمیـز و یا در معرض بادهای شدید، قابل نصب و بهره برداری می باشند. ولتاژ اسمی این نوع كابل ها  1/6/0 كیلوولـت می باشد:

• کابل های TGKT و TGK
• کابل NYKY-J
• کابل NSSHöU
• کابل (N) HXSHXO
• کابل (N) YYö-J

 

شکل (8). كابل مخصوص – بزرگ ترین کابل زیر دریای جهان

جدول جریان مجاز کابل فشار ضعیف

جریان مجاز كابل های بالا با توجه به شرایط نصب و درجه حرارت محیط و تعداد كابل ها در جداول زیر بررسـی و ارائه شده است.در جدول زیر 10 روش نصب کابل‌های فشار ضعیف به شرح زیر نشان داده شده است:

1. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای که در داخل لوله و بصورت روکار نصب می‌شوند.
2. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای که در داخل لوله و بصورت توکار نصب می‌شوند.
3. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای که در داخل لوله و در کانال باز نصب می‌شوند.
4. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای غلاف دار و کابل‌های چند رشته‌ای که در داخل لوله بصورت توکار نصب می‌شوند.
5. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای و چند رشته‌ای که در داخل مجاری کابل نصب می‌شوند.
6. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای غلاف دار و کابل‌های چند رشته‌ای که بصورت روکار بر روی دیوار نصب می‌شوند.
7. کابل‌های فشارضعیف چند رشته‌ای که مستقیما بصورت توکار در داخل گچ و یا بتن نصب می‌شوند.
8. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای غلاف‌دار یا کابل‌های چند رشته‌ای که در کانال باز نصب می‌شوند
9. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای غلاف‌دار یا کابل‌های چند رشته‌ای که در سینی کابل نصب می‌شوند.
10. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای غلاف‌دار یا کابل‌های چند رشته‌ای که بو وسیله سیم مهار بصورت آویزان نصب می‌شوند.

 

شکل (9). انتخاب جریان مجاز کابل های فشارضعیف بر حسب روش نصب

 در شکل زیر جدول جریان مجاز کابل در درجه حرارت محیط 30 درجه سانتی گراد و برای روش‌های نصب زیر را مشاهده می‌کنید.

1. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای که در داخل لوله و بصورت روکار نصب می‌شوند.
2. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای که در داخل لوله و بصورت توکار نصب می‌شوند.
3. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای که در داخل لوله و در کانال باز نصب می‌شوند.
4. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای غلاف دار و کابل‌های چند رشته‌ای که در داخل لوله بصورت توکار نصب می‌شوند.
5. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای و چند رشته‌ای که در داخل مجاری کابل نصب می‌شوند.

 

شکل (10). جدول جریان مجاز کابل های فشارضعیف تک رشته ای و چندرشته ای با عایق PVC و هادی های مسی و آلومینیومی

در شکل زیر جدول جریان مجاز کابل در درجه حرارت محیط 30 درجه سانتی گراد و برای روش‌های نصب زیر را مشاهده می‌کنید.

1. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای غلاف دار و کابل‌های چند رشته‌ای که بصورت روکار بر روی دیوار نصب می‌شوند.
2. کابل‌های فشارضعیف چند رشته‌ای که مستقیما بصورت توکار در داخل گچ و یا بتن نصب می‌شوند.
3. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای غلاف‌دار یا کابل‌های چند رشته‌ای که در کانال باز نصب می‌شوند
4. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای غلاف‌دار یا کابل‌های چند رشته‌ای که در سینی کابل نصب می‌شوند.
5. کابل‌های فشارضعیف تک رشته‌ای غلاف‌دار یا کابل‌های چند رشته‌ای که بو وسیله سیم مهار بصورت آویزان نصب می‌شوند.

 

شکل (11). جدول جریان مجاز کابل های تک رشته ای و چندرشته ای با عایق PVC و هادی های مسی و آلومینیومی

انتخاب سایز کابل فشار ضعیف

یکی از مهمترین مراحل طراحی تاسیسات برقی انتخاب کابل فشار ضعیف با سایز مناسب است. روش های متنوعی برای محاسبه سایز کابل وجود دارد به عنوان مثال محاسبه سطح مقطع کابل بر اساس افت ولتاژ یکی از این روش ها می باشد همچنین می توان سایز کابل را بر اساس جریان مجاز و قدرت اتصال کوتاه نیز محاسبه کنیم. جهت انتخاب کابل برای موتور سه فاز سعی کردیم روش ساده تر و سریع تری را ارائه کنیم که می توانید در مقاله محاسبه سطح مقطع کابل موتور سه فاز (ماشین حساب محاسبه آنلاین سطح مقطع کابل) آن را به طور کامل مطالعه کنید.

نحوه برچسب گذاری کابل

در هر انتهای هر کابل و در کنار ترمینال، باید اطلاعاتی برای شناسایی کابل ارائه شود. این اطلاعات می تواند به صورت برچسبی پلاستیکی یا برنجی باشد که روی جعبه آب بندی ثابت شده یا به کابل گره خورده است و جزئیات اندازه کابل، عملکرد و شماره مرجع کابل را ارائه می کند.

هسته تمام کابل های اصلی باید به طور جداگانه در انتهای رنگ ها مطابق با استاندارد برای شناسایی شناسایی فاز، نول و زمین (سبز) مشخص شود. درصورتی که عایق هسته رنگی نباشد، باید بر روی نوارهای پی وی سی، چسب متناسب با رنگ هر هسته بر روی عایق کابل چسبانده شوند.

 

شکل (12). نحوه بر چسب گذاری کابل

سخن پایانی

در این مطلب آموزشی با انواع کابل فشار ضعیف مانند کابل‌ زمینی، کابل هوایی و کابل مخصوص آشنا شدیم. استاندارد نامگذاری کابل را معرفی کردیم و همچنین با قرار دادن جدول جریان مجاز کابل نحوه مشخص کردن جریان مجاز هر کابل متناسب با سطح مقطع کابل و نحوه نصب آن را نشان دادیم.