مدل‌های کابل متعدد - چگونه مدل مناسب را انتخاب کنیم؟ - (نسخه کابل برق)

انتخاب کابل یک گام حیاتی در طراحی و نصب تجهیزات الکتریکی است. انتخاب نادرست ممکن است منجر به خطرات ایمنی (مانند گرمای بیش از حد یا آتش سوزی)، افت ولتاژ بیش از حد، آسیب به تجهیزات یا راندمان پایین سیستم شود. در زیر عوامل اصلی که باید هنگام انتخاب کابل در نظر گرفته شوند، آورده شده است:

۱. پارامترهای الکتریکی هسته

(1) سطح مقطع هادی:

ظرفیت حمل جریان: این مهمترین پارامتر است. کابل باید بتواند حداکثر جریان عملیاتی مداوم مدار را بدون تجاوز از دمای عملیاتی مجاز خود حمل کند. به جداول ظرفیت جریان در استانداردهای مربوطه (مانند IEC 60287، NEC، GB/T 16895.15) مراجعه کنید.

افت ولتاژ: جریان عبوری از کابل باعث افت ولتاژ می‌شود. طول بیش از حد یا سطح مقطع ناکافی ممکن است منجر به ولتاژ پایین در انتهای بار شود و بر عملکرد تجهیزات (به ویژه راه اندازی موتور) تأثیر بگذارد. افت ولتاژ کل را از منبع تغذیه تا بار محاسبه کنید و مطمئن شوید که در محدوده مجاز است (معمولاً ≤3٪ برای روشنایی، ≤5٪ برای برق).

ظرفیت تحمل اتصال کوتاه: کابل باید حداکثر جریان اتصال کوتاه ممکن در سیستم را بدون آسیب حرارتی قبل از عملکرد دستگاه محافظ تحمل کند (بررسی پایداری حرارتی). سطوح مقطع بزرگتر ظرفیت تحمل بالاتری دارند.

(2) ولتاژ نامی:

ولتاژ نامی کابل (مثلاً 0.6/1kV، 8.7/15kV) نباید کمتر از ولتاژ نامی سیستم (مثلاً 380V، 10kV) و حداکثر ولتاژ عملیاتی ممکن باشد. نوسانات ولتاژ سیستم و شرایط اضافه ولتاژ را در نظر بگیرید.

(3) جنس هادی:

مس: رسانایی بالا (~۵۸ MS/m)، قابلیت عبور جریان قوی، استحکام مکانیکی خوب، مقاومت عالی در برابر خوردگی، سهولت در جابجایی اتصالات، هزینه بالاتر. رایج‌ترین مورد استفاده.

آلومینیوم: رسانایی کمتر (حدود ۳۵ MS/m)، برای دستیابی به همان ظرفیت جریان به سطح مقطع بزرگتری نیاز دارد، وزن سبک‌تر، هزینه کمتر، اما مقاومت مکانیکی کمتری دارد، مستعد اکسیداسیون است، به ابزارهای ویژه و ترکیب آنتی‌اکسیدان برای اتصالات نیاز دارد. اغلب برای خطوط هوایی با سطح مقطع بزرگ یا کاربردهای خاص استفاده می‌شود.

۲. محیط و شرایط نصب

(1) روش نصب:

در هوا: سینی‌های کابل، نردبان‌ها، داکت‌ها، لوله‌های برق، سطوح نصب شده در امتداد دیوارها و غیره. شرایط مختلف اتلاف گرما بر ظرفیت جریان (کاهش جریان مورد نیاز برای نصب‌های متراکم) تأثیر می‌گذارد.

زیرزمینی: دفن مستقیم یا کانال‌کشی شده. مقاومت حرارتی خاک، عمق دفن، نزدیکی به سایر منابع گرما (مثلاً خطوط لوله بخار) را در نظر بگیرید. رطوبت و خورندگی خاک بر انتخاب غلاف تأثیر می‌گذارد.

زیر آب: به سازه‌های ضد آب مخصوص (مثلاً غلاف سربی، لایه یکپارچه مسدودکننده آب) و حفاظت مکانیکی نیاز دارد.

نصب ویژه: مسیرهای عمودی (وزن خود سازه را در نظر بگیرید)، ترانشه‌ها/تونل‌های کابل و غیره

(2) دمای محیط:

دمای محیط مستقیماً بر اتلاف حرارت کابل تأثیر می‌گذارد. جداول استاندارد جریان‌پذیری بر اساس دمای مرجع (مثلاً 30 درجه سانتیگراد در هوا، 20 درجه سانتیگراد در خاک) هستند. اگر دمای واقعی از مرجع بیشتر باشد، جریان‌پذیری باید اصلاح شود (کاهش یابد). در محیط‌های با دمای بالا (مثلاً اتاق‌های دیگ بخار، آب و هوای گرمسیری) توجه ویژه‌ای داشته باشید.

(3) نزدیکی به کابل‌های دیگر:

نصب کابل‌های متراکم باعث گرمایش متقابل و افزایش دما می‌شود. کابل‌های چندگانه که به صورت موازی نصب می‌شوند (به خصوص بدون فاصله یا در یک کانال) باید بر اساس تعداد، چیدمان (لمسی/غیرلمسی) مقدار ظرفیتشان کاهش یابد.

(4) تنش مکانیکی:

بار کششی: برای نصب‌های عمودی یا مسافت‌های طولانی کشیدن، وزن خود کابل و کشش کششی را در نظر بگیرید؛ کابل‌هایی با مقاومت کششی کافی (مثلاً سیم فولادی زرهی) انتخاب کنید.

فشار/ضربه: کابل‌های دفن‌شده مستقیم باید در برابر بارهای ترافیکی سطحی و خطرات حفاری مقاومت کنند؛ کابل‌های نصب‌شده روی سینی ممکن است فشرده شوند. زره (نوار فولادی، سیم فولادی) محافظت مکانیکی قوی را فراهم می‌کند.

شعاع خمش: در حین نصب و چرخاندن، شعاع خمش کابل نباید از حداقل مجاز کمتر باشد تا از آسیب دیدن عایق و غلاف جلوگیری شود.

(5) خطرات زیست‌محیطی:

خوردگی شیمیایی: کارخانه‌های شیمیایی، کارخانه‌های فاضلاب، مناطق مه نمکی ساحلی به غلاف‌های مقاوم در برابر خوردگی (مثلاً PVC، LSZH، PE) و/یا لایه‌های بیرونی نیاز دارند. زره‌های غیرفلزی (مثلاً فایبرگلاس) ممکن است مورد نیاز باشند.

آلودگی روغن: انبارهای نفت، کارگاه‌های ماشینکاری به غلاف‌های مقاوم در برابر روغن (مثلاً PVC مخصوص، CPE، CSP) نیاز دارند.

قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش: کابل‌های در معرض نور خورشید در فضای باز به غلاف‌های مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش (مثلاً PE مشکی، PVC مخصوص) نیاز دارند.

جوندگان/موریانه‌ها: برخی مناطق به کابل‌های ضد جوندگان/موریانه نیاز دارند (غلاف‌هایی با مواد دافع، روکش‌های سخت، زره‌های فلزی).

رطوبت/غوطه‌وری: محیط‌های مرطوب یا غوطه‌ور در آب به سازه‌های ضد رطوبت/آب‌بند خوب نیاز دارند (مثلاً، ضدآب شعاعی، غلاف فلزی).

محیط‌های انفجاری: باید الزامات ضد انفجار مناطق خطرناک (مثلاً مقاوم در برابر شعله، LSZH، کابل‌های عایق معدنی) را برآورده کنند.

۳. ساختار کابل و انتخاب مواد

(1) مواد عایق:

پلی اتیلن شبکه ای (XLPE)عملکرد عالی در دمای بالا (90 درجه سانتیگراد)، ظرفیت جریان بالا، خواص دی الکتریک خوب، مقاومت شیمیایی، استحکام مکانیکی خوب. به طور گسترده برای کابل‌های برق ولتاژ متوسط/پایین استفاده می‌شود. انتخاب اول.

پلی وینیل کلراید (PVC): کم‌هزینه، فرآیند بالغ، بازدارندگی شعله خوب، دمای عملیاتی پایین‌تر (70 درجه سانتیگراد)، شکننده در دمای پایین، گازهای هالوژن سمی و دود غلیظ هنگام سوختن آزاد می‌کند. هنوز هم به طور گسترده استفاده می‌شود اما به طور فزاینده‌ای محدود شده است.

لاستیک اتیلن پروپیلن (EPR): انعطاف‌پذیری خوب، مقاومت در برابر آب و هوا، ازن، مواد شیمیایی، دمای عملیاتی بالا (90 درجه سانتیگراد)، مورد استفاده برای تجهیزات سیار، دریایی، کابل‌های معدن. هزینه بالاتر.

سایر موارد: لاستیک سیلیکونی (بالای ۱۸۰ درجه سانتیگراد)، عایق معدنی (MI - هادی مسی با عایق اکسید منیزیم، عملکرد عالی در برابر آتش) برای کاربردهای خاص.

(2) مواد غلاف:

PVC: محافظت مکانیکی خوب، مقاوم در برابر شعله، کم هزینه، کاربرد گسترده. حاوی هالوژن، دود سمی هنگام سوختن.

PE: مقاومت عالی در برابر رطوبت و مواد شیمیایی، که برای غلاف‌های بیرونی کابل‌های دفن‌شده مستقیم رایج است. بازدارندگی شعله ضعیف.

بدون هالوژن کم دود (LSZH / LS0H / LSF)دود کم، غیرسمی (فاقد گازهای اسیدی هالوژن)، انتقال نور بالا در هنگام سوختن. اجباری در فضاهای عمومی (متروها، مراکز خرید، بیمارستان‌ها، ساختمان‌های بلند).

پلی اولفین مقاوم در برابر شعله: الزامات خاص مقاوم در برابر شعله را برآورده می‌کند.
انتخاب باید مقاومت محیطی (روغن، آب و هوا، اشعه ماوراء بنفش) و نیازهای حفاظت مکانیکی را در نظر بگیرد.

(3) لایه‌های محافظ:

شیلد هادی: برای کابل‌های ولتاژ متوسط/بالا (>3.6/6kV) مورد نیاز است، میدان الکتریکی سطح هادی را یکسان می‌کند.

سپر عایق: برای کابل‌های ولتاژ متوسط/بالا مورد نیاز است، برای کنترل کامل میدان با سپر هادی کار می‌کند.

سپر/زره فلزی: محافظت در برابر تداخل الکترومغناطیسی (ضد تداخل/کاهش انتشار) و/یا مسیر اتصال کوتاه (باید به زمین متصل شود) و محافظت مکانیکی را فراهم می‌کند. اشکال رایج: نوار مسی، سیم مسی بافته شده (محافظ + مسیر اتصال کوتاه)، زره نوار فولادی (محافظ مکانیکی)، زره سیم فولادی (کششی + محافظت مکانیکی)، غلاف آلومینیومی (محافظ + مسدود کردن شعاعی آب + محافظت مکانیکی).

(4) انواع زره پوش:

زره سیم فولادی (SWA): محافظت عالی در برابر فشار و کشش عمومی، برای نیازهای دفن مستقیم یا حفاظت مکانیکی.

سیم گالوانیزه زرهی (GWA): استحکام کششی بالا، مناسب برای مسیرهای عمودی، دهانه‌های بزرگ، نصب‌های زیر آب.

زره غیرفلزی: نوار فایبرگلاس، استحکام مکانیکی را در عین غیرمغناطیسی بودن، سبک بودن، مقاوم در برابر خوردگی، برای نیازهای خاص فراهم می‌کند.

۴. الزامات ایمنی و نظارتی

(1) بازدارندگی شعله:

کابل‌هایی را انتخاب کنید که مطابق با استانداردهای ضد حریق مربوطه (مثلاً IEC 60332-1/3 برای ضد حریق تکی/دسته‌ای، BS 6387 CWZ برای مقاومت در برابر آتش، GB/T 19666) بر اساس خطر آتش‌سوزی و نیازهای تخلیه باشند. مناطق عمومی و مناطق با فرار دشوار باید از کابل‌های ضد حریق LSZH استفاده کنند.

(2) مقاومت در برابر آتش:

برای مدارهای حیاتی که باید در هنگام آتش‌سوزی برق‌دار باقی بمانند (پمپ‌های آتش‌نشانی، پنکه‌های دود، روشنایی اضطراری، دزدگیرها)، از کابل‌های مقاوم در برابر آتش (مثلاً کابل‌های MI، سازه‌های عایق آلی با نوار میکا) که طبق استانداردها آزمایش شده‌اند (مثلاً BS 6387، IEC 60331، GB/T 19216) استفاده کنید.

(3) بدون هالوژن و کم دود:

اجباری در مناطقی با الزامات ایمنی بالا و حفاظت از تجهیزات (مراکز حمل و نقل، مراکز داده، بیمارستان‌ها، ساختمان‌های عمومی بزرگ).

(4) رعایت استانداردها و گواهینامه‌ها:

کابل‌ها باید با استانداردها و گواهینامه‌های اجباری در محل پروژه (مثلاً CCC در چین، CE در اتحادیه اروپا، BS در انگلستان، UL در ایالات متحده) مطابقت داشته باشند.

۵. اقتصاد و هزینه چرخه عمر

هزینه سرمایه‌گذاری اولیه: قیمت کابل و لوازم جانبی (اتصالات، سرکابل‌ها).
هزینه نصب: بسته به اندازه کابل، وزن، انعطاف‌پذیری و سهولت نصب متفاوت است.
هزینه تلفات عملیاتی: مقاومت هادی باعث تلفات I²R می‌شود. هادی‌های بزرگتر در ابتدا هزینه بیشتری دارند اما تلفات بلندمدت را کاهش می‌دهند.
هزینه نگهداری: کابل‌های قابل اعتماد و بادوام هزینه‌های نگهداری کمتری دارند.
عمر مفید: کابل‌های با کیفیت بالا در محیط‌های مناسب می‌توانند بیش از 30 سال دوام بیاورند. برای جلوگیری از انتخاب کابل‌های بی‌کیفیت یا با مشخصات پایین، تنها بر اساس هزینه اولیه، ارزیابی جامعی انجام دهید.

۶. ملاحظات دیگر

توالی فاز و علامت‌گذاری: برای کابل‌های چند رشته‌ای یا نصب‌های فاز جدا، از توالی فاز صحیح و کدگذاری رنگی (طبق استانداردهای محلی) اطمینان حاصل کنید.
اتصال زمین و هم‌پتانسیل‌سازی: سپرها و زره‌های فلزی باید برای ایمنی و عملکرد حفاظتی، به طور قابل اعتمادی (معمولاً در هر دو انتها) به زمین متصل شوند.

حاشیه ذخیره: رشد بار احتمالی در آینده یا تغییرات مسیریابی را در نظر بگیرید، در صورت نیاز سطح مقطع را افزایش دهید یا مدارهای یدکی را ذخیره کنید.
سازگاری: لوازم جانبی کابل (پیچ و مهره، مفصل، سرکابل) باید با نوع کابل، ولتاژ و اندازه هادی مطابقت داشته باشند.
صلاحیت و کیفیت تأمین‌کننده: تولیدکنندگان معتبر با کیفیت پایدار را انتخاب کنید.

برای عملکرد و قابلیت اطمینان بهینه، انتخاب کابل مناسب با انتخاب مواد با کیفیت بالا همراه است. در ONE WORLD، ما طیف گسترده‌ای از مواد اولیه سیم و کابل - از جمله ترکیبات عایق، مواد غلاف، نوارها، پرکننده‌ها و نخ‌ها - را ارائه می‌دهیم که متناسب با مشخصات و استانداردهای متنوع، از طراحی و نصب ایمن و کارآمد کابل پشتیبانی می‌کنند.