ﯾﮑﯽ از اﺻﻠﯽ ﺗﺮﯾﻦ وﺳﺎﯾﻞ در ﺻﻨﻌﺖ ﺑﺮق، ﺳﯿﻢ و ﮐﺎﺑﻞ ﻫﺎ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ ﺑﺮای ﻫﺪاﯾﺖ ﺟﺮﯾﺎن اﻟﮑﺘﺮﯾﺴﯿﺘﻪ از آﻧﻬﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽ ﺷﻮد. ﻧﻘﺶ ﮐﺎﺑﻞ ﻫﺎ ﺑﺴﯿﺎر ﭘﺮ اﻫﻤﯿﺖ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﯽ ﺑﺎﯾﺴﺖ اﺻﻮل اوﻟﯿﻪ در اﻧﺘﺨﺎب و ﻧﺼﺐ و ﮐﺎرﺑﺮد و ﺷﺮاﯾﻂ ﻧﮕﻬﺪاری از آن را ﺑﻪ درﺳﺘﯽ اﺟﺮا ﻧﻤﻮد ﺗﺎ ﻣﻮﺟﺒﺎت ﺧﺴﺮان در اﯾﻦ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻧﮕﺮدد. در اﯾﻦ ﻣﺒﺤﺚ ﺑﻪ ﮐﺎﺑﻠﻬﺎی ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در ﭘﺴﺖ ﻫﺎی ﺑﺮق ﻓﻮق ﺗﻮزﯾﻊ و اﻧﺘﻘﺎل ﻣﯽ ﭘﺮدازﯾﻢ.
ﻛﺎﺑﻞ ﻫﺎی ﺑﻜﺎر رﻓﺘﻪ در ﭘﺴﺖ ﻫﺎی ﻓﺸﺎر ﻗﻮی از ﻟﺤﺎظ ﻛﺎرﺑﺮد و ﺳﻄﺢ وﻟﺘﺎژ ﺑﻪ ﺳﻪ دﺳﺘﻪ تقسیم میشوند:
- ﻛﺎﺑﻠﻬﺎی ﻓﺸﺎر ﻣﺘﻮﺳﻂ
- ﻓﺸﺎر ﺿﻌﻴﻒ
- ﻛﺎﺑﻠﻬﺎی ﻓﺮﻣﺎن ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﺣﻔﺎﻇﺘﯽ
در اﻧﺘﺨﺎب ﮐﺎﺑﻞ ﻫﺎ داﻧﺴﺘﻦ ﺧﺼﻮﺻﯿﺎﺗﯽ ﻫﻤﭽﻮن موارد زیر دارای اهمیت است:
- ﻣﻮاد عایقی
- ﺟﻨﺲ و ﺗﻌﺪاد ﻫﺎدﻳﻬﺎ
- ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻫﺎدﻳﻬﺎ
- ﺟﻨﺲ ﻏﻼف و زره
اﻧﺘﺨﺎب ﺻﺤﯿﺢ ﮐﺎﺑﻞ و ﻧﺼﺐ آن بسیار با اﻫﻤﯿﺖ است بنابراین اﻧﺘﺨﺎب ﺑﺪون رﻋﺎﯾﺖ اﺻﻮل و اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﻫﺎ ﺑﺎﻋﺚ ﺗﻠﻔﺎت ﺑﯿﺶ از اﻧﺪازه در ﮐﺎﺑﻞ و ﯾﺎ از ﺑﯿﻦ رﻓﺘﻦ ﺧﻮد ﮐﺎﺑﻞ ﻣﯿﺸﻮد . پس ﺑﺎ ﺷﻨﺎﺧﺖ اﺻﻮل و اﺳﺘﺎﻧﺪاردﻫﺎی ﺗﻌﺮﯾﻒ ﺷﺪه ﺑﺮای ﮐﺎﺑﻞ ﻫﺎ ﺳﻌﯽ ﻣﯽ ﮐﻨﯿﻢ ﺑﻬﺮه وری در اﯾﻦ ﺳﯿﺴﺘﻢ را ﺑﻪ ﺑﯿﺸﯿﻨﻪ ﺑﺮﺳﺎﻧﯿﻢ.
كابل در حقيقت نوعي هادی است كه داراي پوشش عايقی مي‌باشد. ساختمان كابل از بخشهاي مختلفي تشكيل شده است كه عبارتند از :
- هادی
- عايق
- پوسته عايق
- پوسته هادی
- پوسته فلزی
- پركننده
- زره و غلاف
كه هر يك وظيفه خاصی را بعهده داشته و در مجموع قابليت هدايت الكتريكی و استقامت الكتريكی، مكانيكی و شيميايی كابل را برآورده می‌سازند.
در ساختمان كابلها به طور عمده دو دسته مواد هادی و عايق بكار مي‌روند. كابلها اغلب از هادیهايی در مركز، پوشش عايقي، پوسته در اطراف هادی و عايق، زره و غلاف بيروني جهت حفاظت در برابر اثرات شيميايی و مكانيكی تشكيل مي‌گردند.
پوسته فلزی كابل شامل سيم‌ها و نوارهايی است كه در راستای طول كابل، در اطراف آن، زير يك غلاف بيرونی پيچيده میشوند. اين مجموعه مسيری را با امپدانس بسيار پايين برای جريان‌های اتصال كوتاه فراهم می‌آورند.
برای برسی کابلها ابتدای امر باید واژه هایی که توسط آن کابلها را دسته بندی می کنیم را بشناسیم :
مغزی: هادیهای قرار گرفته در داخل كابل كه وظیفه انتقال توان را بعهده دارند.
پوسته: لایه‌ای كه وظیفه كنترل میدان الكتریكی را در درون عایق بعهده دارد. همچنین سطح یكنواختی را در مرزهای عایقی ایجاد كرده و به پركردن فضای خالی در این مرزها كمك می‌كند.
غلاف: پوشش استوانه‌ای شكل یكپارچه و پیوسته فلزی یا غیرفلزی كه معمولاً اكسترودشده می‌باشد.
غلاف بیرونی: غلاف غیرفلزی كه جهت اطمینان از حفاظت كابل در برابر عوامل خارجی، بر روی پوششهای فلزی بكار می‌رود.
غلاف فلزی: غلافی كه معمولاً از جنس سرب، آلیاژ سرب، آلومینیوم و یا آلیاژ آلومینیوم می‌باشد و بصورت صاف یا موجدار بر روی مغزی(های) كابل بكار می‌رود تا از لحاظ مكانیكی حفاظت آن را برآورده سازد.
غلاف جداكننده: غلاف داخلی كه بین دو پوشش فلزی غیر هم جنس بكار می‌رود.
زره: پوششی كه از نوار(ها) یا سیمهای فلزی تشكیل شده و عموماً جهت حفاظت كابل دربرابر اثرات مكانیكی خارجی بكار می‌رود.
پوسته فلزی (شیلد): لایه فلزی زمین شده‌ای كه جهت محدودكردن میدان الكتریكی درون كابل و محافظت از آن در برابر اثرات الكتریكی خارجی بكار می‌رود. غلاف فلزی و زره هم می‌توانند نقش شیلد را بعهده بگیرند.
پوسته هادی: پوسته‌ای الكتریكی كه از مواد فلزی یا غیرفلزی نیمه هادی تشكیل شده و روی مغزی‌های بهم تابیده بكار می‌رود تا با یكنواخت كردن سطح خارجی هادی و میدان روی آن از بروز تخلیه جزئی در فواصل احتمالی بین عایق و هادی جلوگیری كند.
پوسته عایق: پوسته‌ای الكتریكی كه از مواد غیرفلزی یا فلزی نیمه هادی تشكیل شده و عایق را می‌پوشاند. این پوسته با محدود كردن میدان الكتریكی مغزی‌ها از تخلیه جزئی و نشت جریان بین مغزی‌ها و سایر لایه‌های پوشاننده جلوگیری می‌كند.
پوشش داخلی: پوششی غیرفلزی كه مجموعه مغزی‌های (و در صورت وجود پركننده‌های) یك كابل چند مغزی را در بر گرفته و بر روی پوشش محافظ بكار می‌رود.
پركننده: موادی كه جهت پركردن فضای خالی باقیمانده بین مغزی‌های یك هادی چند مغزی بكار می‌رود.
عایق ترموپلاستیک: عایق ساخته شده از جنس پلاستیك كه در محدوده حرارتی مربوط به مشخصه پلاستیك، در اثر گرم شدن شل شده و در اثر سردكردن، مجدداً سخت می‌شود. این نوع عایق در هنگام شل شدن انعطاف‌پذیر بوده و قادر به شكل گرفتن می‌باشد.
عایق كراس لینک شده: عایق ساخته شده از مواد ترموپلاستیك یا كوپلیمر یا تركیبی بر پایه یكی از این مواد كه ساختار مولكولی داخلی آن تحت فعل و انفعالات شیمیایی از قبیل جوش‌دادن و یا پروسه‌های فیزیكی از قبیل تابش، تغییر می‌یابد.
خصوصیات کابل ها :
تقسیم‌بندی هادی های بکار رفته در کابل های عایقی از دو دیدگاه صورت می‌گیرد:
- کابل های با نصب ثابت
- کابلهای انعطاف‌پذیر
در نصب ثابت دو نوع هادی شامل کلاس 1 تنها برای هادی های یکپارچه و کلاس 2 برای هادی های رشته‌ای وجود دارد. هادی های بکا ررفته در کابل های انعطاف‌پذیر نیز به دو کلاس 5 و 6 تقسیم میشوند، که هادی کلاس 6 انعطاف‌پذیرتر هستند.
هادی های یکپارچه از مس خالص، مس انیله شده با روکش فلزی، آلومینیوم خالص یا آلیاژ آلومینیوم ساخته میشوند. سطح مقطع این هادی ها دایره‌ای می‌باشد. هادی های با سطح مقطع 25 میلیمتر مربع و بیشتر تنها جهت کاربردهای خاص می‌باشند. برای این دسته از هادی ها در صورتی که کابل چند مغزی باشد، سطح مقطع هادی می‌تواند دایره‌ای یا فرم داده شده باشد.
ابعاد هادی های کابل فشار متوسط و فشار ضعیف باید به گونه‌ای باشد که ظرفیت مناسب جهت حمل جریان مشخص شده را داشته باشند.
کلیه کابلهای قدرت تک فاز باید یک هادی با ابعاد مناسب جهت حمل جریان و یک هادی اتصال زمین که مقدار ظرفیت جریان نامی آن حداقل 100درصد هادی فاز باشد، داشته باشند.
در کابلهای قدرت سه فاز باید عمر سرویس‌دهی کابل حداقل برابر با عمر طراحی پست باشد.
کابل باید مشخصه‌های عایق موردنیاز را در محدوده‌های دمایی نامی خود و حداکثر دمای محیط و گرمای ایجاد شده توسط خود کابل، در حین سرویس‌دهی را حفظ کند.
سه هادی با ابعاد مناسب و یک هادی با اتصال زمین با ظرفیت جریان نامی حداقل 58درصد هادی فاز، داشته باشند.
کلیه کابل های قدرت و کنترل باید از طول یکپارچه بوده و هیچ‌گونه اتصال در آن وجود نداشته باشد.
هادی های متعلق به فیدرهای مختلف و یا دسته سیمهای مختلف نباید در یک کابل قرار گیرند.
کابل CT و PT باید چهارمغزی باشند به جز کابلهایی که برای سیگنال‌های سنکرونیزاسیون می‌باشند که می‌توانند2 مغزی داشته باشند.
اگر غلاف و اتصال آن نتواند در برابر حداکثر جریان 50 هرتز تخمین زده شده عبوری از غلاف به مدت 5/0 ثانیه در لحظه خطای زمین، پایداری کند، هادی های زمین موازی باید در طول کابل کشیده شوند.
در صورتی که کابل در محل مرطوبی نصب شود، علی‌الخصوص در مواردی که در زمین دفن می‌گردد، و نیز در مواردی که درمحیط های خورنده شیمایی نصب می‌گردد باید مشخصه‌های عایق خود را حفظ کند.
برای انتخاب کابلهای قدرت، پارامترهای زیر باید در نظر گرفته شود:
- ظرفیت عبور پیوسته جریان
- ظرفیت اتصال کوتاه
- افت ولتاژ
برای انتخاب کابلهای کنترل، پارامترهای زیر باید در نظر گرفته شود:
- افت ولتاژ مجاز
- ضرایب بار و اضافه جریان ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری
- بزرگترین جریان بار
- کابل قدرت فشار متوسط ، فشار ضعیف و کابلهای کنترل و حفاظت باید دارای لایه‌های زیر باشند:
- پوسته هادی (تنها برای کابلهای فشار متوسط):پوسته هادی باید از ترکیبات نیمه هادی اکسترودشده باشد.
- عایق‌بندی : کلیه کابلهای فشار ضعیف و کنترل و حفاظت باید عایق PVC مقاوم در برابر آتش داشته باشند. کابلهای فشار متوسط باید دارای عایق XLPE (پلی‌اتیلن کرانس لینک شده)، مناسب برای کلاس مربوطه باشند.
- پوشش عایق: پوشش PVC باید بر روی عایق هادی های کابلهای فشار ضعیف و حفاظت و کنترل بکار رود این پوشش باید بدون هیچ مشکلی جدا شود. بعنوان مثال هنگامی که کابل در حال نصب می‌باشد، عایق هادی ها نباید صدمه ببیند.
- غلاف ( تنها برای کابلهای فشار متوسط و کنترل و حفاظت) : کلیه کابلهای مدارهای CT و PT، مدارهای کنترل و کابلهای فشار متوسط باید دارای غلاف سربی باشند، ضخامت غلاف سربی باید به گونه‌ای باشد که در برابر حداکثر جریان خطای زمین به مدت 5/0 ثانیه پایداری نماید.
- پوشش PVC (تنها برای کابلهای فشار متوسط، کنترل و حفاظت): پوشش PVC باید بر روی غلاف بکار رود تا غلاف و زره را از لحاظ الکتریکی از هم جدا کند.
- زره :کلیه کابلهای چندمغزی باید دارای زرهی از نوارهای فولاد گالوانیزه باشند. نوارهای بکاررفته در زره کلید کابلهای تک مغزی باید از جنس مواد غیرمغناطیسی (آلومینیوم) باشند همچنین زره باید در برابر حداکثر جریان خطای زمین به مدت 5/0 ثانیه پایداری کند.
- غلاف کلی : کلید کابلها باید بوسیله غلافی از جنس PVC پوشانده شوند. این غلاف باید ضداشتعال بوده و از مواد ضدآب تهیه شود.
- قرقره کابل : کلیه کابلها باید بر روی قرقره‌ای پیچیده شوند که قطر آن به اندازه کافی بزرگ باشد تا از تغییر مشخصه‌های فیزیکی هادی جلوگیری بعمل آید. طراحی، ساختار و استحکام قرقره‌ها باید به گونه‌ای باشد که امکان حمل مطلوب هادی به مقصد موردنظر بدون هیچ‌گونه جابجایی، ساییدگی و یا سایر آسیب‌های ناشی از حمل و نقل، مسیر باشد. قرقره‌ها باید قادر به پایداری در برابر کلیه تنش‌های ناشی از عملیات نصب باشند. هر انتهای هادی باید به طرز ایمن و مناسبی آب‌بندی و به قرقره بسته شود. علاوه بر علامتهای موردنیاز جهت حمل و نقل، هر قرقره باید دارای صفحه نشانه‌ای باشد که شماره سریال، ابعاد و تعداد هادی ها، طول هادی، فلش مشخص‌کننده انتهای کابل، وزن کل و وزن خالص بر روی آن درج شود. علامتهای مربوط به اندازه‌گیری باید به فاصله هر 1 متر بر روی کابل فراهم گردد.
- طول کابل : کابلها باید در حداکثر طول ممکن جهت حمل و نقل، تهیه گردند. استوانه‌ای که کابل بر روی آن پیچیده می‌شود باید بیش از یک تکه از کابل را شامل گردد.
- مشخصه‌های مغزی : کابلها باید بصورت زیر براساس رنگ کدگذاری شوند.
- رنگهای قرمز، زرد و سبز جهت هادی های فاز
- سیاه برای نوترال و سایر اتصالات
- زرد / سبز برای اتصالات زمین (تنها مورد کابلهای فشار ضعیف)
- خاکستری برای مدار DC
- هادی های کابلهای کنترل باید دارای نشانه‌گذاری عددی باشند. این نشانه‌گذاری باید از بهترین کیفیت پوده و نباید بر اثر تماس در حین حمل و نقل پاک شود. همچنین شماره‌ها باید قابل تشخیص باشند.
منابع : tadbirkara.com و rasekhoon.net
