سیم و کابل
سیم
به طور کلی سیم ها هادی های الکتریسیته ای هستند که برای انتقال جریان الکتریکی از محلی به محل دیگر و برای ارتباط بین دستگاه های مختلف استفاده می شود ، عامل انتقال جریان الکتریکی در سیمها فلز رسانای جریان می‌باشد.
سیم و کابل از بخش های مختلفی به نام هادی (از جنس مس، آلومینیم و یا مس قلع اندود) عایق، حفاظ، زره فلزی، روكش جداكننده، پوشش میانی و روكش نهایی تشكیل شده اند.
هادی چیست
قسمت هادی، بخشی از سیم و كابل می باشد كه وظیفه هدایت جریان برق را بر عهده دارد.
عموما از چهار فلز زیر برای ساخت قسمت هادی سیم و کابل استفاده می شود:
- طلا
- نقره
- مس
- آلومینیوم
طلا
فلز طلا به دلیل هدایت الکتریکی زیاد و پایداری بالای آن نسبت به خوردگی ، در ساخت تجهیزات الکترونیکی حساس کاربرد دارد. مقاومت الکتریکی آن در دمای20درجه 22.14nΩ.m و جرم اتمی آن 196 می باشد.
نقره
فلز نقره هم مانند طلا در لایه آخر الکترونی خود تنها یک الکترون دارد و می تواند الکترونهای آزاد بیشتری را حرکت دهد، در نتیجه بالاترین میزان رسانایی را در برابر سایر عناصر داراست. مقاومت الکتریکی آن در دمای 20 درجه 15.87nΩ.m و جرم اتمی آن 107 می باشد.
مس
فلز مس از هدایت الکتریکی و حرارتی بالایی برخوردار بوده و هدایت الکتریکی آن فقط کمی از نقره پایین تر است. مقاومت الکتریکی آن در دمای 20 درجه 16.7nΩ.m و جرم اتمی آن 63 می باشد.
آلومینیوم
فلز آلومینیوم در لایه آخر خود 3 الکترون دارد و از نظر هدایت الکتریکی نسبت به فلز های دیگر در رتبه پایین تری قرار می گیرد ولی به دلیل وزن پایین آن، بهترین نامزد برای استفاده در خطوط انتقال است. مقاومت الکتریکی این فلز در دمای 20 درجه 28.2nΩ.m و جرم اتمی آن 27 می باشد.
قیمت سیم و کابل بسته به نوع مواد استفاده شده در سیم محاسبه می شود، بعنوان مثال فلز مس به دلیل هدایت الکتریکی بالا ، فراوانی زیاد ، قیمت نسبتا پایین و وزن مناسب معمولا برای حدودا 90 درصد از تجهیزات الکتریکی استفاده می شود.
فلز آلومینیوم با اینکه مقاومت الکتریکی بالاتری دارد ولی بخاطر وزن خیلی کم آن برای خطوط انتقال در محل هایی که جریان به واسطه ولتاژ خیلی بالا، کم بوده و همینطور بخاطر تحمل نیروهای وارده به دکل های انتقال، نیاز به وزن کم سیم و کابل داریم ، به وفور استفاده می شود.
فلز طلا هم در وسایل حساس الکترونیکی که نیاز به اتصال خوب و عدم اکسید شدن در اثر مرور زمان نیاز است، به کار می رود.
بد نیست بدانید از نقره هم تنها در جاهای خاص استفاده می شود.
انواع مختلف سیم ها
1. مفتولی
نوع مفتولی به صورت یک لایه مسی یا یک نوار رشته ای است که به نوع خشک نیز معروف بوده و به دلیل قابلیت فرم دهی داخل تابلو های برق کاربرد دارد. استفاده از این نوع مفتولی در جاهایی که نیاز به نصب دائم و حرکت ندارند مناسب است و این نوع از سیمها در اکثر مواقع به وسایل اضافی مثل سرسیمها برای اتصال احتیاج ندارند ولی احتمال شکسته شدن آنها در اثر جابجایی و حرکت زیاد وجود دارد.
هادی در آنها از مس استاندارد شده با پوششی از پی .وی.سی است.
2. افشان
سیمهای افشان از تعداد زیادی رشته های نازک مسی به هم تابیده شده تشکیل شده اند که به سیمهای نرم معروفند و دارای قابلیت انعطاف بالایی می باشند که در سیمکشی ساختمان کاربرد دارند. ساختمان این نوع سیمها مانند سیمهای مفتولی و نیمه افشان است و قابلیت انعطاف آنها نسبت به نوع نیمه افشان بیشتر است.
3. نیمه افشان
ساختمان این سیمها بین سیمهای مفتولی و افشان است یعنی تعداد رشته های آن از نوع افشان کمتر است و کاربرد آن مشابه سیمهای مفتولی است. فقط درمواردی که نیاز به انعطاف بیشتر نسبت به سیمهای مفتولی است، از این مدل استفاده می شود.
عایق سیم و کابل چیست
عایق سیم و کابل ها از مواد پلاستیکی ساخته شده اند وبه صورت روکش روی قسمت هادی سیمها کشیده می شوند.
عایق مورد استفاده شده در سیمها برای جلوگیری از انتقال راحت جریان الکتریکی به زمین می باشدو عمده عایق های استفاده شده در سیم و کابل ها پلاستیکی بوده و به دو گروه کلی قابل ارتجاع (thermoplastic) و خستگی ناپذیر(thermoset) تقسیم می شوند.
عایق های ترموپلاستیک با افزایش دما، ذوب شده یا تغییر فرم می دهند. ولی عایق های ترموست در برابر گرما و تغییر شکل مقاوم هستند. عایق هایی مثل PVC و PE و LSZH در گروه ترمو پلاستیک ها قرار داشته و برای کاربردهای عمومی استفاده می شوند.
دسته دوم عایق ها شامل XLPE و لاستیک سیلیکونی و پلاستیک های دیگر مثل EPR , HEPR, EVA می باشند همچنین برای سیم و کابل های مقاوم در مقابل آتش دو نوع عایق سیلیکون و نوار میکا به همراه XPLE (یا دیگر مواد ترموست) استفاده می شود.
عایق سیم و کابل از جنس PolyVinyl Chloride ) PVC ):
عایق پی وی سی به پرتو دور(protudor) نیز معروف بوده و بیشترین کاربرد را در بین عایق سیم و کابل های الکتریکی دارد و از تحمل خوبی در مقابل رطوبت و استقامت الکتریکی بالایی برخوردار است.
عایق سیم و کابل از جنس Cross-linked polyethylene OR PEX ) XLPE ) :
این عایق از پروپیلن با چگالی بالا ساخته شده و تحمل دمایی بالایی تا 90 درجه و در شرایط اضطراری حتی تا 140 درجه را دارد. این عایق ها خاصیت عایق بودن خیلی خوبی دارند که آنها را برای سیستم هایی با ولتاژ متوسط تا 50KV و ولتاژ بالا تا 380KV و بالاتر از آن مناسب می کند.
برای راحتی و جلوگیری از اشتباه، عایق سیم و کابل ها بصورت رنگی ساخته می شوند.
در برق صنعتی تقریبا در تمامی استانداردها سیم سبز یا زرد به عنوان سیم زمین (earth) بوده و به هیچ وجه نباید از آن برای سایر موارد استفاده کرد. در ایران که بیشتر از استاندارد VDE آلمان استفاده شده، رنگ آبی برای سیم نول بوده و در نوع فاز عموما از قهوه ای و سیاه ( در کابل با تعداد سیمهای زیاد از رنگ عایق سیاه به همراه شماره عددی روی هرسیم استفاده می شود.
انواع سیمها با حروف اختصاری:
معمولا جنس هادی ها ، عایق و نوع کاربرد سیم و کابل ها را با حروف مشخصی که درروی روکش خارجی آن ها نوشته می شود ، نشان می دهند به طوری که هر حرف معنی خاص خود را دارد.
در جدول زیر جهت اطلاع تعدادی از این حروف آمده است.
|
موارد مصرف |
حروف مشخصه |
|
نوع تک لا با روکش پلاستیک برای سیم کشی ساختمان |
NYA |
|
نوع افشان با روکش پلاستیک برای سیم کشی ساختمان |
NYAF |
|
نوع مخصوص با روکش پلاستیک برای سیم کشی ساختمان |
NSYA |
|
نوع مقاوم در مقابل رطوبت |
NYM |
|
سیم با روکش پلاستیک مخصوص برای روشنایی و لوازم خانگی |
NYZ |
|
سیم برای مصرف لوستر و چراغ ها |
NYFA |
|
نوع دو رشته ای برای مصرف روشنایی(دولا) |
NYFAZ |
|
نوع مکالمه و خبری |
Y |
|
نوع کواکسیال |
T |
در جدول هر یک از حروف مفهوم به خصوصی دارند مثلا N علامت سیم و کابل مسی است که طبق استاندارد VDE آلمان ساخته شده باشد. Y به معنی سیم و کابل با عایق پرتو دور و روکش پی وی سی است. S و Z علامت سیم های مخصوص ، F علامت سیم های نرم ، A برای سیم کشی داخل لوله ها و Mبه مفهوم سیم های مقاوم در مقابل رطوبت است.
معرفی انواع سیمها:
سیمهای (NYA) :
سیم مسی تک لای نرم با روکش پلاستیک به رنگ های سبز، زرد ، سیاه، آبی و قهوه ای
مورد مصرف : نصب ثابت در محل های خشک و در داخل لوله پی وی سی و فولادی و همچنین باید بدانید استفاده از این نوع سیم در زیر گچ مجاز نیست.
سیمهای ( NYAF ) :
سیم افشان که در آن رشته های نازک سیم مسی به هم تابیده شده با روکش پلاستیک به رنگ های سبز، زرد ، سیاه، آبی و قهوه ای
مورد مصرف : نصب بدون حرکت در محل های خشک و در داخل لوله ی پی وی سی یا فولادی و همچنین استفاده از این نوع سیم در زیر گچ مجاز نیست.
سیمهای ( NYM ) :
سیم های مسی یک لایه با عایق پی وی سی و مقاوم در مقابل رطوبت که رنگ کلاف آنها سیاه ، خاکستری یا سفید است و رنگ روکش سیم های داخل آن سیاه ، قهوه ای و آبی می باشد.
مورد مصرف: نصب ثابت در محل های خشک یا مرطوب یا زیر گچ بدون لوله یا روی مقره ( مثلا کولر)
سیمهای ( Y ) :
سیمهای روکش شده با مواد پی وی سی که به دو صورت موجود می باشند:
- دو ، سه یا چهار رشته ی به هم تابیده شده
- تک رشته ای که اغلب تک رشته ها در رنگ های استاندارد و در کلاف های صدمتری در بازار موجود می باشند.
مورد مصرف: نصب ثابت در داخل لوله ی پی وی سی و فولادی برای زنگ اخبار، تلفن و سایر دستگاه های علامت دهنده.
کابل کواکسیال:
کابل دو سیمه که از یک رشته سیم داخلی با عایق مخصوص (معمولا پی وی سی) و یک سیم خارجی درست شده است. بدین ترتیب سیم داخلی در مقابل پارازیت های خارجی محافظتمی شود.
مورد مصرف: برای سیم های آنتن تلویزیون و رابط دستگاه های صوتی و تصویری.
کابل
امروزه در صنعت برق بخش عظیمی از توزیع انرژی الکتریکی ، بویژه در فشار ضعیف بوسیله کابل ها انجام می‌گیرد. البته برای انتقال انرژی الکتریکی فشار متوسط و قوی نیز در برخی موارد از کابل های مخصوص استفاده می‌شود. کاربرد کابل ها در تاسیسات الکتریکی بسیار وسیع است.
در تعریف کابل می توان گفت هر نوع هادی که بتواند جریان برق را از داخل خود عبور دهد و دارای عایق باشد ، به طوری که ولتاژ روی سطح عایق نسبت به زمین صفر و درروی سطح سیم نسبت به زمین دارای ولتاژ فازی باشد، کابل نامیده می شود.
کابل ها نیز مانند سیم ها دارای هادی می باشند که اغلب از جنس مس و یا آلومینیوم است.
همانطور که در مورد سیم ها حروف اختصاری معرفی شدبرای شناسائی کابلها نیز از حروفی استفاده می‌شود که برخی از این حروف طبق استاندارد آلمان V.D.E بشرح زیر می‌باشد:
- N کابل با هادی مسی
- NR کابل با هادی آلومینیوم
- Y علامت عایق پرتو دور می‌باشد
- H علامت ورق متالیزه می‌باشد
- T سیم تحمل کننده در کابل کشی هوایی
- R حفاظت فولادی نواری شکل
- Y روکش کمربندی پرتو دور
- R هادی دایره‌ای شکل می‌باشد
- E هادی یک رشته و دایره‌ای می‌باشد
- M هادی چند رشته
- S هادی بشکل مثلث
ساختمان کابل ها:
ساختمان و اجزای تشکیل دهنده ی کابل های مخابراتی کاملا با کابل های مورد استفاده در صنعت برق فشار قوی و فشار ضعیف تفاوت دارند اما به طور کلی کابل ها همواره از دو قسمت اصلی هادی و عایق تشکیل شده اند. تفاوت کابل ها ناشی از کاربرد آنهاست یعنی نوع کارشان موجب می شود که جنس، شکل، سطح مقطع و تعداد هادی ها و عایق ها با یکدیگر تفاوت داشته باشند.
معمولا هادی ها از نظر شکل سطح مقطع به دو شکل گرد و مثلثی وجود دارند که از حرف اختصاریr برای نشان دادن هادی با سطح مقطع گرد و از حرف s برای نشان دادن هادی با سطح مقطع مثلثی استفاده می شود.
هادی مورد استفاده در سیم و کابل میتواند به صورت مفتولی ، رشته ای ، انعطاف پذیر و خیلی انعطاف پذیر باشد انتخاب مقدار انعطاف پذیری سیم و کابل به شرایط الکتریکی ، مقدار انعطاف پذیری مورد نیاز، نحوه اتصال سیستم و شرایط نصب بستگی دارد.
مثلا کابل هایی با هادی مفتولی برای محل هایی که نیاز به حرکت زیاد نیست استفاده می شود زیرا احتمال شکسته شدن این سیم و کابل ها وجود دارد.
کابل هایی با هادی انعطاف پذیر برای محل هایی که احتمال لرزش در سیستم وجود دارد و یا نیاز به خمش شعاعی بیشتر داریم استفاده می شود.
از سیم و کابل ها خیلی انعطاف پذیر در جاهایی که نیاز به جابجایی زیاد یا خمش بالا باشد استفاده می شود مثل کابل های جوشکاری
یکی از مهمترین مسائلی که در انتخاب سیم و کابل اهمیت دارد قطر هادی مورد استفاده است که به طورکلی دو استاندارد جهانی برای بیان قطر سیم و کابل ها وجود دارد:
- AWG
- SWG
استاندارد AWG
سیم هایی که برحسب استاندارد AWG یا (American Wire Gauge) ساخته شده اند سایزشان بر حسب مقیاس آمریکایی تعیین شده است مثلا سیم AWG20 را معادل مقطع 0.5 میلیمتر مربع می دانند.
استاندارد SWG
سیم هایی که برحسب استاندارد SWG یا (Standard Wire Gauge) ساخته شده اند سایزشان بر حسب مقیاس انگلیسی تعیین شده است مثلا سیمSWG24 را معادل مقطع 0.24 میلیمتر مربع می دانند.
عایق کابل ها :
برای عایق کردن کابل های الکتریکی بسته به ولتاژ هادی کابل از عایق های مختلفی استفاده می شود مثلا کاغذهای آغشته به روغن مخصوص ، مواد پلاستیکی یا عایق از جنس پلی اتیلن که به نام xlpe معروف است.
زره کابل چیست؟
زره کابلجهت محافظت کابل در برابر صدمات و ضربه های مکانیکی به صورت یک لایه خارجی بر روی عایق کابل کشیده می شود و جنس غلاف کابل معمولا از ماده PVC و یا فلز سرب است.
در مواقعی مثل دفن مستقیم کابل در زمین، خطر برخورد اجسام برنده و حتی در برابر حیوانات جونده استفاده از کابل زره دار توصیه می شود.
در انتخاب صحیح نوع زره سیم و کابل موارد زیر باید مورد توجه قرار گیرد:
- بارگذاری کششی مورد نیاز
- اعمال فشار در طی دوره سرویس دهی سیم و کابل
- حفاظت در برابر جانوران جونده
- حفاظت در برابر صدمات مکانیکی غیر منتظره
- حداقل شعاع خمش مورد نیاز
در زیر نمونه هایی از انواع زره ها که در سیم و کابل ها استفاده می شود آمده است :
- SWA
- GSWB
- GSTA
- GSFA
- AIA
- GSIA
زره SWA
در این نوع از زره یک لایه فولاد گالوانیزه با قطر استاندارد به دور کابل کشیده می شود و حداقل 90 درصد حفاظت مکانیکی را پوشش می دهد. حفاظت مکانیکی و قدرت کششی این زره برای سیم و کابل ها بسیار مناسب می باشد البته برای سختی و مقاومت بیشتر می توان از یک نوار فلزی روی آن استفاده کرد.
زره GSWB
در این نوع از زره سیم گالوانیزه بافته شده با قطرهای 0.2 , 0.25 , 0.3 و 0.4 به دور کابل کشیده می شود که بیش از 80 درصد پوشش دهی دارد. استفاده از این زره مقاومت مکانیکی خوبی را ایجاد می کند و در مقایسه با بقیه زره ها ، اجازه شعاع خمشی کمتری را می دهد در نتیجه این نوع زره برای جاهایی که حرکت یا لرزش وجود دارد مناسب است.
زره GSTA
در این نوع از زره سیم وکابل نواری از فولاد گالوانیزه روی کابل کشیده می شود که ضخامت هر نوار 0.2 تا 0.4 میلیمتر برحسب قطر کابل می باشد. استفاده از این زره پوشش 100 درصدی را گارانتی می کند و در برابر ضربه مقاومت بالایی دارد ولی استحکام کششی آن متوسط است.
زره GSFA
این نوع از زره سیم و کابل تخت بوده و از فولاد گالوانیزه با ترکیب سیم تخت به ضخامت 0.6 میلیمتر ساخته شده است.
منبع : واحد تحقیقات و توسعه لایت هوم
( سیم و کابل انواع کابل انواع سیم )
info@lighthome.ir
