تفاوتهای اساسی بین سیمها و کابلها

هیچ چیزی از روند تکامل بی تأثیر نمی ماند و همین امر در مورد ساخت سیم و کابل نیز صدق می کند. از زمانی که برق راه را به فضای ما باز کرده است ، ما از سیم و کابل برای تأمین نیازهای الکتریکی خود استفاده می کنیم. بیشتر اوقات ، مردم اصطلاحاتی مانند سیم و کابل را به جای یکدیگر استفاده می کنند. با این حال ، اینها کاملاً متفاوت از یکدیگر هستند.

اولین راه برای تمایز بین آنها این است که سیم ها جز کابل ها هستند. و سیمها بسیار بیشتر از کابلها مورد استفاده قرار می گیرند یا دامنه استفاده بیشتری دارند. اگر به زبان ساده صحبت کنیم ، سیم به طور کلی یک رشته یا گروهی از رشته های ماده رسانا مانند مس یا آلومینیوم است. در حالی که یک کابل از دو یا چند سیم عایق بندی شده در یک کاور تشکیل شده است. ساده ترین راه تشخیص بین این دو این است که سیم به طور معمول قابل مشاهده است ، اما یک کابل به طور کلی عایق بندی شده است. بیایید در مورد تفاوت سیم ها با کابل ها بیشتر بدانیم.

سیم ها

همانطور که قبلاً گفته شد ، یک سیم یک رشته سیم رسانا یا گروهی از رشته های رسانا است که برای جلوگیری از تماس ناخواسته هادی ها با یک عایق پوشانده شده است. سیمها معمولاً برای انتقال سیگنالهای برق و مخابرات استفاده می شوند. اما می توان از آن برای بارهای مکانیکی نیز استفاده کرد. در اصل ، دو نوع سیم وجود دارد ، یعنی مفتول و رشته ای (افشان).در حالی که یک سیم مفتول در واقع یک طول طولانی از یک هادی منفرد است ، یک سیم رشته ای شامل چندین رشته نازک از هادی است که به هم تابیده شده اند. سیم های مفتول مقاومت کمی دارند و برای استفاده در فرکانس های بالاتر ایده آل هستند. سیم های رشته ای انعطاف پذیرتر هستند و بنابراین عمر طولانی تری دارند. علاوه بر این ، سیم های رشته ای دارای سطح مقطع برتر از سیم های جامد برای ظرفیت حمل جریان مشابه هستند.

کابلها

کابل به عنوان مجموعه ای از هادی ها ، عایق ها ، غلاف ها و محافظ یا محافظ زره پوش تعریف شده است ، که به طور خاص برای حمل جریان و هم برای انتقال انرژی و هم برای انتقال سیگنال ساخته شده است.

یک کابل ، به طور کلی ، دو یا چند سیم است که با هم کار می کنند یا به هم متصل می شوند ، تابیده شده یا بافته می شوند. آنها بیشتر عایق بندی شده اند تا حفاظت بهتری نسبت به سیمها داشته باشند. کابل ها عمدتا در انتقال نیرو و انتقال سیگنال های الکتریکی و مخابراتی استفاده می شوند. انواع مختلفی از کابل ها وجود دارد ، مانند: کابل زوجی به هم تابیده شده ، کابل کواکسیال ، کابل چند مفتولی و کابل فیبر نوری.

از طرف دیگر ، یک کابل چند رسانا از بسیاری از هادی های عایق بندی شده از یکدیگر ساخته شده است و برای محافظت از یکپارچگی سیگنال ، سر و صدا و تقاطع متقابل استفاده می شود. کابل کواکسیال از یک رسانای جامد داخلی احاطه شده توسط یک هادی فویل خارجی موازی ، محافظت شده توسط یک لایه عایق ساخته شده است ، و به طور کلی در کابل TV استفاده می شود. کابل های فیبر نوری به کمک یک دسته نخ شیشه ای به انتقال سیگنال ها کمک می کنند. پهنای باند این کابل ها بسیار بیشتر از کابل های فلزی است و این نشان می دهد که می توانند اطلاعات بیشتری را حمل کنند.

عناصر یک کابل برق

یک کابل برق از عناصر زیر تشکیل شده است:

‌رسانا: معمولاً مجموعه‌ای از سیم‌های فلزی ابتدایی است که به منظور حل کردن اثر پوستی، بصورت مارپیچ مرتب شده و جهت انتقال جریان در نظر گرفته شده است. مواد هادی می‌تواند شامل: مس آنیل شده، لخت یا روکش شده، آلومینیوم لخت یا آلیاژ آلومینیوم باشد. اصطلاح \”آنیل داده شده\” به معنای یک لایه نازک از هادی فلزی مانند قلع، آلیاژ قلع یا آلیاژ سرب است که هادی را می‌پوشاند. هادی می‌تواند یک سیم (سیم رشته‌ای) یا طناب (سیم انعطاف پذیر) باشد، بسته به انعطاف‌پذیری هادی ها به چهار کلاس تقسیم شده اند:

کلاس ۱: هادی برای کابل‌های نصب ثابت، سفت و سخت، تک سیم با مقطع دایره‌ای؛

کلاس ۲: هادی برای کابل‌های نصب ثابت، تقسیم به مقطع دایره‌ای غیر فشرده، مقطع فشرده مقطعی، بخشی

کلاس ۵: هادی برای نصب ثابت یا تلفن همراه، انعطاف پذیر؛

کلاس ۶: هادی‌ها برای نصب ثابت یا تلفن همراه، بسیار انعطاف پذیر؛

عایق :یک ماده دی الکتریک است که به دور هادی پیچیده شده و برای مقاومت در برابر ولتاژ طراحی شده است. این یک قسمت کلیدی از کابل است که عملکرد را از نظر ولتاژ اسمی، ظرفیت و رفتار حرارتی تعیین می‌کند. این ماده با مخلوطی از مواد به طور مناسب انتخاب شده و با PVC، لاستیک ، و …تشکیل می‌شود. ترکیب هادی و عایق هسته کابل را تشکیل می‌دهد. یک کابل می‌تواند از چند هسته تشکیل شود.

فیلر: پر‌کننده عایق‌بندی‌کننده‌ای است که روی همه هسته‌ها اعمال می‌شود و برای پر کردن شکاف بین هسته‌ها، به شکل گرد استفاده می‌شود. فیلر معمولاً در کابل‌های مقطع کوچک و در کابل‌هایی که تحت فشار‌های مکانیکی خاصی نیستند، استفاده نمی‌شود.

شیلد: متشکل از یک نوار مسی نازک است که روی همه هسته‌ها یا اطراف عایق‌بندی هر هسته جداگانه اعمال می‌شود. این مورد برای کابل‌هایی با ولتاژ اسمی عایق زمین بیشتر از ۳.۶ کیلوولت مورد نیاز است. برای کابل‌هایی که ولتاژ نامی عایق زمین بیشتر از ۸ کیلوولت دارند، نیاز به محافظت از هر هسته کابل دارد. این محافظ وظیفه دوگانه دارد که می‌تواند میدان الکتریکی تولید شده در هادی‌ها را هنگامی که تحت کشش هستند، گسترش انتشار در محیط اطراف را محدود کند و از کابل در برابر اختلالات الکترومغناطیسی خارجی محافظت کند.

زره: زره پوش‌های فلزی پوشش‌های خارجی هستند که از فیلر و هسته‌های کابل در برابر عوامل مکانیکی و خارجی محافظت می‌کنند. برای عایق و روکش بیرونی از موادی مانند PVC، PE، لاستیک، انواع دیگر رزین‌های ترموپلاستیک، نوار پارچه‌ای، ماده تقویت‌کننده فلز از سیم یا نوار‌های فولادی، لوله‌های سرب یا آلومینیوم استفاده می‌شود.

این اجزا، که با هم یا جداگانه استفاده می‌شوند، برای طبقه‌بندی روش نصب کابل تعیین‌کننده هستند. آن‌ها برای کابل‌های نصب شده در هوای آزاد، زیر زمین، در سینی کابل، در کانال‌های بدون درب، در سقف یا زیر کف شناور ضروری می‌شوند.

برای اندازه گیری مناسب یک کابل برق باید از پارامترهای زیر مطلع باشید:

• ولتاژ عملیاتی
• جریان عملیاتی
• عامل قدرت
• شرایط نصب
• طول

پس از مشخص شدن این پارامترها ، این طراح است که مناسب ترین کابل را برای ایمنی و عملکرد سیستم مورد نظر برای اجرا انتخاب می کند ، با در نظر گرفتن دقیق ویژگی های زیر :

ولتاژ اسمی  : به طور کلی توسط U _۰ / U نشان داده می شود ، درجه عایق بندی کابل است. به طور خاص ، U _۰ مقدار rms ولتاژ بین هر رسانا و پوشش فلزی کابل یا زمین محیط اطراف است ، در عوض U مقدار rms ولتاژ بین هر دو هادی کابل است. تحت هر شرایطی ، حداکثر ولتاژ کارکرد سیستم نباید تحت هیچ شرایطی از ولتاژ اسمی کابل بیشتر باشد.

 ظرفیت حمل جریان: (Ampacity) I Z این حداکثر شدت جریانی است که می تواند در یک کابل با کار مداوم و تحت شرایط خاص نصب سیم کشی جریان یابد ، بدون این که دمای کابل از یک مقدار خاص فراتر رود. ظرفیت کابل توسط I Z = I Z0 · K ظرفیت موجود برای یک کابل کشی در هوا در دمای ۳۰ درجه سانتیگراد است ، K محصول فاکتورهای تصحیح به دلیل محیط و نصب است شرایط برخی از این عوامل به عنوان مثال:

• ضریب اصلاح برای دمای متفاوت از ۳۰ درجه سانتیگراد ؛
• ضریب تصحیح برای گروه بندی کابل ها در یک بسته یا لایه.
• ضریب تصحیح برای نصب زیرزمینی در دمای مختلف محیط از ۲۰ درجه سانتیگراد ؛
• ضریب تصحیح مقادیر عمق متفاوت از ۰.۸ متر برای کابلهای مستقیم دفن شده.
• ضریب تصحیح برای حالتهای مختلف نصب.

ظرفیت حمل جریان به عوامل مختلفی از جمله نوع عایق ، درجه حرارت عملکرد ، تبادل حرارتی با محیطی که کابل در آن نصب شده است بستگی دارد. به دلیل نحوه نصب به منظور افزایش ارزش ظرفیت حمل جریان ، موادی که با آن عایق ساخته می شود از اهمیت اساسی برخوردار است. در حقیقت ، اگر از ماده ای مقاوم در برابر گرما استفاده می کنید ، دمای مجاز افزایش می یابد و در نتیجه کابل دارای ظرفیت حمل جریان بالاتری است که سطح آن را ثابت نگه می دارد. ظرفیت باید رابطه I Z ≥ I B را برآورده کند ، یعنی باید مقداری برابر یا بیشتر از جریان عملیاتی I B داشته باشد از مدار اگر می خواهید ظرفیت یک کابل را ارزیابی کنید ، باید اصطلاحاً ” اثر مجاورت ” را نیز در نظر بگیرید ، این بدان معناست که هر کابل هم به دلیل جریانی که در داخل آن جریان دارد و هم به دلیل گرمای دریافت شده توسط مخاطب گرم می شود. با کابلهای همسایه به عنوان مثال ، اگر چندین خط در یک لوله محافظتی عبور کنند ، طراح یا نصب کننده باید ظرفیت های کمتری را در نظر بگیرد تا از افزایش دما از دمای کارکرد کابل جلوگیری کند.

 افت ولتاژ : این اختلاف ولتاژ بین مبدأ سیستم الکتریکی و نقطه استفاده است. این بستگی به موارد زیر دارد: جریان فاز ، طول ، مقاومت و واکنش پذیری خط. ضریب قدرت کاربر. به طور کلی ، افت ولتاژ باید کمتر از ۴٪ مقدار ولتاژ عملیاتی سیستم باشد. اگر طراح آن را معتبر ارزیابی کند ، مقادیر دیگری را می توان اتخاذ کرد: ۳٪ برای کابل های روشنایی ۱۰٪ برای موتورها در هنگام شروع.

 حداکثر دمای کارکرد : این درجه حرارت مجاز کار بستگی به ماده ای دارد که از آن عایق هادی ساخته شده است و مقداری بین ۶۰ تا ۱۰۵ درجه سانتیگراد است.

 حداکثر دمای اتصال کوتاه : این دمای کابل است ، چند لحظه قبل از مداخله در حفاظت حرارتی ، در نتیجه گرم شدن بیش از حد به دلیل اتصال کوتاه شدید اما کوتاه ؛

 محل نصب و راه اندازی : انتخاب کابل منوط به هر قانون خاصی است که در مورد مکان نصب ، از قبیل مکانهای عمومی ، مکانهایی که خطر انفجار دارند ، محیط هایی با خطر آتش سوزی بیشتر ، سایت های ساختمانی ، اتاق های پزشکی.

 شرایط استفاده و روش نصب  :

با توجه به کابل کشی کابل زیرزمینی ، اگر مستقیماً کابل در تماس با زمین قرار بگیرد ، مستقیم تلقی می شود ، در حالی که اگر کابل در لوله ، کانال یا تونل زیرزمینی قرار داده شود ، غیر مستقیم تلقی می شود. همچنین در صورت وجود تصور آب برای مدت طولانی ، یک کابل کشی زیرزمینی در نظر گرفته می شود که در زیر کف مکان های سرپوشیده مانند انبارها و / یا گاراژها انجام می شود. اگر کابل بیش از ۳۰٪ طول آن در یک سینی کابل نصب شده باشد ، قرار داده شدن در هوای آزاد محسوب می شود. با توجه به شرایط استفاده ، غلاف خارجی ، عایق و زره پوش فلزی مربوطه است.

 حداقل شعاع خمش : این امر به مواد استفاده شده و مشخصات ساخت کابل بستگی دارد. باید توجه ویژه ای به این پارامتر داشته باشید ، زیرا در مواردی که زاویه خمش بخصوص باریک باشد ، مطابق با الزامات سازنده نباشد ، می توانید به عملکرد و ایمنی کابل آسیب جدی وارد کنید ، خصوصاً در دماهای پایین.

نحوه طبقه بندی کابل ها

نحوه طبقه بندی کابل های الکتریکی:

در عملکرد ولتاژ عملیاتی:

• کابل ولتاژ پایین : ولتاژ کمتر از ۳KV
• کابل های فشار متوسط : ۶KV-30KV
• کابل های فشار قوی: ۶۳KV-132KV
• کابل های فوق فشار قوی: ۲۳۰KV-500KV

در عملکرد نوع عایق:

• کابل عایق بندی شده با مواد الاستومری ، متشکل از مخلوطهای مبتنی بر لاستیک طبیعی یا مصنوعی ، مانند لاستیک اتیلن-پروپیلن (EPR) و سیلیکون ؛
• کابلهای عایق شده با مواد ترموپلاستیک ، متشکل از رزینهای ترموپلاستیک مانند پلی وینیل کلراید (PVC) و پلی اتیلن (PE) ؛
• کابلهایی با عایق معدنی ساخته شده از اکسید منیزیم. آنها دارای ویژگی های خوبی در برابر مقاومت در برابر آتش هستند.
• کابلهای عایق شده با کاغذ آغشته ، که با توجه به نوع اشباع در مایعات طبیعی ، روغن و گاز ، جدا می شوند.

در عملکرد استفاده از آنها

• کابل برای نصب ثابتپس از نصب آنها دیگر منتقل نخواهند شد.
• کابل برای نصب تلفن همراه،آنها تحت حرکات کم و بیش مکرر مانند کابل منبع تغذیه یک ابزار یا لوازم خانگی قرار دارند.

در عملکرد تعداد هسته ها

• تک قطبی
• دو قطبی
• سه قطبی
• چند قطبی

در عملکرد رفتار آتش سوزی آنها

• کابل های بازدارنده شعله:این کابلها ، در صورت نصب در موقعیت عمودی (نامساعدترین موقعیت) ، شعله را پخش نمی کنند.
• کابل های ضد حریق:این کابل ها ، در صورت نصب در محیط های بسته ، از گسترش آتش جلوگیری می کنند.
• کابلهای مقاوم در برابر آتش:این کابل ها حتی در صورت مستقیم تماس با شعله های آتش خدمات را ارائه می دهند. آنها در نظر گرفته شده اند که به طور عمده در مدارهای اضطراری برای زنگ هشدار ، روشنایی و ارتباطات استفاده شوند.
• کابلهایی با انتشار دود کم ، گازهای سمی و خورنده LS0H ، هالوژن صفر با دود کم:این کابل ها قابلیت مشاهده در هنگام آتش سوزی را دارند تا با کاهش انتشار دود و گازهای سمی به تخلیه افراد کمک کنند.