در عصر دیجیتال امروزی، انرژی مورد نیاز برای همه‌چیز از برق تأمین می‌شود. ما هم در فضای داخلی و هم فضای با به برق نیاز داریم. بنابراین لازم است بهترین تجهیزات مورد نیاز از برق را بشناسیم و با نقش آن‌ها آشنا شویم. اساسی‌ترین تجهیزات مورد نیاز برای کاربران و مصرف‌کنندگان برق، سیم و کابل است. انواع سیم و کابل علاوه بر اینکه برای انتقال و توزیع برق به خانه و صنایع استفاده کاربرد دارند، در بخش مخابرات نیز برای انتقال بی‌وقفه داده به انواع مختلفی از کابل‌ها متکی است. بنابراین در این محتوا از وب‌سایت برقچی، 5 عامل مهم در انتخاب نوع سیم و کابل را برای انتخاب و آگاهی بیشتر شرح می‌دهیم. با ما همراه باشید.
مشخصات اصلی سیم و کابل‌ها
برخی افراد کابل و سیم برق را یکسان می‌دانند، اما این دو متفاوت هستند. یک سیم معمولاً تک هادی و با قطر کمتر است. اما یک کابل درواقع شامل چندین هسته یا رشته هادی در داخل پوشش مشترک است. تمام اطلاعاتی که باید در مورد یک نوع کابل بدانید بر روی روکش آن چاپ‌شده است و شامل موارد زیر است:
- نوع کاربرد و استاندارد که علائم اختصاری مخصوص به خود را دارند
- گیج Gauge یا استاندارد AWG American Wire Gauge که در مورد سیم‌های مفتولی گرد عنوان می‌شود. هر چه عدد استاندارد AWG بزرگ‌تر باشد، قطر سیم و مقاومت سیم کمتر و خاصیت رسانایی بیشتر خواهد بود.
- تعداد سیم‌ها که با Gauge مرتب است. 14/2 یعنی دو سیم 14 گیج در داخل کابل است.
- ارت (Ground) یا حرف G نشان‌دهنده وجود سیم ارت است.
- رتبه‌بندی ولتاژ: رایج‌ترین رتبه‌بندی برای مصارف مسکونی 600 ولت است.
- گواهینامه‌هایی مانند UL نشان می‌دهد که کابل دارای گواهی ایمنی است و برای استفاده تأییدشده است.
انتخاب نوع سیم و کابل
بیشتر بخوانید: تفاوت سیم و کابل
عوامل مؤثر در انتخاب سیم و کابل
هدف از طراحی و تولید سیم و کابل، تبدیل منبع برق به جریان الکتریکی و حمل آن است. بنابراین دو مفهوم اصلی ولتاژ و جریان و پارامترهای مربوط به آن‌ها در انتخاب کابل موردنیاز شما مؤثر خواهند بود. این مفاهیم و پارامترهای مربوط به آن را با شرج 5 عامل مهم در انتخاب نوع سیم و کابل توضیح می‌دهیم.
بررسی ولتاژ نامی
ولتاژ نیروی محرکه‌ای است که منجر به تشكیل جریان الکتریکی در مدار می‌گردد. ولتاژ نامی به‌عنوان یکی از 5 عامل مهم برای انتخاب نوع سیم و کابل از اساسی‌ترین معیارهای درجه‌بندی و دسته‌بندی است. درواقع وقتی یک کابل را با ولتاژ آن نام می‌بریم به ولتاژ نامی آن یا محدوده مجاز ولتاژ آن اشاره می‌کنیم. دانستن این ولتاژ برای تعیین عملکرد درست یا نادرست سیستم الکترونیکی ضروری است. از طرفی سطح یا محدوده ولتاژ یک سیستم الکتریکی به‌عنوان ولتاژ اسمی آن شناخته می‌شود و باید قبل از طراحی و سیم‌کشی مدار مشخص شود. ولتاژ اسمی در یک سیستم جریان متناوب (AC)، باید حداقل برابر با مقادیر ولتاژ نامی سیستم باشد. همچنین در سیستم جریان مستقیم (DC) ولتاژ اسمی سیستم نباید از 1.5 برابر ولتاژ نامی کابل عبور کند.
در مقابل ولتاي کاری در هنگام فعال بودن مدار اعمال می‌شود. برای عملکرد درست سیستم این مقدار مجاز است که 10 درصد بیشتر یا کمتر از ولتاژ نامی باشد. بررسی این معیار برای کارکرد درست سیستم الکترونیکی و کابل ضروری است. به عنوان مثال اگر یک لامپ 240 ولت را به یک باتری 12 ولت متصل کنید قطعاً روشن نمی‌شود. یا اگر یک دستگاه 5 ولت USB را به یک منبع 240 ولت متصل نمایید، جریان بیش‌ازحدی را عبور داده و آسیب جبران‌ناپذیری به مجموعه وارد می‌شود.
عملکرد ولتاژ نامی
ظرفیت حمل جریان در سیم و کابل
ظرفیت حمل جریان (ampacity) کابل یا جریان نامی، حداکثر جریان مجازی است یک کابل که می‌تواند از خود عبور دهد، بدون اینکه از آستانه درجه حرارت مجاز خود عبور نماید. تلفات الکتریکی در تمامی نقاط از سیم و کابل به حرارت تبدیل‌شده و همراه با عبور جریان به محیط منتقل می‌شوند. این حرارت، نباید از حد مجاز تعیین‌شده برای عایق سیم یا کابل بالاتر رود. اگر چنین اوقافی بیفتد، یا از جریان مجاز عبور کرده‌ایم، یا مقدار آن به‌درستی محاسبه نشده است. به‌عنوان‌مثال درجه حرارت عایق سیم و کابل در سطح هادی آن‌ها در سیم و کابل با عایق پی‌وی‌سی نباید از 70 درجه سانتی‌گراد بالاتر رود.
جریان نامی (ظرفیت حمل جریان)
بیشتر بخوانید: استاندارد رنگ سیم برق در ایران و سایر کشورها
عوامل مؤثر در جریان دهی کابل
محاسبه جریان مجاز به عوامل متعددی بستگی دارد و با توجه به نحوه قرار گرفتن کابل‌ها در کنار هم متفاوت می‌شود.
- دما از عوامل مهم تعیین ظرفیت نامی جریان کابل، شامل دمای محیط، دمای محل نصب و نیز دمای مجاز برای عایق کابل و ساختار آن هست.
- ساختار کابل چگونگی انتقال حرارت از هادی به سطح بیرونی کابل را مشخص می‌کنند.
- شرایط محیطی نصب از قبیل نصب در هوا، دفن در زیرزمین، در مجرا، نوع خاک از عوامل مؤثر بر جریان دهی کابل هست.
- تاثیر کابل‌های مجاور که باید ضرایب مناسب برای کاهش جریان مجاز کابل در نظر گرفته شود.
بررسی افت ولتاژ در کابل برق
افت ولتاژ در کابل برق
تمامی وسایل الکتریکی برای کار در ولتاژ مشخص به خود (ولتاژ نامی) طراحی‌شده‌اند و تنها در محدوده مجاز همان ولتاژ می‌توانند عملکرد درستی داشته باشند. اما اگر این مقدار از ولتاژ کاری مجاز کمتر باشد، راندمان سیستم پایین می‌آید و موجب خسارت می‌شود. در شبکه‌های الکتریکی نیز شاهد افزایش تلفات توان الکتریکی خواهیم بود.
با افزایش تعداد مصرف‌کنندگان در یک شبکه برقی ممکن است که شبکه با افت ولتاژ یا کاهش ولتاژ برقی در حال عبور از کابل، مواجه شود. به همین دلیل، مهندسان قبل از طراحی شبکه محدوده موردنیاز همه مصرف‌کنندگان را مشخص می‌کنند. برای کنترل و محاسبه افت ولتاژ باید به نوع هادی، شدت‌جریان عبوری مدار یا توان انتقال، طول مدار (طول مسیر)، درصد افت ولتاژ مجاز مصرف‌کننده، ضریب توان بار و نوع سیستم الکتریکی (AC، DC تک فاز یا AC سه فاز) دقت کافی داشت. شما باید با انتخاب کابل قدرت مناسب بر اساس رتبه‌بندی آن از عملکرد و ایمنی بهینه در شبکه برق اطمینان حاصل نمایید. معمولاً برای کابل‌هایی با کارایی خاص، رده‌بندی حداکثر جریان به تفکیک نوع کابل و نوع خاک مشخص‌شده است.
تحمل جریان اتصال کوتاه به واسطه کابل
اتصال کوتاه
جریانی که در اثر اتصال کوتاه در یک‌لحظه (چند میلی‌ثانیه) در مدار ایجاد می‌شود، ممکن است هزاران بار بزرگ‌تر از جریان نامی مدار باشد. این جریان ممکن است نیروی الکترومغناطیسی یا ترمودینامیکی با مقداری بین مجذور و توان دو جریان ثابت ایجاد کند. اما زمان آن بسیار کوتاه است و کابل به‌سرعت خنک می‌شود. بنابراین برای تحمل اتصال کوتاه، عایق کابل باید بتواند دماهای بالاتر از دمای تعیین‌شده جریان ثابت را تحمل نماید.
بیشتر بخوانید: از کجا بفهمیم اینستاگرام هک شده؟
راهنمای انتخاب نوع سیم و کابل
در لیست 5 عامل مهم برای انتخاب نوع سیم و کابل به بررسی اصلی‌ترین پارامترهای مربوط به کابل و سیم پرداختیم. به طور کلی ولتاژ لازم برای تامین جریان الکتریکی یکی از مهم‌ترین پارامترهای الکتریکی است که محاسبه دقیق آن در کابل‌های برق برای حفظ منبع تغذیه پایدار و جلوگیری از تلفات انرژی بسیار مهم است. با در نظر گرفتن عواملی مانند سطح مقطع کابل، ظرفیت حمل جریان، ضریب توان و ملاحظات اقتصادی، شبکه‌های برق کارآمد و قابل‌اعتماد خواهند بود. از طرفی شرایط جانبی استفاده از کابل مانند محیط نصب و نوع عایق کابل، آستانه تحمل دما و موارد مشابه نیز در عمر و عملکرد سیم و کابل موثر است. امیدواریم این مطلب از مجله برقچی در تصمیم‌گیری بهتر به شما کمک کند.
دیدگاه شما