سیم و کابل

سیم و کابل برق همان‌طور که از نامش پیداست برای انتقال برق مورد استفاده قرار می‌گیرد که به نیروگاه‌ها، شبکه‌های کامپیوتری، تلویزیون‌ها و تلفن‌ها اجازه‌ی کار می‌دهد. گوناگونی سیم و کابل ها به چندین هزار نوع بالغ می شود و برای شناخت دقیق آنها لازم است که به گونه های مختلف، طبقه بندی شوند.

برای طبقه بندی بایستی به سراغ پارامترهای طبقه بندی رفت و اصلی ترین آنها را مد نظر قرار داد. در اینجا به هشت عامل اصلی و نقش آنها در ایجاد طبقه اشاره می شود:

1. سطح ولتاژ
2. نوع هادی و ساختار آن
3. نوع عایق و روکش
4. نوع حفاظت الکتریکی
5. نوع حفاظت مکانیکی
6. تعداد رشته ها
7. نوع کاربرد
8. استاندارد

سیم

سیم یک هادی الکتریسیته است که برای انتقال جریان الکتریکی از محلی به محل دیگر و ارتباط بین دستگاه های مختلف میباشد. در یک تقسیم بندی کلی میتوان سیم را به سه دسته سیم مفتولی یا سیم تک لا، سیم نیمه افشان و سیم افشان تقسیم کرد.

نکته: واحد اندازه گیری سیم بر حسب میلی متر مربع میباشد.

ساختمان سیم ها

سیم ها از دو قسمت هادی و عایق تشکیل شده اند هادی سیم ها عموما مسی یا آلومینیومی است ولی از مس به دلیل داشتن حجم کم و هدایت بهتر (نسبت به دیگر فلزات) بیشتر استفاده میشود. عایق سیم ها از موادی پلاستیکی است که آن را به صورت لایه ای روی هادی روکش میکنند.

سیم های مفتولی یا تک رشته ای

سیم مفتولی به صورت یک سیم مسی یک رشته میباشد که به سیم خشک نیز معروف بوده و جهت فرم کاری داخل تابلو های برق کاربرد دارد. هادی این نوع سیم ها از مس استاندارد شده با پوششی از نوع پی .وی.سی است ولتاژ نامی سیم، ۷۵۰-۴۵۰ ولت است و برای جریان های مختلف، با سطح مقطع عای ۱٫۵ تا ۲۴۰ میلی متر مربع ساخته میشود.

سیم های نیمه افشان

ساختمان این سیم مشابه سیم های مفتولی است ولتاژ نامی این سیم ۷۵۰-۴۵۰ولت است و زمینه های کاربرد روی آن مشابه سیم های مفتولی است. فقط درمواردی که نیاز به انعطاف بیشتر نسبت به سیم های مفتولی است، از این سیم استفاده میشود.

سیم های افشان یا چند رشته ای

سیم های افشان از تعداد زیادی رشته های نازک مسی تشکیل شده اند که به سیم نرم معروفند و در سیم کشی ساختمان کاربرد دارند. ساختمان این نوع سیم مانند سیم های مفتولی و نیمه افشان است ولتاژ نامی آن ۵۰۰-۳۰۰ ولت است. قابلیت انعطاف این سیم نسبت به سیم های نیمه افشان بیشتر است.

مقاومت الکتریکی سیم افشان از سیم مفتولی کمتر است، چراکه سطح مقطع سیم افشان به علت وجود فاصله میان لایه های مختلف سیمهای به هم تابیده، بیشتر است. هزینه تولید سیم افشان از سیم مفتولی بیشتر است، در نتیجه سیم افشان به نسبت سیم مفتولی گرانتر است.

انواع سیم ها

معمولا جنس هادی ها و عایق و نوع کاربرد کابل ها و سیم ها را به حروف مشخصی که درروی روکش خروجی آن ها نوشته میشوند نشان میدهند به طوری که هر حرف معنی خاص خود را دارد. در جدول زیر جهت اطلاع تعدادی از این حروف آمده است.

هریک از حروف در جدول بالا بیانگر مفهوم به خصوصی است که در زیر به آن پی میبریم:

مثلا N علامت سیم مسی است که طبق استاندارد VDE آلمان ساخته شده باشد،

Y به معنی عایق پروتو دور (P.V.C) هر رشته است،

S و Z علامت سیم های مخصوص،

F علامت سیم های نرم،

A برای سیم کشی داخل لوله ها و M به مفهوم سیم های مقاوم در مقابل رطوبت است.

در ادامه چند نوع از سیم ها که در سیم کشی مورد استفاده ی بیشتری دارند به همراه موارد استفاده و جداول مشخصات آن ها، معرفی میشوند.

1. سیم (NYA)

مورد مصرف: نصب بدون حرکت در محل های خشک و در داخل لوله ی پی وی سی و فولادی

تذکر: استفاده ی این نوع سیم در زیر گچ مجاز نیست.

ساختمان: سیم مسی نرم با روکش پلاستیک به رنگ های سبز، زرد ، سیاه، آبی و قهوه ای است.

2. سیم (NYAF)

مورد مصرف: نصب بدون حرکت در محل های خشک و در داخل لوله ی پی وی سی یا فولاد.

تذکر: استفاده ی این نوع سیم در زیر گچ مجاز نیست.

ساختمان: رشته های نازک سیم مسی به هم تایبده شده یا روکش پلاستیک به رنگ های سبز، زرد ، سیاه، آبی و قهوه ای است.

3. سیم (NYM)

مورد مصرف: نصب ثابت در محل های خشک یا مرطوب یا زیر گچ بدون لوله یا روی مقره ( مثلا کولر)

ساختمان: سیم های مسی یک لایه با عایق پی وی سی ، که چند نمونه ی آن با هم در یک کلاف روکش پی وی سی شده است. رنگ کلاف سیاه یا خاکستری یا سفید و رنگ روکش سیم های داخل سیاه ، قهوه ای و آبی است.

4. سیم (NYFA)

مورد مصرف: نصب ثابت در داخل لوله ی پی وی سی و فولادی ( برای اشیای قابل حمل استفاده نمیشود).

ساختمان: سیم های نازک مسی به هم تابیده با مواد پی وی سی عایق شده است و به رنگ های سبز و زرد ، سیاه، آبی، قهوه ای ،زرد ، سبز، بنفش و سفید وجود دارد.

5. سیم (NYAFZ)

مورد مصرف: نصب ثابت برای مصرف روشنایی(برای وسایل قابل حمل مجاز نیست).

ساختمان: سیم های نازک مسی پس از این که به هم تابیده شد، به طور موازی با هم عایق بندی میشوند این سیم به رنگ های سیاه، سفید و قهوه ای است.

6. سیم (Y)

مورد مصرف: نصب ثابت در داخل لوله ی پی وی سی و فولادی برای مصرف زنگ اخبار، تلفن و سایر دستگاه های علامت دهنده.

ساختمان: سیم هاروکش شده با مواد پی وی سی و دو یا سه و یا چهار رشته ی به هم تابیده و تک رشته اغلب تک رشته ها در رنگ های استاندارد و در کلاف های صدمتری در بازار موجود است.

7. سیم ارت

سیم ارت از افراد هنگام کار با لوازم برقی حفاظت می کند. به طوری که با اتصال آن به بدنه لوازم برقی در صورتی که به هر دلیلی بدنه برقدار شود، اتصال کوتاه انجام شده و فیوز محافظ عمل میکند. این سیم به چاه ارت وصل می شود.

جهت استفاده از سیستم ارت هر ساختمان یا مجتمع حتما باید دارای چاه ارت با ساخت کاملاً فنی باشد. وصل کردن این سیم به لوله آب ساختمان یا اسکلت فلزی آن کاملاً اشتباه و خطرناک است .

به صورت کلی اهداف به كارگيري سيستم ارتينگ و استفاده از سیم ارت شامل موارد زیر است:

• برقراری حفاظت و ايمني وسايل و تجهيزات الكتريكي و الكترونيكي
• فراهم آوردن شرايط ايده‌ال برای كار
• جلوگيري از ولتاژ تماسي
• حذف ولتاژ اضافي
• جلوگيري از ولتاژهاي ناخواسته و صاعقه
• اطمينان از قابليت كار الكتريكي

 

8. سیم لاکی

سیم لاکی تشکیل شده از یک رشته سیم است که بر روی آن لایه نازکی از عایق قرار گرفته است. به دلیل حجم عایق کمی که این نوع از سیم دارد، در سیم‌پیچی‌های موتور و ترانسفورماتور به وفور از آن استفاده می‌گردد به نحوی که به سیم ترانس معروف است.

سیم لاکی یا سیم ترانس با قطر سطح مقطع آن شناخته می‌شود. این سیم از ضخامت 0.05 تا 6 میلی متر در بازار موجود است که بسته به میزان جریان عبوری از آن ضخامت سیم تعیین می‌شود.

 

9. کابل کواکسیال

سیم و کابل کواکسیال یک سیم مسی وسط خود دارد که یک عایق دی‌الکتریک آن را احاطه کرده است. روی این لایه‌ی عایق رشته‌های سیم به‌هم بافته شده قرار گرفته که در نهایت یک روکش پلاستیکی همه‌ی آن‌ها را می‌پوشاند. سیم و کابل کواکسیال از لحاظ اندازه، عملکرد، انعطاف‌پذیری،‌ ظرفیت عبور دهی برق و قیمت با هم تفاوت دارند

مورد مصرف: برای سیم های آنتن تلوزیون و رابط دستگاه های صوتی و تصویری.

ساختمان: یک کابل دو سیمه است که از یک رشته سیم داخلی(در مرکز کابل) یا عایق مخصوص (معمولا پی وی سی) و یک سیم خارجی (بافته شده برروی عایق سیم مرکزی) درست شده است. بدین ترتیب سیم داخل در مقابل پارازیت های خارجی محافظت میشود.

نکته: سیم داخلی به عنوان سیم اصلی و سیم خارجی معمولا به بدنه ی دستگاه مورد نظر وصل میشود.

 

کابل ها

اصولا هر نوع هادی، که بتواند جریان برق را از داخل خود عبور دهد و توسط موادی از محیط اطراف خود عایق شده باشد به طوری که ولتاژ روی سطح عایق نسبت به زمین برابر صفر و در روی سطح سیم نسبت به زمین دارای ولتاژ فازی باشد، کابل نامیده میشود.

تفاوت سیم و کابل

به طور کلی کابل ها هم همانند سیم ها همواره از دو قسمت اصلی هادی و عایق تشکیل شده اند در واقع سیم ها جزء کابل ها هستند به عبارتی مجموع چند سیم، یک کابل تشکیل می دهد.

همچنین دامنه استفاده از سیم ها بسیار وسیع است. یک سیم یک رشته یا گروهی از رشته های ماده الکتریکی هدایت شده است، معمولا آلومینیوم یا مس. از طرف دیگر، یک کابل از دو یا چند هادی عایق تشکیل شده است و می توان آن را لخت یا پوشش داد.

ساده ترین روش تشخیص بین این دو این است که سیم معمولا قابل مشاهده است، در حالی که بیشتر کابل ها معمولا عایق هستند.

سیم و کابل دو اصطلاح پرکاربرد در رشته‌ی برق هستند. این دو کلمه اغلب با هم اشتباه گرفته می‌شوند، اما در واقع با هم تفاوت دارند.

سیم یک تک رساناست و مواد مورد استفاده در آن بیشتر مس و آلومینیوم است در حالی که کابل از دو یا چند سیم عایق‌دار درست شده که در یک روکش قرار داده شده‌اند. چند رسانا، که هیچ عایقی آن‌ها را در بر نگرفته باشد تک‌رسانا نامیده می‌شوند. پس سیم و کابل را نمی‌توان به جای هم به کاربرد و هر کدام انواعی دارد که در زیر به آن‌ها می‌پردازیم.

 

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 داند اما تفاوت کابل ها ناشی از کاربرد آن هاست یعنی نوع کارشان موجب میشود که جنس، شکل، سطح مقطع و تعداد هادی ها و عایق ها با یکدیگر تفاوت داشته باشند این تفاوت ها موجب تقسیم بندی کابل ها میگردد.

هادی کابل ها

هادی از سیم مسی تقریبا خالص و دارای انعطار قابل قبول و یا از آلومنیوم و یا آلیاژ های مخصوص ساخته میشود. سطح مقطع هادی ها، با توجه به مقدار جریان عبوری و نوع کاربرد در اندازه های گوناگون و شکل های متفاوتی درست میشوند.

هادی های کابل را از دیدگاه های مختلف میتوان تقسیم بندی نمود در این جا کابل ها را از نظر سطح مقطع هادی، تعداد رشته و هم چنین از نظر کاربرد به صورت زیر مورد بررسی قرار میدهیم.

• هادی ها از نظر تعداد رشته به دو شکل تک رشته (مفتولی) و چند رشته (افشان) وجود دارند.
• برای مشخص کردن هادی های تک رشته از حرف اختصاری (e) و کابل های چند رشته از حرف اختصار (m) استفاده میشود
• هادی ها از نظر شکل سطح مقطع نیز به دو شکل گرد و مثلثی (سکتور) وجود دارند. برای مشخص کردن هادی های گرد از حرف اختصاری (r) و کابل های مثلثی از حرف اختصاری (s) استفاده میشود.
• کابل ها را از نظر کاربرد به دو دسته ی کابل های مسلح که برای تحمل ضربه ها، فشار ، نفوذ رطوبت و سایر عوامل دارای محافظ اند و دیگر کابل های غیر مسلح که فاقد محافظ اند تقسیم میکنند.

عایق کابل ها

با توجه به اینکه کابل ها در زیر زمین و یا روی تجیزات فلزی نصب میشوند نباید هیچگونه اتصال الکتریکی بین هادی و زمین برقرار گردد به عبارت دیگر، باید ولتاژ روی بدنه ی عایق نسبت به زمین صفر باشد، برای عایق کردن کابل های الکتریکی، بسته به نوع مصرف ولتژ روی هادی کابل، از مواد مختلفی به عنوان عایق استفاده می شود.

رنگ بندی سیم وکابل

برای جلوگیری از اشتباه و در جهت تشخیص سیم های کابل از یکدیگر هایق سیم های هادی را در رنگ های مختلف انتخاب میکنند.

اصلی ترین رنگ بندی در کابلهای معمول در بازار ایران مطابق استاندارد IEC 60227 و یا ISIRI 607 میباشد. خلاصه این رنگ بندی در زیر آمده است.

 روش انتخاب کابل

برای خرید سیم و کابل باید به استاندارها و مواردی اعم از جنس، برچسب روی سیم و کابل، اندازه و حداکثر ولتاژ قابل تحمل آن‌ توجه کرد.

در تأسيسات مربوط به انتقال و توزيع انرژي الكتريكي، و تجهيزات برقي، نياز به استفاده از كابل مي باشد. لذا بايستي با مشخصات كابل ها و كاربرد آنها آشنايي مختصر پيدا كرد.

1. قدرت تحمل جريان الكتريكي

يكي از مشخصه هاي اصلي هر كابل قدرت تحمل جريان الكتريكي آن مي باشد كه به نوع كابل، شرايط محيط و محل نصب آن بستگي دارد. و چنانچه مقدار جريان از حد معيني بيشتر گردد علاوه بر گرم شدن كابل ممكن است موجب سوختن آن نيز بشود.

2. ولتاژ

از ديگر عواملي كه در انتخاب كابل بايد در نظر داشت، افت ولتاژ آن است، زيرا كاهش ولتاژ دستگاههاي صنعتي علاوه بر ايجاد اشكال در طرز كار صحيح آنها در پاره اي موارد موجب آسيب ديدن دستگاه نيز مي شود.

3. اندازه سیم و کابل

روی هر سیم و کابلی تعدادی عدد حک شده که رایج‌ترین‌ آن‌ها 10 و 12 و 14 می‌باشند. این اعداد نشان‌دهنده اندازه سیم و کابل هستند و هرچه رقم آن‌ها بزرگ‌تر باشد سیم و کابل کوچک‌تر خواهد بود.

هر چی سطح مقطع یا همون ضخامت کابل بیشتر باشه کمتر داغ میشه و کمتر در معرض سوختگی و آتش سوزی قرار میگیره.

4. جنس سیم و کابل

برای تشخیص جنس سیم و کابل باید به علامت حک شده روی آن‌ توجه نمود. به عنوان مثال CU علامت عنصر مس در جدول تناوبی است. عنصر مس از متداول‌ترین فلزات به‌کار گرفته شده در سیم و کابل به‌شمار می‌رود.

5. برچسب روی سیم و کابل

یکی از موارد مهم در انتخاب سیم و کابل برچسب روی آن است که حاوی علائم و نشانه‌هایی می‌باشد که بعضی از آن‌ها عبارتند از:

NGG : کابل با هادی مس، عایق و غلاف پلاستیک

NKBA : کابل با هادی مس، عایق کاغذ، غلاف سرب، زره فولادی و روپوش خارجی الیاف گیاهی

NAYY : کابل با هادی آلومینیوم، عایق و غلاف پلاستیک

NYY : کابل قدرت

بطور كلي در انتخاب كابل براي تجهيزات برقي بايد به نكات زير توجه نمود

• جريان مصرفي تحت هيچ شرايطي نبايستي از جريان مجاز كابل بيشتر شود.
• از آنجا كه تعويض كابل غالباً با هزينه سنگين همراه است، لذا افزايش جريان ناشي از طرح توسعه آينده در نظر گرفته شود.
• افت ولتاژ كابل از حد مجاز زيادتر نگردد.
• سطح مقطع كابل (و در نتيجه قيمت آن) با توجه به تلفات الكتريكي، تا حد ممكن مقرون به صرفه باشد.
•  انتخاب كابل با پوشش مناسب، با توجه به شرايط محيط ( هواي آزاد، زير خاك، حرارت و برودت و غيره ) صورت پذيرد.

انواع سیم و کابل

یکی از موارد پر اهمیت در هنگام استفاده از سیم و کابل داشتن اطلاعات لازم درباره نوع، جنس و کیفیت آن می‌باشد؛ چرا که هر سیم و کابل کارکرد متفاوتی دارد

همانطور که ذکر شد سیم و کابل انواع مختلفی دارد که در زیر به صورت تیتر وار به برخی از آن ها در زیر اشاره میکنیم:

• کابل های کواکسیال

MIL-C-17G, High Frequency Coaxial Cable

• کابل های شبکه

CAT5E UTP, CAT6 UTP, …

• کابل های خاص

AVS, Railway signal cable , …

• کابل های برق

NYY, NYRY, N2XY, N2XH, N2XH fr , …

• سیم های برق

NYA, NYAF

• کابل های کنترل

NYSLY, NYSLYCY, NYM, LIYY, LIYCY

• کابل های مخابراتی

ژله فیلد خاکی، ژله فیلد کانالی، هوایی ساده، هوایی مهاردار و …

• سیم های مخابراتی

سیم رانژه، دوبل هوایی مهاردار

• کابل های فیبر نوری

OBUC-NZDSF, OBUC-SM, OCUC-SM, OSSC-DJ-SM, …

• کابل های فشار ضعیف (Low Voltage Cables)

انواع کابل های مسی و آلومینیومی عایق شده با پلیمر های مختلف می باشند که در سطح ولتاژی ۶۰۰ تا ۱۰۰۰ ولت قرار دارند. این کابل ها برای انتقال الکتریسیته در کاربردهای مختلف از روشنایی تا انتقال نیروی محرکه به الکترو موتورها و … استفاده می شوند.

• کابل های فشار متوسط  (Medium Voltage Cables)

• سیم و کابل فشار قوی و صنعتی  (High Voltage Cables)

سیم و کابل فشار قوی و صنعتی را معمولا از مس استاندارد با یک رویه محافظ پلاستیکی نئوپرن جهت عایق‌بندی آن تولید می‌کنند. وجود این نوع سیم و کابل در بعضی از ماشین‌آلات صنعتی و راهسازی که از قطعات سنگین تشکیل شده‌اند ضروری می‌باشد؛ چرا که این نوع سیم و کابل در شرایط سخت محیطی نیز مقاومت بالایی داشته و عملکرد مناسبی دارد؛ طوری که در برابر انواع گاز، مواد شیمیایی، اسید و روغن دچار مشکل نخواهد شد.

• سیم و کابل های ساختمانی  (Building Wires and Cables)

سیم و کابل های ساختمانی وظیفه تقسیم برق در ساختمان را بر عهده دارند. این نوع سیم و کابلها ساختارهای متفاوتی دارند. از جمله این ساختارها میتوان به کابلهای Flexible اشاره کرد که هادی آنها بایستی Flexible باشد.

 

• کابلهای ابزار دقیق  (Instrumentation Cables)

کابل های ابزار دقیق در سیستم های کنترلی جهت ارسال/دریافت علائم (سیگنال های) دیجیتال و آنالوگ از تجهیزات و حسگرها (سنسور) استفاده می شوند.

 

• کابلهای ضد آتش (Fire Resistant (Safetey) Cables)

ودر انتهای مقاله برای تشخیص سیم وکابل های مرغوب یه موارد زیر باید توجه کنیم:

مرغوبیت سیم وکابل

1. سطح بیرونی سیم و کابل باید صاف و فاقد هرگونه فرورفتگی و برجستگی باشد (موج دار بودن سطح سیم وکابل‌های غیرقابل انعطاف ایراد محسوب نمی‌شود).
2. قطر زیاد عایق یا غلاف سیم وکابل دلیلی مبنی بر مرغوب بودن آن محصول نیست متأسفانه برخی از تولیدکنندگان با کاستن از وزن مس لازم در سیم و کابل (با کاستن تعداد رشته‌های مس یا قطر رشته‌های مس) و افزودن به قطر عایق یا غلاف سبب می‌شوند وزن محصول مناسب به نظر برسد اما این محصول قابلیت استفاده برای مورد طراحی شده را نخواهد داشت و در صورت استفاده سبب بروز آتش‌سوزی یا مشکلات دیگر می‌شود.
3. هنگامی که سیم را از مقطع برش می‌زنیم (توسط سیم چین یا تیزبر) باید هادی (مس) در مرکز عایق قرار گرفته باشد که اصطلاحاً به آن سنتر بودن هادی گفته می‌شود.
4. هنگامی که کابل را از مقطع برش می‌زنیم باید غلاف به گونه‌ای سیم‌ها را دربرگرفته باشد که ضخامت غلاف در اطراف سیم‌ها مساوی باشد که اصطلاحاً به آن سنتر بودن سیم‌ها گفته می‌شود.
5. عایق سیم هنگام جداسازی از هادی (مس) باید به آسانی و به صورت کشسان از روی مس جدا گردد.
6. در مورد کابل‌ها باید دقت نمود که جداسازی سیم‌ها از هم و از غلاف کاملاً آسان انجام پذیرد.
7. در رابطه با سیم و کابل‌های مسی (که مورد بحث این نوشته می‌باشد) هادی مس باید شرایط زیر را داشته باشد:

مرغوبیت هادی سیم وکابل

• از مس خالص نرم شده (آنیل شده) تهیه شده باشد.
• سطحی کاملاً شفاف و براق داشته باشد.
• اکسید نشده باشد (رشته‌های مس سیاه نباشند).
• قابل انعطاف باشد (با خم و راست شدن سیم، رشته‌های هادی نشکند).

8. هر مقطع سیم، مس مصرف شده باشد (کم بودن میزان مس سبب می‌شود مقاومت هادی به نسبت استاندارد آن مقطع زیاد باشد و استفاده مازاد آن سبب هدر رفتن فلز گران‌بهای مس می‌شود و در نتیجه قیمت تمام شده سیم یا کابل افزایش می‌یابد).

گروه روشنایی و صنعتی تــــِک لایــــت

منبع