سیم و کابل ساختمان از اصلی ترین تجهیزات برقی محسوب میشوند که در واقع اساس و پایه ساختمان سازی محسوب میشوند. این محصولات به زبان ساده مسیری را برای عبور جریان برق فراهم میکنند و باید در استفاده از آنها نهایت دقت را به کار برد تا سبب آسیب رسیدن به افراد و سایر المان های برقی نشوند. عایق سیم و کابل این وظیفه را به عهده دارد و هم از آسیب رسیدن به مغزی یا هادی سیم و کابل جلوگیری میکند و هم خطرات ناشی از خروج جریان برق از هادی را خنثی میکند. سیم کشی یک ساختمان باید در همان ابتدا انجام شود تا هم مسیرهای عبور سیم و کابل مشخص شود و هم اینکه تمامیانشعابات به درستی کشیده شوند.
سیم و کابل ها دارای سطح مقطع های مختلفی هستند در واقع عددی که در کنار هر سیم یا کابل میآید نشان دهنده قطر یا سطح مقطع آن است. مثلا سیم 1 به این معنی است که سیم دارای سطح مقطع 1 میلیمتر است. هر سیم و یا کابل دارای روکشی به عنوان عایق نیز میباشد و در انواع مختلف سیم و کابل ممکن است روی عایق با پوشش های دیگری مثل شیلد, آرمور و اسکرین نیز پوشانده شود که کاربردهای مختلفی را برای کابل ها ایجاد میکنند. در ادامه قصد داریم سیم ها و کابل ها را جداگانه بررسی کرده و با انواع مختلف آنها بیشتر آشنا شویم.
سیم اولین و ساده ترین عنصر برای انتقال جریان الکتریکی است و برای ارتباط بین دستگاه های مختلف استفاده میشود. این انتقال الکتریسیته در سیم ها به دلیل وجود فلز رسانایی است که بخش اصلی سیم را تشکیل میدهد و به آن هادی گفته میشود. این هادی میتواند از جنس مس, آلومینیوم و یا مس قلع اندود باشد. روی هادی از عاسق, حفاظ, زره فلزی و یا روکشی استفاده میشود که میتواند هم از آسیب رسیدن به هادی جلوگیری کند و هم از طرفی جلوی نشت جریان برق به بیرون را بگیرد.
اگر بخواهیم بر اساس نوع هادی سیم های برق را دسته بندی کنیم, انواع مختلف سیم شامل سیم برقب مفتولی, سیم برق افشان و سیم برق نیمه افشان میشود. به توضیح این سه دسته به صورت مختصر توجه نمایید.
سیم مفتولیسیم 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 ساخته شده است.
سیم افشان
سیم افشان از تعداد زیادی رشته های نازک مسی به هم تابیده شده تشکیل شده است که به سیم های نرم معروفند و دارای قابلیت انعطاف بالایی میباشند 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.
سیم نیمه افشان
ساختمان این سیم برق 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 میشود.
در خیلی از منابع سیم های برق را بر اساس حروف اختصاری آنها میشناسند به همین دلیل آشنایی با این حروف خالی از لطف نیست. معمولا جنس هادی ها , عایق و نوع کاربرد سیم و کابل ها را با حروف مشخصی که درروی روکش خارجی آن ها نوشته میشود , نشان میدهند به طوری که هر حرف معنی خاص خود را دارد.
موارد مصرف انواع سیم برق بر اساس نام اختصاریدر ادامه به معرفی موارد مصرف انواع سیم بر اساس نام مختصر آنها میپردازیم. به طور مثال در نقشه های برقی که برای سیم کشی ساختمان تهیه میشود معمولا از این حروف برای نشان دادن نوع سیم ها به کار میرود.
سیم (NYA)سیم مسی تک لایه 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.
سیم (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.
سیم (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 میباشد.
مورد مصرف: نصب ثابت در محل های خشک یا مرطوب یا زیر گچ بدون لوله یا روی مقره ( مثلا کولر)
سیم (Y)سیمهای روکش شده با مواد پی وی سی که به دو صورت دو , سه یا چهار رشته ی به هم تابیده شده و یا تک رشته ای که اغلب تک رشته ها در رنگ های استاندارد و در کلاف های صدمتری در بازار موجود میباشند.
مورد مصرف: نصب ثابت در داخل لوله ی پی وی سی و فولادی برای زنگ اخبار, تلفن و سایر دستگاه های علامت دهنده.
امروزه در صنعت برق بخش عظیمیاز 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 میتوان 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 میشود. کابل ها نیز مانند سیم ها دارای هادی میباشند 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 به شرح زیر میباشد :
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 میشود 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 اختصاری r برای نشان دادن هادی با سطح مقطع گرد و از حرف s برای نشان دادن هادی با سطح مقطع مثلثی استفاده میشود. هادی مورد استفاده در سیم و کابل برق 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 میشود 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 میشود.
از سیم و کابل های خیلی انعطاف پذیر در جاهایی که نیاز به جابجایی زیاد یا خمش بالا باشد استفاده میشود مثل کابل های جوشکاری
برای عایق کردن کابل های الکتریکی بسته به ولتاژ هادی کابل از عایق های مختلفی استفاده میشود مثلا کاغذهای آغشته به روغن مخصوص , مواد پلاستیکی یا عایق از جنس پلی اتیلن که به نام xlpe معروف است.
زره کابل برق چیستزره کابل برق جهت محافظت کابل در برابر صدمات و ضربه های مکانیکی به صورت یک لایه خارجی بر روی عایق کابل کشیده میشود 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 میشود. در انتخاب صحیح نوع زره سیم و کابل موارد زیر باید مورد توجه قرار گیرد:
در زیر نمونه هایی از انواع زره ها که در سیم برق و کابل برق استفاده میشود آمده است :
زره سیم و کابل SWAدر این نوع از زره یک لایه فولاد گالوانیزه با قطر استاندارد به دور کابل کشیده میشود و حداقل 90 درصد حفاظت مکانیکی را پوشش میدهد. حفاظت مکانیکی و قدرت کششی این زره برای سیم و کابل ها بسیار مناسب میباشد البته برای سختی و مقاومت بیشتر میتوان از یک نوار فلزی روی آن استفاده کرد.
زره کابل و سیم GSWBدر این نوع از زره سیم گالوانیزه بافته شده با قطرهای 0.2 , 0.25 , 0.3 و 0.4 به دور کابل کشیده میشود که بیش از 80 درصد پوشش دهی دارد. استفاده از این زره مقاومت مکانیکی خوبی را ایجاد میکند و در مقایسه با بقیه زره ها , اجازه شعاع خمشی کمتری را میدهد در نتیجه این نوع زره برای جاهایی که حرکت یا لرزش وجود دارد مناسب است.
زره کابل و سیم GSTAدر این نوع از زره سیم وکابل نواری از فولاد گالوانیزه روی کابل کشیده میشود که ضخامت هر نوار 0.2 تا 0.4 میلیمتر برحسب قطر کابل میباشد. استفاده از این زره پوشش 100 درصدی را گارانتی میکند و در برابر ضربه مقاومت بالایی دارد ولی استحکام کششی آن متوسط است.
زره کابل و سیم برق GSFAاین نوع از زره سیم و کابل تخت بوده و از فولاد گالوانیزه با ترکیب سیم تخت به ضخامت 0.6 میلیمتر ساخته شده است. شما میتوانید برای خرید سیم و کابل برق به صورت آنلاین به بخش سیم و کابل ساختمانی در لاله زار24 مراجعه نمایید.
هادی یا مغزی سیم و کابل، وظیفه انتقال جریان برق را بر عهده دارد و از دو جنس اصلی ساخته میشود: مس و آلومینیوم. هادی مسی به دلیل رسانایی الکتریکی بسیار بالا، مقاومت کم در برابر جریان و دوام طولانی، بهترین و رایجترین گزینه برای سیمکشی ساختمانها و تابلوهای برق است. اگرچه قیمت مس بالاتر است، اما کیفیت و کارایی آن غیرقابل انکار است. در مقابل، هادی آلومینیومی سبکتر و ارزانتر است، اما رسانایی کمتری داشته و برای انتقال همان جریان، نیاز به سطح مقطع بزرگتری دارد. به همین دلیل، کابلهای آلومینیومی بیشتر در خطوط انتقال برق فشارقوی و شبکههای توزیع برق شهری استفاده میشوند، جایی که وزن و هزینه کمتر اهمیت بیشتری دارد. برای مصارف خانگی و صنعتی معمولی، هادی مسی همیشه انتخاب ارجح است.
سیم و کابل از نظر ساختار هادی به دو دسته اصلی مفتول و افشان تقسیم میشوند. سیم یا کابل مفتول از یک رشته هادی ضخیم و توپر تشکیل شده است که انعطافپذیری کمی دارد و برای سیمکشی ثابت و توکار در دیوارها، سقفها و تابلوهای برق که نیازی به حرکت و خمش ندارند، بسیار مناسب است. این نوع سیم، اتصالات محکمتری ایجاد میکند و در برابر کشش مقاومتر است. در مقابل، سیم یا کابل افشان از چندین رشته هادی نازک به هم تابیده شده تشکیل شده است که انعطافپذیری بالایی به آن میدهد. این ویژگی، کابل افشان را برای اتصال وسایل برقی قابل حمل، دستگاههای صنعتی متحرک، و مکانهایی که کابل باید خم شود یا حرکت کند، ایدهآل میسازد. همچنین کابل افشان برای سیمکشی چراغهای آویز و لوسترها نیز کاربرد فراوانی دارد.
سایز سیم و کابل برق بر اساس سطح مقطع هادی به واحد میلیمتر مربع (mm²) مشخص میشود و انتخاب سایز مناسب، یکی از مهمترین عوامل در ایمنی و کارایی سیستم برق است. رایجترین سایزهای سیم و کابل برای مصارف خانگی و اداری عبارتند از: ۱.۵ میلیمتر مربع برای مدار روشنایی، ۲.۵ میلیمتر مربع برای پریزهای برق معمولی و وسایل با مصرف متوسط، ۴ میلیمتر مربع برای وسایل پرمصرف مانند کولر و اجاقبرقی، و ۶ میلیمتر مربع یا بیشتر برای ورودی برق اصلی و مدارهای سهفاز. برای انتخاب سایز مناسب، باید جریان مصرفی (آمپر) و طول مسیر را در نظر بگیرید. هرچه جریان بیشتر و مسیر طولانیتر باشد، به سطح مقطع بزرگتری نیاز است تا از داغ شدن و افت ولتاژ جلوگیری شود. استفاده از سیم با سطح مقطع نامناسب، یکی از علل اصلی داغ شدن و آتشسوزی است.
جنس عایق سیم و کابل، نقش حیاتی در ایمنی و طول عمر آن دارد. رایجترین و مقرونبهصرفهترین عایق، PVC است که در برابر رطوبت، مواد شیمیایی و سایش مقاوم است و برای اکثر مصارف ساختمانی و صنعتی سبک مناسب میباشد. برای محیطهای با دمای بالا یا خطر آتشسوزی، از عایقهای نسوز (هالوژن فری) استفاده میشود که در صورت آتشسوزی، دود سمی و گازهای خورنده تولید نمیکند و جان انسانها را نجات میدهد. عایق سیلیکونی نیز برای دماهای بسیار بالا (تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد) مناسب است. همچنین XLPE (پلیاتیلن شبکشده) عایقی با مقاومت حرارتی و الکتریکی بالا است که در کابلهای فشارقوی و زمینی کاربرد دارد. انتخاب نوع عایق باید بر اساس شرایط محیطی، دمای کاری و الزامات ایمنی انجام شود.
کابل خودنگهدار نوعی کابل هوایی است که برای انتقال برق در شبکههای توزیع شهری و روستایی طراحی شده است. این کابلها از یک یا چند هادی (معمولاً آلومینیومی) تشکیل شدهاند که به دور یک سیم فولادی یا آلومینیومی مقاوم (به عنوان عضو نگهدارنده) تابیده شدهاند. ویژگی منحصربهفرد کابل خودنگهدار این است که نیاز به پایهها و مقرههای جداگانه برای نگهداری ندارد و خود کابل، نیروی کششی خود را تحمل میکند. این موضوع باعث کاهش هزینههای نصب، افزایش ایمنی در برابر برخورد و حوادث طبیعی، و زیبایی بیشتر شبکههای هوایی میشود. کابلهای خودنگهدار به دلیل عایقبندی کامل، خطر برقگرفتگی و اتصال کوتاه را به شدت کاهش میدهند و امروزه جایگزین سیمهای لخت در بسیاری از مناطق شهری شدهاند.
کابل شیلددار نوعی کابل است که علاوه بر عایق اصلی، دارای یک لایه محافظ (شیلد) از جنس فویل آلومینیوم یا تارهای مسی بافته شده است که دور هادیها پیچیده میشود. وظیفه اصلی شیلد، محافظت از سیگنالهای عبوری در برابر نویز و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) است. این ویژگی، کابلهای شیلددار را برای انتقال دادهها و سیگنالهای حساس در محیطهای صنعتی با نویز بالا، مانند کارخانهها و تأسیسات، بسیار مناسب میسازد. کابلهای شیلددار در انواع کابل شبکه، کابل کنترل، کابل ابزار دقیق و کابلهای صوتی کاربرد فراوانی دارند. در مقابل، کابلهای بدون شیلد (Unshielded) ارزانتر و انعطافپذیرتر هستند، اما در محیطهای با تداخل الکترومغناطیسی بالا ممکن است دچار اختلال در انتقال سیگنال شوند. انتخاب بین این دو به حساسیت سیگنال و میزان نویز محیط بستگی دارد.
کابل زمینی نوعی کابل مخصوص است که برای دفن مستقیم در زیر زمین طراحی شده و برای انتقال برق در شبکههای توزیع شهری، صنعتی و نیروگاهی کاربرد دارد. تفاوت اصلی کابل زمینی با کابل هوایی در ساختار عایقبندی و زره آن است. کابلهای زمینی دارای عایقهای ضخیمتر و مقاومتر (معمولاً از جنس XLPE) هستند و اغلب مجهز به یک زره فلزی (از نوارهای فولادی یا آلومینیومی) میباشند که از کابل در برابر فشار خاک، ضربه، جوندگان و رطوبت محافظت میکند. این زره، استحکام مکانیکی بالایی به کابل میدهد. همچنین کابلهای زمینی معمولاً دارای عایق رطوبتی هستند تا در برابر نفوذ آب مقاومت کنند. در مقابل، کابلهای هوایی سبکتر و انعطافپذیرتر هستند و برای نصب بر روی پایهها و دکلها طراحی شدهاند. انتخاب بین کابل زمینی و هوایی به شرایط محیطی، هزینه و ملاحظات زیباییشناختی بستگی دارد.