تحقیق مقاله کابل و کابل کشی

مقدمه

توضیح انرژی الکتریکی در صنعت به صورت انجام می شود که یکی به وسیله سیم های هوایی و دیگری به وسیله کابل می باشد. کاربرد کابلها در تاسیسات الکتریکی بسیار پر اهمیت می باشد.

اصولاً هر نوع هادی که بتواند جریان برق را از داخل خود عبور داده  و توسط موادی از محیط اطراف خود عایق شده باشد، کابل نامیده می شود. در هر کابل سطح عایق نسبت به زمین دارای ولتاژی برابر با صفر و سطح هادی یا سیم به زمین دارای ولتاژ فازی می باشد. عایق کردن بدین جهت است که در حالتی د زیر زمین نصب می شود، اتصالی فاز به زمین پیش نیاید.

هادی کابل

منظور از هادی کابل قسمت اصلی کابل است که جریان الکتریکی را هدایت می کند. جنس هادی کابل معمولاً از مس یا آلومینیوم است برای تشخیص کابل آلومینیومی از مس کافی است که به رنگ هادی کابل توجه می شود. کابلها از نظر نوع سطح مقطع و شکل آن و همچنین سطح مقطع و شکل آن و همچنین از نظر تک رشته بودن هادی نیز به دسته مختلفی تقسیم می گردند.

سطح مقطع هادی ممکن است به صورت مفتولی دایره ای و یا به صورت سکتور یا مثلثی  ساخته شود. سطح مقطع دایره ای را با حرف R و سطح مقطعی مثلثی را باS نشان می دهند.

هادی کابلها می تواند به صورت یک رشته یا چند رشته که به ترتیب با حروف EوM مشخص می شوند. به عبارت دیگر هادی دایره ای در حالت تک رشته با علامت RM و هادی مثلثی در حالت تک رشته باSM  نشام داده می شود.

استفاده از هادیهای چند رشته ایRMو SMباعث کاهش اثرات پوسته ای و افزایش سطح موثر هدایت کابل می شوند.

به دلیل غیر یکنواخت بودن مغناطیسی، در ولتاژهای بالا نمی توان از کابلهای مثلثی یا سکتوری استفاده کرد. این کابلها تا ولتاژ10KV مورد استفاده قرار می گیرند.

عایق کابل

متناسب با نوع مصرف، عایق کابل از مواد مختلف ساخته می شود که مهمترین آنها عبارتند از:

کاغذ های آغشته  به روغن مخصوص

عایق های لاستیکی عایق های پلاستیکی

از عایق لاستیکی امروزه  تنها در برخی از جاهایی خاص  استفاده می شود مثلاً برای  برق رسانی  در کشتی ها برای جلو گیری  از اثر گوگرد  موجود در لاستیک  بر روی هادی  مسی باید  روی هادی  را قبل از عایق کردن قلع اندود کرد .

کابل های پلاستیکی  عموماً از عایق مصنوعی پلی وینیل کلراید  یا PVC ساخته             می شوند  . ماده   PVCکه برای روکش سیم و پوشش خارجی  کابل از آن استفاده می شود از زغال ، اسید کلریدریک ، آهک ، کاربید ، استیلن تشکیل شده است .

نوع دیگر از عایق وجود دارد که پلی اتلین  ( P.E.T) نامیده می شود. و از مواد            ترمو پلاستیک  می باشد. در کابل ها با عایق کاغذ روغنی  دارای جریان میباشد  کابل ها با مواد  عایق روغن  تا ولتاژ های  63 کیلو وات ساخته می شود و نباید در زمین های با شیب زیاد کار روند .

نکته :

کابل PVC نمی سوزد  و سبب هدایت آتش  نیز نمی شود  هم چنین این کابل ها  کهنه نمی شود  و از ثبات شیمیایی  کم نظیری  برخوردار است .اما پلی اتلین یا P.E.T قابل اشتعال  می باشد و برای جلو گیری از اشتعال  روکش خارجی آن  را از PVC می سازند .

عایق P.E.T در کابل ها با ولتاژ زیاد ( بالاتر از 20KV )به کار می رود . 

غلاف کابل:

برای جلوگیری از نفوذ رطوبت به داخل کابل سیک عایق شده با یک غلاف لزی پوشانده می شود و به همین جهت دو انتهای کابل نیز با سر کابل مخصوصی بسته می شود. غلاف کابل بیشتر از سرب است که دارای مقدار کمی مس ویا آنتیموان و روی می باشد که این مواد باعث سخت تر شدن سرب و پایداری و استقامت آن در مقابل خوردگی می شوند.

در کابلهایی که تحت فشار و ضربه قرار می گیرند برای حفاظت از نوارهای فلزی استفاده می کنند. کابلهایی که در آنها نوارهای از فولاد و غلاف های سربی به کار می رود به کابلهای مسلح معروفند.

در برخی کابلهای چند سیمه  پس از عایق نمودن هر یک از رشته سیمها و ورق نازک فلزی بر روی آنها پیچیده می شود و سپس همگی آنها در یک غلاف سربی قرار می گیرند .این ورق نازک به کاغذ متالیزه معروف است و کابلی که دارای چنین کاغذی باشد کابل H نامیده می شود.

وجود این کاغذ باعث محصور شدن میدان مغناطیسی هر سیم در اطراف آن شده و نیاز به استفاده از عایق بسیار مرغوب در کابل را از بین می برد در کابل روغنی فاقد کاغذ متالیزه هنگامی که روغن بر اثر گرما در کابل منبسط می شود به غلاف سربی فشار آورده

آنرا نیز منبسط میکند. با انقباض مجدد روغن غلاف سربی مجددا فشرده نخواهد شد و حالت خود را حفظ خواهد کرد. در نتیجه بین غلاف سربی و عایق کابل یک فاصله هوایی به وجود می آید و این ممکن است باعث تخلیه الکتریکی جهت حفاظت نوارهای فولادی در کابلهایی که زیر زمین قرار می گیرند باید دور نوارها را با پارچه یا کنف قیراندود بپوشانیم. همچنین کابلهایی که تحت کشش زیاد قرار دارند مانند کابلهای معدن و کابلهایی که از رودخانه عبور می نمایند دارای بک حفاظ فلزی از سیمهای گرد یا تخت و یا پروفیل می باشند که باعث حفاظت کابل در مقابل خطرات و حوادث خارجی نیز

می شوند.

کابلهایی که منحصرا دارای یک غلاف سربی برای تمام رشته های سیم می باشند به نام کابل کمربندی معروف شده اند این کابلها فقط برای ولتاژهای تا   20kv مورد استفاده قرار می گیرند. این کابلها بیشتر در ولتاژها380/220 به کار گرفته می شوند. سیمهای فاز معمولا به صورت سکتور یا مثلثی و سیم نولmp با مقطع دایره ای ساخته می شوند.

نکته 4 :

مقاطع استاندارد سیمها و کابلهای کمربندی عبارتند از:5/1-5/2-4-6-10-16-25-35-50-70-95-120-150-185-240-600-400-500-625-800-1000.

نکته 5:

با توجه به اینکه شدت میدان مغناطیسی در اطراف سیم از همه جا قویتر است وبا توجه به استقامت الکتریکی عایق کاغذی  کابلها را طوری می سازند که شدت میدان مغناطیسی در اطراف حداکثر 2تا5 کیلوولت بر میلیمتر (2-5 kv/mm) باشد. همچنین درجه حرارت مجاز برای کابلهای فشار ضعیف از1kvتا 6kv در حدود 65 درجه سانتیگراد می باشد.

اشکالات کابل کمربندی عبارتند از:

1)این کابلها در برابر شدت میدان مغناطیسی از نظر عایقی دارای استقامت کافی نمی باشد .

2)قابلیت انحنای این کابلها کم و فرم دادن و خم دادن آنها مشکل است.

به دلیل اشکالات کمربندی امروزه برای ولتاژهای بالا  از کابلهایی استفاده می شود که بر روی هر رشته آنها یک غلاف سربی جداگانه قرار می گیرد این کابلها کابلهای  سه غلاف نامیده شده و تا ولتاژ  60kv ساخته می شوند.

نکته 6:

برای افزایش استحکام و کم کردن خاصیت خازنی کابلها به صورت مارپیچ ساخته می شوند یعنی هر سیم که از هادیهای چند رشته ساخته شده باشد، این رشته ها به هم تابیده می شوند. همچنین در کابلهای چند سیمه ،سیمهای کابل نیز به صورت مارپیچ ساخته میشوند.

کابل‌کشی زمینی

کابل‌کشی زمینی نوعی از کابل‌کشی است که در آن کابلها از کف و داخل زمین عبور داده می‌شود . این نوع کابل‌کشی باید طبق استاندارد و شرایط خاصی صورت گیرد تا از لحاظ ایمنی و اقتصادی مقرون به صرفه باشد . بطور کلی اگر در جایی بتوان از کابل‌کشی هوایی استفاده نمود کمتر از کابل‌کشی زمینی استفاده میشود زیرا کابل‌کشی زمینی 5 تا 7 برابر گرانتر از کابل‌کشی هوایی تمام میشود . ولی ازآنجائی‌ که در همه مناطق بنا به دلایل و شرایط محیطی متفاوت آن نمی‌توان از کابل‌کشی هوایی استفاده نمود و در برخی از موارد باید کابل‌کشی به صورت زمینی صورت پذیرد . در کابل‌کشی ، استفاده کردن از شبکه‌های زمینی فقط وقتی میتوان با آسودگی خاطر استفاده کرد که این نوع کابل‌کشی به صورت کاملاً دقیق و برابر با اصول فنی و استانداردهای مورد نظر در این زمینه صورت پذیرفته باشد همواره باید بستن مفصل و سر کابلها توسط متخصصین مربوط انجام پذیرفته شود .

برای انجام کابل‌ کشی زمینی قبل از هر اقدامی باید مکانی را که قرار است کابل از آنجا عبور نماید به طور کاملاً دقیق مشخص نمود . پس از آن باید نوع خاک را از نقطه نظر آهکی بودن یا اسیدی بودن و یا نمک ، کلر و سایر موارد مورد آزمایش قرار داد زیرا وجود این مواد آهک در خاک موجب خوردگی و از بین رفتن بعضی از کابلها می‌گردد . پس باتوجه به این موارد نوع کابل مورد استفاده را مشخص نمود . بنابراین هموارزه باید نوعی از کابل را خریداری کنیم که دربرابر عوامل خوردگی موجود در زمین آن منطقه مقاوم باشد . اگر زمین دارای شرایط نامساعد از لحاظ خوردگی باشد باید از کابلهایی استفاده نمود که دربرابر خوردگی دارای محافظه های مخصوص هستند . در هنگام کابل‌کشی نباید کابل را بیش از اندازه پیچانده و نباید کابل را بیش ازحد کشید و یا تا زده و جمع نمود . همواره در هنگام خم کردن کابلهای زمینی باید به این نکته توجه داشت که نباید شعاع خمش در کابلهای مختلف بیش از اینکه حد مشخص باشد