معرفی سیم و کابل

در تأسیسات مربوط به انتقال و توزیع انرژی الکتریکی، و تجهیزات برقی، نیاز به استفاده از کابل می باشد. لذا بایستی با مشخصات کابل ها و کاربرد آنها آشنایی مختصر پیدا کرد. یکی از مشخصه های اصلی هر کابل قدرت تحمل جریان الکتریکی آن

می باشد که به نوع کابل، شرایط محیط و محل نصب آن بستگی دارد.

بیشتر بخوانید: سیم های انعطاف پذیر

و چنانچه مقدار جریان از حد معینی بیشتر گردد علاوه بر گرم شدن کابل ممکن است موجب سوختن آن نیز بشود. از دیگر

عواملی که در انتخاب کابل باید در نظر داشت، افت ولتاژ آن است، زیرا کاهش ولتاژ دستگاههای صنعتی علاوه بر ایجاد اشکال در طرز کار صحیح آنها در پاره ای موارد موجب آسیب دیدن دستگاه نیز می شود. بطور کلی در انتخاب کابل برق باید به نکات زیر توجه نمود :

1-    جریان مصرفی تحت هیچ شرایطی نبایستی از جریان مجاز کابل بیشتر شود.
2-    از آنجا که تعویض کابل غالباً با هزینه سنگین همراه است، لذا افزایش جریان ناشی از طرح توسعه آینده در نظر گرفته شود.
3-    افت ولتاژ کابل از حد مجاز زیادتر نگردد.
4-    سطح مقطع کابل (و در نتیجه قیمت آن) با توجه به تلفات الکتریکی، تا حد ممکن مقرون به صرفه باشد.
5-    انتخاب کابل با پوشش مناسب، با توجه به شرایط محیط ( هوای آزاد، زیر خاک، حرارت و برودت و غیره ) صورت پذیرد.

محاسبه جریان مصرفی
با استفاده از روابط زیر می توان جریان مصرفی را در یک شبکه تعیین نمود :

بیشتر بخوانید: کابل قدرت با روکش پی وی سی

 

در شبکه تکفاز    

 

I = جریان مصرفی به آمپر
V = ولتاژ به ولت
P = توان مصرفی به وات
PF = ضریب توان یا      Cos
مثال 1- یک موتور الکتریکی سه فاز دارای مشخصات زیر است :

ولت                     V=380 
توان (وات)                 P=18.4 kW
0.85                        Cos 
جریان مصرفی موتور را محاسبه نمائید.

 

محاسبه جریان مجاز کابل

جهت جلوگیری از آسیب رسیدن به کابل، بایستی گرمای ناشی از عبور جریان در کابل، با محیط اطراف مبادله گردد. سرعت تبادل حرارت به عواملی از قبیل درجه حرارت محیط، نحوه قرار گرفتن دو یا چند کابل در مجاورت یکدیگر و غیره، بستگی دارد. بدیهی است که نصب کابل در فضای کوچک و بسته ای مانند کانال و لوله ها باعث کندی تبادل حرارت با محیط اطراف می گردد.

بنابراین تحت چنین شرایطی باید کابلی با جریان مجاز بیشتر از جریان مصرفی مورد نیاز انتخاب نمود. بعبارت دیگر برای تبدیل جریان مصرفی به جریان مجاز کابل، باید از ضرائب معینی، بنام ضرایب تصحیح جریان که در جداول 1، 2 و 3 داده شده، طبق رابطه مقابل استفاده نمود :           

Ic = جریان مجاز کابل               I = جریان مصرفی          F = حاصلضرب ضرایب تصحیح

مثال 2- می خواهیم دو موتور با مشخصات مثال 1 را در نزدیکی تابلوی توزیع برق نصب کنیم. چنانچه کابل کشی در زیر خاک و در مجاور هم انجام شود، با توجه به درجه حرارت محیط که °c 40 می باشد، از چه نوع کابل باید استفاده نمائیم.
ضریب درجه حرارت محیط                           77/0
ضریب تعداد کابلهای مجاور هم                        85/0
با توجه به جداول شماره 1 و 3 و جریان مصرفی محاسبه شده در مثال قبل، جریان مجاز هر کابل برابر است با:    F = 0.77 X 0.85 = 0.65    

 

با توجه به جریان بدست آمده و جریان مجاز نوشته شده در کاتالوگها ، کابل مناسب قابل انتخاب  است.

تعیین افت ولتاژ کابل
افت ولتاژ معمولاً بر حسب درصد بیان می شود. برای محاسبه افت ولتاژ در یک کابل مشخص، با مراجعه به جدول شماره4، ضریب افت ولتاژ مربوط به آن را پیدا نموده و سپس با استفاده از روابط زیر می توان درصد افت ولتاژ کابل را محاسبه نمود:

= افت ولتاژ کابل به ولت
 V = ولتاژ شبکه به ولت
 L = طول کابل به متر
 P = توان مصرفی به کیلووات
 m = ضریب افت ولتاژ کابل (جدول 4)
در محاسبات افت ولتاژ، معمولاً حداکثر درصد افت ولتاژ (افت ولتاژ مجاز) را برای کابلها 3 درصد درنظر  می گیرند.

همانطور که در جدول شماره 4 ملاحظه می گردد، با افزایش سطح مقطع، ضریب افت ولتاژ و نتیجتاً درصد افت ولتاژ کابل، کاهش می یابد که این امر نیز به نوبه خود منجر به تقلیل توان الکتریکی تلف شـده در کابل می شود.

اما از طرفی با افزایش سطح مقطع کابل قیمت آن نیز بالا می رود. لذا برای رسیدن به بهترین نوع انتخاب کابل، توجه به نکات زیر ضروری می باشد:
1- با توجه به توان مصرفی، جریان مجاز و سپس سطح مقطع کابل را مشخص نمائید.