كابل

1. كابل دوره آموزشي آذر ماه 1387

2. شبكه توزيع شبكه‌هاي توزيع به عنوان يكي از سه ركن اساسي در سيستم برق‌رساني (توليد، انتقال و توزيع) از اهميت ويژه‌اي برخوردارند. تقريباً‌ در سراسر دنيا، حدود 40% از هزينه‌هاي سرمايه‌اي صنعت برق جهت ايجاد زير ساختها در بخش توزيع صرف مي‌گردد

3. سطوح ولتاژ IEC60038رده هاي ولتاژ شبكه توزيع بر اساس استاندارد به سه دسته تقسيم مي شوند 1-فشار ضعيف (ولتاژ زير يك كيلوولت) 2-ولتاژمياني(يك كيلو ولت الي يازده كيلو ولت) 3-ولتاژ متوسط(يازده كيلو ولت الي سي و سه كيلو ولت)

4. هاديها جهت انتقال نيروي برق در شبكه توزيع از هاديهاي مختلف كه عمده ترين آنها از جنس مس و آلومينيوم مي‌‌باشند استفاده ميشود اين هاديها از لحاظ شكل ظاهري ميتوانند حالات زير را داشته باشند 1- سيم ها 2- كابل ها 3-كابلهاي خود نگهدار 4-سيم هاي روكش دار 5- شينه هاي مسي

5. جنس هاديها الف:مس: انعطاف پذيري بالا - هدايت الکتريکي بالا - استقامت مکانيکي خوبحداقل درجه خلوص : 90/99 درصد ب: آلومينيوم: ارزان – سبک حداقل درجه خلوص : 5/99 درصد

6. جنس هاديها آلومينيوم و مس هر يك داراي مشخصات خاص خود مي‌باشند. فلز آلومينيوم بخوبي مس غلطك پذير نيست. توانمندي مكانيكي آلومينيوم در مقايسه با مس كمتر است. مس بدليل خاصيت انعطاف پذيري در كابل هاي انعطاف پذير كاربرد بسياري دارد. نوسانات ناگهاني قيمت مس در بازار جهاني از معايب عمده مس در صنعت كابل سازي مي‌باشد.

7. جنس هاديها • آلومينيوم داراي هدايت الكتريكي كمتري(61%) نسبت به مس مي‌باشد. • وزن مخصوص آلومينيم حدوداً يك سوم مس مي‌باشد. • در نتيجه در يك جريان مشخص از نظر وزني آلومينيوم به مس ارجح مي‌باشد. • اما از سوي ديگر در يك رسانائي برابر هادي آلومينيوم 6/1برابر مقطع هادي مسي است اين بدين معنا ميباشد كه مصرف مواد عايق، پركننده‌ها، روكش و غلاف بيشتر مي‌گردد. • بنابر اين وزن دو كابل معادل مسي و آلومينيومي تفاوت فاحشي ندارند.

8. ٭ از نظر جريان دهي تقريباً هادي مسي با مقطع 120 معادل هادي آلومينيومي با مقطع 185مي باشد.

9. عواملي كه موجب بروز عيب در كابلهاي زميني مي گردند 1- عدم كيفيت مناسب كابل، سركابل، مفصل و ساير متعلقات مربوطه. 2- عدم رعايت استاندارد كابل كشي در زمان اجراي كار از قبيل (عمق كانال، نحوه خوابانيدن، كشش كابل، ضربه هاي مكانيكي، علام هشدار دهنده، رعايت شعاع خمش كابل، دماي مجاز). 3- عدم رعايت حريم كابل نسبت به ساير تأسيسات مجاور از قبيل آب، گاز، مخابرات و همچنين كابلهاي ديگر.

10. عواملي كه موجب بروز عيب در كابلهاي زميني مي گردند 4-بارگيري غلط و عدم رعايت بار مجاز نسبت به ظرفيت كابل و سطح مقطع. 5-سررسيدن عمر مفيد، فرسودگي و خوردگي كابل (در زمان كابل كشي، حفاري، جانوران موذي). 6-برخورد لودر و يا حفاريهاي غير مجاز كه توسط عوامل خارج از شركت انجام مي شود.

11. عواملي كه موجب بروز عيب در كابلهاي زميني مي گردند 7-شوك و اضافه ولتاژهاي ناشي از سوئيچينگ، اتصالهاي شبكه و صاعقه . 8-نفوذ آب و باران در مسير كابلها و داخل كانالها. 9-عدم رعايت استاندارد اجراي سرويس و نگهداري كابل و متعلقات مربوطه. 10-انجام هرگونه تعميرات و نصب مفصلهاي غير استاندارد به منظور رفع رجوع موقت، بر روي كابلهاي معيوب كه مجددا" در مقاطع زماني ديگر با كوچكترين شوك، منجر به معيوب شدن كابل درهمان منطقه با خسارت بيشتري خواهد شد. 11-بهره برداري غير استاندارد و موقت از كابلهاي آسيب ديده كه باعث وارد آوردن خسارتهاي بيشتر به كابل وتجهيزات ديگر خواهد شد.

12. هر نوع هادي كه بتواند جريان برق را از داخل خود عبور داده و توسط موادي از محيط اطراف خود عايق شده باشد بطوري كه ولتاژ روي سطح عايق برابر صفر ودر روي سطح هادي برابر ولتاژ عبور جريان باشد كابل ناميده ميشود. تعريف كابل :

13. هادي اجزاي کابل: 1- هادي: هاديها بايد از جنس مس نرم ساده يا با اندود فلزي و يا آلومينيوم خالص يا آلياژ بصورت مفتولي يكپارچه (كلاس 1)‌و يا بصورت رشته هاي بهم تابيده شده (كلاس 2) در فرم گرد منظم يا شكل داده شده و يا گرد فشردهباشند. هادي كابلهاي تا ولتاژ 1/6،‌0 كيلوولت بصورت مفتولي يكپارچه يا بهم تابيده شده گرد يا شكل داده شده و يا گرد فشرده و هادي كابلهاي با ولتاژهاي بالاتر از 1 كيلوولت الزاما“ بايد از نوع گرد فشرده (مسي و آلومينيومي) و يا مفتولي يكپارچه (آلومينيومي)‌باشد.

14. درجه فشردگي : رسانا هاي رشته اي از به هم تابدادن گروهي از رشته سيمها به دور هم ايجاد مي شونند هادي هاي رشتهاي بمنظور هموار تر شدن و كاهش قطر هادي از ميان غلطك ها و يا فكهاي ويژه اي گذرانده ميشوند.(هادي هاي مسي مي بايد با دقت و همراه كمترين فشار فشرده شوند زيرا مقاومت آنها تغيير ميكند ) درجه فشردگي و يا ضريب فضا در هادي‌هاي فشرده در حدود 82/0 است و در صورت پرس كردن هر لايه به حدود 92/0 نيز مي‌رسد.

16. پوشش الكترواستاتيكي هادي 2-پوشش الکترواستاتيکي هادي: لايه (نيمه هادي )پلميري كراس لينگ شونده‌اي است كه بايد به روش اكستروژن و بطور همزمان با عايق و پوشش الكترواستاتيكي عايق و با استفاده از تكنولوژي اكستروژن همزمان با بكارگيري هد سه گانه(Triple cross head ) بر روي هادي كشيده شود بطوريكه كاملاً با عايق يكپارچه شده و هيچگونه فاصله هوايي بين آنها وجود نداشته باشد. بمنظور ايجاد سطحي صاف بر روي هادي و يكنواخت نمودن استرس ميدان و حذف هر گونه فاصله احتمالي

17. عايق 3-عايق • الف- pvc • ب-xlpe

18. پوشش الكترواستاتيكي عايق (جزء غير فلزي) 4-پوشش الکترواستاتيکي عايق (جزء غير فلزي) : براي يکنواخت نمودن عايق بکار مي رود. نکته:عمليات عايق نمودن هادي توسط هدهاي سه گانه (Tripple head) و به صورت همزمان با پوشش هاي الکتروستاتيکي عايق و هادي انجام مي گردد. بمنظور شعاعي كردن خطوط ميدان الكتريكي و جلو گيري از تخليه جزئي

19. پوشش الكترواستاتيكي عايق (جزء فلزي) 5- جزء فلزي پوشش عايق: جزء فلزي پوشش الكترواستاتيكي عايق تركيبي است از رشته هاي مسي نرم كه بصورت هم مركز به دور رشته كابل تابيده شده و روي آن يك نوار مسي بصورت مارپيچ بازپيچيده شده است.قبل از اضافه نمودن جزء فلزي به كابل، يك لايه نوار نيمه هادي با حداقل 5 ميليمتر روي هم رفتگي بر روي نيمه هادي الكسترود شده پيچيده مي شود تا ضمن كمك به توزيع يكنواخت سيمها و عدم لغزش آنها و تماس بهتر لايه فلزي با لايه غيرفلزي از آسيب ديدن لايه غير فلزي در نتيجه داغ شدن سيمها در زمان اتصال كوتاه كابل جلوگيري نمايد. اين نوار بايد از نوع متورم شونده در اثر تماس با آب باشد تا مانع نفوذ آب بصورت طولي در كابل گردد. اين جزء امكان اتصال به زمين لايهنيمه هادي را فراهم ميكند.

20. غلاف داخلي 6-غلاف داخلي و لايه پرکننده (filler): در كابل‌هاي چند رشته با هادي گرد ، پس از تابيدن رشته‌ها به منظور ايجاد يك مقطع گرد از يك غلاف داخلي از جنس مواد پليمري كه با عايق كابل سازگارمي‌باشد استفاده مي‌گردددر صورتيكه از مواد پليمري بعنوان غلاف داخلي استفاده ‌شود بايد شيارهاي بين رشته‌هاي كابل بكمك الياف‌هاي غير جاذب آب بطور مستقل از هم پرشده ونوار روي آن كشيده شود.

21. 7-زره (Armour): زره در كابلهاي چند رشته و تكرشته همواره بايد روي يك غلاف داخلي كشيده شود. به منظور حفاظت كابل از آسيبهاي مكانيكي احتمالي ضروري است در مواقع لزوم زره فلزي مناسبي كه مي تواند بصورت سيم گرد، سيم تخت ، و يا نوار باشد استفاده گردد.جنس زره مي تواند فولاد ‌گالوانيزه يا آلومينيوم و يا آلياژ آلومينيوم باشد.زره كابلهاي تكرشته مورد استفاده در مدار متناوب (AC) بايد از مواد غير مغناطيسي (آلومينيوم يا آلياژ آلومينيومي) باشد. زره سيمي

22. الف- زره نواري • ب- زره مفتولي

23. روكش بيروني كابل غلاف خارجي: به منظور حفاظت اجزاي كابل از جمله لايه هاي فلزي مانند زره يا اسكرين فلزي و نيز عايق هاديها در مقابل عوامل محيطي و جلوگيري از خوردگي و فرسايش آنها بايد روي كابل با يك لايه اكسترود شده از مواد پليمري مناسب پوشيده شود.جنس اين لايه از تركيبات ترموپلاستيك (PE , PVC) و يا در صورت نياز از مواد الاستومرمي باشد در روكش بيروني كابل عمدتاً به خاطر ويژگي كربن بلك در جذب اشعه ماوراء بنفش و تبديل آن به حرارت كه حفاظت خوبي براي كابل مي باشد از تركيبات دارايكربن بلك استفاده مي شود و بهمين دليل رنگ روكش اغلب مشكي است ولي در صورت لزوم مي توان از رنگهاي ديگر از جمله رنگ قرمز براي كابلهاي فشارمتوسط با روكش PVC استفاده نمود. در اينگونه موارد بايد از افزودنيهاي مناسب براي ايجاد مقاومت در برابر اشعه ماوراء‌بنفش در تركيب روكش بيروني كابل استفاده شده باشد.

24. Xlpe چيست: xlpe يا پلي اتلين کراسلينک شده در واقع پلي اتلين است که با عمليات پخت پيوندهاي چند گانه تشکيل داده و خاصيت عايقي بالايي پيدا مي کند.

25. شكل Aساختمان مولكول پلي اتيلن را نشان مي دهد. شكل B چگونگي قرارگيري مولكول‌ها آزادي تحرك دارند. لذا در درجه حرارت‌هاي بالا ماده را مشاهده مي‌كنيم، در اين حالت چون مولكول‌ها آزادي تحرك دارند لذا در درجه حرارت‌هاي بالا ماده به راحتي تغيير شكل مي‌دهد. براي جلوگيري از اين تحرك و افزايش خواص مكانيكي و حرارتي آن، مولكول‌ها را در عرض توسط باند شيميايي به يكديگر اتصال مي‌دهند (كراس لينك كردن). اين اتصال سه بعدي مولكول‌ها در داخل ماده تشكيل شبكه‌اي فشرده را مي‌دهد (شكل c)

26. نشانه‌هاي شناسايي کابل‌ها در سيستم VDE (کابل‌هاي خشک)

27. نوع کابل نشانه شرح 1-NYYN کابل مطابق با استاندارد VDE آلمان Y عايق از جنس پي-وي-سي Y غلاف از جنس پي-وي-سي 2-NYCYC حفـاظـت شامـل هادي‌هاي هـم مـرکز از سيمهاي مس و نوار مس به صورت مارپيچ

28. 3-NAYYA هادي از جنس آلمينيوم 4-NYCWYCW حفاظت شامل هادي هاي هم مرکز از سيمهاي مس و نوار مس مارپيچي 5-NYKYK غلاف سربي

29. 6-N2YSY2Y عايق پلي اتيلن S حفاظت از ماده نيمه هادي به علاوه سيمهاي مس و نوار مس مارپيچ 7-N2XSY2X عايق از جنس XLPE

30. اصول انتخاب كابل و شيوه کابل کشي

31. مشخصات اصلي کابلها: 1- ولتاژ اسمي و جريان مجاز 2- جنس هادي-سطح مقطع و شکل آن 3- جنس عايق 4- نوع حفاظت در برابر خوردگي

32. عوامل موثر در انتخاب نوع کابل: 1- بار 2- ولتاژ اسمي 3- افت ولتاژ مجاز 4- جريان اتصال کوتاه 5- شرايط مکانيکي

33. جريان‌دهي کابل‌هاي فشارضعيف در شرايط تهران

34. حداکثر طول مجاز کابل به جهت افت ولتاژ

35. حداکثر طول کابل بر اساس جريان اتصال کوتاه

36. - حمل با قرقره- چرخش قرقره در جهت مشخص شده روي ان- تخليه قرقره با سطح شيبدار- بازرسي قرقره قبل از کابل کشي آماده سازي کابل

37. جابجا كردن قرقره كابل: يك شافت براي قرقره و يك ميله ديگر به عنوان ايجاد كننده فاصله بين دو بازوي سيم بكسل بايد به كار برد. دقت كنيد كه به سوراخ مركزي قرقره و سركابل كه از سوراخ بيرون آمده آسيبي نرسد. بازوهاي سيم بكسل را بايد تا حد امكان كوتاه انتخاب نمود كه از له شدن قرقره جلوگيري شود.

38. غلطاندن: هميشه قرقره را در جهت علام فلش بغلطانيد، زيرا در غير اين صورت كابل باز شده و سر داخلي آن از سوراخ مربوطه زياده از حد بيرون مي‌آيد.

39. انبار كردن: تخته‌هاي روكوب قرقره‌ها را تا حد امكان كامل در نظر بگيريد و هميشه قرقره را در وضعيت ايستاده قرار دهيد. زيرا باز كردن كابل آسانتر است. براي قرقره‌هاي حاوي سيم مسي سخت و قرقره‌هاي سايز 120 سانتيمتر به بالا در دو لبه قرقره تسمه فلزي كوبيده مي‌شود.

40. کابل‌کشي با يدک‌کش: مسيرهاي بدون مانع( در مناطقي که پيچ و خم مسير زياد نباشد.)ملزومات: وينچ - جوراب کابل – غلتكکابل کشي دستي: مسير هاي كوتاه و پر پيچ و خم (عدم امكان استفاده از وينچ) ملزومات: غلتک کابل- غلتک زاويه اي انتخاب روش کابل کشي:

41. نيروي کشش مجاز(کابل هاي خشک):کابل با هادي مس: F=50*Aکابل با هادي آلمينيوم: F=30*Aشعاع خمش مجاز(کابلهاي خشک)کابلهاي چند رشته اي فشار ضعيف R=12*Dکابلهاي چند رشته اي20KV و همه کابلهاي تک رشته ايR=15*D

42. اصول و روشهاي نصب کابلهاي زميني الف-حريمها: 1- حداقل فاصله کابل از لوله هاي گاز و بخا رو آب و سوخت 30 سانتي متر است. 2- در مواردي که کابل با کابل ديگر يا لوله هاي گاز و آب تقاطع داشته باشد بايد از يک لوله محافظ با قطر متناسب با قطر کابل و طول حداقل يک متر استفاده نمود و کابل از داخل اين لوله محافظ عبور مي نمايد. 3- حداکثر تعداد کابلهاي داخل کانال مجرا و يا لوله بايد به نحوي تعيين شود که کشيدن آن به آساني ميسر باشد.توصيه مي شود قطر کانال يا لوله بيشتر از 5/1 برابر قطر کابل يا دسته کابلهاي کشيده شده داخل آن باشد.

43. ب- اصول کلي کابل‌کشي 1- براي خواباندن کابل بايد از ميزان حرارتي که کابل مي بايست تحت آن کشيده شود اطمينان حاصل شود. براي کابل ها يpvc نبايد در درجه حرارت کمتر از صفر کابل کشي شود.در صورت سرد بودن مي توان قرقره کابل را براي مدت 72 ساعت در اتاقي با دماي 20 درجه قرار داد و يا با استفاده از وسايل گرم کننده مخصوص کابل را گرم نمود سپس فورا کابلکشي کرد. 2- در موقع نصب کابل بهتر است تنش و کشش به روي هادي ها داده شود و نه پوشش داخلي و نه عايق

44. ج- روش نصب کابل در داخل خاک 1- احداث کانال به شکل ذوزنقه 2-مسطح نمودن کف کانال و بازديد کف و ديواره کانال به جهت عاري بودن از اشيا نوک تيز 3-ريختن 10 سانتي متر ماسه نرم 4-خواباندن کابل 5-روي کابل 10 سانتي متر ماسه نرم پوشانيده شود. 6-يک نوار پلاستيکي که روي آن ”توجه مسير کابل“ نوشته شده باشد قرار داده شود. 7-يک رديف آجر به عرض 22 سانتي متر يا يک رديف بلوک سيماني

45. 8- عمق کانال بسته به تعداد کابلهايي دارد که روي يکديگر قرار مي گيرد لذا فاصله بالاترين کابل فشار ضعيف از سطح زمين در پياده رو نيايد از 70 سانتي متر کمتر و در سطح خيابان نبايد از يک متر کمتر باشد و در مورد کابلهاي فشار متوسط در پياده رو نبايد کمتر از 1 متر و در خيابان کمتر از 20/1 باشد. 9-اگر تعداد کابلهاي مورد لزوم براي نصب در داخل کانال زياد باشد بهتر است به جاي قرار دادن کابلها به روي يکديگر کابلها پهلوي هم کشيده شود.حداقل فاصله کابلها از هم در صورت هم ولتاژ بودن 10 سانتي متر و در صورتي که يک کابل فشار ضعيف و ديگري فشار متوسط باشد 30 سانتي متر در نظر گرفته شود. 10-عرض کانال براي يک کابل حداقا 40 سانتي متر و براي دو کابل کنار هم فشار ضعيف 50 سانتي متر و براي دو کابل که يکي فشار ضعيف و ديگري فشار متسط باشد 60 سانتي متر مي باشد. 11-در مواردي که کابل فشار ضعيف و فشار متوسط در يک کانال خاکي نصب مي شوند بايد کانال به شکل پله اي حفر و کابل فشار متوسط در بستر پاييني و کابل فشار ضعيف در بستر بالايي خوابانده شود. 12-هنگام حفر کانال خاکي بايد آسفالت يا سيمان يا پوش کنده شود در يک سمت گودال به فاصله حداقل 1 متري انباشته شود.همچنين ساير مواد خاک برداري (خاک ريزه)در سمت ديگر گودال در فاصله 30 سانتي متري انباشته شوند.

46. کابلشوها 1- براي اتصال هادي هاي فشار ضعيف به کليد فيوز بايستي از کابلشو استفاده شود. 2- انواع کابل شوها:پرسي –پيچي-لحيمي 3- براي اتصال کابلهاي افشان از مقطع يک ميليمتر به بالا و کابهلي مفتولي از مقطع 10 ميليمتر بالا از کابلشو استفاده مي شود. 4- از نظر فني و استقامت استفاده از کابلشوهاي پرسي نسبت به کابلشوهاي پيچي و کابلشو هاي پيچي نستب به کابلشو هاي لحيمي ارجحيت دارد. در صورت استفاده از کابلشوهاي لحيمي بايستي کابلشو به سيم به نحوي لحيم داده شود که هيچ گونه حباب هوا بين سيم و جدار کابلشو وجود نداشته باشد. براي لحيم کاري بايد از لحيم مخصوص برق (30% سرب-70% قلع )استفاده شود.

47. انواع کابلشو 1- کابلشو يک فلزه 2-کابلشو بي متال: جهت اتصال کابل آلمينيوم به شينه مس و يا بالعکس از اين کابلشو استفاده مي شود.