انتخاب و نصب کابل‌های مناسب در شبکه‌های برق

فهرست مطالب:

1. مقدمه
2. نقش کابل در پایداری و راندمان شبکه برق
3. انواع کابل‌های مورد استفاده در شبکه‌های برق
4. اصول فنی انتخاب کابل مناسب
5. استانداردهای مهم در انتخاب کابل
6. اصول صحیح نصب کابل در شبکه‌های برق
7. مهم‌ترین خطاهای رایج در انتخاب و نصب کابل
8. معرفی کامل تولیدکنندگان معتبر
9. پرسش و پاسخ تخصصی

1. مقدمه:

شبکه‌های توزیع برق شهری و روستایی برای انتقال پایدار و ایمن انرژی الکتریکی به مصرف‌کنندگان، به استفاده از کابل‌های استاندارد و متناسب با شرایط بار، محیط و نوع شبکه نیاز دارند. انتخاب نامناسب کابل یا نصب غیراصولی آن نه‌تنها باعث افزایش تلفات انرژی می‌شود، بلکه موجب گرم‌شدن بیش از حد هادی، کاهش عمر مفید، افزایش احتمال اتصال کوتاه، خرابی تجهیزات، توقف شبکه و حتی آتش‌سوزی می‌شود.

بنابراین، فرآیند انتخاب و نصب کابل‌های برق در شبکه‌های برق باید بر اساس استانداردهای معتبر، الزامات فنی پروژه، محاسبات دقیق بار، شرایط محیطی و دستورالعمل‌های نصب انجام گیرد. در این مقاله تلاش شده است تمامی نکات کلیدی و کاربردی انتخاب و نصب کابل‌های برق در شبکه‌های فشار ضعیف (LV) و فشار متوسط (MV) به‌صورت جامع و قابل‌استناد تشریح شود.

2. نقش کابل در پایداری و راندمان شبکه برق:

کابل بخش کلیدی شبکه‌های برق زیرزمینی و حتی بخشی از خطوط هوایی است. عملکرد صحیح کابل‌ها باعث:

• کاهش تلفات فنی شبکه
• افزایش ظرفیت انتقال توان
• جلوگیری از افت ولتاژ
• افزایش طول‌عمر تجهیزات جانبی مانند ترانسفورماتورها
• کاهش خاموشی‌ها
• حفظ ایمنی کارکنان و مشترکین

بنابراین مسئولیت انتخاب و نصب کابل‌های برق بسیار مهم و حساس است.

3. انواع کابل‌های مورد استفاده در شبکه‌های برق:

در شبکه‌های توزیع، کابل‌ها بر اساس نوع هادی، نوع عایق، سطح ولتاژ، روش نصب و نوع کاربرد دسته‌بندی می‌شوند.

3.1. کابل‌های مسی (Cu):

مزایا:

• هدایت الکتریکی بالا
• افت ولتاژ بسیار کم
• استقامت مکانیکی بالا
• عملکرد پایدار در دماهای بالا
• مناسب برای کابل‌کشی در داخل ساختمان‌ها و صنایع حساس

معایب:

• وزن بالا
• قیمت زیاد
• نیاز به نیروی متخصص هنگام نصب

کاربردها:

• مجتمع‌های مسکونی و تجاری
• پروژه‌های صنعتی
• بیمارستان‌ها
• شبکه‌های LV با بارهای حساس

3.2. کابل‌های آلومینیومی (Al):

مزایا:

• وزن کمتر
• قیمت اقتصادی
• مناسب خطوط طولانی

معایب:

• هدایت الکتریکی کمتر
• حساسیت بالاتر در اتصالات
• افزایش احتمال اکسید شدن سطح هادی

کاربردها:

• شبکه‌های فشار متوسط
• فیدرگیری از پست‌های فوق توزیع
• کابل‌کشی زیرزمینی طولانی

3.3. کابل‌های XLPE:

کابل‌های با عایق پلی‌اتیلن کراسلینک شده از بهترین کابل‌های موجود برای شرایط شبکه هستند.

مزایا:

• تحمل حرارتی بالا (۹۰ درجه در بهره‌برداری و تا ۲۵۰ درجه در اتصال کوتاه)
• ضریب دی‌الکتریک پایین
• طول عمر بالا
• مقاومت عالی در برابر رطوبت
• مناسب برای دفن مستقیم در خاک

کاربردها:

• شبکه‌های MV (11kV – 33kV)
• شبکه‌های برق شهری پر تراکم
• زیرساخت‌های صنعتی

3.4. کابل‌های PVC:

مزایا:

• قیمت مناسب
• انعطاف‌پذیری بالا
• مناسب مصارف ساختمانی

معایب:

• تحمل حرارتی کمتر (حداکثر ۷۰ درجه)
• مناسب نبودن برای بارهای سنگین
• حساسیت در مقابل UV

3.5. کابل‌های خودنگهدار (ABC):

این کابل‌ها مخصوص شبکه‌های هوایی فشار ضعیف هستند.

مزایا:

• کاهش اتصالی‌ها
• جلوگیری از سرقت سیم
• افزایش ایمنی
• حذف بسیاری از یراق‌آلات
• امکان نصب در گذرگاه‌های باریک

کاربردها:

• مناطق روستایی
• مناطق دارای سرقت زیاد
• مناطق کوهستانی و صعب‌العبور

4. اصول فنی انتخاب کابل مناسب:

انتخاب و نصب کابل‌های برق مناسب باید بر اساس مجموعه‌ای از محاسبات دقیق انجام شود:

4.1. محاسبه سطح مقطع هادی:

اصلی‌ترین فاکتور انتخاب سطح مقطع هادی:

• میزان جریان بار
• طول کابل
• افت ولتاژ مجاز
• قابلیت تحمل جریان اتصال کوتاه
• شرایط محیطی نصب
• ضریب همجواری کابل‌ها

4.2. ظرفیت جریان‌دهی کابل:

ظرفیت جریان‌دهی به عوامل زیر وابسته است:

• جنس هادی
• نوع عایق (PVC یا XLPE)
• دمای محیط
• روش نصب:
  • دفن مستقیم
  • داخل کانال
  • روی سینی کابل
  • داخل لوله
  • روی دیوار
• تعداد کابل‌ها در کنار هم

برای محاسبه، استانداردهای زیر مرجع هستند: IEC 60287 – IEC 60364 – BS 7671

4.3. محاسبات افت ولتاژ:

مقادیر تقریبی مجاز:

• ۲ – ۳ ٪ برای روشنایی
• ۴ – ۵ ٪ برای بارهای عمومی
• ۲ ٪ برای تجهیزات حساس صنعتی

افت ولتاژ بیش از مقدار استاندارد موجب گرم‌شدن تجهیزات، تلفات زیاد و اختلال در عملکرد موتورها می‌شود.

4.4. اثر شرایط محیطی:

شرایط پر اهمیت:

• دمای محیط
• دمای خاک
• وجود مواد شیمیایی
• عبور کابل از مناطق مرطوب
• تماس با آب
• تماس با نور خورشید (برای کابل‌های روکار)

4.5. استقامت مکانیکی:

در مسیرهای سنگی یا صنعتی، استفاده از کابل‌های زره‌دار (Armored) ضروری است.

5. استانداردهای مهم در انتخاب کابل:

استانداردهای جهانی:

• IEC 60502-1 (کابل‌های LV و MV)
• IEC 60228 (رده‌بندی هادی)
• IEC 60364 (تاسیسات الکتریکی)
• VDE آلمان
• BS بریتانیا

استانداردهای داخلی ایران عمدتاً برگرفته از IEC هستند.

6. اصول صحیح نصب کابل در شبکه‌های برق:

نصب استاندارد کابل به اندازه انتخاب و نصب کابل‌های برق اهمیت دارد.

6.1. آماده‌سازی مسیر:

• برداشت خاک نامناسب
• تسطیح مسیر
• اطمینان از عدم عبور لوله گاز یا آب

6.2. عمق و عرض کانال:

• ۶۰ – ۷۰ سانتی‌متر برای LV
• ۸۰ – ۱۲۰ سانتی‌متر برای MV
• ۱۰ سانتی‌متر کف کانال ماسه نرم
• ۱۵ سانتی‌متر پوشش ماسه‌ای روی کابل

6.3. فاصله کابل‌ها از هم:

برای جلوگیری از گرم‌شدن:

• حداقل ۱۰ سانتی‌متر بین کابل‌های LV
• حداقل ۳۰ سانتی‌متر بین کابل‌های MV

6.4. نصب نوار اخطار:

در ارتفاع ۳۰ سانتی‌متری بالای کابل نصب می‌شود تا از آسیب در حفاری جلوگیری کند.

6.5. کابل‌کشی روی سینی کابل:

• استفاده از بست‌های مقاوم
• تفکیک کابل‌های قدرت، کنترل و ابزار دقیق
• رعایت شعاع خمش:
  • کابل PVC: حداقل ۱۲ برابر قطر
  • کابل XLPE: حداقل ۱۵ برابر قطر

6.6. سرکابل و مفصل‌گذاری:

• مفصل‌های سرد و حرارتی باید استاندارد باشند
• جلوگیری از نفوذ رطوبت
• تست عایقی پس از مفصل‌کاری الزامی است

7. مهم‌ترین خطاهای رایج در انتخاب و نصب کابل:

• انتخاب سطح مقطع کمتر از نیاز
• عدم توجه به افت ولتاژ
• استفاده از کابل PVC در محیط‌های گرم
• مفصل‌کاری غیراستاندارد
• نصب کابل بدون ماسه بادی
• کشیدن کابل بیش از حد مجاز
• عبور کابل قدرت و کنترل در یک مسیر

8. معرفی کامل تولیدکنندگان معتبر:

8.1. تولیدکنندگان داخلی:

8.1.1. سیمکو – صنایع سیم و کابل:

وب سایت: https://simcocable.com

تولیدکننده کابل‌های LV، MV، کابل کنترل، کابل‌های صنعتی و کابل‌های XLPE با آزمایشگاه‌های پیشرفته و استاندارد IEC. از شناخته‌شده‌ترین برندها در پروژه‌های شهری و نیروگاهی.

8.1.2. کابل ابهر:

وب‌سایت: https://abharcable.ir

تولیدکننده کابل‌های مسی، آلومینیومی، خودنگهدار، صنعتی، ابزار دقیق و فشار متوسط. مورد استفاده وسیع در شبکه‌های توزیع.

8.1.3. البرز الکتریک نور (الکترو کابل البرز):

وب‌سایت: https://alborzcable.com

متخصص تولید کابل‌های ساختمانی، صنعتی، افشان، مفتولی، قدرت و جوشکاری.

8.1.4. پارس تابلو:

وب‌سایت: https://ptgc.co

گرچه تولیدکننده کابل نیست، اما یکی از معتبرترین شرکت‌ها در تولید تابلوهای برق LV و MV است که ارتباط مستقیم با سیستم کابل‌کشی دارد.

8.2. تولیدکنندگان خارجی:

8.2.1. Nexans فرانسه:

وب‌سایت: https://www.nexans.com

تولیدکننده برتر کابل‌های زیردریایی، کابل قدرت فشار قوی، کابل MV و LV.

8.2.2. Prysmian Group ایتالیا:

وب‌سایت: https://www.prysmiangroup.com

بزرگ‌ترین تولیدکننده کابل جهان؛ مشهور در پروژه‌های انرژی، فرودگاهی و صنعتی.

8.2.3. LS Cable کره جنوبی:

وب‌سایت: https://www.lscns.com

متخصص کابل‌های فشارقوی، کابل‌های صنعتی و انرژی تجدیدپذیر.