1. کابل برق سه فاز چیست و چه کاربردی دارد ؟
کابل برق سه فاز یک کابل برق است که برای انتقال برق سه فاز استفاده می شود. برق سه فاز یک روش رایج تولید، انتقال و توزیع برق AC است. برای انتقال موثر برق از سه سیم یا فاز استفاده می کند که با یکدیگر هماهنگ نیستند.
برق سه فاز معمولاً در کاربردهای صنعتی و تجاری استفاده می شود که در آن مقادیر زیادی برق باید به طور کارآمد تامین شود. این امکان انتقال کارآمد را در فواصل طولانی با کاهش تلفات برق در مقایسه با برق تک فاز فراهم می کند. این سه فاز می توانند با هم ترکیب شوند تا توان خروجی ثابت تری را در مقایسه با تک فاز ارائه دهند.
کابل های سه فاز برای اتصال منابع برق سه فاز مانند ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورها استفاده می شود. سه هادی عایق که یک کابل سه فاز را تشکیل می دهند، به جریان سه فاز اجازه می دهد تا از طریق سیستم عبور کند. فازهای خارج از همگام به تعادل بار روی سه سیم کمک می کند.
مزایای کلیدی استفاده از کابل های برق سه فاز عبارتند از:
- انتقال نیرو با کارآمدتر در فواصل طولانی
- توانایی بهینه سازی کارآمد موتورهای بزرگ و سایر بارها
- توان خروجی سازگارتر از تک فاز
- بارگذاری متعادل روی سه سیم به جای یک سیم
به طور خلاصه، یک کابل برق سه فاز، سه سیگنال AC را از طریق سه سیم عایق منتقل می کند. این امکان انتقال و توزیع کارآمد برق سه فاز را فراهم می کند که معمولاً در بسیاری از محیط های صنعتی و تجاری استفاده می شود.
2. مزایای برق سه فاز
چندین مزیت کلیدی برای استفاده از برق سه فاز در مقایسه با برق تک فاز وجود دارد:
راندمان بالاتر – سیستم های سه فاز می توانند با استفاده از مواد رسانای کمتری به دلیل فازبندی جریان ها، توان بیشتری را انتقال دهند. این باعث می شود آنها برای مصارف صنعتی و تجاری ایده آل باشند.
قابلیت تغذیه بارهای بزرگ – فازبندی برق سه فاز به آن اجازه می دهد تا به طور موثر موتورهای الکتریکی بزرگ و سایر تجهیزات را در کارخانه ها، ساختمان ها و غیره تغذیه کند. تک فاز می تواند با بارهای بزرگ دست و پنجه نرم کند.
تحویل توان پایدارتر – فازهای خارج از همگام شدن با هم ترکیب می شوند تا توان خروجی سازگارتری را ارائه دهند. برق تک فاز ضربان دارد و باعث نوسانات ولتاژ می شود.
بارگذاری متعادل – سه فاز اجازه می دهد تا جریان به طور مساوی بین سه سیم به جای یک سیم توزیع شود و افزایش دما در هادی ها کاهش یابد.
تطبیق پذیری – سه فاز اجازه می دهد تا پیکربندی های مختلف ولتاژ و توان را به سادگی با ضربه زدن به نقاط مختلف ترانسفورماتور بدست آورید.
لرزش/صدای کمتر – موتورهای سه فاز نسبت به موتورهای تک فاز نرمتر و بی صداتر کار می کنند.
قابلیت راه اندازی بارهای اینرسی بالا – میدان مغناطیسی دوار تولید شده توسط سه فاز آن را برای راه اندازی موتورهای با بار اینرسی بالا ایده آل می کند.
به طور خلاصه، سه فاز یک شکل کارآمدتر، سازگارتر و همه کاره‌تر از تحویل برق را در مقایسه با تک فاز برای تامین برق ساختمانها، کارخانه‌ها، زیرساخت‌ها و سایر کاربردها فراهم می‌کند. طبیعت متعادل آن آن را برای بارهای بزرگ ایده آل می کند.
3. ساختار کابل های سه فاز
کابل های سه فاز دارای چند جزء کلیدی هستند که ساختار آنها را تشکیل می دهند:
هادی ها – سه سیم رسانای عایق که هر یک از سه فاز AC را حمل می کنند. به طور معمول از آلومینیوم یا مس ساخته شده است.
عایق – هر هادی با مواد عایق پوشانده شده است تا از نشت جریان بین فازها جلوگیری شود. PVC یا پلی اتیلن متقاطع رایج هستند.
غلاف – یک غلاف یا ژاکت بیرونی هادی های عایق را احاطه می کند تا در برابر آسیب های محیطی محافظت کند. ساخته شده از PVC یا لاستیک.
پرکننده – برای دادن شکل گرد و پشتیبانی به کابل استفاده می شود. موادی مانند جوت یا کاغذ دسته‌ای رایج هستند.
زره (در صورت وجود) – برای برخی از کابل های سنگین، بسته بندی سیم ها یا نوارهای فولادی محافظت مکانیکی را فراهم می کند.
نشانگرهای فاز – غلاف بیرونی دارای برجستگی ها یا رنگ هایی برای شناسایی هر هادی فاز است. همچنین ممکن است یکی به صورت خنثی علامت گذاری شود.
سه هادی فاز عایق شده قبل از اینکه در غلاف محافظ بیرونی پیچیده شوند به صورت یک الگوی مارپیچ به هم می پیچند. عایق بندی و جداسازی مناسب تضمین می کند که فازها کوتاه نمی شوند.
به طور کلی، ساخت کابل عایق، حفاظت فیزیکی و شناسایی سه فاز انتقال جریان را فراهم می کند. تفاوت در ساخت و ساز انواع کابل های خاص را مشخص می کند.
4. هادی
هادی جزء یک کابل سه فاز است که در واقع جریان الکتریکی را حمل می کند. به دلیل رسانایی بالا معمولاً از مس یا آلومینیوم ساخته می شود:
مس – رسانایی و انعطاف پذیری عالی. برای اکثر کابل های ولتاژ پایین استفاده می شود. گران تر از آلومینیوم
آلومینیوم – سبک و بسیار رسانا. برای خطوط انتقال هوایی استفاده می شود. می توان با فلزات دیگر آلیاژ کرد. هزینه کمتر.
مقطع – سطح مقطع هادی حداکثر ظرفیت جریان را تعیین می کند. مناطق بزرگتر برای ظرفیت بالاتر. 1-500 میلی متر مربع رایج است.
راه رفتن – رشته های سیم کوچکتر در کنار هم انعطاف پذیری کابل را افزایش می دهد. الگوهای مختلف مانند مارپیچ استفاده می شود.
مقاومت – مقاومت کمتر باعث تلفات توان کمتر می شود. مقاومت مس حدود 60 درصد کمتر از آلومینیوم است.
اثر پوست – جریان متناوب تمایل دارد روی سطح هادی ها جریان یابد. Stranding با این اثر پوستی مبارزه می کند.
دما – دمای عملیاتی توسط مواد رسانا محدود می شود. گرمای بیش از حد به عایق آسیب می رساند.
انتخاب بهینه مواد هادی و ساخت و ساز بستگی به کاربرد دارد. عواملی مانند وزن، هزینه، انعطاف پذیری، ظرفیت و مقاومت در برابر خوردگی باید متعادل باشند.
5. عایق و پوشش
عایق یکی از اجزای حیاتی کابل های برق سه فاز است که جریان را بین هادی های فاز جدا کرده و از آن جلوگیری می کند. ویژگی های کلیدی عایق عبارتند از:
- قدرت دی الکتریک – قابلیت تحمل میدان های الکتریکی بالا بدون خرابی.
- مقاومت – مقاومت الکتریکی موثر برای به حداقل رساندن جریان نشتی بین هادی ها.
- رتبه بندی دما – یکپارچگی را در دماهای عملیاتی بالا و بارهای اضافه حفظ می کند.
- انعطاف پذیری – بدون آسیب خم می شود تا امکان نصب و استفاده کابل فراهم شود.
- مقاومت در برابر رطوبت – در هنگام خیس شدن جریان جریان را کاهش نمی دهد یا فعال نمی کند.
مواد عایق رایج برای کابل سه فاز عبارتند از:
- پی وی سی (پلی وینیل کلراید) – سخت، انعطاف پذیر و ارزان. درجه بندی تا 105 درجه سانتیگراد
- XLPE (پلی اتیلن متقاطع) – استحکام دی الکتریک عالی و مقاومت در برابر رطوبت. برای کابل های فشار قوی استفاده می شود.
- EPR (لاستیک اتیلن پروپیلن) – انعطاف پذیری بالا و مقاومت در برابر حرارت تا 250 درجه سانتی گراد. بازدارنده شعله.
- MI (عایق معدنی) – پودر اکسید منیزیم غیر آلی. برای کاربردهای دمای بسیار بالا
عایق معمولاً توسط یک غلاف بیرونی سخت یا مواد ژاکت برای محافظت بیشتر از محیط زیست و فیزیکی پوشانده می شود. مواد رایج ژاکت عبارتند از PVC و لاستیک.
6. رنگ
کابل های برق سه فاز از کد رنگی سیم های عایق شده برای تشخیص سه فاز استفاده می کنند. این امکان اتصال مناسب را در حین نصب فراهم می کند. روش های رایج رنگ آمیزی عبارتند از:
- رنگ جامد – هر هادی فاز یک رنگ ثابت مانند سیاه، قرمز و آبی است. ساده و متداول.
- دو رنگ – دو رنگ متناوب در باندهای اعمال شده برای هر فاز، مانند قهوه ای-زرد، سیاه-قرمز، آبی-سبز.
- سه رنگ – سه نوار رنگ متناوب روی هر هادی مانند قهوه ای-نارنجی-زرد.
علاوه بر این، یک هادی لخت یا خنثی ممکن است با رنگ طبیعی، سفید یا خاکستری همراه باشد. رنگ ها از طریق رنگ آمیزی ژاکت بیرونی یا یکپارچه به خود عایق هادی اعمال می شوند.
کدگذاری رنگ استاندارد ایمنی را بهبود می بخشد و خطاها را برای سیستم های سه فاز کاهش می دهد. با این حال، در نصب های قدیمی استثنائاتی وجود دارد. بنابراین، تأیید فاز مناسب قبل از دست زدن بسیار مهم است.
7. برنامه
کابل های برق سه فاز به طور گسترده ای در کاربردهای مختلف صنعتی، تجاری و تاسیساتی که نیاز به ظرفیت متوسط تا بالا دارند استفاده می شود:
- توزیع برق – برای توزیع برق سه فاز از ژنراتورها به پستها، ساختمانها و خطوط تغذیه.
- تغذیه موتور – تامین برق موتورهای سه فاز که به طور گسترده در تاسیسات صنعتی و کارخانه های فرآوری استفاده می شوند.
- سیستم های پمپاژ – اتصال پمپ های شناور و گریز از مرکز که از موتورهای القایی سه فاز استفاده می کنند.
- تهویه مطبوع و تهویه – تامین انرژی فن های بزرگ، دمنده ها، چیلرها، کمپرسورهای هوا و تجهیزات تهویه.
- ماشین آلات – فرز، سنگ زنی، بالابر، نوار نقاله، خطوط مونتاژ متکی به موتورهای سه فاز.
- انتقال – انتقال سربار و زیرزمینی برق سه فاز شهری در فواصل طولانی.
- معدن – تامین انرژی ماشین آلات سنگین و تهویه برای معادن، تونل ها و تاسیسات زیرزمینی.
- راه آهن برقی – تامین نیروی برقی سربار برای راه آهن سبک، مترو و قطارهای برقی.
اندازه مناسب کابل، عایق بندی و ساخت و ساز مناسب، تحویل ایمن، قابل اعتماد و کارآمد برق سه فاز را برای این طیف وسیع از کاربردها تضمین می کند.
کابل برق سه فاز چیست ؟
8. انواع کابل های سه فاز بر اساس تعداد رشته ها
کابل های سه فاز را می توان بر اساس تعداد رشته ها در هر هادی به دو نوع اصلی طبقه بندی کرد:
کابل های تک رشته
هر هادی فاز در کابل از یک سیم جامد یا رشته ای تشکیل شده است.
با عرض پوزش از این بابت، ادامه مطلب اینجاست:
مزایای:
- ساخت و ساز ساده و ارزان
- جمع و جور، سبک وزن
معایب:
- انعطاف پذیری کمتری نسبت به چند رشته ای
- در هنگام خم شدن بیشتر مستعد شکستگی است
- مقاومت بالاتر به دلیل اثر پوستی
کاربردهای متداول: اجراهای کوتاه، اتصال به تجهیزات
کابل های چند رشته ای
هر هادی فاز حاوی تعداد زیادی رشته سیم کوچکتر است که در کنار هم قرار گرفته اند.
مزایای:
- انعطاف پذیری بالا برای نصب
- در برابر خستگی ناشی از خم شدن مقاومت می کند
- کاهش تلفات ناشی از اثر پوستی
معایب:
- ساخت پیچیده تر
- افزایش هزینه بیش از یک رشته
موارد استفاده متداول: دویدن طولانی، مناطق حرکتی/ارتعاشی مکرر
رشته بهینه به کاربرد و محیط خاص بستگی دارد. عوامل مهم عبارتند از انعطاف پذیری مورد نیاز، سطوح ارتعاش، فاصله و هزینه. چند رشته بهترین عملکرد را ارائه می دهد اما با افزایش قیمت.
9. کابل های برق از نظر کاربرد و محیط هایی که در آن استفاده می شوند به چند نوع کلی تقسیم می شوند:
کابل های برق سه فاز را می توان به انواع ولتاژ و کاربردی دسته بندی کرد:
10.1 کابل برق سه فاز ولتاژ پایین
- تا ولتاژ فاز به فاز 1 کیلو ولت کار کند
- دارای عایق تا دمای 150 درجه سانتیگراد
- مواد عایق رایج: PVC، XLPE
- برای روشنایی، موتورها، تابلوهای توزیع، ماشین آلات استفاده می شود
- اندازه از 1.5 میلی متر مربع تا 300 میلی متر مربع
- هادی های تک یا چند رشته ای
- ساخت زرهی یا غیر زرهی
10.2 کابل برق سه فاز
- کنترل ولتاژ از 1 کیلو ولت تا 35 کیلو ولت
- ولتاژ بالا به عایق ضخیم تری نیاز دارد
- عایق درجه حرارت بالای 150 درجه سانتیگراد
- زره پوش برای حفاظت مکانیکی
- در انتقال و توزیع برق استفاده می شود
- اندازه از 16 میلی متر مربع تا 1000 میلی متر مربع
- هادی های رشته ای رایج
- عایق مشترک XLPE، EPR
10.3 کابل برق سه فاز فشار قوی
- برای ولتاژهای انتقال فرعی بالای 35 کیلو ولت
- به عایق بسیار ضخیم و مستحکم نیاز دارد
- از موادی مانند XLPE و EPR استفاده کنید
- ساخت و ساز پیچیده و محافظ
- در انتقال از راه دور استفاده می شود
- هادی های بیش از 500 میلی متر مربع
- همیشه چند رشته ای
- لایه های نیمه نماد اضافی
- محافظ فلزی زرهی
10.4 کد مشخصه کابل های مسی سه فاز
کابل های برق مسی سه فاز را می توان با استفاده از یک کد مشخصه که ساختار را نشان می دهد توصیف کرد:
مثال: 3×185/76 RM/25 kV
- 3x = 3 فاز
- 185 = سطح مقطع در mm2
- 76 = تعداد رشته ها
- RM = ولتاژ نامی بر حسب کیلوولت
- 25 = حداکثر درجه حرارت
این اجازه می دهد تا مشخصات کامل به طور خلاصه خلاصه شود. این کد تعداد فاز، اندازه، رشته، کلاس ولتاژ و ampacity را ارائه می دهد. شرایط خدمات ویژه نیز ممکن است اضافه شود.
نتیجه
کابل های برق سه فاز برای انتقال و توزیع کارآمد برق سه فاز ضروری هستند. ساخت آنها با سه هادی عایق‌شده اجازه می‌دهد تا سیگنال‌های متناوب متناوب غیرهمگام تحویل داده شود و در مقایسه با تک فاز، توان متعادل‌تری را ارائه دهد. برق سه فاز مزایایی مانند راندمان بالا و توانایی راه اندازی موتورهای بزرگ را ارائه می دهد که آن را برای کاربردهای صنعتی ایده آل می کند. اندازه کابل، مواد و نصب مناسب، تحویل ایمن و قابل اعتماد برق سه فاز را برای تاسیسات، ساختمانها، ماشین‌آلات و کارخانه‌های تولیدی تضمین می‌کند. رشد برق رسانی در سراسر بخش ها به نوآوری و موارد استفاده گسترده برای راه حل های کابل کشی سه فاز ادامه خواهد داد.
سوالات متداول
1. هدف اصلی کابل های برق سه فاز چیست؟
کابل های برق سه فاز برای انتقال کارآمد برق طراحی شده اند، به ویژه در شرایطی که ظرفیت توان بالاتر و تحویل برق روانتر مورد نیاز است.
2. چرا برق سه فاز سودمند است؟
الکتریسیته سه فاز مزایایی مانند افزایش ظرفیت توان، بهبود راندمان در موتورهای الکتریکی و ارائه برق روانتر در مقایسه با سیستم های تک فاز ارائه می دهد.
3. ساختار کابل های سه فاز چگونه است؟
کابل های سه فاز از اجزای ضروری شامل هادی ها، عایق ها و پوشش ها تشکیل شده اند که با هم کار می کنند تا از انتقال ایمن و قابل اعتماد برق اطمینان حاصل کنند.
4. چرا کدگذاری رنگ در کابل های سه فاز مهم است؟
کدگذاری رنگ در کابل های سه فاز برای نصب و نگهداری صحیح بسیار مهم است و به شناسایی آسان و جلوگیری از خطاها در سیستم های الکتریکی کمک می کند.
5. کاربردهای رایج کابل های برق سه فاز چیست؟
کابل های برق سه فاز در صنایع مختلف از جمله ماشین آلات صنعتی، توزیع برق مسکونی و سناریوهایی که انتقال انرژی همه کاره و کارآمد ضروری است، کاربرد پیدا می کنند.