کابل تک فاز چیست ؟
کابل تک فاز یک کابل الکتریکی است که برای حمل جریان الکتریسیته متناوب در جایی که فقط یک ولتاژ متناوب وجود دارد استفاده می شود. کابل های تک فاز معمولا برای مدارهای روشنایی و کاربردهای کم مصرف در ساختمان های مسکونی و تجاری استفاده می شوند.
برخلاف برق سه فاز که از سه ولتاژ خارج از فاز از یکدیگر استفاده می کند، برق تک فاز فقط از یک ولتاژ استفاده می کند که در طول زمان قطبیت متناوب را تغییر می دهد. این یک میدان الکتریکی نوسانی ایجاد می کند که امکان انتقال انرژی را فراهم می کند.
برق تک فاز مفید است زیرا به مواد رسانای کمتری برای توزیع الکتریسیته نسبت به برق سه فاز نیاز دارد. درک و نصب مدارهای تک فاز نیز آسان تر است. با این حال، برق سه فاز انتقال توان ثابت بیشتری را فراهم می کند، و آن را برای موتورهای الکتریکی بزرگ و کاربردهای صنعتی مناسب تر می کند.
ساختار کابل برق تک فاز
کابل های تک فاز ساختار ساده ای دارند که شامل موارد زیر است:
- هادی – معمولاً مس یا آلومینیوم است که جریان الکتریکی را منتقل می کند. اندازه و تعداد هادی ها درجه بندی فعلی را تعیین می کند.
- عایق – برای جلوگیری از نشت جریان و اتصال کوتاه، هادی را احاطه می کند. مواد متداول عبارتند از PVC، XLPE، لاستیک و کاغذ.
- غلاف – کابل را از آسیب های محیطی محافظت می کند. پی وی سی معمولا استفاده می شود.
- پرکننده و ملافه – برای شکل گرد به کابل و ایجاد مقداری بالشتک استفاده می شود. موادی مانند جوت یا الیاف پلاستیکی رایج هستند.
- زره – لایه فلزی اختیاری که کابل را از آسیب فیزیکی محافظت می کند. رایج در کابل های مدفون در زیر زمین.
- ژاکت – لایه بیرونی نهایی که از کابل در برابر خوردگی، رطوبت و مواد شیمیایی محافظت می کند. پی وی سی معمولا استفاده می شود.
در حالی که همه کابل های تک فاز دارای این ساختار اولیه هستند، مواد و لایه های دقیق مورد استفاده به کاربرد و محیط کار بستگی دارد.
انواع هادی کابل تکفاز
هادی مهمترین بخش کابل برق تک فاز است، زیرا این همان چیزی است که جریان الکتریکی را منتقل می کند. رایج ترین هادی های مورد استفاده در کابل های تک فاز عبارتند از:
فلز مس
- رسانایی و انعطاف پذیری عالی
- برای اکثر کابل های فشار ضعیف و متوسط استفاده می شود.
- مس لخت یا قلع رایج است. کنسرو شده مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد.
- اندازه های رایج بین 1.5mm2 تا 300mm2.
آلومینیوم
- سبک و بسیار رسانا
- برای خطوط هوایی و برخی از کابل های صنعتی استفاده می شود.
- اغلب برای بهبود انعطاف پذیری به سر می برند.
- اندازه های بین 16mm2 تا 1000mm2 مشترک.
ترکیب مس/آلومینیوم
- هادی های مسی همراه با هادی های آلومینیومی.
- برای اجراهای طولانی و جریان بالا برای صرفه جویی در وزن و هزینه استفاده می شود.
- مس انعطاف پذیری را فراهم می کند در حالی که آلومینیوم رسانایی را ارائه می دهد.
آلومینیوم تقویت شده فولادی
- هادی های آلومینیومی تقویت شده با فولاد برای استحکام بیشتر.
- اجازه می دهد تا از هادی های کوچکتر استفاده شود.
- برای کابل های توزیع سربار استفاده می شود.
انتخاب ماده رسانا به عواملی مانند هزینه، انعطاف پذیری، مقاومت مورد نیاز و مقاومت بستگی دارد. مس همچنان رایج ترین انتخاب برای اکثر کابل های برق تک فاز است.
تعداد رشته های کابل تک فاز
کابل های برق تک فاز می توانند از یک هادی جامد یا چند رشته کوچکتر برای تشکیل هادی استفاده کنند.
هادی جامد
- هادی یک سیم جامد.
- ساده و کم هزینه
- برای کابل های کوچک و کم جریان استفاده می شود.
- عدم انعطاف پذیری محدودیت استفاده می کند.
هادی رشته ای
- ساخته شده از چندین رشته هادی نازک.
- بسیار انعطاف پذیر، می تواند لرزش را اداره کند.
- برای کابل های بزرگتر و نصب زیرزمینی استفاده می شود.
- پیچیده تر و گران تر از جامد.
- رشته های رایج شامل رشته های 7، 19 و 37 می باشد.
هادی های رشته ای برای اکثر کاربردهای کابل تک فاز ترجیح داده می شوند زیرا انعطاف پذیرتر هستند و می توانند حرکت و لرزش را بهتر تحمل کنند. هادی های جامد در اندازه های بزرگتر خیلی سفت و شکننده می شوند.
تعداد رشته های مورد استفاده به اندازه هادی و انعطاف پذیری مورد نیاز بستگی دارد. رشته های بیشتر انعطاف پذیری را افزایش می دهند اما ساخت آنها پیچیده تر است. 19 یا 37 رشته ترکیبات رایجی هستند که در کابل های تک فاز استفاده می شوند.
اندازه کابل های تک فاز
کابل‌های تک فاز در طیف گسترده‌ای از اندازه‌های هادی برای مطابقت با درجه‌بندی‌ها و کاربردهای مختلف جریان موجود هستند.
اندازه های رایج برای کابل های تک فاز عبارتند از:
- 1.5mm2 – برای سیم کشی خانگی و مدارهای روشنایی با جریان کم استفاده می شود.
- 2.5mm2 – سیم کشی عمومی برای مدارهای خانگی 15-20A. قابل استفاده با روشنایی 5A
- 4mm2 – برای جریان های خانگی بالاتر تا 25A مانند اجاق های برقی یا دوش استفاده می شود.
- 6mm2 – برای مدارهای خانگی با درجه 32A مانند نقاط شارژ خودروهای الکتریکی استفاده می شود.
- 10mm2 و بالاتر – برای جریان های سنگین تر در کاربردهای تجاری و صنعتی سبک استفاده می شود.
اندازه کابل مورد نیاز به طول اجرا و جریان بار کامل مورد انتظار بستگی دارد. افت ولتاژ کابل نیز باید بررسی شود.
اندازه هادی های بزرگتر ترجیح داده می شوند زیرا ظرفیت بیشتر، افت ولتاژ کمتر و مقاومت بیشتری در برابر گرمای بیش از حد دارند. اما هزینه بیشتری دارند و انعطاف پذیری کمتری دارند.
عایق کابل تک فاز
عایق جزء مهمی در کابل های تک فاز است که هادی برق را از غلاف بیرونی جدا می کند. عایق خوب از نشت جریان و اتصال کوتاه جلوگیری می کند.
مواد عایق رایج مورد استفاده در کابل های برق تک فاز عبارتند از:
- PVC – انعطاف پذیر و کم هزینه. برای سیم کشی استاندارد ساختمان و کابل های لوازم خانگی استفاده می شود. ولتاژ تا 300 ولت
- پلی اتیلن متقاطع (XLPE) – مقاومت و انعطاف پذیری عالی. برای کابل های زیرزمینی تا 33 کیلو ولت استفاده می شود. گرانتر از PVC
- لاستیک – انعطاف پذیر با مقاومت حرارتی خوب. برای کابل ها و کابل های قابل حمل استفاده می شود. در برابر روغن و نور خورشید آسیب پذیر است.
- کاغذ – به دلیل استحکام دی الکتریک خوب در کابل های فشار قوی قدیمی تر استفاده می شود. باید خشک بماند آغشته به روغن / موم.
- میکا – به عنوان لایه های عایق در کابل های مقاوم در برابر حرارت و آتش سوزی استفاده می شود. بیش از 1000 درجه سانتیگراد را تحمل می کند.
مواد عایق باید متناسب با ولتاژ عملیاتی، محدوده دما، نیازهای انعطاف پذیری و ملاحظات هزینه باشد. PVC برای کاربردهای داخلی رایج است در حالی که XLPE برای کابل های زیرزمینی ترجیح داده می شود. عایق بندی مناسب برای عملکرد ایمن بسیار مهم است.
کابل تک فاز چیست ؟
کابل تک فاز کنتور
کابلی که تابلوی توزیع اصلی مصرف کننده را به کنتور برق متصل می کند به عنوان دم کنتور شناخته می شود. این کابل تک فاز کوتاه اما مهم باید به طور ایمن از کل جریان بار عبور کند.
ویژگی های کلیدی کابل های دم کنتور:
- اندازه هادی حداقل 10 میلی متر مربع مس برای تحمل 100 آمپر.
- عایق سخت XLPE یا PVC برای دفن زیرزمینی.
- غلاف بیرونی PVC مقاوم در برابر آب و هوا.
- امکان دفن مستقیم زرهی بدون مجرا.
- استاندارد طول کوتاه 0.5 تا 1 متر.
- حفاظت در برابر جریان اضافه از طریق تابلوی اصلی.
یک هادی بزرگتر 16mm2 ممکن است برای بارهای بالاتر از 100A ترجیح داده شود. اندازه کابل باید با درجه بندی تابلوی اصلی مطابقت داشته باشد.
افت ولتاژ پایین برای حفظ ولتاژ ثابت به مصرف کننده در انتهای نصب توصیه می شود.
کابل تک فاز سازمانی
تأسیسات تجاری و صنعتی بزرگتر هنوز برای روشنایی، کنترل‌ها، ابزار دقیق و تجهیزات به برق تک فاز متکی هستند.
ویژگی های معمول کابل های تک فاز مورد استفاده در شرکت ها عبارتند از:
- هادی های مسی یا آلومینیومی از 16mm2 تا 300mm2.
- دارای امتیاز 0.6/1kV تا 15kV.
- عایق XLPE برای انعطاف پذیری و پایداری حرارتی.
- سیم فولادی یا زره نواری برای محافظت.
- ژاکت های PVC با موانع نور خورشید مقاوم در برابر UV.
- استانداردهای بالاتر مقاومت در برابر آتش.
- دارای درجه حرارت بالای مداوم محیطی
- مقاومت در برابر لرزش و محیط های خشن
اندازه هادی بزرگتر، عایق قوی، زره پوش و محافظت در برابر آتش برای کابل های تک فاز صنعتی کلیدی هستند تا برق قابل اعتماد را به صورت ایمن ارائه دهند.
نتیجه
کابل های برق یک فاز نقش حیاتی در توزیع برق برای روشنایی، لوازم خانگی و تجهیزات دارند. از کابل های کوچک 1.5 میلی متر مربع در خانه ها تا 300 میلی متر مربع در صنعت، کابل های یک فاز جریان برق را ایمن نگه می دارند.
شناخت گزینه های هادی، عایق و ساخت و ساز باعث می شود تا کابل مناسب برای هر کار بر اساس ملاحظات ولتاژ، جریان، محیط و هزینه انتخاب شود. کابل های یک فاز با مواد با کیفیت و نصب مناسب، برق را برای چندین دهه به طور قابل اعتماد تحویل می دهند.
همانطور که تکنولوژی تکامل می یابد، مواد عایق جدید و سازه های کابل به بهبود عملکرد و ایمنی کابل یک فاز ادامه خواهند داد. اما عملکرد اصلی به عنوان ستون فقرات توزیع الکتریکی یک فاز بدون تغییر باقی خواهد ماند. کابل های یک فاز برق را به جایی که باید برسانند، می رسانند.
سوالات متداول
1. هدف از کابل تک فاز چیست؟
یک کابل یک فاز برای حمل انرژی الکتریکی با استفاده از شکل موج تک جریان متناوب (AC) طراحی شده است. این به عنوان یک جزء اساسی در کاربردهای مختلف عمل می کند و انرژی را به خانه ها، مشاغل و صنایع می رساند.
2. ساختار کابل برق تک فاز چیست؟
کابل برق یک فاز از یک هادی، عایق و غلاف تشکیل شده است. هادی جریان الکتریکی را حمل می کند، در حالی که عایق از نشت الکتریکی جلوگیری می کند. غلاف یک لایه حفاظتی اضافی را فراهم می کند و از قابلیت اطمینان و ایمنی کابل اطمینان می دهد.
3. انواع هادی کابل تک فاز کدامند؟
کابل های یک فاز می توانند هادی های مسی یا آلومینیومی داشته باشند. مس که به رسانایی بالا معروف است، برای کاربردهای با کارایی بالا مناسب است. آلومینیوم مقرون به صرفه و بدون کاهش کارایی را ارائه می دهد. انتخاب به عواملی مانند بودجه، الزامات هدایت، و ملاحظات محیطی بستگی دارد.
4. آیا تفاوتی بین هادی های جامد و رشته ای در کابل های تک فاز وجود دارد؟
بله، کابل های یک فاز می توانند هادی های جامد یا رشته ای داشته باشند. یک هادی جامد یک سیم است که سادگی و دوام را ارائه می دهد. هادی های رشته ای که از چندین سیم کوچکتر تشکیل شده اند، انعطاف پذیری و انعطاف پذیری را ارائه می دهند. انتخاب بستگی به الزامات برنامه خاص دارد.
5. چرا کابل تک فاز متصل به کنتور در محیط های مسکونی مهم است؟
کابل یک فاز متصل به کنتور میزان برق مصرفی یک خانوار را اندازه گیری می کند. نصب و نگهداری مناسب برای صورتحساب دقیق و عملکرد کارآمد منبع برق خانه بسیار مهم است.