דגמי כבלים רבים - כיצד לבחור את המתאים? — (מהדורת כבל חשמל)

בחירת כבל היא שלב קריטי בתכנון והתקנה חשמליים. בחירה שגויה עלולה להוביל לסכנות בטיחות (כגון התחממות יתר או שריפה), ירידת מתח מוגזמת, נזק לציוד או יעילות מערכת נמוכה. להלן הגורמים המרכזיים שיש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת כבל:

1. פרמטרים חשמליים מרכזיים

(1) שטח חתך רוחב של מוליך:

כושר נשיאת זרם: זהו הפרמטר החשוב ביותר. הכבל חייב להיות מסוגל לשאת את זרם הפעולה הרציף המרבי של המעגל מבלי לחרוג מטמפרטורת הפעולה המותרת שלו. עיין בטבלאות אמפר בתקנים הרלוונטיים (כגון IEC 60287, NEC, GB/T 16895.15).

ירידת מתח: זרם הזורם דרך הכבל גורם לירידת מתח. אורך מוגזם או חתך רוחב לא מספיק עלולים להוביל למתח נמוך בקצה העומס, דבר המשפיע על פעולת הציוד (במיוחד על התנעת המנוע). חשב את ירידת המתח הכוללת ממקור המתח לעומס, וודא שהיא נמצאת בטווח המותר (בדרך כלל ≤3% לתאורה, ≤5% לחשמל).

קיבולת עמידה בקצר חשמלי: על הכבל לעמוד בזרם הקצר המרבי האפשרי במערכת ללא נזק תרמי לפני שהתקן המגן פועל (בדיקת יציבות תרמית). שטחי חתך גדולים יותר הם בעלי קיבולת עמידה גבוהה יותר.

(2) מתח מדורג:

המתח המדורג של הכבל (לדוגמה, 0.6/1kV, 8.7/15kV) לא יכול להיות נמוך מהמתח הנומינלי של המערכת (לדוגמה, 380V, 10kV) וכל מתח הפעלה מקסימלי אפשרי. יש לקחת בחשבון תנודות במתח המערכת ובתנאי מתח יתר.

(3) חומר מוליך:

נחושת: מוליכות גבוהה (~58 MS/m), יכולת נשיאת זרם חזקה, חוזק מכני טוב, עמידות מצוינת בפני קורוזיה, חיבורים קלים לטיפול, עלות גבוהה יותר. הנפוצה ביותר.

אלומיניום: מוליכות נמוכה יותר (~35 MS/m), דורשת חתך רוחב גדול יותר כדי להשיג את אותה אמפסיביות, משקל קל יותר, עלות נמוכה יותר, אך חוזק מכני נמוך יותר, נוטה לחמצון, דורש כלים מיוחדים ותרכובות נוגדות חמצון לחיבורים. משמש לעתים קרובות עבור קווי תקורה בעלי חתך רוחב גדול או יישומים ספציפיים.

2. סביבת התקנה ותנאיה

(1) שיטת התקנה:

באוויר: מגשי כבלים, סולמות, תעלות, צינורות, מותקנים על פני השטח לאורך קירות וכו'. תנאי פיזור חום שונים משפיעים על אמפר הכוח (נדרש הפחתת חום עבור התקנות צפופות).

תת-קרקעי: קבורה ישירה או בצינורות. יש לקחת בחשבון את התנגדות התרמית של הקרקע, עומק הקבורה, קרבה למקורות חום אחרים (למשל, צינורות קיטור). לחות הקרקע וקורוזיביותה משפיעות על בחירת המעטפת.

מתחת למים: דורש מבנים מיוחדים לאטום למים (למשל, נרתיק עופרת, שכבת חסימת מים משולבת) והגנה מכנית.

התקנה מיוחדת: מסלולים אנכיים (התחשב במשקל העצמי), תעלות/מנהרות כבלים וכו'.

(2) טמפרטורת סביבה:

טמפרטורת הסביבה משפיעה ישירות על פיזור החום של הכבל. טבלאות אמפרטורת אנרגיה סטנדרטיות מבוססות על טמפרטורות ייחוס (למשל, 30°C באוויר, 20°C באדמה). אם הטמפרטורה בפועל עולה על רף הייחוס, יש לתקן (לחסוך) את האמפרטורת אנרגיה. יש לשים לב במיוחד בסביבות בעלות טמפרטורה גבוהה (למשל, חדרי דוודים, אקלים טרופי).

(3) קרבה לכבלים אחרים:

התקנות כבלים צפופות גורמות לחימום הדדי ועלייה בטמפרטורה. יש להפחית את ערכי הטמפרטורה של כבלים מרובים המותקנים במקביל (במיוחד ללא מרווח או באותו צינור) על סמך מספר וסידור (נגיעה / אי נגיעה).

(4) מאמץ מכני:

עומס מתיחה: עבור התקנות אנכיות או מרחקי משיכה ארוכים, יש לקחת בחשבון את המשקל העצמי של הכבל ואת מתח המשיכה; יש לבחור כבלים בעלי חוזק מתיחה מספיק (למשל, כבלים משוריין בחוט פלדה).

לחץ/פגיעה: כבלים קבורים ישירות חייבים לעמוד בעומסי תנועה עיליים וסיכוני חפירה; כבלים המותקנים במגשים עשויים להיות דחוסים. שריון (סרט פלדה, חוט פלדה) מספק הגנה מכנית חזקה.

רדיוס כיפוף: במהלך ההתקנה והסיבוב, רדיוס הכיפוף של הכבל לא חייב להיות קטן מהמינימום המותר, כדי למנוע נזק לבידוד ולמעטפת.

(5) סכנות סביבתיות:

קורוזיה כימית: מפעלים כימיים, מפעלי שפכים ואזורי ערפל מלח חופיים דורשים מעטפות עמידות בפני קורוזיה (למשל, PVC, LSZH, PE) ו/או שכבות חיצוניות. ייתכן שיהיה צורך בביטוי לא מתכתי (למשל, סיבי זכוכית).

זיהום שמן: מחסני נפט וסדנאות עיבוד שבבי דורשים מעטפות עמידות לשמן (למשל, PVC מיוחד, CPE, CSP).

חשיפה ל-UV: כבלים החשופים לחוץ דורשים מעטפות עמידות בפני UV (למשל, PE שחור, PVC מיוחד).

מכרסמים/טרמיטים: באזורים מסוימים נדרשים כבלים עמידים בפני מכרסמים/טרמיטים (מעטפות עם דוחי חומרים, כיסויים קשים, שריון מתכת).

לחות/טבילה: סביבות לחות או שקועות דורשות מבנים טובים לחסימת לחות/מים (למשל, חסימת מים רדיאלית, מעטפת מתכת).

אטמוספרות נפיצות: חייבות לעמוד בדרישות חסינות פיצוץ של אזורים מסוכנים (למשל, כבלים מעכבי בעירה, LSZH, כבלים מבודדים מינרלים).

3. מבנה כבל ובחירת חומרים

(1) חומרי בידוד:

פוליאתילן צולב (XLPE)ביצועים מצוינים בטמפרטורה גבוהה (90°C), אמפר גבוה, תכונות דיאלקטריות טובות, עמידות כימית, חוזק מכני טוב. בשימוש נרחב עבור כבלי חשמל במתח בינוני/נמוך. בחירה ראשונה.

פוליוויניל כלוריד (PVC): עלות נמוכה, תהליך בוגר, עמידות בעירה טובה, טמפרטורת פעולה נמוכה יותר (70°C), שביר בטמפרטורה נמוכה, משחרר גזי הלוגן רעילים ועשן סמיך בעת שריפה. עדיין בשימוש נרחב אך מוגבל יותר ויותר.

גומי אתילן-פרופילן (EPR): גמישות טובה, עמידות בפני מזג אוויר, אוזון, כימיקלים, טמפרטורת פעולה גבוהה (90°C), משמש לציוד נייד, כבלים ימיים וכבלים לכרייה. עלות גבוהה יותר.

אחר: גומי סיליקון (מעל 180°C), מבודד מינרלים (MI – מוליך נחושת עם בידוד מגנזיום אוקסיד, עמידות אש מצוינת) ליישומים מיוחדים.

(2) חומרי נדן:

PVC: הגנה מכנית טובה, מעכב בעירה, עלות נמוכה, בשימוש נרחב. מכיל הלוגן, עשן רעיל בעת שריפה.

PE: עמידות מצוינת בפני לחות וכימיקלים, נפוצה במעטפות חיצוניות של כבלים המוטמעות ישירות. עמידות נמוכה בפני בעירה.

עשן נמוך ללא הלוגן (LSZH / LS0H / LSF)פליטת עשן נמוכה, לא רעילה (ללא גזי חומצה הלוגניים), העברת אור גבוהה במהלך הבעירה. חובה במרחבים ציבוריים (רכבות תחתיות, קניונים, בתי חולים, בניינים רבי קומות).

פוליאולפין מעכב בעירה: עומד בדרישות ספציפיות של מעכבי בעירה.
בבחירה יש לקחת בחשבון את עמידות הסביבה (שמן, מזג אוויר, קרינת UV) ואת צורכי ההגנה המכנית.

(3) שכבות מיגון:

מגן מוליך: נדרש עבור כבלי מתח בינוני/גבוה (>3.6/6kV), מאזן את השדה החשמלי של פני המוליך.

מגן בידוד: נדרש עבור כבלי מתח בינוני/גבוה, עובד עם מגן מוליך לשליטה מלאה בשטח.

מגן/שריון מתכתי: מספק הגנה מפני EMC (מניעת הפרעות/הפחתת פליטות) ו/או מסלול קצר חשמלי (חובה הארקה) והגנה מכנית. צורות נפוצות: סרט נחושת, צמת חוט נחושת (מיגון + מסלול קצר חשמלי), שריון סרט פלדה (הגנה מכנית), שריון חוט פלדה (הגנה מתיחה + מכנית), מעטפת אלומיניום (מיגון + חסימת מים רדיאלית + הגנה מכנית).

(4) סוגי שריון:

משוריין תיל פלדה (SWA): הגנה מצוינת מפני דחיסה ומתיחה כללית, לקבורה ישירה או לצורכי הגנה מכנית.

חוט מגולוון משוריין (GWA): חוזק מתיחה גבוה, למסלולים אנכיים, מרווחים גדולים, התקנות תת-ימיות.

שריון לא מתכתי: סרט סיבי זכוכית, מספק חוזק מכני תוך היותו לא מגנטי, קל משקל, עמיד בפני קורוזיה, לדרישות מיוחדות.

4. דרישות בטיחות ורגולציה

(1) עמידות בפני בעירה:

בחרו כבלים העומדים בתקני מעכבי בעירה רלוונטיים (למשל, IEC 60332-1/3 לעמידות בעירה בודדת/מקובצת, BS 6387 CWZ לעמידות באש, GB/T 19666) בהתבסס על סיכון אש וצרכי ​​פינוי. אזורים ציבוריים וקשים למילוי חייבים להשתמש בכבלים מעכבי בעירה LSZH.

(2) עמידות בפני אש:

עבור מעגלים קריטיים שחייבים להישאר מופעלים במהלך שריפה (משאבות כיבוי אש, מאווררי עשן, תאורת חירום, אזעקות), יש להשתמש בכבלים עמידים בפני אש (למשל, כבלי MI, מבנים מבודדים אורגניים עם סרט נציץ) שנבדקו בהתאם לתקנים (למשל, BS 6387, IEC 60331, GB/T 19216).

(3) ללא הלוגן ודל עשן:

חובה באזורים עם דרישות גבוהות לבטיחות והגנה על ציוד (מרכזי תחבורה, מרכזי נתונים, בתי חולים, מבני ציבור גדולים).

(4) עמידה בתקנים והסמכה:

על הכבלים לעמוד בתקנים ובהסמכות המחייבות במיקום הפרויקט (למשל, CCC בסין, CE באיחוד האירופי, BS בבריטניה, UL בארה"ב).

5. כלכלה ועלות מחזור חיים

עלות השקעה ראשונית: מחיר כבל ואביזרים (חיבורים, סיומות).
עלות התקנה: משתנה בהתאם לגודל הכבל, משקלו, גמישותו וקלות ההתקנה.
עלות הפסדי תפעול: התנגדות מוליך גורמת להפסדי I²R. מוליכים גדולים יותר עולים יותר בהתחלה אך מפחיתים הפסדים לטווח ארוך.
עלות תחזוקה: כבלים אמינים ועמידים בעלי עלויות תחזוקה נמוכות יותר.
חיי שירות: כבלים איכותיים בסביבות מתאימות יכולים להחזיק מעמד 30+ שנים. יש לבצע הערכה מקיפה כדי להימנע מבחירת כבלים בעלי מפרט נמוך או באיכות ירודה המבוססים רק על העלות הראשונית.

6. שיקולים נוספים

רצף פאזות וסימון: עבור כבלים מרובי ליבות או התקנות מופרדות פאזות, יש לוודא רצף פאזות וקידוד צבעים נכונים (בהתאם לתקנים המקומיים).
הארקה וקשר פוטנציאלי שווה: מגנים ושריון מתכתיים חייבים להיות מוארקים בצורה אמינה (בדרך כלל בשני הקצוות) לבטיחות וביצועי מיגון.

מרווח רזרבי: יש לשקול גידול אפשרי בעומס או שינויים בניתוב בעתיד, להגדיל את חתך הרוחב או לשריין מעגלים רזרביים במידת הצורך.
תאימות: אביזרי כבלים (מזיזים, חיבורים, סיומות) חייבים להתאים לסוג הכבל, למתח ולגודל המוליך.
הסמכת ספק ואיכות: בחר יצרנים בעלי מוניטין ובעלי איכות יציבה.

לביצועים ואמינות אופטימליים, בחירת הכבל הנכון הולכת יד ביד עם בחירת חומרים איכותיים. ב-ONE WORLD, אנו מספקים מגוון מקיף של חומרי גלם לחוטים וכבלים - כולל תרכובות בידוד, חומרי ציפוי, סרטים, חומרי מילוי וחוטים - המותאמים לעמידה במפרטים ובתקנים מגוונים, ותומכים בתכנון והתקנה בטוחים ויעילים של כבלים.