کابل برق سه فاز چیست؟

کابل برق سه فاز یکی از اجزای حیاتی در سیستم‌های برقی صنعتی و تجاری است. این نوع کابل برق به منظور انتقال برق با توان بالا و کاربردهای متعددی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله از پورتال جامع مهندسین ایران، به بررسی مفهوم کابل برق سه فاز، استفاده‌های آن و ویژگی‌های مهم آن می‌پردازیم.

کابل برق سه فاز چیست؟

کابل برق سه فاز یا (۳ phase cable) کابلی است که قابلیت اتصال به برق سه فاز را دارد. برق سه فاز می‌تواند به وسیلهٔ کابل‌های تک رشته، سه رشته، چهار رشته و پنج رشته به دستگاه یا وسیله‌ای که از برق سه فاز پشتیبانی می‌کند، متصل شود. با استفاده از سه کابل تک رشته و یک کابل تک رشته، می‌توان سه فاز و یک نول را به صورت مستقل به مسیر مورد نظر متصل کرد.

کابل‌های سه رشته نیز می‌توانند بدون اتصال نول، جریان برق سه فاز را به مدار متصل کنند. کابل برق سه فاز چهار رشته امکان اتصال سه فاز به اضافهٔ یک نول را برای مصرف کننده فراهم می‌کند. همچنین کابل برق سه فاز پنج رشته، ۳ فاز، نول و ارت جریان برق را به مدار متصل می‌کند. همچنین کابل‌های دیگری نیز وجود دارند که سطح مقطع یکسانی ندارند.

در دسته‌بندی کابل‌های سه فاز، کابل برق سه فاز سه و نیم رشته از سه رشتهٔ سیم فاز با سطح مقطع یکسان و یک رشتهٔ سیم به عنوان نول با سطح مقطعی تقریباً نصف سطح مقطع فازها تشکیل شده است. به طور کلی، کابل‌های برق سه فاز در این صورت هستند:

• کابل برق سه فاز تک رشته
• کابل برق سه فاز سه رشته
• کابل برق سه فاز چهار رشته
• کابل برق سه فاز پنج رشته
• کابل برق سه فاز سه و نیم رشته

ساختار کابل برق سه فاز

کابل برق سه فاز، نوعی کابل است که برای انتقال جریان الکتریکی در سیستم‌های سه‌فاز به کار می‌رود. این کابل‌ها از سه رشته سیم مجزا تشکیل شده‌اند که هر کدام از آن‌ها فاز نامیده می‌شود.

در کنار سیم‌های فاز، ممکن است سیم‌های دیگری نیز در کابل وجود داشته باشد، از جمله:

• سیم نول: این سیم به هادی زمین متصل می‌شود و مسیر بازگشت جریان الکتریکی را فراهم می‌کند.
• سیم ارت: این سیم نیز به هادی زمین متصل می‌شود و برای حفاظت از افراد و تجهیزات در برابر برق‌گرفتگی استفاده می‌شود.

اجزای اصلی یک کابل برق سه فاز

• هادی: هسته ی مرکزی کابل است که از جنس مس یا آلومینیوم ساخته می‌شود و وظیفه‌ی انتقال جریان الکتریکی را بر عهده دارد.
• عایق: لایه‌ای از جنس پلاستیک یا مواد عایق دیگر است که هادی را احاطه می‌کند و از آن در برابر تماس با اشیاء دیگر و نشت جریان الکتریکی محافظت می‌کند.
• روکش: لایه‌ای بیرونی است که از عایق و هادی در برابر عوامل محیطی مانند رطوبت، اشعه UV و مواد شیمیایی محافظت می‌کند.

هادی کابل برق سه فاز

کابل برق سه فاز، از دو نوع هادی مس و آلومینیوم تولید می‌شود. هر یک از این دو نوع هادی مزایا و معایب خاص خود را دارند. کابل برق سه فاز مسی، به دلیل استفاده از مس به عنوان هادی جریان، رسانایی بهتری نسبت به کابل برق سه فاز آلومینیومی دارد. با این حال، این افزایش رسانایی در مقایسه با کابل آلومینیومی سه فاز بسیار کمتر است.

کابل برق سه فاز مسی سنگین‌تر و گران‌تر از مدل آلومینیومی است، در حالی که کابل آلومینیومی سه فاز قیمت کمتر و وزن سبکتری دارد. برخی اعتقاد دارند که هادی آلومینیومی در طول زمان اکسید می‌شود و از خرید آن خودداری می‌کنند. اما باید بدانید که این خاصیت تنها مربوط به آلومینیوم نیست و همهٔ فلزات، از جمله مس، برنج و روی، در صورت قرار گرفتن در معرض اکسیژن و سایر عوامل اکسید کننده، ممکن است خوردگی کنند.

یک مثال واضح در این خصوص برج آزادی در ایالات متحده است که از مس ساخته شده است و به علت اکسیداسیون، رنگ سبزی به خود گرفته است. تولیدکنندگان سیم و کابل با استفاده از عایق‌ها و روکش‌های مقاوم، از اکسید شدن هادی‌های مسی و آلومینیومی جلوگیری می‌کنند.

هادی کابل برق سه فاز می‌تواند به صورت مفتولی (کلاس ۱)، نیمه‌افشان (کلاس ۲) و افشان (کلاس ۵) باشد.

روکش و عایق کابل برق سه فاز

روکش و عایق در کابل برق سه فاز به کار می‌روند. عایق پلیمری بر روی هادی مسی یا آلومینیومی قرار می‌گیرد. روکش نیز یک لایه پلیمری است که در سطح بیرونی کابل برق قرار دارد. این عناصر خواص مختلفی از جمله سختی، نرمی، دانسیته، دمای نقطه کار محیط، ضریب دی‌الکتریک، مقاومت در برابر سایش، روغن و مواد شیمیایی، مقاومت در برابر شعله، کاهش دود، عدم استفاده از مواد هالوژن و غیره را شامل می‌شوند. در محصولات آماده‌ی تحویل شرکت صنعتی الکتریک خراسان افشارنژاد، عایق‌های PVC و XLPE رایج هستند.

ولتاژ کابل برق سه فاز

کابل‌های برق سه فاز بر اساس مقدار، تعداد، ضخامت و نوع عایق مورد استفاده در ساختار کابل، بر اساس ولتاژ به چهار دسته مختلف تقسیم می‌شوند. ولتاژ کابل توسط عایق تعیین می‌شود و در نتیجه سطح ولتاژ آن را مشخص می‌کند. طراحی کابل با استفاده از عبارت U0/U ولتاژ را تعریف می‌کند، که در آن U0 نشان‌دهنده ولتاژ بین هادی و زمین است و U نشان‌دهنده ولتاژ بین هادی‌ها می‌باشد. به طور کلی، سه دسته مختلف بر اساس سطح ولتاژ تعریف می‌شوند. این چهار دسته عبارتند از:

۱- کابل برق فشار ضعیف
۲- کابل برق فشار متوسط
۳- کابل برق فشار قوی
۴- کابل برق فوق فشار قوی

کابل برق فشار ضعیف

کابل برق فشار ضعیف، که با علامت اختصاری LV (Low Voltage cable) یا کابل‌های ولتاژ پایین شناخته می‌شود، به دسته‌ای از کابل‌های برق اطلاق می‌شود که سطح ولتاژ آن‌ها کمتر از یک کیلوولت است. این دسته شامل کابل‌هایی با سطح ولتاژ مانند ۳۰۰/۵۰۰ ولت، ۴۵۰/۷۵۰ ولت، ۶۰۰/۱۰۰۰ ولت و سایر مقادیر مشابه می‌شود. کابل‌های فشار ضعیف معمولاً به صورت یک رشته تا پنج رشته تولید می‌شوند. این کابل‌ها در برقراری ارتباطات در سیستم‌های کنترل و نظارت، نصب تجهیزات الکتریکی و استفاده‌های خانگی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. طراحی و ساخت این کابل‌ها بر اساس استانداردها و مشخصات فنی مناسب انجام می‌شود تا بتوانند ولتاژهای پایین را به طور امن و پایدار منتقل کنند.

کابل برق فشار متوسط

کابل برق فشار متوسط، که با علامت اختصاری MV (Medium Voltage cable) شناخته می‌شود، به دسته‌ای از کابل‌های برق با سطح ولتاژ بین ۱ کیلوولت تا ۳۳ کیلوولت اشاره دارد. این کابل‌ها معمولاً به صورت تک رشته یا سه رشته تولید می‌شوند. آن‌ها در انتقال انرژی در شبکه‌های توزیع برق، سیستم‌های صنعتی و سیستم‌های تولید انرژی استفاده می‌شوند. طراحی و ساخت این کابل‌ها با استفاده از عایق‌ها و مواد مناسبی انجام می‌شود تا بتوانند ولتاژهای متوسط را به طور امن و پایدار منتقل کنند.

کابل برق فشار قوی

کابل برق فشار قوی، که با علامت اختصاری HV (High Voltage cable) شناخته می‌شود، به دسته‌ای از کابل‌های برق با سطح ولتاژ بین ۶۳ کیلوولت تا ۲۳۰ کیلوولت اشاره دارد. این کابل‌ها معمولاً برای انتقال انرژی با ولتاژ بالا در شبکه‌های برق بزرگ و استفاده‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. آن‌ها نیز مانند کابل‌های فشار متوسط، به صورت یک رشته تا سه رشته تولید می‌شوند. این کابل‌ها با استفاده از عایق‌ها و مواد خاصی طراحی می‌شوند که قادر به تحمل ولتاژهای بالا و انتقال ایمن انرژی با کارایی بالا هستند.

کابل برق فوق فشار قوی

کابل برق فوق فشار قوی، با علامت اختصاری EHV (Extra High Voltage cable)، به کابل‌های برق با ولتاژی معادل ۴۳۰ کیلوولت یا بالاتر اشاره می‌کند. این کابل‌ها برای انتقال انرژی با ولتاژهای بسیار بالا و در شبکه‌های برق بزرگ استفاده می‌شوند. طراحی و ساخت این کابل‌ها با توجه به نیازهای ویژه ولتاژ بالا و مشکلاتی که در انتقال این ولتاژها رخ می‌دهد، صورت می‌گیرد. کابل‌های فوق فشار قوی از جنس‌ها و عایق‌هایی با خواص الکتریکی و مکانیکی مناسب استفاده می‌کنند تا بتوانند ولتاژهای بالا را به طور امن و پایدار منتقل کنند.

خرید کابل برق سه فاز

هنگام خرید کابل برق سه فاز، بایستی به ساختار استاندارد مورد نظر کابل توجه داشت. زیرا کابل‌های برق در انواع مختلفی تولید می‌شوند که در ساختار آن‌ها تفاوت‌هایی وجود دارد و این تفاوت‌ها منجر به تغییر در قیمت کابل برق سه فاز می‌شود. برخی از کابل‌های برق معروف بر اساس این استانداردها عبارتند از:

– کابل برق سه فاز NYY
– کابل برق سه فاز NYMHY
– کابل برق سه فاز NYRY
– کابل برق سه فاز NYBY

کابل NYY

کابل برق NYY به کلیه کابل‌هایی اطلاق می‌شود که از هادی مسی با ساختار مفتولی (کلاس ۱) یا نیمه‌افشان (کلاس ۲) به همراه عایق و روکش پی وی سی تشکیل شده باشند. این دسته از کابل‌ها به عنوان کابل‌های زمینی NYY یا کابل‌های خشک NYY نیز شناخته می‌شوند. استفاده از کابل برق NYY به دلیل استفاده از مس به صورت یکنواخت، استاندارد تر می‌باشد. الکترون‌ها در کابل NYY به راحتی و با جریانی روان‌تر نسبت به کابل‌های افشان حرکت می‌کنند. در کشورهای اروپایی، استفاده از سیم‌ها و کابل‌های مفتولی رایج‌تر است و این استاندارد باعث ایجاد ایمنی بالاتر و عبور بهتر جریان در این کابل‌ها می‌شود. به دلیل انجام کمترین فرایندهای تولید در مورد این نوع کابل‌ها، قیمت کابل برق NYY نسبت به نمونه‌های افشان به میزان قابل توجهی کمتر است.

 

کابل NYMHY

کابل NYMHY به کابل‌های برق افشان مسی با هادی کلاس ۵ اشاره دارد. این کابل‌ها از انعطاف پذیری بالایی برخوردار هستند نسبت به کابل‌های مفتولی. به دلیل این انعطاف، نصب آنها نیز آسان‌تر است و این موضوع باعث محبوبیت بیشتری در بین افرادی که در صنعت برق فعالیت می‌کنند، شده است. قیمت کابل NYMHY معمولاً کمی بالاتر از کابل‌های مفتولی است، اما به دلیل انعطاف بیشتر، مصرف‌کنندگان بیشتر ترجیح می‌دهند کابل NYMHY را در مقایسه با کابل‌های زمینی خریداری کنند.

 

کابل زره دار NYRY

کابل زره‌دار NYRY به کابل‌هایی اشاره دارد که از هادی مسی با کلاس ۱ یا کلاس ۲ تشکیل شده‌اند و دارای رشته‌های استوانه‌ای فولادی به منظور حفاظت از رشته سیم‌های کابل در برابر فشارهای مکانیکی و آسیب دیدن از سوی موجودات شب زی استفاده می‌کنند. کابل زره‌دار NYRY به دلیل استفاده از زره برای حفاظت، برای کاربردهای خارجی مانند پل‌ها کاربرد فراوانی دارد. قیمت کابل زره‌دار بستگی به نوسانات بازار و قیمت مس و گرانول روز دارد و نیاز به محاسبه و ارزیابی می‌باشد.

 

 

کابل زره دار NYBY

کابل زره‌دار NYBY به کابل‌هایی اشاره دارد که از هادی مسی مفتولی تشکیل شده‌اند و دارای یک نوار فولادی به منظور حفاظت از رشته سیم‌های کابل در برابر فشارهای مکانیکی و آسیب دیدن از سوی موجودات شب زی استفاده می‌کنند. کابل زره‌دار NYBY به علت داشتن لایه آرمور فولادی، برای کاربردهای خارجی مانند پل‌ها کاربرد فراوانی دارد. قیمت کابل زره‌دار بستگی به نوسانات بازار و قیمت مس و گرانول روز دارد و نیاز به محاسبه و ارزیابی دارد.