انواع سایز کابل مورد استفاده در صنایع (۵ دسته اصلی)

امروزه به دلیل پیشرفت‌های زیادی که در تکنولوژی صورت گرفته، تقریباً همه چیز با برق کار می‌کند.

بنابراین ما به یک منبع تغذیه بدون وقفه و روان نیاز داریم که از طریق انواع سایز کابل و سیم به دست می‌آید.

در بخش الکتریکی سیستم‌ها، سیم‌ها و کابل‌های برق نقش کلیدی در انتقال و توزیع برق به صنایع، منازل، ادارات و مواردی از این قبیل دارند.

در این مقاله به بررسی کابل، علل اهمیت سایز دقیق کابل، نحوه تشخیص انواع سایز کابل، نحوه محاسبه سایز کابل و انواع سایز کابل خواهیم پرداخت.

1# کابل چیست؟

سیم ضخیم یا مجموعه‌ای از سیم‌ها در یک پوشش پلاستیکی یا لاستیکی که برای انتقال و توزیع برق به منازل، صنایع و مواردی از این قبیل استفاده می‌شود به کابل یا کابل برق معروف است.

در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی، کابل‌های برق با استفاده از کانکتورهایی که به اسمبل کابل معروف هستند، به یکدیگر متصل می‌شوند.

برچسب گذاری کابل‌های برق بسیار مهم است؛ زیرا اطلاعاتی در مورد نوع عایق مورد استفاده، تعداد کابل‌ها و انواع سایز کابل ارائه می‌دهد.

مهمترین برچسب کابل، پوشش پلاستیکی یا عایق اطراف سیم‌های رسانا است.

برخی از برچسب‌های رایج نوشته شده روی کابل ها عبارت اند از:

• THHN
• THWN
• THW
• XHHN

در هر نوع برچسب، هر حرف معنای خاصی دارد که در زیر آورده شده است:

• T: عایق ترموپلاستیک یک ماده مقاوم در برابر آتش است.
• H: میزان مقاومت در برابر حرارت که قادر است تا دمای 167 درجه فارنهایت را تحمل کند.
• HH: بسیار مقاوم در برابر حرارت که می‌تواند تا دمای 194 درجه فارنهایت را تحمل کند.
• W: میزان رطوبت قابل تحمل، این سیم برای مکان‌های خشک نیز مناسب است.
• X: عایق ساخته شده با پلیمر مصنوعی یعنی کابل ضد شعله است.
• N: روکش نایلونی که از کابل در برابر بنزین و روغن محافظت خواهد کرد.

2# علل اهمیت سایز دقیق کابل برق

انتخاب اندازه مناسب کابل برای ایمنی پروژه حیاتی است.

از آنجایی که هر کابل می‌تواند مقادیر جریان متفاوتی را هدایت کند، باید اندازه مناسبی از کابل انتخاب شود.

به عنوان مثال، اگر کابلی انتخاب شود که برای مقادیر بالای جریان بسیار کوچک است، نمی‌تواند جریان مذبور را با خیال راحت حمل کند.

به نوبه خود، این امر ممکن است باعث آسیب طولانی مدت به کل سیستم سیم کشی شود.

دلایل دیگری برای انتخاب اندازه کابل مناسب نیز وجود دارد که عبارت اند از:

• ایمن نگه داشتن پروژه: آتش سوزی الکتریکی مهمترین خطر ناشی از اندازه نامناسب کابل است.
  با انتخاب اندازه مناسب کابل، می‌توان جریان‌های الکتریکی را به گونه ای مؤثر حفظ کرد و از وقوع آتش سوزی جلوگیری نمود.
• پیروی از مقررات و کدهای ایمنی: همه سیستم‌های الکتریکی باید از دستورالعمل‌های تنظیم شده در کد ملی برق که توسط انجمن ملی حفاظت از آتش نوشته شده، پیروی کنند.
  برای رعایت این قوانین باید کابل‌ها و سیم‌هایی با اندازه مناسب استفاده شود.
• صرفه جویی در زمان و هزینه: انتخاب اندازه اشتباه کابل ممکن است، منجر به جایگزینی پرهزینه ای شود.
  اگر کابل نتواند جریان را منتقل کند، می‌تواند برای همیشه به سیستم الکتریکی آسیب برساند و نیاز به تعویضی جامع و کلی داشته باشد که در این صورت باعث قطعی طولانی مدت برق شود.

به منظور پیدا کردن اندازه مناسب کابل، با در نظر گرفتن این که از کابل برای چه مواردی استفاده خواهید کرد و چه مقدار جریان را تحمل می‌کند، شروع کنید.

3# نحوه تشخیص انواع سایز کابل

نحوه تشخیص انواع سایز کابل را در ادامه بررسی خواهیم کرد.

1-3# بررسی علامت گذاری کابل

بسیاری از کابل‌ها دارای علامت‌هایی روی عایق یا پوشش خود هستند.

به دنبال واحدهای بعد از مقدار، مانند AWG (سیم سنج آمریکایی) یا mm² (میلیمتر مربع) باشید که اندازه کابل را نشان می‌دهد.

2-3# شناسایی کدهای رنگی

گاهی اوقات، برای اندازه‌های مختلف کابل، به خصوص کابل‌های ولتاژ پایین، ممکن است از کدهای رنگی متفاوت استفاده شده باشد.

به عنوان مثال، در کابل استاندارد NM که در سیم‌کشی‌های مسکونی استفاده می‌شود، 14 AWG سفید، 12 AWG زرد و 10 AWG نارنجی است.

3-3# اندازه گیری قطر کابل

اگر اطلاعات بالا یافت نشد، می‌توان قطر کابل را با استفاده از کولیس یا یک خط مستقیم اندازه‌ گیری کرد و سپس آن را روی πr² (کابل‌های گرد) یا عرض ضرب در ارتفاع (کابل‌های تخت) اعمال کرد و سطح مقطع را به دست آورد.

1. قبل از اندازه ‌گیری کابل گرد، قسمتی از عایق بیرونی را با سیم ‌کش‌ جدا کنید، سپس کولیس ورنیه را به ‌صورت عمودی با کابل تراز کنید، مقیاس ورنیه را در امتداد مقیاس اصلی حرکت دهید تا زمانی که کولیس کمی به پهن ‌ترین نقطه در سر تا سر هادی، یعنی قطر آن برسد.
   در مورد کابل فلت، باید عرض و ارتفاع را اندازه بگیرید.
2. هنگامی که سطح مقطع را دارید، می‌توانید آن را با نمودارهای استاندارد سیم سنج مقایسه کنید یا می‌توان از یک ماشین حساب اندازه کابل برق به منظور تعیین اندازه کابل استفاده کرد.

4-3# استفاده از ابزار گیج کابل

ابزارهای اندازه گیری کابل مانند گیج‌های سیم گرد و گیج‌های فلزی می‌توانند با وارد کردن انتهای کابل در شیار مناسب تا زمانی که کابل به خوبی جا بیفتد، به پیدا کردن اندازه کابل‌های برق به شکلی سریع کمک کنند.

4# نحوه محاسبه اندازه کابل برق

اندازه کابل مستقیماً بر عملکرد و قابلیت اطمینان کلی سیستم تأثیر می‌گذارد و محاسبه ابعاد کابل یک فرآیند جدایی ناپذیر برای اطمینان از انتخاب صحیح نوع کابل است.

برای محاسبه اندازه سیم برق می‌توان از فرمول زیر استفاده کرد:

که در آن:

• I مقدار بار فعلی بر حسب آمپر (A) است که کابل باید حمل کند.
• L طول کابل بر حسب فوت یا متر است.
• K مقاومت ماده موجود در کابل است که به عنوان مثال برای مس، K معمولاً 12.9 (واحد متریک) یا 21.2 (واحد امپایر) است.
• V افت ولتاژ مجاز برای موارد خاص است. (معمولاً 3 تا 5 درصد برای توزیع ولتاژ پایین و سیستم‌های روشنایی)
• Φ ضریب توان بار است. (معمولاً 0.8 برای بارهای ضریب توان استاندارد)

5# انواع سایز کابل

در این بخش به بررسی انواع سایز کابل در دسته‌های مختلف خواهیم پرداخت.

1-5# انواع سایز کابل خانگی

اندازه کابل مورد نیاز برای اتصالات و سیم کشی برق خانگی می‌تواند بر اساس عوامل مختلفی از جمله نوع مدار، بار و فاصله از منبع تغذیه متفاوت باشد.

در این بخش چند دستورالعمل کلی برای اندازه سیم‌هایی که معمولاً در سیم‌کشی‌های مسکونی استفاده می‌شود، آورده شده است.

1) مدارهای روشنایی

اندازه این نوع از سیم‌ها 1.5 میلیمتر مربع (16 AWG) است و کاربرد آنها معمولاً برای مدارهای روشنایی با بار حداکثر 10- 15 آمپر است.

2) پریزهای برق (کاربرد عمومی)

اندازه این نوع از سیم در حدود 2.5 میلیمتر مربع (14 AWG) است و از آنها معمولاً برای پریزهای همه منظوره استفاده می‌شود و بارهای حداکثر تا 20 آمپر را پشتیبانی می‌کنند.

3) مدارهای اختصاصی (به عنوان مثال برای لوازم آشپزخانه)

اندازه این نوع از سیم 4 میلیمتر مربع (12 AWG) یا بزرگتر است و کاربرد آنها برای وسایلی مانند یخچال، مایکروویو یا ماشین لباسشویی بوده که ممکن است به آمپر بالاتر (تا 30 آمپر) نیاز داشته باشند.

4) لوازم خانگی سنگین (مانند تهویه مطبوع یا اجاق‌های برقی)

اندازه سیم‌ها در حدود 6 میلیمتر مربع (10 AWG) یا بزرگتر است و کاربرد آنها برای وسایلی با تقاضای بالا که به برق بیشتری نیاز دارند، معمولاً 30 – 40 آمپر درجه ‌بندی می‌شوند.

5) نکات مربوط به انواع سایز کابل های خانگی

از نکات مربوط به انواع سایز کابل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• طول اجرا: مسافت‌های طولانی تر منبع تغذیه تا دستگاه الکتریکی ممکن است به منظور جلوگیری از افت ولتاژ به کابل‌های بزرگتر نیاز داشته باشد.
• کدهای محلی: همیشه قوانین و مقررات برق محلی را بررسی کنید؛ زیرا ممکن است الزامات خاصی در این موارد داشته باشند.
• نوع عایق:انواع مختلف عایق کابل می‌تواند بر ظرفیت حمل جریان تأثیر بگذارد.

2-5# انواع سایز کابل طبق استاندارد AWG

رایج ترین سایز کابل برق طبق استاندارد AWG به شرح زیر است:

• کابل کالیبر 20 AWG: در کاربردهایی که نیاز به جریان کم دارند، به عنوان مدارهای کنترلی، سیگنالینگ و تجهیزات ارتباطی استفاده می‌شود.
• کابل کالیبر 18 AWG: برای کاربردهای کم مصرف مانند سیستم‌های روشنایی و هشدار مناسب است.
• کابل کالیبر 16 AWG: در برنامه‌هایی که نیاز به جریان بیشتری دارند، مانند سیستم‌های صوتی و ابزارهای برقی کوچک استفاده می‌شود.
• کابل کالیبر 14 AWG: برای اکثر کاربردهای مسکونی مانند پریز برق و روشنایی مناسب است.
• کابل کالیبر 12 AWG: در کاربردهایی که نیاز به جریان بالاتری دارند، مانند لوازم خانگی و سیستم‌های گرمایشی استفاده می‌شود.
• کابل کالیبر 10 AWG: برای کاربردهایی که نیاز به جریان بیشتری دارند، مانند سیستم‌های تهویه مطبوع و موتورهای الکتریکی مناسب است.
• کابل کالیبر 8 AWG: در کاربردهای با جریان بالا، مانند تغذیه موتورهای الکتریکی بزرگ و سیستم‌های روشنایی با قدرت بالا استفاده می‌شود.
• کابل کالیبر 6 AWG: برای کاربردهایی که نیاز به جریان بسیار بالایی دارند، به عنوان سیستم برق اصلی یک خانه مناسب است.
• کابل کالیبر 4 AWG: در کاربردهای جریان بالا مانند تغذیه تأسیسات صنعتی بزرگ استفاده می‌شود.

3-5# انواع سایز کابل در تجهیزات الکتریکی

کابل‌های کنترل به منظور کنترل سیستم تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شوند.

اندازه کابل‌های هادی کنترلی 0.75 میلیمتر مربع تا 2.5 میلیمتر مربع است.

کابل‌های کنترلی بیشتر روی ابزار و تابلوهای برق استفاده می‌شوند.

برای سیم کشی داخلی پنل بیشتر از کابل‌هایی با اندازه 1.5 میلیمتر مربع و 2.5 میلیمتر مربع استفاده می‌شود.

این نوع از کابل‌ها در تجهیزاتی مانند فرستنده، سنسور و سوئیچ استفاده می‌شود و تنها به یک منبع جریان مستقیم نیاز دارد.

• هسته ها: 2، 4، 6، 10، 12، 19، 27، 37، 40، 50 جفت
• اندازه کابل: 0.5، 0.75 و 1 میلیمتر مربع
• موارد استفاده: ترموکوپل، فرستنده فشار، ترانسمیتر سطح، فرستنده فشار تفاضلی و سنسورها
• منبع تغذیه: منفی 12 ولت یا 24 ولت (DC)

4-5# انواع سایز کابل برحسب هسته

انواع سایز کابل بر حسب هسته به صورت زیر است:

1) کابل تک هسته ای

کابل‌های تک هسته ای فقط یک هادی هسته دارند و اندازه بزرگی دارند که فاز، خنثی یا ارت (Earth) است.

هادی تک هسته‌ای تنها در سیستم ولتاژ کشش بالا استفاده می‌شود.

2) کابل دو هسته ای

کابل‌های دو هسته ای که توسط هادی دو هسته ای تولید می‌شوند، تنها دارای فاز و خنثی هستند و در خطوطی با کشش کم استفاده می‌شوند.

3) کابل سه هسته ای

کابل‌های سه هسته ای دارای سه هسته هستند و سه فاز قرمز، زرد و آبی دارند.

هادی‌های سه هسته‌ای در سیستم ولتاژ پایین 415 ولت استفاده می‌شوند.

4) کابل سه و نیم هسته ای

نوعی از کابل‌های برق وجود دارند که دارای چهار هسته هستند؛ اما هسته آخر آنها، نیمی از سایر کابل‌ها است. قرمز، زرد و آبی سه فاز هستند که برای داشتن سه هسته اول استفاده می‌شوند.

آخرین نیمه هسته مورد استفاده به عنوان خنثی خواهد بود. کابل‌های سه و نیم هسته ای اغلب در سیستم‌هایی با ولتاژ پایین استفاده می‌شود.

5) کابل چهار هسته ای

کابل‌های چهار هسته ای دارای 3 فاز و یک نول هادی هستند که توسط چهار هسته ساخته و در سیستم‌هایی با ولتاژ پایین استفاده می‌شوند.

5-5# انواع سایز کابل بر حسب میلیمتر

در این بخش به بررسی انواع سایز کابل بر حسب میلیمتر خواهیم پرداخت.

1) کابل NM-B

نوع کابل NM-B (کابل غلاف غیر فلزی) معمولاً برای سیم‌کشی‌های خانگی لامپ‌‎ها، دستگاه‌‎ها و لوازم خانگی استفاده می‌شود.

محدودیت ظرفیت نوع NM-B باید مطابق با درجه حرارت هادی و چیزی در حدود 60 درجه سانتیگراد باشد.

کابل نوع NM-B دارای ولتاژی برابر با 600 ولت است که برای کارهایی مناسب خواهد بود که در مکان‌های معمولی و خشک صورت می‌گیرد.

این کابل را می‌توان در حفره‌های هوا، درزها و در بلوک‌های بنایی یا دیوارهای کاشی که در معرض هر نوع از رطوبت و همچنین رطوبت بیش از حد قرار نگرفته‌اند یا در معرض آن قرار نمی‌گیرند، نصب و استفاده کرد.

کابل نوع NM-B دارای فناوری Super Slick Elite است.

2) کابل 2 * 14

کابل 2 * 14 در واقع شامل دو سیم با سطح مقطع 14AWG است.

یک سیم خنثی با پوشش سفید یا قرمز و یکی هات یا فاز با پوشش سیاه.

کابل 2 * 14 معمولاً برای مدارهای روشنایی و سایر کاربردهای کم مصرف استفاده می‌شود.

در حالی که می‌توان از آن برای پریزها استفاده کرد؛ اما فقط برای مدارهای 15 آمپر مناسب است.

برای مدارهای 20 آمپر، به جای آن باید از سیم 12 استفاده کرد.

3) کابل 3 * 14

این کابل شامل 3 سیم با سطح مقطع 14AWG است:

• ارت
• خنثی
• سیم هات

از سیم 3 * 14 در مواردی که به آن کلید سه طرفه می‌گویند، استفاده می‌شود؛ اما می‌توان از آن در چندین مکان دیگر نیز استفاده کرد.

یکی دیگر از کاربردهای متداول این نوع کابل، ساختن پریزهایی است که دوشاخه ای هستند و بخش بالایی و پایینی آن از یکدیگر جدا شده و یکی از سیم قرمز و دیگری توسط سیم سیاه تغذیه می‌شود که می‌توانند یک سیم خنثی و ارت مشترک داشته باشند.

سیم قرمز و سیم مشکی در این مثال هر کدام به مدار خود متصل می‌شوند؛ اما کلیدهای مدار به پنل متصل می‌شوند تا اگر یکی از آنها منفجر یا خاموش شود، هر دو (برای ایمنی) این کار را انجام دهند.

4) کابل افشان 2 * 15

این نوع از کابل‌های افشان دارای دو رشته‌ هادی دارد که رنگ‌‌های متفاوتی دارند و سطح مقطع آنها در حدود 1.5 میلیمتر است. کابل افشان 2 * 15 یکی از متداول ترین انواع کابل‌ها محسوب می‌شوند.

این کابل برای استفاده در کانال‌ برق و لوله‌های ساختمانی به کار رفته و توانی در حدود 19 آمپر برق دارد.

5) کابل 2 * 10

یک کابل 2 * 10 از 2 هادی تشکیل شده است: یک سیم سیاه (هات) و یک سیم سفید (خنثی) و گاهی یک سیم لخت اضافی هم دارد که به عنوان ارت استفاده می‌شود.

نام آن نشان دهنده ویژگی‌های آن است: 10 نشان دهنده اندازه سیم است که با قطر سیم مرتبط است و 2 به تعداد هادی‌های عایق داخل کابل اشاره دارد.

درک زمان و مکان استفاده از سیم 2 * 10 نیاز به داشتن دانش و آگاهی لازم نسبت به سیستم الکتریکی دارد.

اغلب برای مدارهایی که به جریان 30 آمپر نیاز دارند، مانند آبگرمکن، خشک کن و تهویه مطبوع پنجره بزرگ استفاده می‌شود.

این نوع از کابل‌ها معمولاً در مکان‌هایی استفاده می‌شوند که به مقدار قابل توجهی برق نیاز دارند.

6) کابل 3 * 12

کابل 3 * 12، از سه هادی عایق (معمولاً رنگی سیاه، قرمز و سفید) و یک سیم ارت لخت تشکیل می‌شود و اغلب در سیم کشی برق مسکونی و تجاری استفاده می‌شود.

برخی از برنامه‌های کاربردی رایج این نوع از کابل، عبارت اند از:

• مدارهای انشعاب چند سیمی: کابل 3 * 12 امکان ایجاد مدارهای انشعاب چند سیمی را فراهم می‌کند که می‌توانند برق را در چند پریز یا دستگاه از یک قطع کننده مدار تأمین کنند.
• مدارهای 240 ولتی: در برخی موارد، سیم‌های سیاه و قرمز را می‌توان به‌ عنوان سیم‌های هات برای مدارهای 240 ولتی که برای وسایل پرمصرف مانند خشک ‌کن‌های برقی، اجاق‌ها یا آبگرمکن‌ها مناسب است، استفاده کرد.
• پایه سوئیچ: می‌توان از این نوع کابل برای راه اندازی برق به وسایل روشنایی یا پریزهایی که نیاز به سوئیچ دارند، استفاده کرد که امکان کنترل لامپ‌ها را در مکان‌های مختلف فراهم می‌کند.
• مدارهای تقسیم: کابل را می‌توان برای مدارهای تقسیم استفاده کرد، جایی که یک مدار می‌تواند مناطق یا دستگاه‌های مختلف را در حالی که کنترل‌های جداگانه ای دارند، حفظ کند و به آنها سرویس دهد.
• پنکه‌های سقفی با کیت نور: می‌توان از این نوع کابل به منظور سیم کشی پنکه‌های سقفی که دارای کنترل‌های مجزا برای فن و نور هستند، استفاده کرد.

7) کابل 1.5 و 2.5 میلیمتری

انتخاب کابل بین 1.5 میلیمتر و 2.5 میلیمتر در مدار به عوامل مختلفی از جمله ظرفیت حمل جریان، مسافتی که سیم برای اجرا نیاز دارد و کاربرد آنها بستگی دارد:

موارد استفاده سیم 1.5 میلیمتری:

• مدارهای روشنایی: معمولاً برای مدارهای روشنایی در کاربردهای مسکونی که در آن تقاضا برای جریان کمتر است (معمولاً 10-16 آمپر) مناسب است.
• لوازم کم مصرف: مناسب برای مدارهایی است که وسایل برقی کم مصرف و دستگاه‌هایی که نیاز به جریان زیاد ندارند را تغذیه می‌کنند.
• فواصل کوتاه: می‌تواند به گونه ای مؤثر در مسیرهای کوتاه تر که افت ولتاژ در آنها نگران کننده است، استفاده شود.

موارد استفاده سیم 2.5 میلیمتر:

• پریزهای برق: معمولاً برای پریزهای برق همه منظوره در محیط‌های مسکونی و تجاری استفاده می‌شود، جایی که دستگاه‌ها می‌توانند جریان بالاتری (حداکثر 20-25 آمپر) داشته باشند.
• لوازم برقی پرقدرت: مناسب مدارهایی است که وسایل بزرگتر (مانند یخچال، ماشین لباسشویی و مواردی از این قبیل) را تغذیه می‌کنند که در آنها به جریان بیشتری نیاز است.
• کارکرد طولانی‌تر: برای کاهش افت ولتاژ، به خصوص در مدارهایی با بارهای بالاتر و همچنین برای مسافت‌های طولانی تر مناسب است.