جستجو کنید...

کابل برق سه فاز چیست؟ بررسی انواع، ساختار و کاربرد + جدول

انتشار: 02 آذر 1404
:بروزرسانی 08 بهمن 1404
کابل برق سه فاز چیست؟ بررسی انواع، ساختار و کاربرد + جدول

برای انتقال جریان در سیستم‌های صنعتی، کارگاهی، کارخانه‌ها و… می‌توانید از کابل برق سه فاز استفاده کنید. انواع مختلف کابل برق سه فاز مشخصات مختلفی دارند. هنگام خرید کابل سه فاز برق باید مشخصات مدل‌های موجود را بررسی کنید. مشخصات کابل برق سه فاز باید با ویژگی‌ها و مشخصات سیستم مورد نظر شما تناسب داشته باشد. در غیر این صورت کابل برق سه فاز قابلیت انتقال جریان و تحمل ولتاژ آن را نخواهد داشت. این موضوع برای سیستم‌های صنعتی که جریان برق سه فاز به تجهیزات آن‌ها وارد می‌شود، اهمیت بسیار زیادی دارد. بر همین اساس در ادامه مطلب به بررسی جزئیات بیشتری از انواع کابل برق سه فاز آلومینیومی و کابل برق سه فاز مسی می‌پردازیم.

کابل برق سه فاز چیست؟

برای انتقال جریان برق در سیستم‌های سه فاز باید از کابل برق سه فاز استفاده کنید. انواع کابل برق سه فاز بدون استثنا دارای سه رسانای فاز هستند. به همین علت کابل برق سه فاز نامیده می‌شوند. در کنار این سه هادی فاز، ممکن است رسانای نول و ارت هم قرار بگیرند.

باتوجه به اینکه برق سه فاز معمولا در سیستم‌های صنعتی، کارخانه، کارگاه و حوزه‌های این چنینی برقرار است، از انواع کابل برق سه فاز در صنایع مختلف استفاده می‌شود. با این حال کابل برق سه فاز آسانسور برای مصارف خانگی هم کاربرد دارد. بنابراین کابل مناسب برق سه فاز بر اساس کاربرد، انتخاب می‌شود.

کابل برق سه فاز چند رشته است؟

انواع کابل برق سه فاز در مدل‌های سه، چهار و پنج رشته تولید می‌شوند. در ادامه مطلب تعداد رشته‌های انواع کابل برق سه فاز را معرفی می‌کنیم:

  • کابل برق سه فاز سه رشته: دارای سه رشته فاز
  • کابل برق سه فاز چهار رشته: دارای سه رشته فاز و یک رشته نول
  • کابل برق سه فاز پنج رشته: دارای سه رشته فاز، یک رشته نول و یک رشته ارت

البته یک نوع کابل برق سه فاز دیگر هم تولید می‌شود، که استفاده از آن کمتر رایج است.

  • کابل برق سه فاز سه و نیم رشته: دارای سه رشته فاز به همراه یک رشته با سطح مقطع نصف برای نول
کابل سه فاز چند رشته دارد؟

هر فاز برای برق سه فاز چند ولت است؟

برای اطلاع از ولتاژ هر فاز در کابل برق سه فاز باید دو نکته مهم را بدانید. در کابل سه فاز برق، ولتاژ هر فاز به صورت جداگانه با ولتاژ دو فاز به صورت ترکیبی، با یکدیگر متفاوت است وولتاژ هر فاز به طور مستقل 220 ولت است. اما ولتاژ دو فاز در ترکیب با یکدیگر معمولا 380 ولت است.

دلیل این موضوع هم به زاویه قرارگیری فازها نسبت به یکدیگر ربط دارد. فازهای کابل برق سه فاز با زاویه 120 درجه نسبت به یکدیگر قرار می‌گیرند. این نوع طراحی به افزایش بازدهی و بهبود عملکرد کابل برق سه فاز برای تحمل و انتقال جریان کمک می‌کند.

ساختار و اجزای کابل برق سه فاز

هر یک از انواع کابل برق مناسب برای برق سه فاز از چند لایه اصلی و جانبی تشکیل می‌شوند. لایه‌های اصلی در همه کابل‌های برق سه فاز مشترک هستند. لایه‌های جانبی نیز متغیر بوده و ممکن است در برخی از مدل‌ها وجود نداشته باشند. هر کابل سه فاز برق از لایه‌های زیر تشکیل می‌شود:

1_ هادی

در انواع سیم و کابل تک فاز و سه فاز، وظیفه انتقال جریان را هادی برعهده دارد. انواع کابل برق سه فاز می‌توانند سه، چهار یا پنج رشته رسانا یا همان هادی داشته باشند. هادی کابل برق سه فاز از مس یا آلومینیوم تولید می‌شود.

2_ عایق

برای جلوگیری از تماس مستقیم سیم کابل برق سه فاز (رساناها) با یکدیگر، از عایق استفاده می‌شود. عایق کابل برق سه فاز به صورت مجزا به دور هر یک از رشته‌های رسانا قرار می‌گیرد. وجود هادی به جلوگیری از نشت جریان به بیرون از رسانا و حتی ساختار کلی کابل کمک می‌کند. عایق کابل برق سه فاز در جنس‌های مختلف مانند پلی اتیلن، پی وی سی، پلی اتیلن کراس لینک، هالوژن فری و… تولید می‌شود.

3_ روکش

خارجی‌ترین لایه کابل سه فاز برق، روکش است. روکش به دور همه اجزای کابل برق سه فاز قرار می‌گیرد. به این ترتیب نه تنها ساختار کابل منسجم می‌شود، بلکه از وارد شدن آسیب به لایه‌های زیرین هم جلوگیری خواهد شد.

4_ لایه‌های جانبی کابل برق 3 فاز

در کنار لایه‌های اصلی کابل برق سه فاز، برخی از مدل‌ها دارای یک سری لایه جانبی نیز هستند. در ادامه مطلب لایه‌های جانبی کابل سه فاز برق را معرفی می‌کنیم:

آرمور

آرمور یک لایه جانبی و اضافه است که وظیفه محافظت از لایه‌های داخلی کابل برق سه فاز را برعهده دارد. بخش آرمور یا زره از فولاد، آلومینیوم یا فیبرهای چند ساختی تولید می‌شود. وجود آرمور، میزان مقاومت کابل برق سه فاز را نسبت به فشار مکانیکی و آسیب‌های محیطی افزایش می‌دهد. به طور کلی زره بعد از همه لایه‌های داخلی کابل، در زیر روکش خارجی قرار می‌گیرد. کابل آرموردار در مدل‌های یک تا پنج رشته در بازار به فروش می‌رسد.

فیلر

فضای خالی بین رساناهای کابل برق سه فاز با ماده‌ای به نام فیلر پر می‌شود. استفاده از فیلر به حفظ ساختار گرد کابل برق سه فاز هم کمک می‌کند.

سرب

به منظور محافظت از کابل برق سه فاز در برابر مواد شیمیایی خورنده، از سرب استفاده می‌شود. وجود سرب باعث افزایش مقاومت، طول عمر و جلوگیری از ایجاد اختلال در عملکرد کابل خواهد شد.

جدول تفاوت کابل برق سه فاز و تک فاز

بدون شک انواع کابل مناسب برای برق سه فاز با مدل‌های تکفاز، تفاوت‌های مهمی با یکدیگر دارند. در ادامه مطلب جدول کابل برق سه فاز و تفاوت‌های آن با کابل تکفاز را قرار می‌دهیم:

ویژگی‌هاکابل برق سه فازکابل برق تکفاز
تعداد رشتهسه، چهار و پنج رشتهدو و سه رشته
میزان جریان عبوریبالاکمتر
ساختارپیچیده، مناسب برای اتصالات مثلث یا ستارهساده، مناسب برای اتصالات سبک
اتلاف انرژیکمتر، به دلیل توزیع متعادل بار بین سه فازبیشتر، به دلیل انتقال بار از یک فاز
قیمتگرانارزان‌تر
قطر و حجم کابلضخیم و سنگیننازک و سبک‌تر
کاربردصنعتی و در برخی موارد خانگیخانگی

انواع کابل برق سه فاز بر اساس جنس

برای دسته‌بندی انواع کابل برق سه فاز از معیارهای مختلفی استفاده می‌شود. جنس هادی یکی از اصلی‌ترین معیارها برای دسته‌بندی کابل برق است. بر اساس این موضوع می‌توانیم انواع کابل برق سه فاز را در دسته‌های زیر قرار دهیم:

1_ کابل برق سه فاز مسی

بهترین فلز برای ساخت هادی کابل برق، مس است. مس رسانایی بسیار عالی و انعطاف‌پذیری منحصر به فردی دارد. مقاومت الکتریکی مس در دمای 20 درجه سانتی گراد، 16.78 نانو اهم متر است. به همین علت جریان برق را به خوبی منتقل می‌کند. مقاومت کششی این فلز هم 200 تا 250 نیوتن بر متر مربع است. همه این ویژگی‌ها باعث افزایش قیمت کابل برق سه فاز مسی می‌شود.

2_ کابل برق سه فاز آلومینیومی

در کنار فلز مس، از آلومینیوم نیز برای تولید کابل‌های برق استفاده می‌شود. مقاومت الکتریکی آلومینیوم نسبت به مس بیشتر است. به همین علت میزان رسانایی کمتری نسبت به مس دارد. قیمت ارزان‌تر آلومینیوم در مقابل مس، اصلی‌ترین دلیل استفاده از این فلز برای تولید رسانای کابل برق است. از طرفی کابل آلومینیومی وزن و انعطاف‌پذیری کمتری هم دارند.

انواع کابل برق سه فاز از نظر ولتاژ

هر یک از انواع کابل متناسب با اندازه سطح مقطع، تعداد رشته و جنس هادی، جریان با ولتاژ مشخصی را تحمل و منتقل می‌کنند. حداکثر ولتاژ قابل تحمل برای کابل برق سه فاز نشان دهنده قدرت کابل است. این موضوع به عنوان فشار قابل تحمل برای کابل نیز شناخته می‌شود. براساس میزان فشار، انواع کابل سه فاز برق در یکی از دسته‌های زیر قرار می‌گیرند:

1_ کابل برق سه فاز فشار ضعیف

این نوع کابل برق که با علامت LV نشان داده می‌شود، قابلیت انتقال جریان با حداکثر ولتاژ 3 کیلو وات را دارد. در این میان کابل‌هایی با توانایی انتقال 300 تا 1000 وات، کاربرد بیشتری دارند.

2_ کابل برق سه فاز فشار متوسط

برای انتقال جریان برق سه فاز با ولتاژ حداکثر 33 کیلو وات می‌توانید از کابل برق فشار متوسط استفاده کنید. کابل برق سه فاز فشار متوسط یا همان MV، مقاومت بیشتری هم نسبت به فشار مکانیکی، حرارت و سایر عوامل محیطی دارد.

3_ کابل برق سه فاز فشار قوی

اکثر کابل‌های برق سه فاز فشار قوی برای انتقال جریان برق با ولتاژ حداکثر 230 کیلو وات طراحی می‌شود. انواع کابل برق سه فاز HV به دو دسته فشار قوی معمولی و فشار بسیار قوی یا EHV تقسیم می‌شود. کابل‌های برق با فشار بسیار قوی/ کابل قدرت می‌توانند جریان با ولتاژ حداکثر 430 کیلو وات را هم تحمل کنند.

رنگبندی کابل‌های سه فاز

برای کدگذاری و معرفی مشخصات، ویژگی و کاربردهای انواع کابل برق سه فاز علاوه بر حروف و اعداد، از سیستم رنگبندی هم استفاده می‌شود. در تصویر زیر با رنگبندی انواع کابل سه فاز برق آشنا خواهید شد:

انواع سایز کابل برق سه فاز

باتوجه به اینکه هر یک از سیستم‌های صنعتی و کارگاهی دارای تجهیزاتی با مشخصات متفاوت هستند، بنابراین برای برق رسانی به آن‌ها نیز باید از کابل‌هایی با مشخصات مناسب استفاده شود. سایز کابل برق سه فاز از جمله مهم‌ترین مشخصات این تجهیزات است که باید به درستی انتخاب شود. در جدول زیر انواع سایز کابل برق سه فاز را بررسی می‌کنیم:

کابل سه فاز سه رشتهکابل سه فاز چهار رشتهکابل سه فاز پنج رشته
1.5×31.5×41.5×5
2.5×32.5×42.5×5
4×34×44×5
6×36×46×5
10×310×410×5
16×316×416×5
25×325×425×5
35×3
50×3
70×3
95×3

استاندارد کابل برق سه فاز

بهترین کابل برق سه فاز مطابق با استانداردهای ملی و جهانی تولید می‌شوند. به بیان دیگر شرکت‌های معتبر برای تولید کابل‌های سه فاز باکیفیت و کارآمد، استانداردهای به روز را رعایت می‌کنند. این استانداردها مربوط به ایمنی، قابلیت تحمل ولتاژ، مقاومت در برابر شرایط محیطی، جنس هادی، تست عایق و… هستند. از جمله مهم‌ترین استانداردهای بین المللی تولید کابل سه فاز برق VDE 0267 ،BS 5467 ،ISIRI 3569 و IEC 60562 هستند.

علامت اختصاری کابل برق سه فاز

کابل‌های برق سه فاز علامت اختصاری ندارید و از روی نام‌ کابل باید تشخصی دهید که کابل سه فاز است یا نه! بر روی روکش خارجی انواع کابل برق سه فاز یک سری کد درج می‌شوند. هر یک از این کدها معنا و مفهوم خاصی دارند. با اطلاع از معنی هر کد می‌توانید از مشخصات و ویژگی‌های کابل سه فاز برق مطلع شوید. کدگذاری کابل برق سه فاز بر اساس استانداردهای مختلفی مانند استاندارد آلمانی VDE انجام می‌شود. مطابق با استانداردهای سیستم کدگذاری VDE، بر روی روکش هر کابل برق سه فاز، ترکیبی از حروف و عدد درج می‌شوند. این حروف و اعداد در 11 خانه مختلف (در 4 بخش) قرار می‌گیرند. مفهوم این کدها بر اساس استاندارد نام گذاری سیم و کابل در ایران، از سمت چپ به راست به شرح زیر است:

  • خانه شماره 1: استاندارد کابل (حروف)
  • خانه شماره 2: جنس هادی (حروف)
  • خانه شماره 3: جنس عایق (حروف)
  • خانه شماره 4: جنس حفاظ عایق (حروف)
  • خانه شماره 5: جنس یا نوع زره (حروف)
  • خانه شماره 6: جنس یا نوع غلاف (حروف)
  • خانه شماره 7: وجود هادی حفاظتی یا عدم وجود آن (حروف)
  • خانه شماره 8: تعداد رشته‌های رسانای کابل (عدد)
  • خانه شماره 9: سطح مقطع هادی (عدد)
  • خانه شماره 10: شکل رسانا (حروف)
  • خانه شماره 11: ولتاژ نامی کابل (عدد)
  • نکته مهم: تشخیص سه فاز بودن کابل، تنها از روی خانه شماره 8 که تعداد کابل ها را مشخص می‌کند؛ امکان پذیر است و بقیه موارد جزئی از استانداردهای نام گذاری کابل هستند.
شماره خانه نوععلامت اختصاری توضیح کاربردی برای تشخیص سه‌فاز بودن
1ساخت استاندارد کابلمطابق با استاندارد VDE آلمان  
2جنس هادیبدون حروفکابل با هادی مسی با استاندارد
Aکابل نرم شده با هادی آلومینیومی با استاندارد
3جنس عایقYعایق پی وی سی از نوع پلی وینیل کلراید یا پروتودور PVC (اولین Y در ردیف حروف)
2Yعایق از نوع پلی اتیلن PE (دومین Y در ردیف حروف)
2Xعایق از نوع پلی اتیلن کراس‌لینک شده XPLE (دومین 2X در حروف) 
4هادی هم‌مرکز و حفاظ عایقCهادی هم‌مرکز مسی ( در کابل فشار ضعیف و فشار قوی علامت سیم صفر (0) یا سیم نول است)
CWهادی هم مرکز مسی موجی شکل (غلاف مفتولی مسی که به طور موجی شکل دور تا دور کابل را پوشانده است)
CEهادی هم مرکز مسی بر روی هر هسته
Sحفاظ شامل سیم های مسی
SEحفاظ شامل سیم های مسی بر روی هر هسته برای محدود کردن میدان مغناطیسی
5جنس و نوع زره (آرمور)Bزره نوار فولادی ( دارای 2 لایه تسمه فولادی گالوانیزه)
Fزره از سیم ‌هایی از جنس فولاد گالوانیزه یا فولاد قلع‌اندود تخت
Gنوارهای فولادی گالوانیزه یا قلع اندود شده مارپیچی
Rزره از سیم های فولادی گالوانیزه یا قلع اندود شده با مقطع گرد
Gbتسمه فولادی مارپیچی و نواری شکل برای محکم کردن F,R
Zزره یا کابل مسلح با سیم پروفیلی
6جنس شیلد یا غلافKغلاف سربی
KLغلاف آلومینیومی
Eکابل دارای سه غلاف سربی
Yشیت یا غلاف PVC
2Yغلاف از جنس پلی اتیلن
Aغلاف خارجی دوبل
7هادی حفاظتی در صورت وجودJکابل با هادی حفاظتی و رشته محافظ (دارای سیم ارت سبز – زرد) / معمولاً با 5× همراه می‌شود (یعنی سه‌فاز کامل)
Oکابل بدون هادی حفاظتی و رشته محافظ (بدون ارت) / در کابل‌های سه‌فاز صنعتی رایج است (3× یا 4×)
8تعداد رشته‌های هادی کابل (سه هادی، چهار هادی، پنج هادی)سه فاز بدون نول (L1 – L2 – L3)
سه فاز + نول (L1 – L2 – L3 – N)
سه فاز + نول + ارت (L1 – L2 – L3 – N – PE)
9سطح مقطع هادی کابلعدد (علامت ضربدر میان خانه شماره 9 و 8)توان هر رشته سیم در درون کابل با واحد اندازه‌گیری قطر بر حسب میلی‌متر‌مربع
10نوع شکل هادی (تک‌رشته/چند‌رشته/افشان)(r)هادی با سطح مقطع (دایره) گرد
(s)هادی با سطح مقطع قطاعی (مثلثی)
(o)هادی با سطح مقطع بیضی شکل
(e)هادی مفتولی با سطح مقطع (دایره) گرد
(m)هادی رشته‌ای افشان
(h)هادی با سطح مقطع گرد تو خالی
(v)هادی فشرده
reهادی تک رشته‌ای سطح مقطع دایره‌ای (گرد)
rmهادی چند رشته‌ای سطح مقطع دایره‌ای (گرد) افشان
smکابل چند رشته‌ای و قطاعی (مثلثی)
seکابل قطاعی و هر قطاع (سکتور) به صورت مفتولی تک رشته‌ای (مثلثی)
ABسیم مفتولی تک رشته‌ای
AFسیم افشان چند رشته‌ای
MHکابل چند رشته‌ای افشان
11ولتاژ اسمی کابل عدد (مثلاً 300/500 یا 0.6/1kV)با واحد اندازه‌گیری کیلو ولت

مثال برای خواندن مشخصات کابل‌های سه فاز

کد روی کابلنوع کابل سه‌فازکاربرد معمول
NYY-O 3×10 mm²سه فاز بدون نولپمپ‌ها، موتورهای صنعتی
NYY-J 4×16 mm²سه فاز + نولتابلو برق، یو پی اس، ورودی ساختمان
NYY-J 5×6 mm²سه فاز + نول + ارتانشعاب سه‌فاز کامل، آسانسور، موتورخانه
NYRY-J 4×25 mm²سه فاز زره‌داردفنی صنعتی (مسیری که ضربه/جوندگان دارد)
N2XY 4×10 mm²سه فاز ولتاژ پایین XLPEکابل ورودی ساختمان‌ها و تابلوهای فشار ضعیف
N2XRY 5×50 mm²سه فاز XLPE زره‌دارکابل‌های زیرزمینی سنگین، پروژه‌ها و کارخانه‌ها

جدول ظرفیت جریان کابل سه فاز

میزان جریان عبوری از انواع کابل برق سه فاز به عوامل مختلفی مربوط است. تعداد رشته، جنس هادی و اندازه سطح مقطع کابل، مهم‌ترین عوامل تعیین کننده میزان جریان عبوری هستند. با در نظر گرفتن این موضوع و موقعیت قرارگیری و نصب، بر اساس جدول جریان مجاز سیم و کابل، ظرفیت جریان انواع کابل برق سه فاز به شرح زیر است:

سطح مقطع (میلی متر مربع)جریان مجاز کابل سه و چهار رشته در نصب هواییجریان مجاز کابل سه و چهار رشته در نصب زمینی
1.52130
2.52536
43446
43446
64458
106077
1680100
25105130
35130155
50160185
70200230
95245275
120285315
150325355
185370400
240435465
300
400
500

روش محاسبه ظرفیت جریان برای کابل‌های سه فاز

هنگام انتخاب و خرید کابل سه فاز باید نکات مختلف و مهمی مانند ظرفیت جریان کابل مناسب را در نظر بگیرید. برای محاسبه ظرفیت جریان کابل می‌توانید از فرمول زیر استفاده کنید:

P ÷ (U × 1.732 × cosΦ) = I

  • I: جریان فاز (آمپر)
  • P: توان (وات)
  • U: ولتاژ (380 ولت)
  • cosΦ: ضریب قدرت (0.85)

مثال انتخاب کابل سه فاز بر اساس جریان مجاز

برای یک موتور ۷.۵ کیلووات سه‌فاز نیاز به کابل سه فاز داریم. برای انتخاب کابل سه فاز ابتدا کیلووات را با وات تبدیل می‌کنیم. سپس اعداد را در فرمول بالا جایگذاری می‌کنیم:

۷.۵ kW × 1000 = 7500 W

7500 ÷ (380 × 1.732 × 0.85) = 13.4 آمپر

نتیجه می‌گیریم که باید جریان هر فاز برای موتور ۷.۵ کیلووات سه‌فاز، حدود ۱۳.۴ آمپر باشد. کابل پیشنهادی؛ ( NYY-J 4×2.5 mm²) و در صورت نیاز به کابل سه فاز با ارت (NYY-J 5×2.5 mm²) است.

کاربرد کابل برق سه فاز

هر یک از انواع کابل برق سه فاز با مشخصات مختلف برای انتقال جریان در حوزه‌های متفاوت کاربرد دارند. کاربرد کابل سه فاز برق هم به کارخانه، کارگاه و صنعت محدود نیست. بلکه در ورودی خانه‌های مسکونی، آسانسور و… هم از کابل برق سه فاز استفاده می‌شود. از جمله مهم‌ترین کاربردهای کابل سه فاز برق می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

  • نیروگاه و پست‌های توزیع برق
  • تامین برق دستگاه‌های صنعتی
  • انتقال برق به ساختمان و مجتمع‌های مسکونی
  • کارگاه، کارخانه و صنایع مختلف
  • سیستم‌های روشنایی و نورپردازی
  • پمپ‌های حرارتی
  • تجهیزات کشاورزی

به طور کلی برای انتقال جریان برق سه فاز در هر حوزه‌ای از کابل برق سه فاز استفاده می‌شود.

مزایای کابل برق سه فاز

استفاده مناسب از انواع کابل برق سه فاز در حوزه‌های مختلف، مزایای مهمی به همراه دارد. این مزایا نسبت به استفاده از کابل برق تکفاز سنجیده می‌شوند. از جمله مهم‌ترین مزایای استفاده درست از کابل برق سه فاز می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

  • بازدهی بیشتر انتقال جریان با ولتاژ بالا
  • توزیع متعادل توان در بارهای متقارن
  • کاهش مصرف هادی نسبت به کابل تکفاز برای انتقال همان میزان انرژی
  • ثابت ماندن توان لحظه‌ای
  • ایمنی بیشتر
  • طول عمر بالا
  • کاهش نویز و نوسان
  • صرفه اقتصادی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *