منبع: جلد اول تاسيسات برقی فشار ضعيف و فشار متوسط ، ضابطه شماره 110-1

مقدمه

انتخاب نوع عایق یکی از عوامل مؤثر در عملکرد، ایمنی و طول عمر کابل‌ فشار ضعیف است. در طراحی تأسیسات الکتریکی ساختمان‌ها، مراکز صنعتی و شبکه‌های توزیع برق، کابل‌های دارای عایق PVC و XLPE از گزینه‌های متداول به شمار می‌روند. هر یک از این عایق‌ها ویژگی‌های حرارتی و عملکردی خاصی دارند که بر ظرفیت جریان‌دهی کابل، شرایط بهره‌برداری و تناسب آن با محیط نصب تأثیر می‌گذارد.

اگرچه هر دو نوع کابل برای انتقال انرژی الکتریکی به کار می‌روند، تفاوت در ساختار عایق آن‌ها باعث می‌شود عملکردشان در شرایط حرارتی یکسان نباشد. بنابراین، انتخاب کابل مناسب صرفاً بر اساس قیمت یا سطح مقطع هادی کافی نیست و باید شرایط نصب، بار الکتریکی و محدودیت‌های حرارتی نیز بررسی شوند.

۱. آشنایی با عایق‌های PVC و XLPE

 

عایق PVC؛ پلی‌وینیل کلراید

PVC مخفف Polyvinyl Chloride است و از مواد پلیمری پرکاربرد در ساخت عایق سیم‌ها و کابل‌های برق محسوب می‌شود. این ماده در ترکیب با افزودنی‌های مناسب، برای تولید عایق‌هایی با ویژگی‌های موردنیاز در کاربردهای مختلف استفاده می‌شود.

یکی از مشخصه‌های مهم کابل‌های دارای عایق PVC، دمای مجاز هادی برابر با ۷۰ درجه سانتی‌گراد در شرایط مرجع متداول است. این محدودیت حرارتی در تعیین ظرفیت جریان مجاز کابل اهمیت دارد؛ زیرا عبور جریان الکتریکی موجب تولید گرما در هادی می‌شود و عایق باید بتواند در محدوده دمایی مجاز عملکرد خود را حفظ کند.

عایق XLPE؛ پلی‌اتیلن شبکه‌ای‌شده

XLPE مخفف Cross-Linked Polyethylene است. این عایق از پلی‌اتیلنی ساخته می‌شود که ساختار مولکولی آن با فرایند شبکه‌ای‌شدن تغییر کرده است. این ساختار، مقاومت حرارتی بیشتری نسبت به پلی‌اتیلن معمولی ایجاد می‌کند و امکان بهره‌برداری از کابل را در دمای بالاتر هادی فراهم می‌سازد.

مطابق اطلاعات فنی فایل مرجع، دمای مجاز هادی در کابل‌های دارای عایق XLPE برابر با ۹۰ درجه سانتی‌گراد در شرایط مرجع متداول است. این ویژگی می‌تواند در طراحی مدارهایی که به ظرفیت جریان‌دهی بالاتری نیاز دارند، مزیت مهمی محسوب شود.

۲. مقایسه فنی کابل‌های PVC و XLPE

مهم‌ترین تفاوت این دو کابل، محدوده دمایی مجاز هادی و تأثیر آن بر شرایط بهره‌برداری است.

 

نکته فنی: مقادیر دمایی جدول، مقادیر متداول برای هادی کابل هستند و باید با استاندارد و مشخصات دقیق کابل مورد استفاده تطبیق داده شوند. این اعداد به معنای دمای مجاز محیط نیستند.

۳. تأثیر نوع عایق بر ظرفیت جریان‌دهی کابل

یکی از مهم‌ترین پیامدهای تفاوت حرارتی PVC و XLPE، تأثیر آن بر ظرفیت جریان مجاز کابل است. هنگام عبور جریان از هادی، به دلیل مقاومت الکتریکی، گرما تولید می‌شود. این گرما باید از طریق عایق، غلاف و محیط اطراف دفع شود. اگر گرمای تولیدشده از توان دفع حرارت کابل بیشتر شود، دمای هادی افزایش می‌یابد و ممکن است از محدوده مجاز عایق عبور کند.

از آنجا که عایق XLPE معمولاً دمای مجاز هادی بالاتری دارد، در شرایط نصب یکسان می‌تواند امکان انتقال جریان بیشتری را فراهم کند. بااین‌حال، میزان این افزایش ثابت نیست و نمی‌توان برای همه کابل‌ها یک ضریب مشخص در نظر گرفت.

ظرفیت جریان مجاز به عوامل متعددی وابسته است، از جمله:

• سطح مقطع و جنس هادی؛
• دمای محیط اطراف کابل؛
• روش نصب و امکان دفع حرارت؛
• تعداد کابل‌های مجاور و میزان تجمع آن‌ها؛
• تعداد هادی‌های باردار و شرایط بارگذاری؛
• ساختار کابل و مشخصات عایق و غلاف.

برای مثال، در یک مسیر کابل‌کشی با فضای محدود و دفع حرارت نامناسب، انتخاب XLPE ممکن است نسبت به PVC ظرفیت جریان‌دهی بیشتری فراهم کند؛ اما مقدار واقعی باید با استفاده از جداول استاندارد یا محاسبات حرارتی تعیین شود.

همچنین، افزایش ظرفیت حرارتی عایق به‌تنهایی به معنای افزایش نامحدود جریان مجاز نیست. هادی، اتصالات، تجهیزات حفاظتی و سایر اجزای مدار نیز باید در محدوده مجاز خود کار کنند.

۴. انتخاب کابل مناسب در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی

انتخاب میان PVC و XLPE باید بر اساس شرایط واقعی پروژه انجام شود، نه صرفاً برتری یک ویژگی فنی.

چه زمانی کابل PVC انتخاب مناسبی است؟

در مدارهایی که بار الکتریکی مشخص، شرایط نصب متعارف و محدودیت‌های حرارتی قابل‌کنترل دارند، کابل PVC می‌تواند گزینه‌ای مناسب و اقتصادی باشد؛ مشروط بر اینکه مشخصات آن با الزامات طراحی و استانداردهای مربوط مطابقت داشته باشد.

چه زمانی کابل XLPE اولویت دارد؟

در پروژه‌هایی که ظرفیت جریان‌دهی بالاتر، شرایط حرارتی دشوارتر یا حاشیه عملکرد حرارتی بیشتری موردنیاز است، کابل XLPE می‌تواند انتخاب مناسب‌تری باشد. این موضوع به‌ویژه زمانی اهمیت پیدا می‌کند که افزایش سطح مقطع کابل، محدودیت فضا یا هزینه قابل‌توجهی ایجاد کند.

بااین‌حال، انتخاب XLPE به معنای حذف ضرورت محاسبات دقیق نیست. طراح باید ظرفیت جریان مجاز را با توجه به روش نصب، دمای محیط، تجمع کابل‌ها و الزامات حفاظتی تعیین کند.

در هر دو حالت، بررسی مشخصات سازنده، استاندارد محصول، شرایط اتصال و سازگاری کابل با محیط نصب ضروری است.

۵. جمع‌بندی

تفاوت اصلی کابل‌های فشار ضعیف با عایق PVC و XLPE در محدوده دمایی مجاز هادی و پیامدهای آن برای طراحی و بهره‌برداری است. کابل PVC با دمای مجاز متداول ۷۰ درجه سانتی‌گراد، برای بسیاری از کاربردهای متعارف مناسب است؛ درحالی‌که XLPE با دمای مجاز متداول ۹۰ درجه سانتی‌گراد، امکان بهره‌برداری در محدوده حرارتی بالاتری را فراهم می‌کند.

با وجود این، انتخاب کابل XLPE همیشه بهترین یا اقتصادی‌ترین تصمیم نیست. تصمیم مهندسی باید بر پایه محاسبه ظرفیت جریان مجاز، بررسی شرایط نصب، ارزیابی هزینه و رعایت استانداردهای مربوط انجام شود.

نتیجه نهایی: اگر هدف، انتخاب کابل مناسب برای یک پروژه واقعی است، ابتدا باید جریان بار، روش نصب، دمای محیط و شرایط دفع حرارت مشخص شوند؛ سپس نوع عایق و سطح مقطع کابل با استفاده از داده‌های استاندارد انتخاب شوند. این رویکرد از انتخاب غیراصولی کابل و بروز مشکلات حرارتی در زمان بهره‌برداری جلوگیری می‌کند.

اگر شما هم علاقه‌مند به یادگیری تخصصی و حرفه ای مهندسی برق با اساتیدی مجرب هستید، می‌توانید فیلم‌های آموزشی دپارتمان برق  آکادمی کاشانه را مشاهده کنید.