در محیط‌های صنعتی، سیستم‌های توزیع برق با شرایط عملیاتی سخت‌گیرانه‌ای مواجه هستند که معمولاً در ساختمان‌های تجاری یافت نمی‌شوند - مانند لرزش مداوم ماشین‌های سنگین، گرد و غبار فلزات موجود در هوا، ترافیک مکرر لیفتراک و اعوجاج هارمونیک ناشی از تجهیزات CNC.
این پیشنهاد معماری، استقرار استراتژیک کابل‌های YJV (0.6/1kV) و YJV22 (0.6/1kV) را نشان می‌دهد و آنها را بر اساس ویژگی‌های فیزیکی مربوطه در سه سطح کلیدی توزیع برق صنعتی: پست اصلی، شبکه توزیع کارگاه، و تغذیه‌های برق سطح تجهیزات به کار می‌برد.
سلسله مراتب سیستم: مطابقت بین انواع کابل و سطوح توزیع برق
نیروی صنعتی از شبکه به ماشین ابزار منتقل می شود. الزامات معماری کابل در سطوح مختلف بسته به شرایط محیطی و ویژگی های بار متفاوت است.
سطح 1: منبع تغذیه نیروگاه اصلی (پست به سیستم توزیع اصلی)
محیط: خطر بالای جریان های خطا. واقع در اتاق های توزیع مرکزی و ترانشه های کابل.
کابل پیشنهادی: YJV (بدون زره)
مبانی مهندسی: در این سطح، کابل ها در ترانشه های بتنی محافظت شده یا سینی کابل های سقفی نصب می شوند. اولویت های طراحی ظرفیت حمل جریان بالا (آمپاپسیته) و عملکرد اتلاف حرارت است. عایق XLPE (پلی اتیلن متقاطع) دمای کار مداوم 90 درجه سانتیگراد را تحت بارهای سنگین ترانسفورماتور تحمل می کند.
توزیع برق و تامین برق تجهیزات کارگاهی
محیط زیست: سینی کابل های سقفی و سازه های فولادی. وجود غبار روغن و ارتعاش (مانند ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی، ماشین‌های تراش CNC).
کابل پیشنهادی: YJV (بدون زره)
اساس مهندسی: برای نصب سینی کابل های بالای سر، کابل های YJV سبک وزن هستند و کشیدن و گذاشتن آنها آسان است. با این حال، هنگامی که کابل ها به صورت گروهی در سینی قرار می گیرند، باید محاسبات دقیق کاهش قدرت انجام شود (جزئیات زیر را ببینید).
نصب مستقیم دفن یا نصب کف در کارگاه ها
محیط‌های کاربردی: ترانشه‌های کابل زیرزمینی، مناطق نفوذپذیر از کف در معرض ترافیک لیفتراک‌ها و گاری‌های سنگین، و مکان‌هایی که مستعد جابجایی خاک هستند.
کابل پیشنهادی: YJV22 (کابل زرهی با نوار فولادی)
اصل مهندسی: (همانطور که در نمودار نشان داده شده است) هنگامی که کابل ها در زیر کف کارگاه دفن می شوند، تحت فشار جانبی قابل توجهی از بارهای دینامیکی (مانند لیفتراک های متحرک) قرار می گیرند. ساختار زره نواری فولادی کابل YJV22 این نیروی جانبی را پراکنده می کند، در نتیجه از تغییر شکل لایه عایق XLPE (پلی اتیلن متقاطع) جلوگیری می کند و از خرابی عایق ناشی از چنین تغییر شکلی جلوگیری می کند.
عوامل استرس محیطی و اصول حفاظت فیزیکی
برای اطمینان از دستیابی سیستم به عمر خدمات طراحی 25 ساله خود، مشخص کننده ها باید به طور کامل عوامل استرس فیزیکی منحصر به فرد برای محیط کف کارخانه را در نظر بگیرند.
الف. عوامل لیفتراک (فشار جانبی دینامیک)
چرخ های لیفتراک بارهای متمرکز و چرخه ای را بر روی زمین اعمال می کنند. اگر کابل‌های YJV بدون زره مستقیماً در زیر مسیرهای تردد لیفتراک مدفون شوند، خاک این فشار را به کابل‌ها منتقل می‌کند و باعث می‌شود غلاف PVC ترک بخورد و عایق XLPE در طول زمان تغییر شکل دهد. در مقابل، زره نوار فولادی کابل های YJV22 به عنوان یک مانع محافظ ساختاری عمل می کند.
مشخصات نصب: حتی در هنگام استفاده از کابل های YJV22، یک لایه بستر ماسه ای به ضخامت 100 میلی متر باید گذاشته شود و دال های هشدار دهنده بتنی باید 200 میلی متر بالای کابل ها قرار گیرند.
ب. نصب سینی کابل گروهی و اثرات درجه بندی حرارتی
تصویر میانی چندین کابل نصب شده در امتداد یک سینی کابل را نشان می دهد. این نشان دهنده یک خطر مهندسی رایج است.
اصل فیزیکی: هنگامی که کابل ها به صورت دسته ای نصب می شوند، راندمان اتلاف گرما کاهش می یابد و باعث می شود دمای محیط در سینی کابل افزایش یابد.
استانداردهای مهندسی: فاکتورهای درجه بندی گروهی باید اعمال شوند (معمولاً از 0.8 تا 0.7 بسته به تعداد سینی ها و کابل ها متغیر است). عدم کاهش ظرفیت حمل جریان می تواند منجر به پیری زودرس عایق XLPE شود و به طور بالقوه منجر به خطاهای اتصال کوتاه شود.
ج. اعوجاج هارمونیک ناشی از CNC و VFD
ابزارهای CNC و ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی معمولاً توسط درایوهای فرکانس متغیر (VFD) هدایت می‌شوند که جریان‌های هارمونیک با فرکانس بالا تولید می‌کنند.
استانداردهای مهندسی: کابل های برق 0.6/1 کیلوولت YJV باید حداقل 300 میلی متر از کابل های کنترل و سیگنال (مانند KVV یا KVVP) فاصله داشته باشند. اگر عبور از مسیرها اجتناب ناپذیر است، باید از آرایش عمود بر 90 درجه استفاده شود. کابل های برق YJV بدون محافظ ممکن است باعث تداخل الکترومغناطیسی (EMI) با خطوط داده مجاور شود.
مشخصات نصب و حفاظت (راهنمای میدانی)
- فاصله پشتیبانی سینی کابل: برای کابل‌های YJV در سینی‌های سربار، فاصله پشتیبانی نباید از استاندارد سازنده تجاوز کند (معمولاً 1.5 تا 2 متر برای اجراهای افقی). فاصله زیاد باعث افتادگی کابل می شود که نیروی کششی روی هادی ها وارد می کند و منجر به ترک زودرس عایق می شود.
- پشتیبانی از مسیرهای عمودی: هنگامی که کابل ها برای اتصال به تجهیزات به صورت عمودی از سینی های بالای سر به پایین هدایت می شوند (همانطور که در نمودار نشان داده شده است)، آنها نباید آزادانه آویزان شوند. برای کاهش تنش کششی در نقاط انتهایی باید از کابل های فولادی یا گیره های کابل استفاده شود.
- اتصال به زمین زرهی (YJV22): برای اتصال مطمئن هر دو سر لایه زرهی نوار فولادی به شبکه اتصال به زمین، باید از تسمه های بافندگی مسی استفاده شود. این امر عملکرد زره را به عنوان یک سپر الکترومغناطیسی تضمین می کند و از تجمع ولتاژهای خطرناک روی سطوح فلزی در هنگام خطا جلوگیری می کند.
- خاتمه در مناطق مستعد ارتعاش: برای ورودی های برق تجهیزات (مانند ماشین ابزار CNC یا ماشین های قالب گیری تزریقی)، لوله های انعطاف پذیر یا بخش های کوتاه کابل انعطاف پذیر (به عنوان مثال، انواع BVR یا YC) باید در نقطه اتصال نهایی استفاده شود. اتصال محکم کابل های YJV به طور مستقیم به تجهیزات ارتعاشی در نهایت منجر به شکستگی هادی یا ترمینال می شود.
- محافظت در برابر رطوبت در ترانشه کابل: تجمع آب یا روغن در ترانشه کابل کارخانه رایج است. برای جلوگیری از نفوذ رطوبت به داخل هسته هادی از طریق عمل مویرگی، باید از پایانه های قابل انقباض حرارتی با نوار درزگیر استفاده شود.
سوالات متداول مهندسی
س: آیا می توان از کابل های YJV22 به طور انحصاری برای سیستم توزیع برق کارخانه (از جمله کابل های سینی کابل) استفاده کرد؟
پاسخ: اگرچه از نظر فنی امکان پذیر است، اما مقرون به صرفه ترین انتخاب نیست. کابل های YJV22 سنگین، گران و سخت خم می شوند. توصیه می شود از کابل های YJV22 فقط برای دفن مستقیم، نفوذ در کف و مناطق مستعد آسیب مکانیکی استفاده شود. کابل های استاندارد YJV باید برای سینی کابل های سقفی و شفت های عمودی محافظت شده استفاده شود.
س: دمای محیط کارخانه چگونه بر ظرفیت حمل جریان کابل های YJV تأثیر می گذارد؟
پاسخ: دمای محیط کارخانه اغلب بالاست (مثلاً به 40 درجه سانتیگراد یا 45 درجه سانتیگراد در نزدیکی کوره ها یا ماشین های قالب گیری تزریق می رسد). اگرچه کابل‌های XLPE (پلی اتیلن متقاطع) دمای کاری رسانا 90 درجه سانتیگراد دارند، جدول‌های استاندارد ظرفیت تحمل جریان بر اساس دمای محیط 30 درجه سانتیگراد هستند. بنابراین برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد کابل ها باید فاکتورهای اصلاح دمای محیط (مانند 0.87 برای 40 درجه سانتی گراد) اعمال شود.
س: تفاوت بین رتبه های 0.6/1kV و 450/750V چیست؟
A: رتبه 0.6/1kV (یعنی 600/1000V) ولتاژ نامی بین هادی و زمین (0.6kV) و بین هادی ها (1kV) را مشخص می کند که نشان دهنده مشخصات استاندارد برای توزیع برق صنعتی است. در مقابل، درجه بندی 450/750 ولت (که در کابل هایی مانند انواع BV و BVR یافت می شود) برای مدارهای کنترل ولتاژ پایین و سیم کشی های مسکونی مناسب است. هرگز کابل های 450/750 ولت را برای کاربردهایی که به کابل های صنعتی 0.6/1 کیلو ولت نیاز دارند جایگزین نکنید.
