مزایا و کاربرد کابل برق سه فاز

کابل برق سه فاز، معمولاً برای رساندن برق به مراکز داده و همچنین ساختمان‌ های تجاری و صنعتی که نیاز به انرژی دارند، استفاده می ‌شود. دلیل خوبی برای آن وجود دارد، زیرا برق 3 فاز می تواند قدرت بیشتری را با راندمان بالاتر، برخلاف برق AC تک فاز ارائه دهد. AC تک فاز، نوعی جریان است که معمولاً برای اکثر کاربردهای تجاری یا خانگی سبک، مانند روشنایی و لوازم خانگی کوچک استفاده می شود.

آشنایی با کابل برق سه فاز

با اتصال برق سه فاز، به صورت جداگانه، سه سرویس برق، دریافت خواهید کرد. هر قسمت از جریان قادر است تا به بیشترین ولتاژ رسیده و با یک سوم زمان کامل شده در یک چرخه، از هم متمایز خواهند شد. به طور خلاصه، ولتاژ اتصال برق سه فاز ثابت می ماند اما هرگز به صفر نمی رسد.

درک برق سه فاز و نحوه کارکرد آن در صورت استفاده از تجهیزات سنگین مهم است. این کابل ها، در کنار سیم خنثی در هر اتصالی، به سه سیم هادی نیز نیاز دارند. همچنین، می توانید دو نوع پیکربندی مختلف را در یک منبع اتصال سه فاز پیدا کنید که شامل Star و Delta می شود.

پیکربندی مدار، به سیم های ارت و خنثی نیاز خواهد داشت. اما در مدار دلتا به سیم خنثی نیاز نیست. علاوه بر این، تجهیزاتی که دارای ولتاژ بالا هستند، می توانند از برق با مدار دلتا استفاده نمایند. در واقع، سیم و کابل های برق سه فاز، توسط سه جریان متناوب مختلف تشکیل می شوند و سیستم را به چندین قسمت تقسیم می کنند و یک توان ثابت به آن ها می رسد.

کاربرد کابل برق سه فاز

یکی از کاربردهای مهم و رایج کابل برق سه فاز، ساختمان های تجاری و صنعتی است که می تواند تجهیزات و دستگاه های صنعتی که بزرگ و پرکاربرد هستند را روشن نموده و راه اندازی نماید. از آن جمله می توان ابزارآلات برقی، پمپ ها و الکتروموتورها را نام برد که همگی، به منبع برق سه فاز نیاز دارند.

از دیگر مواردی که نیاز به سیم کشی سه فاز است، برق آسانسور است که در ساختمان های تجاری و مسکونی نصب می شود. این نوع از کابل ها، قادر هستند با ولتاژ بالا جریان الکتریسیته را منتقل کرده و کیفیت بالایی از عملکرد را در آن ها ایجاد کنند. اما باید توجه داشت که نصب برق و کابل برق سه فاز، نیاز به تخصص داشته و می بایست حتما از سوی کارشناسان این فن، صورت گیرد.

انواع کابل برق سه فاز

کابل های برق سه فاز را بر اساس نوع جنس، سایز، تعداد رشته ها، هادی یا میزان فشار، دسته بندی می کنند.

• میزان فشار و ولتاژ

یکی از معیارهای مهم در تقسیم بندی انواع کابل سه فاز، ولتاژ است که از آن ها عبور کرده و می تواند قدرت کابل را تعیین کند. این به تعداد سیم ها و سایز و جنس آنها بستگی خواهد داشت. در مصارف صنعتی که نیاز به عملکرد بالاتری از کابل برق سه فاز است، از نوع متفاوتی استفاده می شود.

کابل هایی که دارای فشار ضعیف هستند، قادرند تا ولتاژهای پایین تر از 3 کیلووات را منتقل کنند که به طور معمول، کابل هایی در نظر گرفته می شوند که ولتاژ بین سیصد تا هزار وات را داشته باشند. اما کابل های برق با فشار متوسط، قادر هستند تا ولتاژ 33 کیلووات را منتقل نمایند. آنها در مقایسه با نوع فشار ضعیف، دارای مقاومت بالاتری بوده و در برابر گرما، ضربه یا بارهای مصرف صنعتی، دوام بالاتری دارند.

اما کابل برق فشارقوی، ولتاژ 230 کیلووات را منتل کرده و در دو دسته بندی معمولی یا بسیار قوی قرار دارند. این در حالی است که نوع کابل فشار بسیار قوی، می تواند تا 430 کیلووات را نیز تحمل نماید.

• تعداد رشته و هادی

از دیگر مواردی که باعث می شود کابل برق سه فاز را در طبقه بندی های متفاوتی قرار دهند، تعداد رشته های سیم در کابل و هادی تعبیه شده در آن است. به طور معمول، از کابل های سه رشته در سایزهایی همچون ۴×۳، ۶×۳، ۱۶×۳، ۳۵×۳، ۷۰×۳ استفاده می شود. از سوی دیگر، برای کابل هایی که دارای چهار رشته هستند، اندازه های ۴×۴، ۱۰×۴ و ۲۵×۴ استفاده شده و در پنج رشته، ۴×۵، ۱۰×۵، و ۲۵×۵ در نظر گرفته می شود.

همچنین، در انواع کابل های سه فاز، هادی کابل می تواند از جنس آلومینیوم یا مس باشد. نوع مس، به طور معمول در انواع مفتولی، افشان و نیمه افشان عرضه می شود. اما نوع هادی آلومینیوم، به شکل مفتولی و نیمه افشان می باشد.

تفاوت کابل برق سه فاز با کابل تک فاز

تفاوت های مهمی میان کابل برق سه فاز و کابل برق تک فاز وجود دارد که در اینجا به آن پرداخته می شود:

در نوع تک فاز، جریان الکتریسیته به وسیله یک هادی که تک فاز است انجام می شود. این در حالی است که در نوع سه فاز، از طریق سه هادی کاملا جدا انتقال برق صورت می گیرد. در سیستم تک فاز، ولتاژ می تواند تا 230 ولت نیز برسد، در صورتی که در اتصال سه فاز، ولتاژ 415 ولت را قادر است تحمل نماید.

اگر بخواهیم جریان برق مناسبی در اتصال تک فاز داشته باشیم، لازم است که دو سیم مجزا داشته باشیم که یکی از آن ها به عنوان یک فاز مطرح بوده و دیگری نقش سیم خنثی را دارد. این نوع از سیم ها، برای کامل شدن مدار، لازم هستند. اما در کابل برق سه فاز، برای تکمیل کردن سیستم، نیاز به سیم های فاز و یک سیم نول است.

در اتصال سه فاز، بیشترین توان در منبع تغذیه منتقل خواهد شد. این در حالی است که در سیستم تک فاز، یک شبکه ساده دارید که تنها از دو سیم تشکیل شده است. اما در نوع سه فاز، از سیستم پیچیده تری برخوردار هستید که چهار سیم را شامل می شود.

بنابراین، در کابل تک فاز، اگر برای یک سیم اتفاقی بیفتد، منبع تغذیه به شکل کاملی متوقف خواهد شد. اما در منبع تغذیه با سیستم سه فاز، در صورت حادثه برای یک سیم فاز، دیگر فازها، به کار خود ادامه داده و برق قطع نمی شود.

اتصالات سه فاز و تک فاز

بسیاری از سازه ها می توانند به دو طریق به شبکه انرژی متصل شوند که شامل اتصال 2 سیم، یعنی تک فاز و یا اتصال 3 یا 4 سیم، یعنی 3 فاز می شود. اما تک فاز بهتر است یا کابل برق سه فاز ؟ در پاسخ به این سوال می توان گفت که هر دو نوع اتصال، دارای مزایای خود هستند.

اتصال تک فاز کاملاً برای مصارف خانگی مناسب است، زیرا تمام لوازم خانگی به یک مدار واحد برای کل خانه متصل می شوند. اتصال سه فاز، برای تامین انرژی ساختمان با ماشین ‌های پر انرژی (یا آسانسور مناسب ‌تر است. دلیل آن این است که می تواند برق بیشتری را تامین کند.

همچنین می توان از آن برای برق رسانی به وسایلی که نیاز به ولتاژ متفاوتی دارند، استفاده کرد. در هر دو حالت، توزیع صحیح خطوط برق در ساختمان، با توجه به نوع اتصال، به منظور حفظ تعادل شبکه انرژی، به عهده برقکار خواهد بود.

در بررسی کابل تک فاز و سه فاز می توان گفت که برق متناوب تک فاز از یک سیستم سه سیمه، متشکل از یک سیم گرم، یک سیم خنثی و یک سیم ارت استفاده می کند. با برق متناوب، جریان یا ولتاژ برق به صورت دوره‌ای معکوس می ‌شود و از یک طرف روی سیم داغی که برق را به بار می‌ رساند و از طرف دیگر روی سیم خنثی جریان می ‌یابد.

یک چرخه توان کامل در طول یک تغییر فاز 360 درجه انجام می شود و بسته به سیستم مورد استفاده در نقاط مختلف جهان، ولتاژ 50 یا 60 بار در ثانیه معکوس می شود. نکته مهم این است که دو پایه حامل جریان همیشه 180 درجه از هم فاصله دارند.

 

استفاده در محیط های تجاری یا مسکونی

این وقفه ‌های کوتاه مدت برای کاربردهای ساختمان‌ های مسکونی و تجاری مانند محیط‌های اداری تفاوتی ندارند، اما پیامدهای مهمی برای موتورهایی دارند که ماشین‌های بزرگ را تغذیه می‌کنند. این در حالی است که کابل برق سه فاز، سه جریان مجزا را ارائه می دهد که هر یک با یک سوم زمان لازم برای تکمیل یک سیکل کامل از هم جدا می شوند.

اما بر خلاف تک فاز که دو پایه داغ همیشه 180 درجه از هم فاصله دارند، با 3 فاز، جریان ها 120 درجه از هم جدا می شوند. این بدان معناست که مقدار جمعی توان عرضه شده توسط هر سه جریان ثابت می ماند.

بسیاری از موتورهای مورد استفاده در ماشین آلات سنگین، با در نظر گرفتن این موضوع طراحی شده اند. آن ها می توانند یک جریان ثابت از توان ثابت را ترسیم کنند، به جای اینکه مجبور باشند تغییرات ذاتی برق تک فاز AC را در نظر بگیرند. در نتیجه انرژی کمتری مصرف می کنند.

مزایا و معایب کابل برق سه فاز

برای استفاده کاربردی و صحیح از این مدار، لازم است که به مزایا و معایب استفاده از منبع تغذیه و کابل برق سه فاز توجه داشته باشیم:

• مزایای کابل برق سه فاز

در بیان مزیت های کابل های برق سه فاز می توان گفت که این نوع از کابل، برای آن که موتورهای صنعتی سنگین را راه اندازی کند، نیازی به هیچ نوع استارت اضافه ای ندارد. این بدان دلیل است که آن ها برای تامین گشتاور، قدرت لازم را دارا هستند. بنابراین، ماشین های صنعتی بزرگ، به خوبی کار کرده و برای بارهای تجاری و صنعتی که نیاز به برق سنگین است، از اتصال و کابل برق سه فاز بهره گرفته می شود.

از سوی دیگر، هنگامی که تعداد فازها در منبع تغدیه، افزایش می یابد، ولتاژ ایجاد شده در برق سه فاز، صاف تر خواهد بود. این اتصال جهت منتقل کردن نیروی الکتریکی، به مواد رسانای زیادی نیاز ندارند. از همین روست که به عنوان یک راه حل مقرون به صرفه در نظر گرفته می شوند.

• معایب کابل های سه فاز

یکی از مهم ترین معایب اتصال سه فاز، عدم تحمل بار اضافه در مدار می باشد. این باعث می شود که به تجهیزات داخل مدار، آسیب وارد کرده و هزینه های زیادی را به مجموعه وارد کند. این در حالی است که قطعات این تجهیزات، می توانند بسیار گران باشند.

همچنین، به جهت بالا بودن ولتاژ در واحد، کابل برق سه فاز، نیاز دارد تا عایق بندی کاملی انجام شود که همراه با هزینه های زیادی است. البته این عایق بندی، به دلیل ولتاژهای منظور شده، دارای تفاوت بوده و اندازه کابل ها، بستگی به توزیع برق خواهد داشت.

رنگ بندی کابل برق سه فاز

توان استاندارد آن ها در حالت کلی، با ولتاژ 400 ولت تطبیق داده شده است. کابل های سه فاز چهار سیم دارند که شامل سه اکتیو (به نام فاز) و یک نول می باشد. سیم نول در تابلو برق ارت می شود. اما برای تامین نصب سه فاز از کابل های سه فاز که دارای سه هادی است استفاده می کنند. که شامل رنگ های خاکستری، قهوه ای و سیاه (هر سه فاز) می شود. در نوع چهار هادی، آن ها شامل خاکستری، قهوه ای و سیاه (سه فاز) و آبی (خنثی) هستند.

از سوی دیگر، چهار هادی می تواند شامل خاکستری، قهوه ای و سیاه (هر سه فاز) و سبز-زرد (ارت). باشد. پنج هادی نیز شامل خاکستری، قهوه ای و سیاه (سه فاز)، سبز-زرد (زمینی) و آبی (خنثی) خواهد بود. هادی ها در کابل های سه فاز یا از مس یا آلومینیوم هستند و آلومینیوم معمولاً برای اندازه هادی های بزرگتر استفاده می شود.

برخی از هادی های سه فاز، مانند آن هایی که روی قطب های فشار قوی قرار دارند، دارای هسته فولادی می باشند که برای استحکام بیشتر تعبیه شده است و هادی های بیرونی آلومینیومی، برای رسانایی هستند. مواد عایق با درجه حرارت و ولتاژ متفاوت تعبیه شده است. برای کاربردهای ولتاژ پایین (کمتر از 1000 ولت یا بیشتر) عایق معمولاً نوعی پلیمر است. در ولتاژهای بالاتر، سیستم پوشش دهنده هادی ها می تواند بسیار پیچیده شود.

سخن پایانی 

هنگامی که منبع تغذیه تک فاز در مقابل سه فاز است، یک اتصال برق مسکونی نیازی به اتصال سه فاز ندارد، زیرا لوازم خانگی به چنین اتصالی، احتیاج نخواهند داشت. با این حال، اگر چندین وسیله سنگین در خانه شما وجود دارد، ممکن است به کابل برق سه فاز نیاز داشته باشید.

سوالات متداول

• کابل برق سه فاز چه کاربردهایی دارد؟

یکی از کاربردهای مهم و رایج سیم و کابل برق سه فاز، ساختمان های تجاری و صنعتی است که می تواند تجهیزات و دستگاه های صنعتی که بزرگ و پرکاربرد هستند را روشن نموده و راه اندازی نماید. از آن جمله می توان ابزارآلات برقی، پمپ ها و الکتروموتورها را نام برد که همگی، به منبع برق سه فاز نیاز دارند.

• کابل برق سه فاز با تک فاز چه فرقی دارد؟

در نوع تک فاز، جریان الکتریسیته به وسیله یک هادی که تک فاز است انجام می شود. این در حالی است که در نوع سه فاز، از طریق سه هادی کاملا جدا انتقال برق صورت می گیرد. در سیستم تک فاز، ولتاژ می تواند تا 230 ولت نیز برسد، در صورتی که در اتصال سه فاز، ولتاژ 415 ولت را قادر است تحمل نماید.