استانداردهای جهانی برای رشته هادی: حداکثر مقاومت DC، حداقل مقطع و بیشتر

استانداردهای جهانی برای رشته رسانا: پاسخ مستقیم

اگر این مطلب را به این دلیل می خوانید که یک سوال امتحانی پرسیده شده است "استانداردهای جهانی برای رشته های هادی شامل مقاومت ___ و سطح مقطع ___ است"، پاسخ کوتاه صحیح است. حداکثر مقاومت DC و حداقل سطح مقطع . این عبارت در مواد آموزشی بر اساس IEC 60228 ظاهر می شود، زیرا استاندارد با قرار دادن یک حد بالایی در مقاومت DC و یک حد پایین در سطح مقطع برای هر اندازه اسمی اعلام شده، رشته را کنترل می کند.

برای یک مهندس کابل که باید یک هادی بخرد، بسازد یا واجد شرایط باشد، این پاسخ دو بخشی یک شروع ضروری است اما کامل نیست. استانداردهای جهانی برای رشته های هادی شامل الزامات ساخت و ساز و همچنین محدودیت های الکتریکی است. بسته بندی رشته با قطر سیم، تعداد سیم، طول لایه، نسبت لایه گذاری، جهت لایه گذاری، کلاس هادی، درجه مواد، وضعیت سطح و در برخی موارد سطح تراکم تعریف می شود. محدودیت های مقاومت به شما می گوید که آیا هادی هدایت می کند یا خیر. قوانین ساخت و ساز به شما می گوید که آیا در برنامه ای که برای آن ساخته شده است خم می شود، خاتمه می یابد و زنده می ماند.

چرا استانداردهای رشته رسانا وجود دارد؟

رشته‌بندی به این دلیل وجود دارد که یک سیم جامد با سطح مقطع یکسان بسیار سفت، خمش‌های مکرر خیلی سخت است. در یک هادی کلاس 2 50 میلی‌متر مربع، حداقل تعداد سیم 19 رشته‌ای که طبق استاندارد IEC 60228 لازم است، یک عنصر میله‌مانند سفت و سخت را به بسته‌ای تبدیل می‌کند که می‌توان آن را خم کرد، سیم پیچ کرد و با گیره‌های استاندارد خاتمه داد. این دلیل مکانیکی پشت هر استاندارد رشته است.

یک دلیل الکتریکی نیز وجود دارد. در فرکانس‌های بالاتر، اثر پوستی جریان را به سمت سطح بیرونی یک هادی فشار می‌دهد. یک هادی رشته‌ای با چندین سیم کوچک‌تر از خط کابل با تمیزی بیشتر پیروی می‌کند و شکاف‌های هوایی را که وقتی یک هادی جامد مجبور به خم شدن ظاهر می‌شوند، محدود می‌کند. با این حال، رشته نباید مقاومت DC را بالاتر از سقف مجاز فشار دهد، دقیقاً به همین دلیل است که IEC 60228 حداکثر مقادیر مقاومت را برای هر کلاس و مقطع اسمی تعیین می کند.

نادیده گرفتن این محدودیت ها مشکلات قابل اندازه گیری ایجاد می کند. اگر مقاومت از حداکثر بیشتر شود، کابل داغ تر می شود و افت ولتاژ فراتر از مقدار محاسبه شده رشد می کند. اگر تعداد سیم کمتر از حداقل باشد، هادی ممکن است در تست فلکس شکست بخورد یا در نقطه پایانی باز شود. اگر طول بستر تغییر کند، عدم تطابق طول می تواند باعث پیچ خوردگی یا قفس پرنده در هنگام کشیدن کابل به داخل مجرا شود. شکست های میدانی، رد انبوه تولید و تاخیر در پروژه ها پیامدهای معمول هستند.

خانواده های استاندارد اصلی و نحوه مقایسه آنها

هیچ سند واحدی صاحب موضوع انحراف هادی نیست. پرکاربردترین خط مبنا بین المللی IEC 60228 است که در اروپا به عنوان BS EN 60228 پذیرفته شده است، در آلمان به عنوان VDE 0295 منعکس شده است و در چین با GB/T 3956 مطابقت دارد. در آمریکای شمالی، منابع عملی ASTM B8 برای هادی های ترکیبی سیم رشته ای با رشته های متمرکز B1-87 برای هادی های مس 1-87، ASTM، یونی 87 است. ASTM B496 برای هادی های مسی گرد فشرده و ASTM B172 برای هادی های رشته ای طناب دار با اعضای دسته ای.

اگرچه شماره اسناد متفاوت است، اما منطق ثابت است. هر استاندارد یک کلاس را اختصاص می دهد، حداقل تعداد سیم را تعیین می کند، تغییرات قطر را محدود می کند و مقاومت DC را درپوش می گذارد. یک سفارش خرید که به خوبی نوشته شده است، یکی از این استانداردها را به صراحت نام می‌برد، زیرا «مطابق با ASTM» و «سازگار با IEC» برچسب‌های قابل تعویض نیستند.

کلاس های هادی IEC 60228 و آنچه به خریدار می گویند

IEC 60228 هادی ها را به چهار کلاس تقسیم می کند. کلاس 1 جامد است. کلاس 2 هادی رشته ای استاندارد برای تاسیسات ثابت است. کلاس 5 انعطاف پذیر است و کلاس 6 انعطاف پذیر است. شماره کلاس مستقیماً تعداد سیم های استفاده شده و میزان ریز بودن آن سیم ها را کنترل می کند.

اعداد باعث می شوند که مبادله قابل مشاهده باشد. برای یک هادی مسی آنیل شده 1.5 میلی متر مربع، IEC 60228 حداکثر مقاومت DC را 12.1 mΩ/m برای کلاس 1 و کلاس 2 و 13.3 mΩ/m برای کلاس 5 و کلاس 6 در دمای 20 درجه سانتی گراد تعیین می کند. اجازه بالاتر برای کلاس های انعطاف پذیر وجود دارد زیرا سیم های ریز مسیر جریان کمی طولانی تر و مقاومت تماس بین رشته ای بیشتری ایجاد می کنند. برای یک هادی کلاس 5 2.5 میلی متر مربع، حداقل تعداد سیم 50 است، در مقایسه با 7 سیم برای یک هادی کلاس 2 با همان اندازه اسمی.

کلاس‌های انعطاف‌پذیر دائماً در کابل‌های داده و خودرو ظاهر می‌شوند، و اینجاست که رشته‌بندی با چرخش جفت مواجه می‌شود. یک هادی کلاس 5 که یک کابل اترنت صنعتی یا داده خودرو را تغذیه می کند باید بدون ایجاد تنش پیچشی در حین جفت شدن انعطاف پذیر بماند. بسیاری از کارخانه های کابل از a دستگاه چرخش کابل اترنت صنعتی چهار هسته ای بدون پیچش در این مرحله، چون چهار هسته را بدون چرخاندن خود هسته‌ها می‌پیچاند و ساختار هادی را که استاندارد تعریف می‌کند حفظ می‌کند.

دستگاه چرخاندن جفت چرخشی پشت برای کابل داده اترنت صنعتی چهار هسته ای Gemwell Electrical Technology Co., Ltd یک دستگاه چرخاندن جفت چرخشی پشتی چین برای کابل داده اترنت صنعتی چهار هسته ای است... مشاهده محصول →

تنظیمات رشته: هم مرکز، دسته، طناب، فشرده و بخش

کلاس هادی هدف انعطاف پذیری را تعیین می کند. پیکربندی هندسه را تنظیم می کند. هر پیکربندی نحوه رفتار رسانا در خم شدن، نحوه اشغال فضا و چگونگی خاتمه آن را تغییر می دهد.

متحدالمرکز-Lay Stranding

در یک ساختار متحدالمرکز، سیم ها به صورت لایه هایی در اطراف یک سیم مرکزی قرار می گیرند و لایه های متوالی در جهت مخالف قرار می گیرند. تعداد سیم های استاندارد از الگوی 1 6، 1 6 12 و 1 6 12 18 پیروی می کند. نتیجه یک هادی گرد و پایدار است که در برابر تغییر شکل مقاومت می کند، به همین دلیل است که ASTM B8 و IEC 60228 کلاس 2 هر دو به طور پیش فرض برای کابل های برق این پیکربندی را دارند.

دسته استرندینگ

رشته‌بندی دسته‌ای همه سیم‌ها را در یک جهت بدون الگوی لایه هندسی به هم می‌پیچاند. سریعتر و ارزانتر از رشته هم مرکز است، اما هادی تمام شده پایداری هندسی کمتری دارد. هادی های دسته ای در سیم های انعطاف پذیر، سیم کشی خودرو و سایر کاربردها رایج هستند که در آنها هادی به سرعت خاتمه یافته و به طور منظم خم می شود.

Rope-Lay Stranding

رشته‌های طناب‌دار ابتدا گروه‌های دسته‌ای کوچک را تشکیل می‌دهند، سپس آن گروه‌ها را در اطراف یک هسته قرار می‌دهند. این ساختار دو مرحله ای پاسخ استاندارد برای عمر انعطاف پذیری بالا و استحکام مکانیکی است. ASTM B172 این خانواده را تعریف می‌کند، و در کابل‌های استخراج، کابل‌های جرثقیل و سایر کاربردها که در آن کابل باید از خمش و کشش ثابت دوام بیاورد، نشان داده می‌شود.

رشته های فشرده و بخش شکل

رشته متراکم شده پس از رشته کردن از طریق غلتک ها یا قالب عبور داده می شود تا قطر بیرونی معمولاً بین 3 تا 8 درصد کاهش یابد و در عین حال سطح مقطع یکسان باقی بماند. هادی های بخش شکل بیشتر می شوند و در یک پروفیل سکتور فشرده می شوند تا کابل های سه هسته ای بتوانند در یک قطر کلی کوچکتر قرار بگیرند. هر دو گزینه وزن کابل و هزینه مواد را کاهش می‌دهند، اما کنترل فرآیند سخت‌تر را در طول مرحله اتصال می‌خواهند.

سازه های متحدالمرکز و یک لایه بیشترین تقاضا را برای پایداری کشش دارند. اگر کشش در طول اجرا تغییر کند، قطر بیرونی و طول بستر تغییر می کند. تجهیزاتی مانند دستگاه تک چرخشی بازوی جدا شده سنگین با کشش خارجی و توان مصرفی ساخته شده است تا این کشش را در کل چرخه پیچش نگه دارد، که دقیقاً همان چیزی است که این پیکربندی ها در انتهای خط تولید به آن نیاز دارند.

دستگاه تابدار تک پیچ نوع اسپلیت سنگین (کاپستان خارجی و تی Gemwell Electrical Technology Co., Ltd یک ماشین تابدار تک پیچی از نوع اسپلیت چینی است (کاپستان خارجی و گشتاور T... مشاهده محصول →

برای کارخانه‌ای که سازه‌های جفت یا چند هسته‌ای را پس از رشته‌بندی تولید می‌کند، انتخاب مرحله هندسه نیمی از کار است. بسیاری از تیم های تولید بررسی می کنند مجموعه دستگاه های تاب دهنده جفت سیم در طول برنامه ریزی، زیرا پیچش جفتی با لایه خود هادی تعامل دارد و می تواند یک خطای رشته کوچک را تقویت کند.

طول قرار دادن، نسبت لایه گذاری، و جهت قرار دادن: تلورانس هایی که مهم هستند

طول لایه فاصله محوری است که هادی طی می کند، در حالی که گروه رشته یک چرخش کامل 360 درجه را انجام می دهد. نسبت لایه، طول لایه تقسیم بر میانگین قطر هادی است. هر دو ارزش در استانداردها و نقشه ها ظاهر می شوند و هر دو اغلب در طبقه مغازه اشتباه درک می شوند.

یک لایه کوتاه تر سیم بیشتری را به ازای هر متر هادی مصرف می کند که باعث افزایش وزن و کمی مقاومت DC می شود. قرار گرفتن طولانی تر استفاده از مواد را کاهش می دهد، اما می تواند بسته را در هنگام خم شدن پایدارتر کند و در انتهای آن راحت تر باز شود. برای سازه های متحدالمرکز گرد، نسبت های معمولی بین 8:1 و 16:1 قرار می گیرند و بسیاری از استانداردهای کارخانه 10:1 تا 14:1 را به عنوان مصالحه مشخص می کنند. جهت قرار دادن به صورت سمت راست یا چپ نوشته می شود. لایه بیرونی معمولاً سمت راست است، مگر اینکه نقشه به صراحت خلاف آن را بگوید.

تولید کابل شبکه جایی است که تحمل لایه سخت‌تر می‌شود، زیرا هر جفت باید ریتم پیچش خاص خود را برای کنترل تداخل و انحراف به تاخیر بیندازد. الف کابل شبکه یکپارچه سه گام دستگاه پیچش سه گانه یک مشکل رایج تولید را با اعمال سه مرحله گام در یک پاس حل می کند، که مراحل تنش مجدد را که معمولاً باعث تغییر طول لایه بین عملیات می شود حذف می کند.

دستگاه پیچش جفت پیچ سه گانه نوع مجتمع برای تولید کابل شبکه Gemwell Electrical Technology Co., Ltd یک دستگاه چرخاننده جفت پیچ سه گانه نوع یکپارچه چین برای تولید کنندگان کابل شبکه و ... مشاهده محصول →

چگونه انطباق Stranding تأیید می شود

استانداردهای جهانی تنها بر قضاوت بصری تکیه نمی کنند. آنها معیارهای پذیرش قابل اندازه گیری را تعیین می کنند و هر تست تأیید به مقاومت یا هندسه اشاره می کند. مهمترین بررسی، مقاومت DC است که در دمای 20 درجه سانتیگراد اندازه گیری می شود، زیرا سریع ترین شاخص قابل اعتماد برای درست بودن مواد هادی و سطح مقطع است.

مقادیر مقاومت در IEC 60228 حداکثر مقادیر هستند، نه اهداف اسمی. این بدان معناست که هادی کلاس 2 1.5 میلی‌متر مربعی با اندازه 12.0 mΩ/m قابل قبول است، در حالی که 12.3 mΩ/m از کار می‌افتد حتی اگر تفاوت در یک متر ناچیز به نظر برسد. همین نظم در مورد شمارش سیم نیز صدق می کند: سیم مفقود شده ممکن است آنقدر مقاومت را تغییر ندهد که متوجه آن شوید، اما می تواند طول عمر انعطاف پذیری را تغییر دهد و ماه ها بعد خرابی میدان ایجاد کند.

مشخصات خرید کابل چه باید بگوید

بیشتر ایرادات به دلیل مبهم بودن سفارش خرید به دست مشتری می رسد. مشخصات واضح حدس و گمان را حذف می کند و ارزان ترین ابزار با کیفیتی است که یک خریدار کابل دارد. چک لیست زیر برای کابل های برق، کابل های کنترل و کابل های داده انعطاف پذیر به طور یکسان کار می کند.

1. استاندارد و نسخه را نام ببرید، مانند IEC 60228 Third Edition.
2. مواد هادی را بیان کنید: مس آنیل شده، مس قلع شده یا آلومینیوم.
3. اگر کلاس 2 نیست، کلاس هادی را با دلیل مشخص کنید.
4. تعداد سیم ها و قطر اسمی سیم را اعلام کنید.
5. طول یا نسبت تخمگذاری را با تلورانس مجاز اعلام کنید.
6. جهت لایه بیرونی را اعلام کنید.
7. تحمل قطر کلی و هر هدف تراکم را تعریف کنید.
8. به گزارش تست مقاومت DC نیاز دارید که در دمای 20 درجه سانتیگراد اندازه گیری شود.
9. شرایط سطح را مشخص کنید: تمیز، خشک، عاری از اکسیداسیون و بریدگی.
10. برای هادی های کلاس 5 و کلاس 6، هر نوع عمر انعطاف پذیر مورد نیاز را از برنامه نهایی اضافه کنید.

هنگامی که مشخصات نهایی شد، تصمیم بعدی این است که کدام تجهیزات تولیدی می توانند آن اعداد را نگه دارند. مقایسه کردن محدوده ماشین تاب تک کنسول در برابر تلورانس های قطر و نسبت تخمگذاری اعلام شده اولین گام عملی است. همچنین ارزش خواندن در سطح زمینه را دارد یادداشت های عملیاتی در مورد ماشین های رشته برای درک اینکه کدام تنظیمات ماشین به احتمال زیاد باعث تغییر طول لایه در طول دوره تولید می شود.

سوالات متداول در مورد استانداردهای رشته اتصال هادی

استانداردهای جهانی برای استندینگ هادی دقیقاً شامل چه مواردی است؟

آنها شامل حداکثر مقاومت DC و حداقل سطح مقطع به عنوان دو حد پذیرش اولیه هستند. آنها همچنین شامل الزامات ساخت و ساز هستند: تعداد سیم، قطر سیم، طول لایه، نسبت لایه گذاری، جهت لایه گذاری، کلاس هادی، درجه مواد، وضعیت سطح، و سطح تراکم برای طرح های فشرده.

تفاوت بین رشته 2 و کلاس 5 چیست؟

کلاس 2 از سیم های کمتر و بزرگتر استفاده می کند و برای تاسیسات ثابت در نظر گرفته شده است. کلاس 5 از سیم های ظریف زیادی استفاده می کند و برای استفاده انعطاف پذیر در نظر گرفته شده است. به عنوان یک مرجع، یک هادی کلاس 5 2.5 میلی متر مربع به حداقل 50 سیم نیاز دارد، در حالی که همان اندازه اسمی در کلاس 2 تنها به 7 سیم نیاز دارد. طبق استاندارد IEC 60228، کلاس 5 نیز حداکثر مجاز مقاومت DC بالاتری را دریافت می کند.

چرا طول خوابیدن مهم است؟

طول لایه بر طول کل هادی، وزن، مقاومت DC و انعطاف پذیری تأثیر می گذارد. یک لایه کوتاه تر سیم بیشتری را در هر متر مصرف می کند و مقاومت را کمی افزایش می دهد. گذاشتن طولانی‌تر کارآمدتر است، اما می‌تواند پایداری خمشی را کاهش دهد و تحت تنش باز شود. هر دو اثر به این دلیل است که استانداردها و نقشه ها آن را به عنوان یک بعد کنترل شده در نظر می گیرند.

یک خریدار باید کدام استاندارد را مشخص کند: IEC 60228 یا ASTM B8؟

از IEC 60228 برای اکثر پروژه‌های بین‌المللی، BS EN 60228 برای قراردادهای بریتانیا و اتحادیه اروپا، GB/T 3956 برای تدارکات مربوط به چین، و ASTM B8 برای سیم‌های ساختمانی آمریکای شمالی و هادی‌های مسی همه منظوره استفاده کنید. اگر کابل صادر می شود، یک استاندارد اصلی را نام ببرید و بقیه را به عنوان مرجع معادل فهرست کنید.

آیا فشرده سازی یک هادی مقاومت DC آن را تغییر می دهد؟

تراکم قطر خارجی را تقریباً 3 تا 8 درصد کاهش می دهد در حالی که سطح مقطع را ثابت نگه می دارد، بنابراین اگر فرآیند به درستی کنترل شود، مقاومت DC به طور قابل توجهی تغییر نمی کند. خطر بزرگتر این است که تراکم تهاجمی رشته ها را سخت می کند و مقاومت را افزایش می دهد، به همین دلیل است که هادی های فشرده همچنان باید همان آزمون حداکثر مقاومت را با طرح های غیر فشرده پشت سر بگذارند.

آیا یک دستگاه چرخان می تواند چندین استاندارد بین المللی را همزمان رعایت کند؟

بله، اگر دستگاه طول خواب قابل تنظیم، کنترل تنش دقیق و سیستم برداشت پایدار را ارائه دهد. استانداردها عمدتاً در کلاس، تعداد سیم و مقادیر مقاومت متفاوت است که توسط طراحی هادی به جای ماشین تنظیم می شود. ماشین باید هندسه را حفظ کند: کشش ثابت، نسبت لایه گذاری صحیح و بدون آسیب به رشته در طول چرخه پیچش.

از ورق استاندارد تا طبقه فروشگاه: انتخاب تجهیزاتی که تحمل را داشته باشد

یک استاندارد روی کاغذ فقط به اندازه خط تولیدی است که باید آن را نگه دارد. رایج ترین خرابی در کارخانه های کابل واقعی یک استاندارد ناشناخته نیست. این ماشینی است که نمی تواند کشش را روی یک قرقره کامل ثابت نگه دارد، یا یک فرآیند پیچشی که طول قرار گرفتن بین سر و جمع شدن را تغییر می دهد. به همین دلیل است که انتخاب تجهیزات به اندازه نوشتن مشخصات اهمیت دارد.

برای کابل‌های برق با نصب ثابت، یک ماشین تک پیچی سنگین با کشش خارجی و توان مصرفی، هادی را در طول چرخه کامل پیچش تحت کشش ثابت نگه می‌دارد. برای داده‌های انعطاف‌پذیر و کابل‌های خودرو، چرخش بدون پیچش از چرخش هسته در حین تشکیل جفت‌ها جلوگیری می‌کند که از هندسه رسانا که IEC کلاس 5 و کلاس 6 مشخص می‌کند محافظت می‌کند. برای کابل‌های شبکه، یک ماشین یکپارچه سه مرحله‌ای مراحل تنش مجدد را که باعث ایجاد تنوع در بین عملیات می‌شود، حذف می‌کند.

هنگامی که با یک تامین کننده برای بررسی طرح کابل جدید می نشینید، سؤال اصلی مسابقه را در ذهن داشته باشید. استانداردهای جهانی برای رشته های هادی شامل حداکثر مقاومت DC و حداقل سطح مقطع است، اما پاسخ مهندسی کامل در جزئیات وجود دارد: تعداد سیم، طول لایه، نسبت لایه، جهت لایه، کلاس هادی، مواد، کیفیت سطح، و تجهیزات تولیدی که همه آنها را در تحمل نگه می دارد. مقاومت اندازه گیری شده را در دمای 20 درجه سانتیگراد بخواهید، تعداد سیم و طول لایه را در گزارش آزمایش بخواهید و مطمئن شوید که دستگاه پیچش در کارخانه شما به همان دقت استاندارد نیاز دارد.