بارق - تحلیل مواد سازنده کابل‌های نسوز برق

اجزای اصلی کابل‌های نسوز

کابل‌های نسوز برق از چندین لایه مختلف تشکیل شده‌اند که هر یک از این لایه‌ها وظایف خاصی دارند. مهم‌ترین اجزای این کابل‌ها عبارتند از:

هادی (Conductor):

هادی معمولاً از مس یا آلومینیوم ساخته می‌شود. مس به دلیل هدایت الکتریکی بالا و مقاومت کم در برابر حرارت، بیشترین کاربرد را در کابل‌های نسوز دارد. آلومینیوم نیز به دلیل سبک بودن و هزینه کمتر در برخی موارد استفاده می‌شود.

عایق (Insulation):

عایق‌ها نقش اصلی را در محافظت از هادی در برابر تماس با عوامل خارجی و جلوگیری از نشت جریان الکتریکی ایفا می‌کنند. در کابل‌های نسوز، از مواد خاصی برای عایق‌کاری استفاده می‌شود که در برابر حرارت و آتش مقاوم هستند. این مواد شامل سیلیکون، اتیلن-پروپیلن رابر (EPR)، پلی‌اتیلن کلرینه شده (CPE) و تفلون (PTFE) هستند.

پوسته داخلی (Inner Sheath):

پوسته داخلی معمولاً از مواد مقاوم در برابر حرارت و آتش ساخته می‌شود. این لایه می‌تواند از پلیمرهای خاصی مانند XLPE (پلی‌اتیلن کراسلینک شده) باشد که علاوه بر مقاومت در برابر حرارت، خواص مکانیکی خوبی نیز دارند.

پوسته بیرونی (Outer Sheath):

پوسته بیرونی به عنوان لایه نهایی، کابل را در برابر آسیب‌های مکانیکی، مواد شیمیایی و عوامل محیطی محافظت می‌کند. مواد مورد استفاده در این لایه نیز باید مقاومت بالایی در برابر حرارت و شعله داشته باشند. مواد معمول شامل پلی‌وینیل کلراید (PVC) مقاوم در برابر حرارت و هالوژن فری (LSZH) هستند.

مواد مورد استفاده در ساخت کابل‌های نسوز

سیلیکون:

سیلیکون یکی از مواد اصلی مورد استفاده در عایق‌کاری کابل‌های نسوز است. این ماده دارای مقاومت حرارتی بالا، انعطاف‌پذیری خوب و خواص دی‌الکتریک عالی است. سیلیکون می‌تواند دمایی تا حدود 250 درجه سانتی‌گراد را تحمل کند.

اتیلن-پروپیلن رابر (EPR):

EPR یک پلیمر انعطاف‌پذیر و مقاوم در برابر حرارت است که در عایق‌کاری کابل‌های نسوز استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند در دماهای بالا (تا 120 درجه سانتی‌گراد) کار کند و مقاومت خوبی در برابر اوزون و رطوبت دارد.

پلی‌اتیلن کلرینه شده (CPE):

CPE به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت و شعله، انعطاف‌پذیری و مقاومت شیمیایی، در پوسته داخلی و بیرونی کابل‌های نسوز استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند در دماهای تا 90 درجه سانتی‌گراد کار کند.

تفلون (PTFE):

تفلون به دلیل خواص عالی دی‌الکتریک، مقاومت بالا در برابر حرارت (تا 260 درجه سانتی‌گراد) و خواص مکانیکی خوب، در کابل‌های نسوز با کارایی بالا استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند شرایط سخت محیطی را تحمل کند.

پلی‌وینیل کلراید (PVC) مقاوم در برابر حرارت:

PVC یکی از مواد معمول در ساخت پوسته بیرونی کابل‌های نسوز است. این ماده مقاومت خوبی در برابر شعله و حرارت دارد و می‌تواند تا دمای 70 درجه سانتی‌گراد کار کند. PVC همچنین مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی و سایش دارد.

هالوژن فری (LSZH):

مواد هالوژن فری به دلیل عدم تولید گازهای سمی در هنگام سوختن، گزینه مناسبی برای کابل‌های نسوز هستند. این مواد مقاومت حرارتی بالا، خواص دی‌الکتریک مناسب و مقاومت مکانیکی خوبی دارند.

ویژگی‌های کابل‌های نسوز

مقاومت در برابر حرارت و شعله:

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های کابل‌های نسوز، مقاومت آنها در برابر حرارت و شعله است. این کابل‌ها می‌توانند در دماهای بالا عملکرد خود را حفظ کرده و به انتقال برق ادامه دهند.

عدم تولید گازهای سمی:

در هنگام سوختن، مواد مورد استفاده در کابل‌های نسوز نباید گازهای سمی و خطرناک تولید کنند. استفاده از مواد هالوژن فری (LSZH) در ساخت این کابل‌ها این ویژگی را تضمین می‌کند.

خواص دی‌الکتریک مناسب:

مواد عایق مورد استفاده در کابل‌های نسوز باید خواص دی‌الکتریک مناسبی داشته باشند تا از نشت جریان الکتریکی جلوگیری شود.

مقاومت مکانیکی و شیمیایی:

کابل‌های نسوز باید دارای مقاومت مکانیکی خوبی در برابر ضربه و سایش باشند. همچنین، این کابل‌ها باید در برابر مواد شیمیایی و عوامل محیطی مقاومت مناسبی داشته باشند.

انعطاف‌پذیری:

انعطاف‌پذیری یکی دیگر از ویژگی‌های مهم کابل‌های نسوز است که نصب و استفاده از آنها را آسان می‌کند.

کاربردهای کابل‌های نسوز

کابل‌های نسوز به دلیل ویژگی‌های خاص خود، در بسیاری از کاربردهای حساس و محیط‌های خاص استفاده می‌شوند. برخی از کاربردهای اصلی این کابل‌ها عبارتند از:

صنایع نفت و گاز:

در پالایشگاه‌ها و سکوهای نفتی که خطر آتش‌سوزی بالا است، استفاده از کابل‌های نسوز ضروری است.

ساختمان‌های تجاری و مسکونی:

در ساختمان‌های بلند و فضاهای عمومی که ایمنی در برابر آتش‌سوزی اهمیت زیادی دارد، کابل‌های نسوز به عنوان یک راه‌حل مناسب استفاده می‌شوند.

مترو و راه‌آهن:

در سیستم‌های حمل و نقل عمومی مانند مترو و راه‌آهن که کابل‌کشی گسترده‌ای دارند، کابل‌های نسوز برای حفظ ایمنی مسافران و جلوگیری از انتشار آتش استفاده می‌شوند.

صنایع خودروسازی:

در تولید خودروهای برقی و هیبریدی، استفاده از کابل‌های نسوز برای افزایش ایمنی و جلوگیری از حوادث ناشی از حرارت بالا اهمیت دارد.

صنایع هوافضا و دریایی:

در صنایع هوافضا و دریایی که شرایط محیطی سختی دارند، کابل‌های نسوز به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت و عوامل محیطی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نتیجه‌گیری

کابل‌های نسوز برق با استفاده از مواد مقاوم در برابر حرارت و شعله، نقش حیاتی در افزایش ایمنی و حفاظت از سیستم‌های برقی دارند. این کابل‌ها با ویژگی‌های خاص خود از جمله مقاومت در برابر حرارت، عدم تولید گازهای سمی، خواص دی‌الکتریک مناسب و مقاومت مکانیکی و شیمیایی، در بسیاری از کاربردهای حساس مورد استفاده قرار می‌گیرند. با توجه به اهمیت این کابل‌ها در حفاظت از افراد و تجهیزات، انتخاب و استفاده صحیح از آنها در محیط‌های مختلف ضروری است.