در پروژه‌های مهندسی برق پیچیده، کابل‌ها عملکردی مشابه سیستم عروقی در بدن انسان دارند - آن‌ها انرژی حیاتی را که کل سیستم‌ها را تغذیه می‌کند، حمل می‌کنند. انتخاب نوع کابل مناسب به اندازه حفظ رگ‌های خونی سالم حیاتی است و مستقیماً بر ایمنی و کارایی کل زیرساخت‌های الکتریکی تأثیر می‌گذارد. در میان گزینه‌های کابل زره‌دار، کابل‌های زره‌دار سیم فولادی (SWA) نقش محوری در انتقال نیرو ایفا می‌کنند و انتخاب مواد عایق‌بندی به‌ویژه مهم است. اما چگونه می‌توان بین کابل‌های ترموپلاستیک (PVC) و ترموستینگ (XLPE) SWA انتخاب کرد؟

کابل‌های زره‌دار سیم فولادی (SWA) دارای یک لایه محافظ از سیم فولادی هستند که محافظت مکانیکی استثنایی در برابر ضربه، نیروهای خردکننده و کشش ایجاد می‌کند. این امر آن‌ها را برای محیط‌های پرتقاضا از جمله دفن مستقیم زیر زمین، نصب در لوله و تنظیمات صنعتی که به حفاظت قوی نیاز دارند، ایده‌آل می‌کند.

اجزای اصلی کابل‌های SWA عبارتند از:

• هادی (معمولاً مس یا آلومینیوم)
• لایه عایق
• غلاف داخلی
• زره سیم فولادی
• غلاف بیرونی

مواد عایق‌بندی به‌طور بحرانی بر عملکرد الکتریکی، مقاومت در برابر دما و عمر مفید کابل تأثیر می‌گذارد. دو ماده عایق‌بندی اصلی برای کابل‌های SWA عبارتند از پلی وینیل کلرید (PVC) و پلی اتیلن متقاطع (XLPE).

PVC به عنوان یک ماده ترموپلاستیک، عایق الکتریکی خوب، مقاومت شیمیایی و بازدارندگی شعله را با هزینه نسبتاً کم ارائه می‌دهد و از نظر تاریخی آن را برای کابل‌های ولتاژ پایین از جمله کابل‌های SWA اولیه محبوب کرده است. با این حال، PVC محدودیت‌های قابل توجهی دارد:

• حداکثر دمای کارکرد مداوم 70 درجه سانتی‌گراد
• مستعد پیری و تغییر شکل در دماهای بالا
• انتشار گازهای سمی بالقوه در اثر حرارت شدید
• مقاومت مکانیکی و مقاومت در برابر سایش کمتر

XLPE از طریق یک فرآیند متقاطع‌سازی تخصصی که یک ساختار مولکولی سه‌بعدی ایجاد می‌کند، به موارد زیر دست می‌یابد:

• دمای کارکرد مداوم 90 درجه سانتی‌گراد (130 درجه سانتی‌گراد اضافه بار کوتاه‌مدت)
• مقاومت مکانیکی و مقاومت شیمیایی بهبود یافته
• مقاومت در برابر پیری و جلوگیری از ترک خوردگی برتر
• عمر مفید طولانی‌تر

کابل‌های SWA مدرن عمدتاً از عایق XLPE مطابق با استانداردهایی از جمله موارد زیر استفاده می‌کنند:

• BS 5467: کابل‌های زره‌دار با عایق ترموستینگ برای نصب‌های ثابت (600/1000V و 1900/3300V)
• BS 6724: کابل‌های کم دود، کم هالوژن برای محیط‌های حساس به آتش
• BS 7846: کابل‌های مقاوم در برابر آتش که یکپارچگی مدار را در هنگام آتش‌سوزی حفظ می‌کنند

در مقایسه با جایگزین‌های PVC، کابل‌های XLPE SWA موارد زیر را ارائه می‌دهند:

• ظرفیت جریان بالاتر: امکان استفاده از اندازه‌های کابل کوچک‌تر برای بارهای معادل
• پایداری حرارتی بهبود یافته: حفظ عملکرد در محیط‌های با دمای بالا
• مقاومت عایق‌بندی برتر: کاهش خطرات جریان نشتی
• محافظت مکانیکی بهبود یافته: در برابر تنش‌های فیزیکی بهتر مقاومت می‌کند
• مقاومت شیمیایی: مناسب برای محیط‌های خورنده مانند کارخانه‌های شیمیایی

حتی کابل‌های SWA با عایق XLPE ممکن است از PVC برای غلاف‌های داخلی/خارجی استفاده کنند. برای نصب‌های داخلی با الزامات ایمنی آتش‌سوزی سخت‌گیرانه، غلاف‌های کم دود بدون هالوژن (LSZH) برای به حداقل رساندن انتشار سمی در هنگام آتش‌سوزی توصیه می‌شود.

عوامل کلیدی هنگام تعیین مشخصات کابل‌های SWA:

پیوست 4 BS 7671 رتبه‌بندی جریان را ارائه می‌دهد:

• جدول 4D4A: کابل‌های ترموپلاستیک (PVC)
• جدول 4E4A: کابل‌های ترموستینگ (XLPE)

BS 7671 512.1.5 به تأیید سازگاری تجهیزات هنگام اتصال به هادی‌های با رتبه بالای 70 درجه سانتی‌گراد نیاز دارد. این ممکن است مستلزم یکی از موارد زیر باشد:

• انتخاب کابل‌های PVC با ظرفیت جریان معادل
• استفاده از تجهیزات با رتبه عملیاتی 90 درجه سانتی‌گراد

عایق ترموستینگ مقادیر k بالاتری (143 در مقابل 115 برای PVC) را هنگام محاسبه اثرات جریان خطا مجاز می‌کند و حاشیه ایمنی بیشتری را فراهم می‌کند.

توصیه‌ها برای کاربردهای خاص:

• محیط‌های با بار زیاد/دمای بالا: XLPE ترجیح داده می‌شود
• مکان‌های حساس به آتش: XLPE با غلاف LSZH
• تجهیزات با رتبه 70 درجه سانتی‌گراد: اجزای PVC یا ارتقا یافته معادل

مشاوره مهندسی برق حرفه‌ای و پایبندی به استانداردهای مربوطه (BS 7671، IEC 61439) برای انتخاب کابل بهینه و ایمنی سیستم ضروری است.