راهنمای انواع سیم خانگی، کابل پی وی سی و اترنت در مقابل راهنمای کابل تلفن

انواع سیم کابل: مروری بر عملکرد

محصولات کابلی و سیمی طیف وسیعی از ساخت و سازها را در بر می گیرند که هر کدام برای ترکیب خاصی از الزامات الکتریکی، مکانیکی و محیطی مهندسی شده اند. در گسترده‌ترین سطح، کابل‌ها بر اساس عملکرد اصلی خود طبقه‌بندی می‌شوند: انتقال نیرو، انتقال سیگنال، ارتباطات داده یا کنترل. در هر دسته، مواد هادی، نوع عایق، محافظ و ترکیب ژاکت برای مطابقت با درجه ولتاژ، ظرفیت جریان، محدوده فرکانس، محیط نصب و الزامات نظارتی مشخص می‌شوند.

تمایز بین سیم و کابل نقطه شروع مفیدی است سیم یک هادی الکتریکی منفرد - جامد یا رشته ای - با یا بدون عایق است. کابل مجموعه ای از دو یا چند هادی عایق یا یک هادی عایق منفرد با یک پوشش محافظ بیرونی است که در یک غلاف مشترک به هم متصل شده اند. در استفاده روزمره، اصطلاحات اغلب به جای یکدیگر استفاده می شوند، اما در زمینه مشخصات فنی و تدارکات، تفاوت مهم است.

• کابل های برق: انرژی الکتریکی را از منبع به بار حمل کنید. محدوده از سیم کشی ولتاژ پایین مسکونی تا کابل های انتقال فشار قوی با ده ها هزار ولت.
• کابل های دیتا و شبکه: سیگنال های دیجیتال را بین دستگاه ها حمل کنید. شامل جفت پیچ خورده (اترنت، تلفن)، کواکسیال و ساختارهای فیبر نوری است.
• کابل های کنترل و ابزار دقیق: سیگنال های سطح پایین (4-20 میلی آمپر، 0-10 ولت) را بین سنسورها، کنترل کننده ها و محرک ها در سیستم های اتوماسیون صنعتی حمل کنید. به طور معمول چند هادی با محافظ جفت کلی یا مجزا.
• کابل های کواکسیال: یک هادی مرکزی که توسط یک دی الکتریک و یک محافظ بافته یا فویل احاطه شده است که برای انتقال سیگنال RF در برنامه های پخش، مخابرات و آنتن استفاده می شود.
• کابل فیبر نوری: داده ها را به عنوان پالس های نور از طریق فیبرهای نوری شیشه ای یا پلاستیکی به جای جریان الکتریکی منتقل کنید. در جاهایی استفاده می شود که پهنای باند بالا، مسافت طولانی یا مصونیت در برابر تداخل الکترومغناطیسی مورد نیاز است.
• کابل های تخصصی: شامل سازه های مقاوم در برابر آتش، بدون هالوژن، زره پوش، شناور، با دمای بالا و عایق مواد معدنی برای الزامات مقرراتی یا محیطی خاص.

انواع سیم خانه: سیم کشی برق مسکونی توضیح داده شده است

سیم کشی برق منازل از چندین نوع کابل استاندارد استفاده می کند که هر کدام با کدهای سیم کشی ملی به انواع مدارها و مکان های نصب خاص اختصاص داده شده اند. در ساخت و ساز آمریکای شمالی، NEC (کد ملی برق) شیوه های سیم کشی را کنترل می کند. استانداردهای IEC و معادل های ملی (BS 7671 در انگلستان، AS/NZS 3000 در استرالیا) در جاهای دیگر اعمال می شود. دانستن اینکه کدام نوع سیم برای یک مدار معین صحیح است از نقض کد، خطر آتش سوزی و دوباره کاری پرهزینه جلوگیری می کند.

کابل NM-B (کابل روکش غیر فلزی / رومکس)

NM-B رایج ترین کابل سیم کشی خانه در ساخت و سازهای مسکونی در آمریکای شمالی است. این شامل دو یا سه هادی مسی عایق بندی شده جداگانه به اضافه یک سیم زمین مسی لخت است که همگی در یک پوشش بیرونی ترموپلاستیک محصور شده اند. NM-B فقط برای مکان‌های داخلی خشک رتبه‌بندی شده است - برای مناطق مرطوب، مسیرهای زیرزمینی یا تاسیسات بیرونی در معرض دید مناسب نیست. استفاده از اندازه مدارهای استاندارد 14 سیم AWG برای مدارهای 15 آمپر و 12 AWG برای مدارهای 20 آمپر . علامت "B" درجه حرارت هادی 90 درجه سانتیگراد را نشان می دهد.

کابل UF-B (کابل تغذیه زیرزمینی)

کابل UF-B مشابه NM-B ساخته شده است، اما با هادی هایی که مستقیماً در یک ترکیب جامد PVC قرار گرفته اند، نه اینکه به طور جداگانه در داخل یک غلاف بیرونی شل قرار گرفته باشند. این ساختار جامد مقاومت در برابر رطوبت و نور خورشید را فراهم می کند و UF-B را برای دفن مستقیم در زمین بدون مجرای نورپردازی در فضای باز، ساختمان های بیرونی و مدارهای منظره مناسب می کند. همچنین می‌توان آن را در مکان‌های مرطوب یا مرطوب بالای زمین که NM-B ممنوع است نصب کرد.

سیم THHN/THWN

THHN (پوشش نایلونی مقاوم در برابر حرارت بالا) و THWN (روکش نایلونی مقاوم در برابر حرارت و آب) سیم‌های تک رسانا هستند که به جای استفاده به عنوان کابل‌های مستقل، برای کشیده شدن از طریق مجرا طراحی شده‌اند. آنها انتخاب استانداردی برای سیم کشی کانال در گاراژها، زیرزمین ها و هر گونه نصبی هستند که در آن هادی ها در داخل EMT، مجرای صلب یا مجرای PVC اجرا می شوند. هادی های THHN/THWN در طیفی از رنگ های عایق با کد رنگی برای شناسایی عملکرد مدار موجود هستند. رتبه‌بندی دوگانه THHN/THWN-2 امروزه رایج‌ترین است، که هم نصب کانال خشک (90 درجه سانتیگراد) و هم مرطوب (75 درجه سانتیگراد) را پوشش می‌دهد.

کابل زرهی (AC) و کابل فلزی (MC)

کابل AC (معمولاً BX نامیده می شود) و کابل MC هر دو از یک زره فلزی انعطاف پذیر - نوارهای فولادی یا آلومینیومی به هم قفل شده - به عنوان غلاف بیرونی به جای پلاستیک استفاده می کنند. زره محافظت مکانیکی در برابر آسیب فیزیکی را فراهم می کند و در کابل MC، هنگامی که با یک سیم زمین داخلی ترکیب می شود، به عنوان مسیر زمین عمل می کند. هر دو نوع در ساخت‌وسازهای تجاری و در برنامه‌های مسکونی استفاده می‌شوند که در آن کد نیاز به حفاظت بیشتری دارد - مانند دویدن در زیرزمین‌های ناتمام یا گاراژها.

کابل ورودی سرویس (SE و USE)

کابل SE (ورودی سرویس) برق را از کنتور برق به تابلوی توزیع اصلی منتقل می کند. از هادی های آلومینیومی یا مسی با گیج بزرگ - معمولاً 2 AWG تا 4/0 AWG - با ژاکت بیرونی مقاوم در برابر رطوبت استفاده می کند. USE (ورودی خدمات زیرزمینی) نوع دفن مستقیم برای تغذیه خدمات زیرزمینی از ترانسفورماتورهای نصب شده بر روی پد یا اتصالات زیرزمینی است.

سیم برق عایق پی وی سی: ساخت و ساز و خواص

پلی وینیل کلراید (PVC) پرمصرف ترین ماده عایق و پوشش در سیم و کابل برق در سطح جهان است. ترکیبی از عملکرد عایق الکتریکی، چقرمگی مکانیکی، مقاومت شیمیایی، مقاوم در برابر شعله و هزینه کم مواد خام، آن را به انتخاب پیش‌فرض در میان کاربردهای سیم‌کشی مسکونی، تجاری و صنعتی تبدیل می‌کند.

چرا PVC برای عایق سیم استفاده می شود؟

ترکیب پی وی سی برای عایق سیم با نرم کننده ها، تثبیت کننده ها و افزودنی های بازدارنده شعله برای دستیابی به خواص الکتریکی و مکانیکی مورد نیاز فرموله می شود. ویژگی های کلیدی عملکرد عبارتند از:

• قدرت دی الکتریک: عایق پی وی سی استاندارد در برابر شدت میدان الکتریکی مقاومت می کند 10-20 کیلو ولت بر میلی متر ، برای ولتاژ 600 ولت اکثر سیم های ساختمانی بیش از اندازه کافی است.
• درجه حرارت: PVC استاندارد برای دمای رسانای پیوسته 70 درجه سانتیگراد (درجه PVC/A) درجه بندی شده است. فرمولاسیون با عملکرد بالاتر به 90 درجه سانتیگراد می رسد (در هادی های THHN و NM-B استفاده می شود). در دمای بالای 105 درجه سانتیگراد، پلی اتیلن متقاطع (XLPE) یا لاستیک سیلیکونی بر PVC ترجیح داده می شود.
• ضد شعله: محتوای کلر در PVC به طور طبیعی انتشار شعله را سرکوب می کند. اکثر ترکیبات استاندارد سیم PVC زمانی که منبع احتراق برداشته می شود، خود خاموش می شوند و الزامات تست شعله IEC 60332 یا UL را برآورده می کنند.
• مقاومت در برابر روغن و مواد شیمیایی: PVC در برابر طیف وسیعی از روغن ها، اسیدها و قلیاها مقاومت می کند و سیم عایق پی وی سی را برای محیط های صنعتی که در آن تماس شیمیایی اتفاقی انتظار می رود، مناسب می کند.
• مقاومت در برابر رطوبت: PVC جذب آب پایینی دارد و در صورت فرمولاسیون مناسب، خواص عایق خود را در مکان های مرطوب و مرطوب حفظ می کند.

محدودیت های عایق پی وی سی

عایق پی وی سی دو محدودیت قابل توجه در کاربردهای حیاتی ایمنی دارد. اول، زمانی که می سوزد، PVC آزاد می شود گاز هیدروژن کلرید و دود سیاه متراکم که برای وسایل الکترونیکی در فضاهای بسته بسیار سمی و خورنده هستند. این امر منجر به پذیرش ترکیبات LSZH (هالوژن کم دود صفر) در تونل ها، فرودگاه ها، مراکز داده و ساختمان های عمومی شده است که در آنها سمیت دود در سناریوی تخلیه آتش سوزی یک نگرانی اصلی است. دوم اینکه پی وی سی در دماهای زیر 15- تا 30- درجه سانتیگراد بسته به فرمول نرم کننده شکننده می شود و استفاده از آن را در تاسیسات بیرونی در آب و هوای بسیار سرد بدون حفاظت اضافی محدود می کند.

انواع سیم عایق پی وی سی رایج

• H07V-U / H07V-R / H07V-K (IEC): سیم ساختمانی با عایق پی وی سی تک هسته ای در انواع هادی جامد (U)، رشته ای (R) و رشته ای انعطاف پذیر (K). دارای رتبه 450/750 V. استاندارد پاناروپایی معادل THHN آمریکای شمالی.
• NYM / NYY (آلمانی/اروپایی): کابل های چند هسته ای با عایق پی وی سی برای نصب ثابت. NYY نسخه سنگین غلاف بیرونی است که برای دفن مستقیم تأیید شده است.
• BV / RV (استاندارد چینی): سیم عایق پی وی سی تک هسته ای به طور گسترده در ساخت و سازهای مسکونی و تجاری آسیایی استفاده می شود. BV از هادی های جامد استفاده می کند. RV از هادی های رشته ای انعطاف پذیر برای سیم کشی پانل و اتصالات تجهیزات استفاده می کند.

کابل اترنت در مقابل کابل تلفن: تفاوت های کلیدی

کابل‌های اترنت و کابل‌های تلفن هر دو ساختارهای جفت پیچ خورده هستند و از بیرون تقریباً یکسان به نظر می‌رسند - هر دو از هادی‌های مسی با قطر کوچک، عایق PVC یا LSZH و قطرهای کلی مشابه استفاده می‌کنند. تفاوت ها در تعداد رسانا، سرعت پیچش، نوع اتصال، مشخصات الکتریکی و محدوده فرکانس هر کدام برای پشتیبانی طراحی شده است.

کابل تلفن (POTS / سیم کشی ساختاری)

کابل تلفن سنتی (که سیم ایستگاه یا کابل تلفن جفت تابیده نیز نامیده می‌شود) سیگنال‌های صوتی آنالوگ را در فرکانس‌های بسیار پایین حمل می‌کند - باند صدای استاندارد POTS (سرویس تلفن قدیمی ساده) را اشغال می‌کند. 300 هرتز تا 3.4 کیلوهرتز . یک نصب معمولی تلفن دو خطی از یک کابل 4 هادی (دو جفت پیچ خورده) با هادی هایی در محدوده 22-26 AWG استفاده می کند که با اتصالات RJ11 یا RJ14 خاتمه می یابد. نرخ پیچش در مقایسه با کابل درجه داده ضعیف است زیرا سیگنال‌های آنالوگ فرکانس پایین برای حفظ یکپارچگی سیگنال به نرخ پیچش شدید نیاز ندارند.

کابل تلفن DSL (Digital Subscriber Line) یک نوع با مشخصات بالاتر از همان ساختار اصلی است - که هنوز با اتصالات RJ11 خاتمه می یابد و از جفت تلفن موجود استفاده می کند - اما برای پشتیبانی از فرکانس های تا 17 مگاهرتز (VDSL2) یا بالاتر در همان جفت مسی مورد استفاده برای صدا مهندسی شده است. الزامات کیفیت کابل برای DSL پرسرعت به طور قابل توجهی با دسته های پایین تر کابل داده همپوشانی دارد.

کابل اترنت (کابل کشی ساختاری)

کابل اترنت یک کابل 8 هادی (4 جفت پیچ خورده) است که برای انتقال داده ها در فرکانس های بالا با پارامترهای الکتریکی کاملاً کنترل شده مهندسی شده است. مشخصات کلیدی عبارتند از: پهنای باند (MHz)، تضعیف، تداخل (NEXT، FEXT) و امپدانس – که همگی باید محدودیت های تعریف شده را در محدوده فرکانس نامی کابل رعایت کنند. رتبه بندی دسته، نرخ داده پشتیبانی شده و حداکثر فرکانس را تعیین می کند:

• Cat5e: پهنای باند 100 مگاهرتز، از اترنت گیگابیتی (1000BASE-T) تا 100 متر پشتیبانی می کند. حداقل رده قابل قبول برای تاسیسات جدید.
• Cat6: پهنای باند 250 مگاهرتز، از اترنت 10 گیگابیت تا 55 متر پشتیبانی می کند. برای کاهش تداخل بین جفت‌ها، از سرعت‌های پیچش دقیق‌تر و اغلب از یک جداکننده مرکزی اسپلاین استفاده می‌کند.
• Cat6A: پهنای باند 500 مگاهرتز، اترنت 10 گیگابیتی تا طول کانال 100 متر را پشتیبانی می کند. برای دستیابی به عملکرد تداخل بیگانه، به کابلی با قطر بزرگتر و روش‌های نصب دقیق‌تر نیاز دارد.
• Cat8: پهنای باند 2000 مگاهرتز، از اترنت 25/40 گیگابیت تا 30 متر پشتیبانی می کند. در اتصالات سوئیچ بالای رک مرکز داده به جای کابل کشی افقی عمومی استفاده می شود.

کابل‌های اترنت به کانکتورهای RJ45 ختم می‌شوند - از نظر فیزیکی گسترده‌تر از کانکتورهای تلفن RJ11 و دارای 8 کنتاکت به جای 4 یا 6 کانکتور تلفن هستند. دوشاخه RJ45 در سوکت RJ11 قرار نمی گیرد، اگرچه یک دوشاخه RJ11 را می توان در سوکت RJ45 قرار داد - یک منبع رایج سردرگمی در هنگام استفاده مجدد از سیم کشی ساختار یافته موجود.

آیا می توان از کابل تلفن برای اترنت استفاده کرد؟

کابل استاندارد تلفن نمی تواند از اترنت مدرن پشتیبانی کند. این فقط 2 جفت (4 هادی) در مقابل 4 جفت (8 هادی) مورد نیاز برای اترنت گیگابیتی دارد و ویژگی های الکتریکی آن - تضعیف، تداخل و امپدانس - با مشخصات درجه داده کنترل نمی شود. اترنت قدیمی 10BASE-T (10 مگابیت در ثانیه) از نظر فنی فقط از 2 جفت استفاده می کند و می تواند روی کابل تلفن در فواصل کوتاه اجرا شود، اما هیچ استاندارد شبکه فعلی با سرعت کافی عمل نمی کند تا به جای نصب کابل کشی ساختار یافته، تغییر کاربری سیم کشی تلفن را توجیه کند.

انتخاب کابل مناسب برای برنامه

رایج‌ترین اشتباه سیم‌کشی در پروژه‌های مسکونی و تجاری سبک، مشخص کردن کابل بر اساس ظاهر یا شباهت تقریبی به جای الزامات الکتریکی و نصبی واقعی مدار است. کابلی که در قفسه درست به نظر می رسد ممکن است از نظر ولتاژ کمتر، نامناسب برای محیط نصب یا ناسازگار با سخت افزار خاتمه باشد - همه اینها مسائل ایمنی و انطباق را ایجاد می کنند که اصلاح آنها پس از نصب هزینه بر است.

برای سیم کشی برق حداقل مشخصات مورد نیاز عبارتند از: درجه ولتاژ، ظرفیت حمل جریان (آمپانسیته) در دمای محیط نصب، مناسب بودن برای مکان مرطوب یا خشک، و اینکه آیا روش نصب کانال، دفن مستقیم یا هوای آزاد است. NM-B اکثر مدارهای داخلی مسکونی آمریکای شمالی را پوشش می دهد. THHN در مجرای گاراژ، زیرزمین و کاربردهای تجاری را پوشش می دهد. UF-B دویدن های مستقیم در فضای باز را کنترل می کند.

برای کابل کشی داده ، Cat6 خط پایه عملی برای هر نصب کابل کشی ساختار یافته جدید است - هزینه نهایی نسبت به Cat5e حداقل است و فضای اصلی برای ارتقاء شبکه در آینده قابل توجه است. Cat6A در تاسیساتی که اتصال 10 گیگابیتی در طول کانال 100 متری یک نیاز فعلی یا کوتاه مدت است، مانند ساختمان‌های تجاری، مکان‌های کاری پر داده، و کابل‌کشی پچ اتاق سرور، ضمانت دارد.

برای انتخاب عایق PVC در مقابل LSZH ، عامل تعیین کننده محل نصب و کد ساختمان قابل اجرا می باشد. LSZH در بسیاری از حوزه های قضایی برای کابل های نصب شده در فضاهای حمل و نقل هوا (پلنوم)، فضاهای عمومی محصور، زیرساخت های حمل و نقل و هر جایی که سمیت دود در یک رویداد آتش سوزی خطر بالایی دارد، اجباری است. PVC استاندارد برای اکثر سیم کشی های عمومی صنعتی و مسکونی که مشمول این الزامات نیستند قابل قبول و مقرون به صرفه است.