سینی کابل چیست؟ انواع آن و کاربرد هر یک + نکات مهم

در سیم کشی برق ساختمان ها، یک سیستم سینی کابل برای نگهداری و هدایت کابل های الکتریکی عایق مورد استفاده برای توزیع برق، کنترل و ارتباطات به کار می رود. سینی های کابل به عنوان جایگزینی برای سیم کشی باز یا سیستم های لوله کشی برق استفاده می شوند و معمولاً برای مدیریت هدایت کابل ها در ساخت و ساز تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. سینی های کابل به طور خاص، در مواردی که تغییرات در یک سیستم سیم کشی قابل پیش بینی باشد مفید هستند. به این دلیل که کابل های جدید را می توان با قرار دادن در سینی کابل موجود به جای کشیدن آنها از طریق یک لوله جدید، اجرا نمود.

طبق استانداردها و مقررات NEC، یک سیستم سینی کابل یک واحد یا مجموعه ای از واحدها یا بخش ها و اتصالات مربوطه است که یک سیستم ساختاری سخت است و برای نگهداری و بستن ایمن کابل ها و مسیرهای هدایت کابل ها مورد استفاده قرار می گیرد.

امروزه سینی های کابل بخشی ضروری از ساخت و ساز صنعتی و تجاری با ارائه راه حل های سریع، اقتصادی و قابل انعطاف برای مسائل اجرایی پیش رو هستند. سینی های کابل قادر به پشتیبانی از انواع متدهای سیم کشی هستند:

1. خطوط برق ولتاژ بالا (High Voltage)

2. کابل های توزیع برق

3. سیم کشی سیستم های کنترلی حساس

4. سیسم کشی تجهیزات ارتباطی و مخابراتی

5. کابلهای نوری(فیبر نوری)

جنس سینی کابل:

• اکثر سیستم های سینی کابل از فلز مقاوم در برابر خوردگی (فولاد با کربن پایین، فولاد ضد زنگ و یا یک آلیاژ آلومینیوم) و یا از فلزی با آبکاری مقاوم در برابر خوردگی (روی یا اپوکسی) ساخته می شوند.
• انتخاب جنس سینی برای هر نوع نصب خاص بستگی به محیط نصب (خوردگی و ملاحظات الکتریکی) و هزینه دارد.

1- آلومینیوم:

• سینی های کابل ساخته شده از آلومینیوم اکسترود شده اغلب بدلیل نسبت بالای استقامت به وزنخود، داشتن بهترین مقاومت در برابر محیط های با درصد خوردگی بالا و نیز سهولت نصب مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین این نوع سینی ها مزایای سبک وزن بودن (تقریبا 50٪ سبک تر از سینی فولادی) و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری را دارا می باشند و از آنجا که سینی های کابل آلومینیومی مغناطیسی نیستند، تلفات الکتریکی نیز به حداقل می رسد.
• محصولات سینی کابل از آلیاژهای سری 6063 شکل می گیرند که بر اساس طراحی آلیاژ آزاد مس برای کاربردهای دریایی است. این آلیاژها حاوی سیلیکون و منیزیم در مقادیر مناسب برای تشکیل سیلیکات منیزیم هستند که به آنها اجازه می دهد که گرما را به راحتی دفع کنند. این آلیاژهای سیلیکونی منیزیم دارای شکل پذیری و مشخصات ساختاری خوب و همچنین مقاومت در برابر خوردگی عالی هستند.
• مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی، از جمله شرایط آب و هوایی، که توسط آلومینیوم نشان داده می شود، به دلیل خاصیت خود ترمیمی لایه اکسید آلومینیوم که سطح آن را محافظت می کند می باشد. مقاومت آلومینیوم به مواد شیمیایی در محیط کاربرد باید قبل از استفاده از آن مورد آزمایش قرار گیرد.

2- فولاد (Steel):

• سینی های فولادی از فولادهای با کیفیت ساختاری بالا توسط فرآیند شکل گیری با نورد مستمر ساخته می شوند. فرآیند فرم دهی و اکسترود باعث افزایش استقامت مکانیکی آنها می گردد.

• مزایای اصلی سینی کابل فولادی، استقامت مکانیکی بالا و هزینه کم است. معایب آن عبارتند از وزن بالا، هدایت الکتریکی پایین و مقاومت نسبتاً ضعیف در برابر خوردگی.

• میزان خوردگی به عوامل بسیاری مانند محیط، پوشش یا حفاظت در نظر گرفته شده و فرمولاسیون فولاد سینی بستگی دارد. برخی شرکت های سازنده، پوشش و آبکاری خاصی برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی فولاد پیشنهاد می دهند. این موارد شامل پیش گالوانیزه، گالوانیزه گرم (پس از ساخت)، اپوکسی و رنگ های خاص است.

3- استیل (فولاد ضد زنگ یا Stainless Steel):

• فولاد ضد زنگ مقاومت بالا در برابر رطوبت، مقاومت بالا در برابر خمش، در دمای بالا دارد.
• سینی کابل استیل از فولاد ضد زنگ AISI نوع 316 نورد شده ساخته می شود.
• فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر رنگدانه ها، مواد شیمیایی آلی و غیر آلی در دمای بالا می باشد.

میزان بالای کروم و نیکل و کاهش سطح کربن به منظور افزایش مقاومت در برابر خوردگی و آسان نمودن جوشکاری می باشد. آلیاژ نوع 316 شامل مولیبدنوم(molybdenum) برای افزایش استقامت در درجه حرارت بالا و بهبود مقاومت در برابر خوردگی، به ویژه در برابر اسید سولفوریک و کلرید می باشد. میزان کربن برای تسهیل جوشکاری کاهش می یابد.

پوشش سینی کابل

(1) گالوانیزه

• پر کاربردترین نوع پوشش برای سینی کابل، گالوانیزه کردن آن است. این پوشش مقرون به صرفه است، در مقابل طیف گسترده ای از مواد شیمیایی محیطی محافظت خوبی انجام می دهد و اگر دچار خراش یا برش بر روی بدنه خود نشود خود ترمیم بوده و آسیب نخواهد دید.
• فولاد مورد استفاده برای ساخت سینی کابل با استفاده از فرآیند الکترولیز به وسیله غوطه ور کردن آن در یک حمام نمک روی با روی(Zinc) پوشیده شده است. ترکیبی از کربنات، هیدروکسید و اکسید روی یک پوشش محافظ برای محافظت از روی تشکیل می دهند. مقاومت در برابر خوردگی به طور مستقیم به ضخامت پوشش و سختی محیط استفاده سینی مربوط می شود.

(2) پیش گالوانیزه

• پیش گالوانیزه کردن که به عنوان آسیاب گالوانیزه و یا آسیاب غلتکی گالوانیزه نیز شناخته می شود، با عبور از کویل فولاد از طریق فلز مذاب روی به عمل می آید. سپس این کویل ها به اندازه مورد نیاز بریده شده و ساخته می شوند.
• مناطقی که به طور معمول در حین ساخت، مانند نواحی برش و جوش پوشش داده نمی شوند، توسط روی پوشانده می شوند که به عنوان یک آنود برای محافظت عمل می نماید. در حین جوشکاری، ناحیه کوچکی که به طور مستقیم تحت تاثیر گرمای جوشکاری قرار می گیرد، عاری از هر گونه آلودگی است اما همان فرآیند خود ترمیمی رخ می دهد.
• G90 نیاز به پوشش 0.90 اونس روی در هر فوت مربع از فولاد، یا 0.32 اونس در هر فوت مربع در هر طرف ورق فلز نیاز دارد. مطابق با A653/A653M-06a، فولاد پیش گالوانیزه شده عموماً برای استفاده در فضای باز یا محیط های صنعتی توصیه نمی شود.

(3) گالوانیزه گرم:

• پس از ساخته شدن و مونتاژ سینی کابل فولادی، کل سینی در حمام فلز مذاب روی غوطه ور می گردد، در نتیجه تمامی سطوح آن از جمله تمام لبه ها، سوراخ ها و محل های جوش پوشانده می شوند.
• ضخامت پوشش توسط مدت زمانی که هر بخش از سینی در حمام فوق الذکر غوطه ور می گردد و سرعت برداشتن آن تعیین می گردد. گالوانیزه گرم نمودن سینی پس از ساخت، یک پوشش بسیار ضخیم تر از فرآیند پیش گالوانیزه ایجاد می کند. حداقل 3.0 اونس در هر فوت مربع از فولاد یا 1.50 اونس در هر فوت مربع در هر طرف ورق (بر اساس ASTMA123، طبقه بندی 65).
• این فرآیند برای سینی کابل مورد استفاده در اکثر محیط های باز و بیرونی و بسیاری از کاربردهای صنعتی با شرایط بسیار سخت توصیه می شود.

انواع سینی کابل:

سینی های کابل از فولاد، آلومینیوم یا پلاستیک تقویت شده فیبری (FRP) ساخته می شوند و در 6 نوع پایه در دسترس هستند:

1. سینی کابل نوع نردبانی (Ladder Type Cable Tray)
2. سینی کابل ساده(غیر مشبک) (Solid Bottom Cable Tray)  
3. سینی کابل مشبک(پانچ شده یا شیار دار) (Trough Cable Tray) 
4. سینی کابل کانالی (Channel Cable Tray) 
5. سینی کابل توری(سبدی) (Wire Mesh Cable Tray)  
6. سینی کابل تک ریلی (Single Rail Cable Tray)

بیشتر بخوانید: معرفی انواع لوله های برق به همراه لیست قیمت آنها

(1) سینی کابل نردبانی (Ladder Cable Tray)

• عموماً در کاربردهای با پشتیبانی طول متوسط تا طولانی از 3.6 تا 9 متر استفاده می شود.

• سینی کابل نردبانی برای حدود 75 درصد از روش های اجرای سیستم سیم کشی با سینی کابل مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع سینی کابل نوع غالب و برتر با توجه به بسیاری از ویژگی های مطلوب آن می باشد:

• سینی کابل نردبانی بدون وجود کاور و روبنده اجازه می دهد تا حداکثر جریان هوای آزاد در سراسر کابل هدایت شود. این موضوع اجازه می دهد تا گرمای تولید شده در هادی های کابل به طور موثری از بین برود. در چنین شرایطی، عایق هادی درون کابل های یک سیستم سیم کشی بر روی سینی کابل به درستی طراحی شده، از حداکثر دمای مجاز کارکرد خود تجاوز نمی کند. عمر کاری این کابلها به علت دمای کاری بیش از حد، پیش از موعد پایان نخواهد یافت.
• پله های سینی های کابل نردبانی یا همان نردبان کابل، لنگرهای مناسبی را برای اتصال کابل ها در مسیرهایی که سینی کابل غیر افقی اجرا می شود یا جایی که موقعیت کابل ها باید در سینی کابل افقی ثابت باشد و حرکت نکنند فراهم می کنند. این قابلیت برای اجرا و نصب کابل تک مفتولی یک ضرورت است. تحت شرایط خطا (اتصال کوتاه)، نیروهای مغناطیسی که توسط جریان اتصال کوتاه ایجاد می شوند، کابل های تک مفتولی را اگر به صورت مطمئن به سینی کابل متصل نباشند از سینی کابل جدا می کنند.
• کابلها امکان ورود یا خروج از بالا یا پایین سینی کابل نردبانی را دارند. جایی که کابل ها به لوله وارد یا از آن خارج می گردند، امکان نصب لوله به اتصالات سینی کابل در بالا یا پایین آن برای اتمام مسیر لوله کشی و هدایت ادامه کابل بر روی نردبان کابل از هر دو سمت بالا و پایین به دلیل ساختار نردبان و امکان دسترسی به هر دو سمت این نوع سینی کابل وجود دارد.
• رطوبت در سینی های کابل نردبانی نمی تواند انباشته شود.
• اگر سینی های کابل در جایی نصب شده اند که کار کردن در آن فضا مشکل است، دسترسی از طریق پایین سینی کابل نردبانی ممکن است به تسهیل نصب کابل های سایز کوچک کمک کند: کابل های کنترلی ابزار دقیق، سیگنال و …
• معمول ترین فاصله پله برای سینی کابل نردبانی 23 سانتی متراست. این فاصله ممکن است برای پشتیبانی از تمام سایزهای کابل مورد استفاده قرار گیرد. این فاصله برای کابل های قطر کوچک نوع PLTC و کابل های TC به عنوان فاصله پشتیبانی به طوری که هیچ افتادگی بین پله های نردبان برای کابل های سایز کوچک قابل مشاهده نباشد مناسب است. فاصله 30 یا 45 سانتی متری پله ها از یکدیگر، تکیه گاه کافی برای کابل فراهم می کند اما برای کاهش نازیبا شدن اجرای سیم کشی در برخی موارد، مقدار کمی کابل سایز پایین می تواند بین دو پله کشیده شود. حداکثر فاصله مجاز بین تکیه گاهها(ساپورت ها) برای کابل های تک مفتولی سایز 20 تا 40 میلی متر مربع 23 سانتی متر است. ((1)(NEC Section 318-3(b) (1993)

سینی کابل با تهویه طبیعی (مشبک)

– تنها دلیل انتخاب یک سینی کابل با تهویه طبیعی(مشبک) نسبت به سینی کابل نوع نردبانی، جنبه زیبایی آن است. و دلیل آن نیفتادن مشهود کابل های سایز کوچک می باشد. سینی کابل مشبک نگهداری بیشتری از کابل ها نسبت به سینی کابل نردبانی فراهم می آورد اما این نگهداری بیشتر قابل توجه نیست. این موضوع هیچ تاثیری بر روی سرویس دهی و یا طول عمر کابل ندارد.

مشخصات:

• حفاظت راحت و استقامت بالای سیستم با اتصالات شعاعی صاف.
• حداکثر استقامت برای کاربردهای طولانی مدت.
• عرض استاندارد 15، 30، 45، 60، 75 و 90 سانتی متر
• عمق استاندارد 7.5، 10، 12.5 و 15 سانتی متر
• طول استاندارد 300، 360، 600 و 7200 سانتی متر.
• فواصل پله ها 15، 22.5، 30 و 45 سانتی متر.

(2) سینی کابل ساده(غیر مشبک) (Solid Bottom Cable Tray)

• عموماً برای کاربردهای الکتریکی و مخابراتی با حداقل تولید گرما و حرارت با محدوده پشتیبانی کوتاه تا متوسط از 150 تا 360 سانتی متر مورد استفاده قرار می گیرد.

• دلیل اصلی انتخاب سینی کابل ساده (با کاور و روبنده) نگرانی از حفاظت در مقابل EMI / RFI (تداخل الکترومغناطیسی و رادیو فرکانسی) برای مدارهای بسیار حساس می باشد. یک سینی کابل فولادی ساده با درپوش فولادی اگرهیچ شکستگی یا سوراخی در اجرای کامل آن وجود نداشته باشد، درجه خوبی از محافظت را فراهم می آورد.

• سیستم سینی ساده دارای یک ایراد است که به دلیل بدون منفذ بودن رطوبت می تواند در سینی کابل ایجاد و انباشته شود. این موضوع می تواند با ایجاد سوراخ های تخلیه 0.6 سانتی متری در پایین سینی کابل در فواصل 90 سانتیمتری (در وسط و نزدیک لبه های دو طرف)، اگر سینی کابل مورد استفاده برای حفاظت در برابر EMI / RFI مورد استفاده قرار نمی گیرد، کنترل شود.
• بعضی از مهندسان و طراحان، سینی کابل ساده (اغلب با درپوش) را ترجیح می دهند و بر این باورند که تمامی مدارهای الکتریکی باید کاملاً توسط فلز محصور شوند. این نوع سینی های کابل فقط کابل هایی را که برای این نوع اجرا طراحی شده اند پوشش می دهند. خرابی و آسیب به کابل در این نوع سینی کابل به ندرت اتفاق می افتد. خرابی کابل به علت مشکلات اجرای کابل در این نوع سینی های کابل وجود ندارد.

مشخصات:

• پشتیبانی بدون تهویه و گردش دائمی هوا برای کابلهای ظریف با حفاظت اضافی کابل بوسیله مواد فلزی و فایبرگلاس در سینی.

• بدنه فلزی با درپوش فلزی بدون منفذ برای کابل بدون حساسیت به درجه حرارت در شرایط محیطی

• عرض استاندارد 25، 30، 45، 60، 75 و 90 سانتی متر
• عمق استاندارد 7.5، 10، 12.5 و 15 سانتی متر
• طول استاندارد 300، 360، 600 و 7200 سانتی متر.

(3) سینی کابل مشبک(پانچ شده یا شیار دار) (Trough Cable Tray)

عموماً برای کاربردهای با تولید حرارت متوسط با طول های کوتاه تا متوسط از 150 تا 360 سانتیمتر استفاده می شود.

مشخصات:

• تهویه متوسط با افزایش تکیه گاه کابل – با سوراخکاری در کف سینی و ارائه تکیه گاه برای کابل در هر 10 سانتیمتر.

• موجود در نوع فلزی و غیر فلزی

• عرض استاندارد 15، 30، 45، 60، 75 و 90 سانتی متر
• عمق استاندارد 7.5، 10، 12.5 و 15 سانتی متر
• طول استاندارد 300، 360، 600 و 7200 سانتی متر
• فاصله ثابت پله 10 سانتی متر در مرکز. 

(4) سینی کابل کانالی (Channel Cable Tray)

مورد استفاده برای اجرای تأسیسات الکتریکی با تعداد محدودی کابل زمانی که لوله برای اجرا مناسب نیست. با پشتیبانی از طول کوتاه تا متوسط بین 150 تا 300 سانتیمتر.

مشخصات:

• پشتیبانی به صرفه برای کابل های ظریف و کابل های انشعابی از سیستم سینی کابل اصلی در تأسیسات الکتریکی.

• عرض استاندارد 7.5، 10 و 15 سانتی متر در سیستم های فلزی و تا 20 سانتی متر در سیستم های غیر فلزی

• عمق استاندارد 3.2 تا 4.5 سانتی متر در سیستم های فلزی و 2.5، 2.85، 4 سانتی متر در سیستم های غیر فلزی
• طول استاندارد 300، 360، 600 و 720 سانتی متر.

(5) سینی کابل توری(سبدی) (Wire Mesh Cable Tray)

عمدتاً برای کاربردهای مخابراتی و فیبر نوری استفاده می شود، پشتیبانی از طول کوتاه بین 120 تا 240 سانتیمتر.

مشخصات:

• یک سیستم مناسب برای سایت، سیستم پشتیبانی قابل انعطاف در سایت ها در درجه اول برای کابل های ولتاژ پایین، مخابراتی و فیبر نوری.

• این سیستم ها به طور معمول از یک شبکه(مش) سیم فولادی پوشانده شده با روی تشکیل شده اند.

• عرض استاندارد 5، 10، 15، 20، 30، 40، 45، 50 و 60 سانتی متر.
• عمق استاندارد 2.5، 5 و 10 سانتی متر.
• طول استاندارد حدود 300 سانتیمتر.

(6) سینی کابل تک ریلی (Single Rail Cable Tray)

به طور کلی برای نصب کابل های ولتاژ پایین و قدرت استفاده می شود که در آن حداکثر آزادی کابل، ظرفیت عبور کابل بالا و سرعت در اجرا فاکتورهای مهم و اساسی هستند.

مشخصات:

• این سیستم های آلومینیومی سریعترین سیستم برای نصب و فراهم آوردن حداکثر آزادی برای کابل برای ورود و خروج از سیستم هستند.

• سیستم های آویزان یا دیواری تکی در سطوح تک یا چند لایه.

• عرض استاندارد 15، 22.5، 30، 45 و 60 سانتی متر.
• عمق استاندارد 7.5، 10 و 15 سانتی متر.
• طول استاندارد 300 و 360 سانتیمتر.

انبساط و انقباض حرارتی سینی کابل:

• یک سیستم سینی کابل ممکن است تحت تأثیر انبساط و انقباض حرارتی قرار گیرد که این موضوع باید در زمان اجرای سینی گذاری مد نظر قرار گیرد.

• برای تعیین تعداد صفحات اتصال سینی مورد نیاز برای توسعه طول سینی، طول سینی کابل مستقیمی که می توان اجرا کرد و تفاوت کل بین حداقل دمای زمستان و حداکثر دمای تابستان را در نظر بگیرید.

• برای عملکرد درست، صفحات توسعه طول سینی نیاز به تنظیم دقیق فاصله بین سینی ها دارند.
• نزدیکترین ساپورت و اتصال به نقطه میانی بین صفحات توسعه طول سینی باید مانند لنگر باشد و آزادی لازم به سینی برای حرکت طولی در هر دو جهت را بدهد.
• هنگامی که یک سیستم سینی کابل به عنوان هادی زمین تجهیزات بکار برده می شود، استفاده از اتصالات همبندی در تمام اتصالات توسعه طول سینی برای حفظ پیوستگی مدار الکتریکی حائز اهمیت است.