سینی-کابل چیست، انواع آن و کاربرد

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 معمولا 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. سیم 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.

۱- 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 نسبتا 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 خاص 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.

۲- 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 ۳۱۶ 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 ۳۱۶ 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.

۳- آلومینیوم:

• سینی های کابل ساخته شده از آلومینیوم اکسترود شده اغلب به دلیل نسبت بالای استقامت به وزن خود، 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 ( تقریباً ۵۰%  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 ۶۰۶۳ شکل می گیرند که بر اساس طراحی آلیاژ آزاد مس برای کاربرد های دریایی است. این آلیاژ ها 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 آلیاژ های 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.

پوشش سینی کابل:

(۱) گالوانیزه سرد

•  پرکاربرد ترین 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.

(۲) 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 می‌شوند که به عنوان یک آنود برای محافظت عمل می نماید. در حین جوشکاری، ناحیه کوچکی که به طور مستقیم تحت تاثیر گرمای جوشکاری قرار می‌گیرد، عاری از هر گونه آلودگی است اما همان فرآیند خود ترمیمی رخ می دهد.
• G90  نیاز به پوشش ۰٫۹۰ اونس روی در هر فوت مربع از فولاد، یا ۰٫۳۲  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.

(۳) گالوانیزه گرم

•  پس از ساخته شدن و مونتاژ سینی -کابل فولادی، کل سینی در حمام فلز مذاب روی غوطه‌ور 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 ۳٫۰  اونس در هر فوت مربع  از فولاد یا ۱٫۵۰  اونس در هر فوت مربع در هر طرف ورق (بر اساس ASTMA123، طبقه بندی ۶۵).
•  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 ۵ نوع پایه در دسترس هستند:

1.  سینی-کابل نوع نردبانی یا نردبان کابل یا لدر کابل (Ladder Type Cable Tray)
2. سینی-کابل ساده یا ترانکینگ یا داکت (غیر مشبک) (Solid Bottom Cable Tray)
3. سینی-کابل مشبک (پانچ شده) (Trough Cable Tray)
4.  سینی-کابل کانالی (Channel Cable Tray)
5. سینی-کابل توری (سبدی) (Wire Mesh Cable Tray)

(۱) سینی-کابل نردبانی یا نردبان کابل یا لدر کابل (Ladder Cable Tray)

سینی-کابل نردبانی یا نردبان کابل یا لدر کابل برای حدود ۷۵ 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.

نردبان کابل بدون وجود کاور اجازه می دهد تا حداکثر جریان هوای آزاد در سراسر کابل هدایت شود. این موضوع اجازه می‌دهد تا گرمای تولید شده در هادی های کابل به طور موثری از بین برود. در چنین شرایطی، عایق هادی درون کابلهای یک سیستم سیم کشی بر روی سینی کابل به درستی طراحی شده، از حداکثر دمای مجاز کار کرد خود تجاوز نمی کند. عمر کاری این کابل ها به علت دمای کاری بیش از حد، پیش از موعد پایان نخواهد یافت.

نکات مهم سینی-کابل

پله های نردبان کابل یا کابل لدر، لنگرهای مناسبی را برای اتصال کابل ها در مسیرهایی که سینی-کابل غیر افقی اجرا می‌شود یا جایی که موقعیت کابل ها باید در سینی-کابل افقی ثابت باشد و حرکت نکنند فراهم می‌کنند. 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، کابلهای 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 نردبان کابل 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 نردبان کابل نمی تواند انباشته شود.

اگر سینی های کابل در جایی نصب شده‌اند که کار کردن در آن فضا مشکل است، دسترسی از طریق پایین نردبان کابل ممکن است به تسهیل نصب کابل های سایز کوچک کمک کند:  مثلا کابل های کنترلی ابزار دقیق، سیگنال و …

معمول ترین فاصله پله برای نردبان کابل ۲۵ سانتی متر است. این فاصله ممکن است برای پشتیبانی از تمام سایزهای کابل مورد استفاده قرار گیرد. این فاصله برای کابلهای قطر کوچک نوع PLTC و کابلهای TC به عنوان فاصله پشتیبانی به طوری که هیچ افتادگی بین پله های نردبان برای کابلهای سایز کوچک قابل مشاهده نباشد مناسب است. فاصله ۳۰ یا ۴۵  سانتیمتری 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.

(۲) سینی کابل ساده یا ترانکینگ (غیر مشبک) (Solid Bottom Cable Tray)

عموماً برای کاربردهای الکتریکی و مخابراتی با حداقل تولید گرما و حرارت مورد استفاده قرار می گیرد.

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

سیستم سینی ساده (ترانکینگ) 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 های تخلیه در پایین ترانکینگ، اگر ترانکینگ مورد استفاده برای حفاظت در برابر EMI / RFI  مورد استفاده قرار نمی گیرد، کنترل شود.

نکته مهم

بعضی از مهندسان و طراحان، سینی کابل ساده (اغلب با درپوش) را ترجیح می دهند و بر این باورند که تمامی مدارهای الکتریکی باید کاملا توسط فلز محصور شوند. این نوع سینی های کابل فقط کابلهایی را که برای این نوع اجرا طراحی شده‌اند 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.

(۳) سینی کابل با تهویه طبیعی پانچ شده (مشبک) (Trough Cable Tray)

• 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 نردبان کابل فراهم می آورد اما این نگهداری بیشتر قابل توجه نیست. این موضوع هیچ تأثیری بر روی سرویس دهی و یا طول عمر کابل ندارد.
•  از دیگر خصوصیات سینی کابل مشبک، تهویه متوسط با سوراخ کاری در کف سینی می باشد.

(۴) سینی کابل کانالی (Channel Cable Tray)

مورد استفاده برای اجرای تاسیسات الکتریکی با تعداد محدودی کابل زمانی که لوله برای اجرا مناسب نیست با پشتیبانی به صرفه برای کابلهای ظریف و کابل های انشعابی از سیستم سینی کابل اصلی در تاسیسات الکتریکی.

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

عمدتاً برای کاربردهای مخابراتی و فیبر نوری استفاده می شود.

•  یک سیستم مناسب برای سایت، سیستم پشتیبانی قابل انعطاف در سایت ها در درجه اول برای کابلهای 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.

 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 می‌توان 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 به کار برده می شود، استفاده از اتصالات همبندی در تمام اتصالات توسعه طول سینی برای حفظ پیوستگی مدار الکتریکی حائز اهمیت است.