خانه
گاما

درسنامه آموزشی طراحی و سیم کشی برق ساختمان‌های مسکونی کلاس دهم الکتروتکنیک

پودمان 1: سیم و اتصالات آن

بازدید16/4 K
تاریخ بروزرسانی1400/06/13

واحد یادگیری 1: انجام اتصالات سیم‌ها

آیا می‌دانید:

- انتخاب سیم برای سیم‌کشی برق در مدارهای مختلف چگونه صورت می‌گیرد؟
- سیم مفتولی با سیم افشان چه تفاوتی دارد؟
- اتصالات سیم‌ها به یکدیگر چگونه انجام می‌شود؟
- گِلند چگونه موجب اتصال و ارتباط بهتر کابل با تجهیزات برقی می‌شود؟
- وارنیش حرارتی، کانکتور پیچی و انواع سرسیم‌ها چه کاربردی دارد؟
- استفاده صحیح از ابزار در کیفیت سیم‌کشی چقدر مؤثر است؟
- برق کاران برای کسب مهارت سیم کشی باید به توانایی انتخاب سیم، اتصالات سیم و همچنین استفاده صحیح از ابزارآلات برقی دست بیابند که در این پودمان به آنها پرداخته می‌شود.

استاندارد عملکرد:

پس از اتمام این واحد یادگیری هنرجویان قادر به تشخیص انواع سیم برای سیم‌کشی و انجام اتصالات مختلف، سر سیم و کابل شو خواهند بود انجام صحیح اتصالات و سرسیم‌ها به عنوان برونداد (محصول) و انتخاب صحیح ابزار وکاربست آنها (فرایند) نقش مهمی در ارزشیابی کارهای عملی خواهد داشت.

مقدمه:

انتقال انرژی الکتریکی از محل تولید در «نیروگاه برق» تا محل تحویل به «مصرف‌کننده» توسط «شبکه الکتریکی» صورت می‌گیرد. شبکه‌های الکتریکی، انرژی الکتریکی را توسط «هادی الکتریکی» انتقال می‌دهند بنابراین هادی‌های الکتریکی باید رسانای الکتریکی باشند. هادی‌ها به دو صورت روکش دار و بدون روکش در شبکه الکتریکی استفاده می‌شوند. روکش نقش «عایق الکتریکی» را ایفا می‌کند تا از برق گرفتگی جلوگیری نماید. در هادی‌های بدون روکش هوا نقش عایق را دارد. هادی‌ها از طریق سطح مقطع از یکدیگر تمیز داده می‌شوند. به هادی‌های روکش‌دار تا سطح مقطع $10m{m^2}$ و بدون روکش از مقطع $10m{m^2}$ تا $120m{m^2}$ «سیم» گفته می‌شود (شکل 1).

شکل 1- سیم

فرایند ارتباط الکتریکی در شبکه‌های الکتریکی توسط سیم را «سیم‌کشی» گویند.

سیم

سیم در سیم‌کشی ساختمان ارتباط الکتریکی بین تجهیزات الکتریکی را برقرار می‌سازد. انتخاب سیم مطابق استاندارد و جداول مربوطه می‌باشد انواع سیم در سیم‌کشی ساختمان شکل 2 عبارت‌اند از:

شکل 2- انواع سیم

سیم مفتولی

سیم‌های مفتولی از یک رشته هادی از جنس مس آنیل تشکیل شده که با مقاطع 0/5، 0/75، 1، 1/5، 2/5، 4، 6 و 10 میلی متر مربع تولید می‌شوند. جنس روکش هادی از مواد عایق PVC به رنگ‌های قرمز، مشکی، قهوه‌ای، آبی، سفید و زرد با نوار سبز می‌باشد. از سیم‌های مفتولی در سیم کشی ساختمان استفاده می‌شود و سیم مورد نظر در سیم‌کشی ساختمان محسوب می‌شود. 

سیم‌های مفتولی تحت عنوان «سیم‌های نصب ثابت» شناسایی می‌شوند و با حرف NYA مشخص می‌شوند (جدول 1).

جدول 1- مشخصات سیم‌های مفتولی

وزن
تقریبی
حداکثر مقاومت هادی در ${20^ \circ }{\text{C}}$ حداقل مقاومت عایقی در ${70^ \circ }{\text{C}}$ میانگین قطر خارجی ضخامت عایق گروه هادی سطح مقطع
نامی هادی
Kg/km Ω/km MΩ/km حد بالا mm حد پایین mm mm   ${\text{m}}{{\text{m}}^2}$
8 36 0/0150 2/3 1/9 0/6 1 0/5
11 24/5 0/0120 2/5 2/1 0/6 1 0/75
14 12/1 0/0110 2/7 2/2 0/6 1 1
20 12/1 0/0110 3/2 2/6 0/7 1 1/5
22 7/41 0/0100 3/4 2/8 0/7 2 1/5
31 7/41 0/0100 3/9 3/2 0/8 1 2/5
33 7/41 0/0090 4/0 3/3 0/8 2 2/5
46 4/61 0/0085 4/4 3/6 0/8 1 4
48 4/61 0/0077 4/6 3/8 0/8 2 4
66 3/08 0/0070 5/0 4/1 0/8 1 6
69 3/08 0/0065 5/2 4/3 0/8 2 6
105 1/83 0/0070 6/4 5/3 1/0 1 10
110 1/83 0/0065 6/8 5/7 1/0 2 10

سیم افشان

سیم افشان از به هم تابیدن نامنظم چندین تار مسی تولید می‌شود لذا از انعطاف پذیری بیشتری نسبت به سیم مفتولی برخوردار است. سطح مقطع هادی و رنگ روکش سیم‌های افشان مشابه سیم مفتولی است (شکل 3).

شکل 3- سیم افشان

استفاده از سیم افشان در سیم‌کشی برق ساختمان ممنوع است و در صورت استفاده از سیم افشان نصب سرسیم گلویی الزامی است (شکل 4) تا سر سیم به شکل مفتولی درآید. همچنین در محل‌‌هایی که مجموع زوایای مسیر سیم‌کشی بیش از 360 درجه باشد با کسب اجازه از ناظر برق ساختمان استفاده از سیم افشان مجاز است.

شکل 4- سرسیم

سیم‌های افشان تحت عنوان «سیم‌های نصب ثابت» شناسایی می‌شوند و با حرف NYAF مشخص می‌شوند (جدول 2)

جدول 2- مشخصات سیم‌های افشان

وزن تقریبی حداکثر مقاومت هادی در ${20^ \circ }C$ حداقل مقاومت عایقی در ${70^ \circ }C$ میانگین قطر خارجی ضخامت عایق سطح مقطع نامی
هادی
Kg/km Ω/km MΩ/km حد بالا mm حد پایین mm mm $m{m^2}$
9 39 0/0130 2/5 2/1 0/6 0/5
11 26 0/0110 2/7 2/2 0/6 0/75
14 19/5 0/0100 2/8 2/4 0/6 1
20 13/3 0/0100 3/4 2/8 0/7 1/5
32 7/98 0/0090 4/1 3/4 0/8 2/5
47 4/95 0/0070 4/8 3/9 0/8 4
67 3/30 0/0060 5/3 4/4 0/8 6
113 1/91 0/0056 6/8 5/7 1/0 10

سیم رشته‌ای

سیم‌های رشته‌ای از به هم تابیدن منظم چندین رشته مسی بدون روکش تولید می‌شوند. شکل 5 نمونه‌هایی از این سیم را نشان می‌دهد.

شکل 5- چند نمونه سیم رشته‌ای

از سیم رشته‌ای برای توزیع انرژی الکتریکی در خطوط هوایی و زمین حفاظتی (ارت) در سیم‌کشی ساختمان استفاده می‌شود و سطح مقطع آنها بیش از $10m{m^2}$ می‌باشد. مثلاً برای سیستم اتصال زمین از سیم رشته‌ای $25m{m^2}$ یا $35m{m^2}$ استفاده می‌شود (جدول 3).

جدول 3- مشخصات سیم رشته‌ای

وزن تقریبی حداقل نیروی پارگی حداکثر مقاومت
هادی در ${70^ \circ }{\text{C}}$
میانگین قطر
خارجی
تعداد و قطر هادی سطح مقطع نامی هادی
Kg/km kN Ω/km mm mm $m{m^2}$
144 1/21 0/1385 5/1 ${\text{7}} \times {\text{1}}{\text{/70}}$ 16
229 0/780 0/7461 6/3 ${\text{7}} \times 2/{\text{14}}$ 25
317 0/554 0/5264 7/5 ${\text{7}} \times 2/{\text{52}}$ 35
426 0/386 0/3656 8/9 ${\text{7}} \times 2/{\text{92}}$ 50
429 0/386 0/3759 9/0 $19 \times 1/78$ 50
620 0/272 0/2762 10/5 $19 \times 2/14$ 70
859 0/206 0/1949 12/5 $19 \times 2/25$ 95
1080 0/161 0/1554 14/1 $19 \times 2/80$ 120

تعیین سطح مقطع سیم

در طراحی سیم‌کشی برق ساختمان نیاز به انتخاب سیم با سطح مقطع مشخصی می‌باشد. هر سیم با سطح مقطع مشخص قادر به انتقال جریان معینی است که اگر جریان سیم از آن تجاوز کند سبب تلفات انرژی الکتریکی، کوتاهی عمر سیم و یا سوختن آن می‌شود. لذا در انتخاب سطح سیم سه اصل زیر را باید در نظر گرفت:

الف) جریان از حد مجاز جریان سیم بیشتر نشود.
ب) افت ولتاژ از حد مجاز بیشتر نشود.
ج) محاسبات اقتصادی در مورد سطح مقطع انتخابی از نظر افت توان انجام شود.

حداکثر جریان مجاز سیم بر اساس سطح مقطع و محل استفاده در جدول 4 آمده است.

جدول 4- حداکثر جریان مجاز سیم‌های استاندارد شده مسی
مقطع سیم به (میلی متر مربع) شدت جریان مجاز سیم بر حسب آمپر
سیم های با عایق تا حداکثر 3 سیم در هر لوله کابل‌های روکار سیم‌های هوایی
0/75 4 6 10
1 6 10 15
1/5 10 15 20
2/5 15 20 25
4 20 25 35
6 25 35 50
10 35 50 60
16 50 60 80
25 60 80 100
50 100 125 160
70 - 160 200
120 - 225 260
150 - 260 300
185 - 300 350
240 - 350 430
300 - 430 500

شرکت‌های تولید‌کننده به منظور انتخاب سیم یا کابل بدون محاسبه با توجه به جریان و طول سیم جدول 5 را ارائه کرده‌اند. بدیهی است انتخاب دقیق‌تر نیاز به محاسبات و دخالت عوامل محیطی نصب دارد. 

1000 900 800 700 600 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 10 طول سیم / شماره سیم
                        5 7 15 27 1/5
                      6 8 12 25 36 2/5
                  6 8 10 13 20 40 46 4
        5 6 6/5 7 8 10 12 15 20 30 58 58 6
5 5 6 7 8 10 11 12 14 16 20 25 33 50 77 77 10
8 8 10 11 13 16 17 20 22 26 32 40 53 80 100 100 16
12 13 15 17 20 25 27 31 35 41 50 62 83 125 130 130 25
17 18 21 24 28 34 38 43 49 57 69 86 115 155 155 155 35
23 25 28 32 38 46 52 58 66 78 93 117 156 185 185 185 50
33 36 41 47 55 66 74 83 95 111 133 166 222 230 230 230 70
45 50 56 64 75 90 100 112 129 150 180 225 275 275 275 275 95
55 67 69 89 92 111 123 139 159 185 222 278 315 315 315 315 120
66 73 82 94 110 132 147 165 189 220 264 330 355 355 355 355 150
78 87 98 112 131 157 174 196 224 267 314 393 400 400 400 400 185
87 97 109 124 145 174 194 218 249 291 349 437 465 465 465 465 240
99 110 124 141 165 198 220 248 283 331 397 496 550 550 550 550 300

رنگ عایق سیم

در سیم کشی برق ساختمان برای جلوگیری از بروز اشتباه به هنگام سیم‌کشی و عیب‌یابی مطابق استاندارد رنگ عایق سیم‌ها به صورت زیر انتخاب می‌شود.

فاز اول: رنگ قرمز
فاز دوم: رنگ زرد
فاز سوم :رنگ سیاه
نول: رنگ آبی کمرنگ
برگشت: ترجیحاً رنگ فاز مربوطه با خط سفید و در صورت عدم امکان رنگ خاکستری
زمین: رنگ زرد با خط سبز (شکل 6).

شکل 6- سیم اتصال زمین (ارت)

ابزار سیم کشی - بخش اول

ابزار سیم‌کشی برق ساختمان هر یک کاربرد خاص خود را دارند. با شناسایی طرز کار آنها می‌توان به درستی آنها را به کار برد.

سیم چین

از سیم چین برای قطع سیم مسی استفاده می‌شود (شکل 7). سیم چین از دو قسمت فک و دسته تشکیل شده است. فک دارای دو لبه تیز برنده از جنس فولاد می‌باشد. دسته دارای روکش نرم و عایق از جنس PVC با حداقل تحمل ولتاژ 750 ولت است. نرمی روکش نیز برای جلوگیری از آسیب رسیدن به کف دست در اثر کار مداوم می‌باشد.

شکل 7- سیم چین

سیم لخت‌کن

از سیم لخت‌کن برای روکش برداری سیم استفاده می‌شود و دو مدل دستی و اتوماتیک دارد (شکل 8).

شکل 8

سیم لخت‌کن دستی از سه قسمت فک، دسته و پیچ تنظیم تشکیل شده است. فک دارای دو لبه تیز برنده از جنس فولاد برای قطع روکش می‌باشد. دسته سیم لخت‌کن دارای روکش نرم و عایق از جنس PVC با حداقل تحمل ولتاژ 750 ولت است. با پیچ تنظیم فاصله بین دو لبه فک متناسب با سایز سیم تنظیم می‌شود تا هنگام روکش برداری به هادی آسیب نرسد (شکل 9).

شکل 9- روکش‌برداری با سیم لخت‌کن دستی

اگر پیچ تنظیم زیاد باز شود، دهانه سیم لخت‌کن، بیشتر از ضخامت عایق بسته شده و قطعاً هادی، زخمی یا بریده خواهد شد.

سیم لخت‌کن اتوماتیک از دو قسمت فک و دسته تشکیل شده است. فک نیز دارای دو قسمت ثابت و متحرک است. فک ثابت دارای لبه صاف برای نگه‌داشتن روکش سیم و فک متحرک دارای شیارهایی با لبه تیز متناسب با قطر سیم برای قطع روکش می‌باشد. دسته دارای روکش نرم و عایق از جنس PVC با حداقل تحمل ولتاژ 750 ولت است (شکل 10).

شکل 10- روکش‌برداری با سیم لخت‌کن اتوماتیک

انبردست

از انبردست برای نگه‌داشتن قطعه کار و قطع سیم استفاده می‌شود (شکل 11). انبردست از دو قسمت فک و دسته تشکیل شده است. فک دارای دو لبه تیز برنده و دو لبه پهن آجدار است. از لبه‌های تیز برای قطع کردن سیم و لبه‌های آجدار برای نگهداشتن استفاده می‌شود. دسته دارای روکش نرم و عایق از جنس PVC با حداقل تحمل ولتاژ 750 ولت است.

شکل 11- انبردست

دم‌باریک

از دم باریک برای نگه‌داشتن قطعه کار در مجراهای باریک و دراز و قطع سیم استفاده می‌شود (شکل 12). دم باریک از دو قسمت فک و دسته تشکیل شده است. فک دارای دو لبه تیز برنده و دو لبه باریک آجدار است. از لبه‌های تیز برای قطع کردن سیم و لبه‌های آجدار باریک و دراز برای نگه‌داشتن استفاده می‌شود. دسته دارای روکش نرم و عایق از جنس PVC با حداقل تحمل ولتاژ 750 ولت است.

شکل 12- دم باریک

دم‌گرد

از دم‌گرد برای سؤالی کردن سیم مفتولی جهت بستن سیم زیر پیچ استفاده می‌شود (شکل 13). دم‌گرد از دو قسمت فک و دسته تشکیل شده است. فک دارای دولبه مخروطی شکل می‌باشد. دسته دارای روکش نرم و عایق از جنس PVC با حداقل تحمل ولتاژ 750 ولت است.

شکل 13- دم‌گرد

پیچ گوشتی

پیچ گوشتی از پرمصرف‌ترین ابزارهای سیم‌کشی است، انواع مختلف دارد که دونوع چهار سو و دو سو بیشترین کاربرد را داراست (شکل 14).

شکل 14- پیچ گوشتی

هر چه دسته پیچ گوشتی قطورتر باشد گشتاور بزرگ‌تر ایجاد کرده و با نیروی کمتری پیچ را باز می‌کند.

یکی از نکات مهم استفاده صحیح پیچ گوشتی، متناسب بودن آن با نوع پیچ است. اگر پیچ مورد استفاده به صورت شکل 15- ب باشد حتماً از پیچ گوشتی چهارسو استفاده کنید.

شکل 15- انواع آچار پیچ گوشتی

استفاده ناصحیح از پیچ گوشتی برای باز و بستن پیچ چهارسو باعث خراب شدن آن می‌شود (شکل 16- ب).

شکل 16- کاربرد آچار پیچ گوشتی

انواع پیچ گوشتی و پیچ‌های متداول در شکل 18 نشان داده شده است.

شکل 18- انواع دیگر پیچ گوشتی

پرس سرسیم

پرس سرسیم برای پرس کردن سرسیم به هادی‌های افشان سیم استفاده می‌شود (شکل 19).

شکل 19- پرس سر‌سیم

فعالیت (صفحه 20 کتاب درسی)

 

1- ابزا‌های زیر را تعریف کنید:

الف) انبردست
ب) سیم چین
ج) سیم لخت کن
د) دم باریک

2- پیچ گوشتی را تعریف کنید و انواع آن را نام ببرید.

3- معایب استفاده از سیم‌چین به جای سیم لخت کن چیست؟

4- قطع شدن تعدادی از رشته‌های سیم افشان به هنگام روکش برداری غیر معمولی چه عواقبی خواهد داشت؟

5- استفاده صحیح از ابزار چه مزایایی خواهد داشت؟

6- هنگام انتخاب سیم به چه نکاتی باید دقت کرد؟

7- قطر سیم مسی با مقطع $2/5m{m^2}$ چقدر است؟ (به کتاب همراه هنرجو مراجعه کنید).

8- دلایل منع استفاده از سیم افشان در سیم‌کشی را بنویسید. در چه صورتی استفاده از آن مجاز است؟

شکل 20- انواع اتصالات

اتصال سیم‌ها

اتصال سیم‌ها به تجهیزات الکتریکی و یا اتصال آنها به یکدیگر نقش بسیار مهمی در سیم‌کشی برق ساختمان ایفا می‌کند. این اتصال‌ها باید دو ویژگی داشته باشند:

الف) هدایت الکتریکی
ب) استحکام مکانیکی

هدایت الکتریکی خوب باعث می‌شود تا با عبور جریان محل اتصال گرم نشود و افت ولتاژ به وجود نیاید و استحکام مکانیکی خوب باعث می‌شود اتصال در اثر مرور زمان باز نشود.

اتصال سربه سر

از اتصال سر به سر برای برقراری اتصال بین دو یا چند سیم استفاده می‌شود. در این اتصال با استفاده از سیم لخت‌کن عایق سیم را به اندازه $20mm$ بر می‌دارند و دو سیم را به یکدیگر می‌تابانند (شکل 21).

شکل 21- اتصال سربه سر

در مواردی نیز اتصال سربه سر لحیم کاری می‌شود تا ضمن بهبود هدایت الکتریکی، استحکام مکانیکی نیز تقویت شود و محل اتصال لحیم کاری با وارنیش حرارتی به کمک سشوار صنعتی عایق کاری می‌شود (شکل 22).

شکل 22- عایق کاری اتصال

کار عملی (انواع اتصالات)

 

1- قطعه سیم‌های مفتولی را در اندازه لازم و یا مطابق آنچه به شما گفته شده را ببرید.
2- دو سر قطعه سیم‌ها را در اندازه لازم روکش برداری کنید.
3- یک سرسیم را به گیره رومیزی در کارگاه بسته و سر دیگر را با انبردست با ضربه‌ای آرام به سمت خود بکشید تا سیم کاملاً صاف گردد.

یک نمونه اتصال از نوع سربه سر ایجاد نمایید.

یک نمونه اتصال سربه سر از نوع سه سیمه ایجاد نمایید (شکل 23)

شکل 23- اتصال سربه سر

اتصال انتهایی

اتصال انتهایی در شبکه‌های هوایی استفاده می‌شود و آن را اتصال طولی نیز می‌نامند. اتصال انتهایی از استحکام مکانیکی بسیار خوبی برخوردار است (شکل 24- الف).

الف

در اتصال انتهایی $40{\text{mm}}$ از هر سیم به اندازه چهار پنج دور بدون فاصله بر روی سیم مقابل پیچیده می‌شود (شکل 24- ب و ج).

شکل 24- مراحل اتصال انتهایی

کار عملی (صفحه 23 کتاب درسی)

 

1- قطعه سیم‌های مفتولی را در اندازه لازم یا مطابق آنچه به شما گفته شده نام ببرید.

2- دو سر قطعه سیم‌ها را در اندازه لازم روکش برداری کنید.

3- یک نمونه اتصال انتهایی ایجاد کنید.

اتصال انشعابی

از اتصال انشعابی برای گرفتن انشعاب از سیم اصلی توسط سیم فرعی استفاده می‌شود (شکل 25).

شکل 25- اتصال انشعابی

در اتصال انشعابی $20{\text{mm}}$ از سیم اصلی و $40{\text{mm}}$ از سیم فرعی توسط سیم لخت‌کن روکش برداری می‌شود و سپس سیم فرعی بر روی سیم اصلی پیچیده می‌شود. به حالت گره اتصال دقت کنید به این اتصال، انشعاب گره‌ای نیز می‌گویند (شکل 26).

شکل 26- مراحل اتصال انشعابی

از اتصال انشعابی برای اتصال سیم فرعی نازک به سیم اصلی استفاده می‌شود. در این صورت در انتهای مسیر، سیم اصلی را روی سیم نازک خم می‌کنند و سیم نازک را روی آن می‌پیچانند. این نوع اتصال به اتصال ثابت نیز نامیده می‌شود اتصال ثابت احتیاج به لحیم کاری و وارنیش حرارتی دارد (شکل 27).

شکل 27- کاربرد اتصال

کار عملی (صفحه 24 کتاب درسی)

 

1- قطعه سیم‌های مفتولی را در اندازه لازم و یا مطابق آنچه به شما گفته شده است ببرید.

2- دو سر قطعه سیم‌ها را در اندازه لازم روکش برداری کنید.

3- یک نمونه اتصال انشعابی ایجاد کنید.

اتصال سرسیمی

اتصال سرسیمی توسط تجهیزاتی به نام «سرسیم» صورت می‌گیرد. از اتصالات سرسیم برای برقراری ارتباط یا گرفتن انشعاب استفاده می‌شود (شکل 28).

شکل 28- انواع سرسیم

سرسیم ارتباطی

سرسیم‌هایی که برای برقراری ارتباط استفاده می‌شوند را «سرسیم ارتباطی» گویند و دارای اشکال متنوع و اندازه‌های متناسب با اندازه سیم هستند (شکل 29).

شکل 29- انواع سرسیم ارتباطی

کار عملی (مراحلِ انجام اتصال سر سیم زدن(نوع کشویی - تیغه‌ای - حلقه‌ای)

 

1- سرسیم انشعابی متناسب با اندازه سیم اصلی را انتخاب کنید.

سه نوع متداول سر سیم را مشاهده می‌کنید که پایه زیرینِ عایق آنها مشابه هم است، به همین خاطر نوع پرس آنها یکسان خواهد بود ابتدا عایق را از روی سر سیم بردارید و سیمی را که به اندازه کافی روکش برداری کرده‌اید به طرز صحیح از درون آن رد کنید.

2- همان‌طور که در شکل نشان داده شده در سر سیم‌ها، باید روکش سیم نیز به سر سیم پرس شود (پیکان سبزرنگ) و قسمت پرس هادی سیم نیز کمی جلوتر قرار دارد شکل 30 (پیکان قرمز رنگ).

شکل 30

3- با استفاده از دستگاه پرس عایق را به سرسیم پرس نمایید (شکل 31)

شکل 31

4- با استفاده از دستگاه پرس هادی، را به سرسیم پرس نمایید.

اکنون قسمت مربوط به هادی سیم را توسط پرس سرسیم فشرده و آن را مطابق شکل مقابل درآورید (شکل 32).

شکل 32

5- سپس عایق سرسیم را از روی سیم به روی سرسیم بکشید.

در صورتی که از ابتدا عایقی برای سرسیم در نظر گرفته نشده، می‌توانید از وارنیش حرارتی مناسب استفاده کرده و این قسمت را عایق کاری کنید (شکل 33).

شکل 33

مراحلِ انجام سر سیم (سوزنی - گلویی)

1- متناسب با اندازه سیم، سرسیم مناسب را انتخاب کنید و سیم را به اندازه سرسیم توسط سیم لخت‌کن روکش برداری نمایید و در داخل سر سیم مطابق شکل قرار دهید.

2- متناسب با اندازه سرسیم، شیار مناسب دستگاه پرس را انتخاب کنید و سپس سرسیم را پرس نمایید.

3- بعد از پرس سرسیم و عایق آن، هادی سیم نباید دیده شود.

4- نوک فلزی سر سیم را در داخل سر سیم زن قرار داده و آن را فشار دهید.

5- نوک فلزی دستگاه سر سیم زن روی سر سیم ایجاد دندانه‌هایی می‌کند و اتصال زیر پیچ ترمینال محکم‌تر می‌شود.

6- سرسیم را در ترمینال قرار دهید و پیچ‌های ترمینال را محکم کنید.

سرسیم انشعابی

سیم‌هایی که برای گرفتن انشعاب از سیم اصلی توسط سیم فرعی استفاده می‌شود را «سیم انشعابی» گویند و دارای اندازه‌های مختلفی هستند (شکل 34).

شکل 34- سرسیم انشعابی

کار عملی (مراحل انجام سرسیم انشعابی)

 

سرسیم انشعابی با قرار گرفتن روی سیم اصلی با فشار دست تیغه فلزی خود را به عایق سیم فرو می‌کند تا اتصال بین تیغه سرسیم انشعابی هادی سیم برقرار شود. سپس با زدن سرسیم ارتباطی به سیم فرعی می‌توان ارتباط سیم فرعی را با سیم اصلی توسط سرسیم انشعابی برقرار کرد.

1- سر سیم متناسب با اندازه سیم و محل اتصال را انتخاب کنید. جهت انجام اتصال انشعابی از وسیله‌ای شبیه شکل مقابل استفاده می‌کنند. این وسیله از یک تیغه فلزی جهت قرار گرفتن سیم مسیر اصلی داخل آن بدون نیاز به روکش برداری تشکیل شده است. قسمت دیگر این وسیله جهت اتصال سرسیم تعبیه شده است.

2- محل اتصال سیم به سرسیم، همه سرسیم‌های شکل روبه‌رو مشابه یکدیگر هستند. برای انجام انشعاب ابتدا نقطه مورد نظر سیم اصلی را روی تیغه فلزی قرار داده و با فشار درپوش پلاستیکی سیم به داخل تیغه فلزی وارد شده و با بریده شدن عایق سیم، هادی سیم به تیغه فلزی اتصال می‌یابد.

شکل 35- اجزاءِ سرسیم انشعابی

3- سیم اصلی را روی تیغه سرسیم انشعابی قرار دهید و درپوش را با دست فشار دهید تا بسته شود. در مرحله بعد با بسته شدن درپوش پلاستیکی می‌توان مسیر انشعاب (فرعی) را اجرا نمود.

4- سیم فرعی را سرسیم ارتباطی بزنید. کافی است سیم فرعی، سر سیم زده شده‌ای را مطابق شکل به محل اتصال درپوش پلاستیکی متصل نمایید.

5- سرسیم را به محل انشعاب وصل کنید.

اتصال ترمینالی

برای اتصال دو سیم به یکدیگر در سیم‌کشی برق ساختمان از ترمینال استفاده می‌شود. ترمینال دارای دو بخش فلزی و عایق می‌باشد. وظیفه بخش فلزی برقراری ارتباط الکتریکی و استحکام مکانیکی بین هادی‌های دو سیم است. وظیفه عایق نیز عایق کاری بخش فلزی برای جلوگیری از برق گرفتگی است. ترمینال‌ها در شکل‌های متنوع و اندازه‌های متناسب با سیم و با مکانیزم‌های گوناگون ساخته شده‌اند.

ترمینال بلوکی پیچی

ترمینال بلوکی پیچی برای اتصال سیم‌ها از اندازه ${\text{1}}{\text{/5m}}{{\text{m}}^2}$ الی ${\text{10m}}{{\text{m}}^2}$ ساخته شده‌اند. استحکام مکانیکی محل اتصال از طریق فشار پیچ بر روی هادی تأمین می‌شود. جنس ترمینال بلوکی پیچی، پلاستیک، چینی یا باکالیت می‌باشد (شکل 36).

شکل 36- انواع ترمینال

کار عملی (ایجاد اتصال دو سیم مفتولی با ترمینال بلوکی پیچی)

 

1- ترمینال بلوکی پیچی پلاستیکی، متناسب با اندازه سیم مفتولی انتخاب کنید.

2- روکش سیم‌ها را به اندازه نصف بخش فلزی ترمینال توسط سیم لخت‌کن بردارید.

3- هادی سیم‌ها را درون بخش فلزی ترمینال قرار دهید پیچ‌های ترمینال را توسط پیچ گوشتی محکم کنید (شکل 37).

کار عملی (ایجاد اتصال دو سیم افشان با ترمینال بلوکی پیچی)

 

1- ترمینال بلوکی پیچی تابلویی متناسب با اندازه سیم افشان انتخاب کنید.

2- روکش سیم‌ها را به اندازه نصف بخش فلزی ترمینال توسط سیم لخت کن بردارید.

3- سرسیم سوزنی متناسب با اندازه سیم افشان پرس کنید.

4- سرسیم را درون بخش فلزی ترمینال قرار دهید. پیچ‌های ترمینال را توسط پیچ گوشتی محکم کنید.

کار عملی (صفحه 30 کتاب درسی)

 

با سه قطعه سیم مفتولی ${\text{2}}{\text{/5m}}{{\text{m}}^2}$ و طول ${\text{150mm}}$ با اتصال سر به سر، یک مثلث متساوی الاضلاع به ضلع ${\text{100mm}}$ بسازید.

ترمینال فشاری اهرم

ترمینال فشاری اهرم برای اتصال سیم‌ها تا اندازه ${\text{2}}{\text{/5m}}{{\text{m}}^2}$ ساخته شده‌اند. استحکام مکانیکی محل اتصال با مکانیزم فشار اهرم است و جنس عایق آن باکالیت می‌باشد (شکل 37).

شکل 37- ترمینال فشاری 3،2 و 5 اهرم

کار عملی (ایجاد اتصال با ترمینال فشاری اهرم)

 

1- یک تکه سیم یک متری $3 \times 1/5$ را به سه قسمت مساوی تقسیم کنید. سپس ترمینال فشاری سه اهرم مناسب با اندازه سیم مفتولی انتخاب کنید.

2- روکش سیم‌ها را به اندازه بخش فلزی ترمینال توسط سیم لخت کن بردارید (شکل 38).

توجه: اگر از سیم افشان استفاده می‌کنید حتماً از سرسیم استفاده نمایید. 

شکل 38

3- هر کدام ازسه ترمینال فشاری جهت ایجاد انشعاب سیم یک به دو، به یک رنگ سیم (آبی، قهوه‌ای یا زرد - سبز) اختصاص داده می‌شود. در این مرحله بعد از آماده شدن سیم و نصب آن توسط بست روی تابلو، اهرم ترمینال‌ها را بالا ببرید و سرسیم‌ها را در ترمینال مربوطه قرار دهید (شکل 39).

شکل 39

4- در مرحله آخر ترمینال‌ها و اتصالات را مطابق شکل 40 در جعبه تقسیم قرار دهید.

5- به کمک یک آوومتر از اتصال صحیح سیم‌ها اطمینان حاصل کنید.

شکل 40- کاربرد ترمینال فشاری 3تایی

ترمینال کانکتور پیچی

ترمینال کانکتور پیچی برای اتصال سیم‌ها تا اندازه $2/5{\text{m}}{{\text{m}}^2}$ ساخته شده‌اند. استحکام مکانیکی محل اتصال با مکانیزم پیچاندن کانکتور تأمین می‌شود. جنس عایق کانکتورپیچی باکالیت می‌باشد (شکل 41). از این وسیله به جای نوارچسب استفاده می‌شود و مطابق استاندارد IEC60998-2-4 ساخته می‌شود. در این استاندارد از کانکتور پیچی با نام مخفف TOCD استفاده می‌شود.

شکل 41- کانکتور پیچی

تمرین (صفحه 32 کتاب درسی)

 

شماره کانکتور پیچی در جدول 6 نشان داده شده است. ستون دوم این جدول اندازه سیم را بر حسب AWG معرفی کرده است تحقیق کنید چه ارتباطی بین AWG و ${\text{m}}{{\text{m}}^2}$ وجود دارد؟

جدول 6

کار عملی (ایجاد اتصال دو سیم افشان با کانکتور پیچی)

 

1- کانکتورپیچی متناسب با اندازه سیم افشان را انتخاب کنید (شکل 42).

شکل 42- کانکتور پیچی در سه اندازه کوچک، متوسط و بزرگ

2- روکش سیم‌ها را به اندازه 20mm توسط سیم لخت‌کن بردارید.

3- دو سیم را با اتصال سربه سر به یکدیگر اتصال دهید (شکل 43).

شکل 43- بستن کانکتور پیچی

4- کانکتور پیچی را در جهت حرکت عقربه‌های ساعت بر روی محل اتصال بپیچانید (شکل 44).

شکل 44- آماده کردن سیم

کار عملی (صفحه 33 کتاب درسی)

 

دو سیم مفتولی $1/5{\text{m}}{{\text{m}}^2}$ را توسط کانکتورپیچی به یکدیگر اتصال دهید. 

لحیم‌کاری

لحیم‌کاری عبارت از اتصال دو یا چند فلز به وسیله یک فلز یا آلیاژ دیگر است. در این فرایند آلیاژ یا فلز «لحیم» نامیده می‌شود به نقطه ذوب خود می‌رسد ولی فلزات مورد اتصال ذوب نمی‌شوند و لحیم باعث متصل شدن فلزات لحیم شونده به یکدیگر می‌شود. درجه حرارت لحیم کاری پایین‌تر از 450 درجه سلسیوس انجام می‌شود (شکل 45). 

شکل 45- لحیم‌کاری

لحیم:

آلیاژ لحیم مرکب از سرب و قلع است. با توجه به درصد زیاد قلع نسبت به سرب، لحیم را قلع نیز می‌نامند. قلع با آب و هوا ترکیب نمی‌شود، به همین جهت پوشش بسیار خوبی برای فلزاتی نظیر مس است و از اکسید شدن آن جلوگیری می‌کند. لحیم به صورت مفتول نازک در قرقره‌های حدود 250 گرمی و 500 گرمی یا یک کیلوگرمی تولید می‌شود. قطر مفتول‌های لحیم، مختلف و در حدود کسری از یک تا چندین میلی‌متر است. لحیم‌ها را با درصد ترکیب‌های مختلف قلع و سرب نیز می‌سازند (شکل 46 ).

شکل 46- لحیم

روغن لحیم‌کاری (روان ساز):

برای لحیم کردن دو فلز به یکدیگر لازم است قبلاً سطوح اتصال را کاملاً پاک کنید. طوری‌که اکسید فلز روی آنها وجود نداشته باشد. از آنجا که اکثر فلزات در درجه حرارت‌های عادی اکسید می‌شوند. همواره لایه بسیار نازکی از اکسید بر سطح آنها وجود دارد از این رو قبل از لحیم‌کاری سطوح اتصال را توسط مواد پاک‌کننده تمیز کنید. ماده پاک‌کننده‌ای که برای پاک کردن این سطوح به کار می‌رود (روغن لحیم کاری) نام دارد. هنگام تبخیر روغن لحیم ذرات اکسید روی فلز نیز تبخیر شده و فلز از اکسید پاک می‌شود (شکل 47).

شکل 47- روغن لحیم‌کاری

حمام قلع:

برای قلع اندود‌کردن سر سیم‌های سیم افشان از حمام قلع استفاده می‌شود. با حمام قلع می‌توان در زمان کمتری تعداد بیشتری سر سیم را قلع اندود کرد. حرارت دستگاه حوضچه حمام قلع قابل کنترل و تنظیم است (شکل 48).

شکل 48- حمام قلع

قبل از اتصال سیم‌های افشان روکش‌برداری شده به ترمینال کلیدها و پریز سیم افشان باید قلع اندود شود. برای این کار ابتدا دستگاه حوضچه قلع را به منبع تغذیه (شبکه برق) متصل کرده و بعد از تغییر وضعیت کلید از حالت خاموش به روشن تغییر وضعیت دهید. دستگاه برای رسیدن به دمای مناسب حدود 8 دقیقه زمان نیاز دارد. بعد از قرار دادن یک تکه نوار قلع در داخل ظرف خالی دستگاه نوار قلع، آرام آرام ذوب خواهد شد. بعد از مدتی حوضچه پر از قلع مذاب شده و آماده استفاده است. حالا با قرار دادن سر سیم‌های افشان بدون روکش، به مدت 4 تا 5 ثانیه در قلع مذاب و بیرون آوردن آنها، بعد از چند ثانیه سر سیم خنک شده و آماده استفاده می‌باشد.

هویه قلمی

از هویه برقی برای تأمین حرارت لازم ذوب کردن لحیم استفاده می‌شود. هویه برقی دارای دو شکل قلمی و تفنگی است. هویه قلمی برای لحیم‌کاری‌های طولانی مدت و تعداد زیاد قطعات مناسب است. (شکل 49)

شکل 49- هویه قلمی

 هویه تفنگی (ترانسفورماتوری) برای لحیم‌کاری‌های کوتاه مدت و تعداد کم قطعات مناسب است (شکل 50).

شکل 50- هویه تفنگی (ترانسفورماتوری)

مراحلِ انجام لحیم‌کاری جهت سیم‌های افشان و اتصالات آنها

1- دو تکه سیم را در اندازه نشان داده شده روکش برداری کنید رشته‌های هر سیم افشان را جداگانه به هم بتابانید.

2- سیم‌ها را نیز به هم بتابانید هویه را روشن کنید تا نوک آن گرم شود فرصت دارید نوک هویه را توسط برس سیمی تمیز کنید به طوری که رنگ مسی رنگ نوک آن ظاهر شود.

3- در این مرحله اندکی سیم لحیم به نوک هویه بچسبانید تا از وضعیت نوک هویه به لحاظ دما و میزان چسبندگی لحیم به آن اطمینان یابید، همچنین از روغن لحیم جهت اتصال بهتر می‌توانید استفاده کنید.

4- نوک هویه را روی سیم‌ها قرار دهید تا سیم کاملاً داغ شود، بعد سیم لحیم را روی سیم و نزدیکی نوک هویه قرار دهید اگر دما مناسب باشد لحیم ذوب شده و سطح سیم را می‌پوشاند.

5- سیم لحیم را از روی سیم اصلی بردارید اما همچنان با هویه لحیم ذوب شده را روی سیم حرکت دهید تا سطح را بهتر و به طور کامل بپوشاند.

6- هویه را نیز از روی سیم بردارید. سعی کنید بدون تکان خوردن سیم‌ها را خنک کنید و اتصال مناسبی ایجاد کنید. اکنون روی اتصال وارنیش مناسب بکشید.

کار عملی (ساخت هرم اتصالات)

 

مهارت‌های لازم: اندازه گیری، اتصالات مختلف سیم، لحیم‌کاری و وارنیش حرارتی، کار با ابزار، کانکتورپیچی

مواد لازم: پنج قطعه سیم مفتولی با روکش قرمز رنگ $1/5{\text{m}}{{\text{m}}^2}$، پنج قطعه سیم مفتولی با روکش مشکی رنگ $2/5{\text{m}}{{\text{m}}^2}$ 

1- دو اتصال طولی یکی با سیم قرمز و یکی با سیم مشکی درست کنید آن را لحیم کاری و روی آن وارنیش حرارتی بکشید. سه قطعه سیم افشان با روکش سفیدرنگ $1/5{\text{m}}{{\text{m}}^2}$ 

2- چهار اتصال انشعابی که فقط دو عدد از چهار اتصال لحیم کاری شده باشند مطابق شکل زیر ایجاد نمایید.

3- در این مرحله قطعات اتصال انشعابی در مرحله قبل را به شکل تبدیل کنید.

4- به کمک چسب کاغذی هرم را مطابق شکل سرِ پا کنید.

5- رأس هرم، از سه قطعه سیم قرمزرنگ که دارای اتصال سربه سر هستند ساخته شده است.

- اکنون یک سر از هر سه قطعه سیم افشان سفید را قلع اندود کنید و سر دیگر هرکدام از آنها را برای اتصالات سر به سر قاعده هرم به کار برید.

توجه داشته باشید هر یک از اضلاع هرم باید برابر بوده و اندازه‌های معادل 15cm داشته باشد.

6- بر روی رأس‌های هرم، اتصال کانکتور پیچی نصب کنید برای رأس‌های قاعده هرم اتصالات می‌توانید از اتصال مهره‌ای بالدار استفاده کنید.

کابل

به هادی‌های روکش‌دار با مقطع بیش از ${\text{10m}}{{\text{m}}^2}$ «کابل» گویند. همچنین دو یا چند رشته سیم روکش‌دار که درون یک غلاف عایق قرار می‌گیرند فارغ از سطح مقطع، کابل محسوب می‌شوند (شکل 51).

شکل 51- کابل

فرایند ارتباط الکتریکی در شبکه‌های الکتریکی توسط کابل را «کابل‌کشی» گویند.

هادی کابل

هادی کابل برق ساختمان از جنس مس یا آلومینیوم می‌باشد و دارای مقطع گرد و در دو نوع مفتولی و رشته‌ای استفاده می‌شوند (شکل 52).

شکل 52- هادی کابل

کابل‌های رشته‌ای با مقطع گرد را با حروف rm و کابل‌های مفتولی با مقطع گرد را با حروف re نشان می‌دهند.

غلاف کابل

غلاف کابل برای نگهداری رشته‌های کابل در کنار یکدیگر و حفاظت از عایق کابل در مقابل نیروهای مکانیکی و جلوگیری از نفوذ رطوبت می‌باشد.

در صورتی‌که جنس عایق و یا غلاف کابل از مواد PVC باشد آن را با حرف Y نشان می‌دهند.

جریان مجاز کابل

جریان مجاز کابل با توجه به سطح مقطع هادی آن تعیین می‌شود. جریان مجاز کابل‌های برق ساختمان با تحمل حداکثر ولتاژ 1kv در جدول 7 نشان داده شده است.

جدول 7- جریان مجاز کابل‌های برق با ولتاژ اسمی 1kv

اطلاعات کابل

بر روی بدنۀ کابل با استفاده از حروف اختصاری و اعداد اطلاعات کابل را برای مصرف‌کننده درج می‌کنند. این اطلاعات شامل موارد زیر است:

1- استاندارد ساخت کابل
2- جنس هادی
3- جنس عایق و غلاف کابل
4- تعداد و سطح مقطع رشته‌های کابل
5- شکل مقطع و نوع هادی
6- حداکثر ولتاژ قابل تحمل عایق کابل

ساختار کلی نوشتن اطلاعات کابل مطابق شکل 53 است.

شکل 53- اطلاعات کابل

بر روی بدنۀ کابل نوشته شده است:

$NYY3 \times 25{\text{m}}{{\text{m}}^2} + rm1kv$

مشخصات کابل به شرح زیر است:

N: استاندارد کابل VDE است و جنس هادی آن از مس است. 
$3 \times 25$: کابل دارای سه رشته با سطح مقطع 25 میلی متر مربع است.
rm: هادی‌ها دارای مقطع گرد و رشته‌ای می‌باشند.
1kv: حداکثر ولتاژ قابل تحمل عایق کابل 1 کیلو ولت است.

کابلشو

از کابلشو برای بستن کابل به زیر پیچ استفاده می‌شود (شکل 54).

شکل 54- اتصال کابلشو

کابلشوها متناسب با سایز کابل تولید می‌شوند (شکل 55).

شکل 55- انواع کابلشو

ابزار کابل‌کشی - بخش اول

ابزار کابل کشی برق ساختمان هریک کاربرد خاص خود را دارند. با شناسایی طرز کار آن‌ها می‌توان به درستی آنها را به کار برد.

چاقوی کابل‌بری

چاقوی کابل بری برای بریدن، روکش برداری کابل جهت نصب سر کابل کاربرد دارد. هنگام روکش برداری کابل نباید چاقو را به طرف خود حرکت دهید زیرا ممکن است تیغه چاقو از روکش کابل جدا شده و به بدن شما برخورد کند (شکل 56).

شکل 56- چاقوی کابل برُی

قیچی کابل‌بری

قیچی کابل‌بری برای بریدن کابل استفاده می‌شود و در انواع دستی و هیدرولیکی موجود می‌باشند (شکل 57).

شکل 57- انواع قیچی کابل‌بری

پرس کابلشو

پرس کابلشو برای پرس کردن کابلشو به هادی کابل استفاده می‌شود (شکل 58).

شکل 58- دستگاه پرس کابلشو

مراحلِ انجام اتصال کابلشو به کابل

1- توسط چاقوی کابل بری روکش سیم را بردارید.

2- یک کابلشو مناسب با سیم روکش‌برداری شده انتخاب کنید.

3- توسط پرس کابلشو در محل مناسب فشار وارد کرده و پرس را انجام دهید.

4- هیچ بخشی از هادی سیم نباید پس از اتصال کابلشو بیرون بماند و مطابق شکل زیر باید اتصال انجام شود.

5- در مرحله آخر کابلشو را در محل مورد نظر، مطابق شکل زیر توسط پیچ و مهره محکم نمایید.

اتصالات پیچ و مهره در تابلوهای برق جهت اتصال سیم‌های نول به شین نول و در جعبه ترمینال الکتروموتورها نیز کاربرد دارد.

گلند

گلند برای جلوگیری از آسیب رسیدن به غلاف کابل در محل ورود به تابلوهای فلزی برق و تخته کلم موتورهای الکتریکی استفاده می‌شود (شکل 45)

الف) گلند پلاستیکی
شکل 59- گلند و کاربردهای آن

کار عملی (مراحل نصب گلند به کابل و تابلو)

 

1- محل عبور کابل به داخل بدنه دستگاه باید متناسب با رزوه‌های گلند انتخابی باشد در صورت عدم مطابقت و کوچک بودن سوراخ آن را با ابزار مناسب بزرگتر کنید برای این منظور با توجه به شرایط کار از مته بزرگ و یا گرد بر مناسب استفاده کنید.

2- کابل را به ترتیب از درپوش بیرونی، واشر، بدنه چنگالی عبور دهید. بعد از آن سرِ کابل را داخل سوراخ بدنه دستگاه نمایید. در صورت مناسب بودن سوراخ رزوه‌های بدنه چنگالی هم در سوراخ مستقر خواهد شد. در این قسمت باید اندازه کابل مورد نیاز جهت اتصال داخل بدنه دستگاه مشخص شود.

3- اکنون واشر و مهره را از داخل بدنه دستگاه به ترتیب از کابل عبور دهید. واشر را در محل رزوه‌های چنگالی که از سوراخ بیرون زده قرار داده و مهره را ببندید و آن را کاملاً محکم کنید.

4- درپوش بیرونی را به سمت بدنه و چنگالی نزدیک کرده و با فشار آن را به رزوه‌های چنگالی که در سمت بیرونی دستگاه قرار دارد ببندید پیش از محکم کردن درپوش بار دیگر اندازه مناسب کابل در داخل دستگاه را بررسی کنید. در پایان به کمک دست کابل بیرونی دستگاه را بکشید و از محکم بودن آن توسط گلند مطمئن شوید.

5- پس از انجام این مراحل سیم‌های کابل را روکش‌برداری و سرسیم زده در محل خود اتصال دهید و دستگاه را روشن نمایید.

پودمان 1: سیم و اتصالات آن