آشنایی با کابلشو

کابلشو چیست؟

اگرشما هم کابلشو ها را در اتصالات الکتریکی دیده اید اما کاربرد و نحوه استفاده دقیق آن را نمی دانید با ما همراه باشید.در این مقاله سعی داریم به زبان ساده و همراه با نمایش تصاویر شما را با انواع مختلف این تجهیز کاربردی آشنا کنیم.

کابلشو (cable lug)وسیله ای است که اتصالی ایمن بین ادوات مختلف ایجاد می کند، در واقع برای اتصال دویا چند مدار الکتریکی یا ابزارهای الکترونیکی ،کابل های قدرتی ویا اتصال کابل ها به وسایل برقی ،کابل های دیگر ،سطوح و…استفاده می شوند.این اتصال می تواند مستقیم باشد و یا از طریق سرکابل(cable termination) مورد استفاده قرار گیرد. یک انتهای کابلشو معمولاً برای اتصال کابل استفاده می شود که بسته به نوع آن می توان لحیم کاری ، جوشکاری یا چین دار شود. سپس انتهای اتصال کابل با استفاده از پیچ ، گیره فنر به یک ترمینال یا نقطه اتصال محکم می شود. کابلشو هایی با ساختارو انواع مختلف مواد معمولاً متناسب با کاربردهای خاص در دسترس است ، اما فلز ماده غالب مورد استفاده در این ادوات به شمار می آید. به کابلشو ها بسته به کاربردشان گاهی اوقات "لنگر کابل" گفته می شود.انتهای اتصال دهنده ی کابلشو معمولا متناسب با نوع ترمینال انتخاب و محکم شود.کابلشوی چنگالی یا Uشکل برای ترمینال پیچی،کابلشوی حلقه بسته یا O شکل برای سیستم های پیچ و مهره و شاخه های پین برای فشار دادن پین یا تیغه استفاده می شود.کابلشو ها می توانند به عنوان کاهنده ی سایز کابل استفاده شوند.هم چنین به کابل هایی با ضخامت کم اجازه می دهد که با قطر کمتر با کانکتور هماهنگ می شود. کابلشو را می توان در سیستم های سیم کشی اتومبیل ، جعبه های برقی ، ماشین آلات ، لوازم خانگی ، لوازم الکترونیکی و سایر کالاهای با دوام یافت. برای استفاده الکتریکی ، کابلشو ها معمولاً با لاستیک یا پلاستیک عایق بندی می شوند تا از انتقال تصادفی برق به افراد یا اجزای الکتریکی اطراف جلوگیری کنند. انواع دیگر به دلیل قرار دادن درپوش کابل یا کمبود ولتاژ به هیچ عایقی نیاز ندارند.

Lug ها اتصالات الکتریکی مهمی هستندکه برای ایمن نگه داشتن لوازم خانگی و سایر لوازم الکتریکی استفاده می شود. نصب کابلشو ها بسیار آسان و ساده است ، شما می توانید برای کارهای تعمیر و نگهداری به سرعت آن را برداشته و دوباره نصب کنید. این دستگاه ها کابل ها را به طور ایمن به پانل های کنترل ، جعبه های اتصال ، تجهیزات و ماشین آلات ، توزیع کننده برق و غیره متصل یا خاتمه می دهند.

انواع lugهای برقی

امروزه انواع مختلفی از این اتصالات در بازار موجود است که بر اساس کاربرد کاربر ، مواد و مشخصات آنها مانند اندازه ، شکل ، رنگ و غیره طبقه بندی شده است. برخی از آنها در زیر ذکر شده است:

1. نوع حلقه ای 

2. نوع بی متال 

3. نوع وایرشو

4. نوع کابلشو 

5. نوع مکانیکی و...

اکنون تولیدکنندگان در حال ارائه اتصالات سفارشی هستند که در آن شما می توانید هرکدام را انتخاب کنید و متناسب با نیاز خود آن را اصلاح کنید.

علت استفاده از کابلشو چیست؟

در گذشته برای ایجاد اتصال الکتریکی بین سیم های هادی ومحل های مورد اتصال سیم ها بطور مستقیم به هم پیچانده می شدند و برای محکم نگه داشتن این اتصال، از چسب برق استفاده می شد.این روش از اتصالات در مقاله ی اتصال سیم و کابل به تفضیل بیان شده است که از امنیت کافی برخوردارنیست.به همین دلیل، امروزه از قطعه ای به نام کابلشو استفاده می کنند.اتصالی که با کمک این قطعه ایجاد می شود، در مقایسه با روش های قبلی، امنیت بیشتری را برای اتصالات و کاربران ایجاد می کند.به همین دلیل این قطعه در لوازم و قطعات الکتریکی بسیار پر کاربرد و مهم است.با توجه به کاربرد گسترده این قطعات، نه تنها برای مهندسان برق، بلکه برای تمامی افراد واجب است که اطلاعاتی جامع راجع به آن داشته باشند. 

مزایای کابلشو

اساساً یک انتهای کابلشو از طریق لحیم کاری ، جوشکاری یا فشردن به کابل متصل می شود در حالی که انتهای دیگر آن با استفاده از پیچ یاگیره فنر برای محکم می شود. با توجه به اندازه و شکل ، می توان بهترین تطابق را برای اتصال خود انتخاب کرد. هر نوع کابلشو منفعت خاص خود را دارد ، مانند کابلشوهای کابل مسی دارای دارای وزن سبک ، مقاومت در برابر خوردگی و انعطاف پذیری است که در ارتباطات از راه دور ، الکترونیک شیمیایی ، صنایع هوایی ،معدن و غیره استفاده می شود.

انتخاب کابلشوی مناسب

استفاده از کابلشوی ضعیف باعث افزایش مقاومت در محل اتصال شده ودرنتیجه باعث آتش سوزی می شود،به همین دلیل، انتخاب یک کابلشوی مناسب، بسیار دشوار و مهم است.برای داشتن انتخابی درست، باید اطلاعاتی جامع درباره انواع کابلشوهاو ویژگی ها آن ها داشته باشیم.این اطلاعات به ما کمک می کند تا در هنگام انتخاب اتصالی ایمن و با دوام با کمک سرکابل ایجاد کنیم.چرا که در کاربردهای برقی، داشتن نتیجه مطلوب و ایمنی ضروری است نوع رسانای مورد استفاده در انتخاب کابلشوی مناسب بسیار مهم است.کابلشوها از فلزهای لوله ای ساخته می شوند.نوک این لوله ها ابتدا تحت فشار پرس شده و سپس سوراخ می شود.علاوه بر این، کابلشوبرای سولفات نشدن باید آبکاری شود.برای اتصال سرکابل به کابل، باید ابتدا یک سر کابل را لخت کرد و سپس در کابلشو قرار داد سپس بعد از انتخاب کابلشو با سایز مناسب، آن ها را به هم وصل می کنیم.در نهایت محل اتصال را عایق می کنیم کابلشوها در سایزهای مختلفی تولید شده و در دسترس هستند.

بر روی هر سرکابل نشانه هایی حک شده است که هر کدام نشانگر یک ویژگی آن کابلشو است

برخی از این ویژگی ها عبارتند از: مقطع هادی متناسب، قطر حفره مناسب برای پیچ، علامت شرکت تولید کننده. روی هر کابلشو اطلاعات زیر حک شده است:

1. ابعاد سطح مقطع هادی مناسب با پیچ
2. قطر سوراخ متناسب با پیچ
3. علامت اختصاری شرکت سازند.

کابلشوها و دوراهه ها بسته به این که کدام دو فلز متداول الکتریکی (مس و آلومینیوم) را به هم متصل می کنند و هم چنین بسته به ساختمان و نوع برقراری اتصال بین آن ها و کابل برق،به انواع مختلفی تقسیم می شوند.

تلفات در کابلشو

اصلی ترین نکته ای که می توان برای اتصالات الکتریکی در نظر گرفت وجود یک جریان الکتریکی پیوسته در اطراف نقطه ی اتصال است.باید توجه داشت که ایجاد این جریان وابسته به مواد استفاده شده در اتصالات ،مقاومت متفاوت مواد در نقطه ی تماس ،افزایش دما و سایر پارامترها است.برای اتصالات گیره ای سطح به وسیله ی فشار نقطه تماس و رفتار مواد پلاستیکی حین تغییر شکل کنترل می شود.کانکتورهایی که با ابزار دستی یا هیدرولیک به طور ویژه در اتصالات کابل استفاده می شوند تا از طریق اعمال فشار مقاومت کمتری برای اتصالات کابل ایجاد کنند. سطح اتصالات معمولا با موادی مانند نقره،کادمیم ،نیکل و…پوشانده می شود که این مواد از سرکابل در برابر خوردگی محافظت می کنندعواملی همچون شرایط محیطی،لرزش، فرسودگی فلزات و … باعث افزایش خوردگی میشوند.

1.مقاومت سطح تماس

مقاومت سطح تماس یکی از مهم ترین پارامترها برای اتصالات الکتریکی است و باید به عنوان یک جزئی ناپذیر در نظر گرفته می شود.سطح تماس رسانا فقط کسری از مساحت تماس واقعی محاسبه شده است و می تواند کمتر از 1٪ در نظر گرفته شود. معمولاً فلزات سطح تماس کثیف هستند و ممکن است جریان تحت تأثیر اکسیداسیون ، سولفید شدن و سایر مواد روی سطوح فلزی قرار گیرد. مقاومت و سختی یک ماده ، باعث خوردگی بالامی شود.. مقاومت تماس می تواند با تغییرات فشار تماس و سایر عوامل به طور قابل توجهی تغییرکند.

2.استرس

استرس یک پارامتر مهم دیگر برای سطح تماس است.تفاوت اصلی نیرو و استرس در این است که نیرو مستقیم اندازه گیری می شود اما استرس به طور غیر مستقیم ازطریق نیرو و هندسه ی مواد سطح تخمین زده می شود.

3.نیروی سطح

نیروی تماس یک پارامتر مهم در طراحی اتصال است. نیروی تماس محکم بودن اتصالات را تضمین می کند. کاهش نیروی تماس ، ممکن است ثبات مکانیکی را کاهش دهد ، که ممکن است منجر به حرکت کاهش مقاومت شود. حرکت به نوبه خود باعث افزایش حساسیت رابط به خوردگی می شود.

4.تحرک

یکی دیگر از پارامترهای مهم حرکت است برخی از پژوهشگران معتقدند که برخی از تحرکات همیشه در نقطه تماس اتفاق می افتند.این کیس ها زمانی شناخته شدند که در یک تجهیز عملکرد اتصالات صحیح اما در همان تجهیز در شرایط دیگر تلفات داریم.

دلایل افزایش حرارت و ذوب شدگی

1.تلفات در اتصالات

تلفات در اتصالات می تواند دمای بالای نقطه ای ایجاد کند که در نهایت منجر به پاره شدن پیچ می شود. در اینجا کل سیستم پیچ و مهره مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد (مهره ، پیچ ، واشر ، محکم کردن ، و غیره). در سطح تماس شکل زیر اتصالات کابلشوخوب به نظر نمی رسد. بنابراین این یک مقاومت تماس بالاتر ایجاد شده است.

2.مس –آلومینیوم،مس-آهن

فلز همانطور که به خوبی شناخته شده است ، یک اتصال مشکل ساز است. وقتی فلزات با پتانسیل پایین تر به فلزات با پتانسیل الکتریکی بالاتر مانند مس در حضور الکترولیت وصل شوند (مانند آب متراکم) منجر به واکنش الکتروشیمیایی می شود. سطح آلومینیوم تجزیه می شود و باعث تجزیه الکترولیتی فلز می شود. این فرایند مخرب به عنوان نوعی اکسیداسیون شکوفا دیده می شود و با وجود ذرات ریز مس روی آلومینیوم آغاز می شود ، اما این واکنش خود باعث خوردگی مس نمی شود. به هر حال ، در اتصال الکتریکی مقاومت افزایش می یابد که باعث افزایش دما می شود. بنابراین هنگام اتصال مس و آلومینیوم مهم است که اطمینان حاصل کنید که هیچ گونه رطوبتی نمی تواند به اتصالات وارد شود. در محیطی که رطوبت وجود داشته باشد ، باید نقاط تماس بین مس و آلومینیوم محافظت شود.

3.روش ایجاد چین خوردگی

به منظور اطمینان از یک چین خوردگی دقیق و جلوگیری از فشار بیش از حد ، استفاده از ابزارهای مناسب مهم است. چین خوردگی ضعیف می تواند منجر به افزایش مقاومت در برابر تماس و درجه حرارت در منطقه تماس شود که می تواند منجر به آتش سوزی شود. به نظر می رسد روش چین دار استفاده شده صحیح است.

انواع کابلشو از نظر جنس عبارت اند از:

1-کابلشو و دو راهه ی مسی فشار قوی

اصولا به صورت کابلشو مسی استاندارد، دم بلند ، دم کوتاه در صنعت برق شناخته می شود.این نوع کابلشوها باتوجه به رنج ولتاژ شبکه انتخاب می شوند،اگر کابلشوی مسی در شبکه فشار قوی استفاده شود باید حتما از نوع استاندارد DINباشد. در موارد دیگر برای مثال در رنج ولتاژ فشار ضعیف می توان از نوع دم کوتاه یا دم بلند استفاده کرد. برای برقراری اتصال در سطوح ولتاژ فشر متوسط از(از 3تا 52کیلو ولت) و فشار قوی(63 کیلو ولت و بالاتر)و همچنین برای برقراری با آمپر(توان الکتریکی) زیاد،استفاده از کابلشو ها و دو راهه های مسی فشار قوی شاهین مفصل توصیه می گردد. در تولید کابلشو ها و دو راهه های مسی فشار قوی،اطمینان حاصل می شود که عمق کابلروی کابلشو و دو راهه،ضخامت بخش پرس شونده،سطح تماس سر کابلشو یا شینه یا کلید و دو راهه با هادی کابل ها،و وزن مس به کار رفته در ساخت کابلشو به اندازه کافی در نظر گرفته شده باشد تا هم در شرایط کار عادی و هم در شرایط اتصالی ها وضربه ها و اضافه ولتاژ ها،مشکلی برای کابلشو و دو راهه،برای محل اتصال و برای سیست به وجود نیاید و دمای نقاط اتصال نیز هیچگاه از حد مجاز بالاتر نرفته و تلفات انرژی پدید نیاید.

جدول کابلشوی مسی فشار قوی استاندارد 

جدول دو راهه ی مسی فشار قوی 

کابلشو و دو راهه مسی فشار ضعیف

در سطوح ولتاژ ضعیف(220/380)،به ویژه در مواردی که حساسیت ویژه ای از نظر عملکرد و ایمنی سیستم وجود ندارد، و با آمپراژ وتوان الکتریکی بسیار زیاد و نیروی کششی بیش از حد از جانب کابل هم سر و کار نداریم. از کابلشوهای فشار ضعیف دردو نوع کوتاه و بلند عرضه می گردد.کلیه کالشوهای مسی اعم از فشار قوی و ضعیف از لوله های مسی بدون درز نرم گرد الکتریکی با درجه خلوص 5/99تولید می گردد.

جدول کابلشو مسی فشار ضعیف 

جدول دوراهه ی مسی فشار ضعیف 

انواع کابلشوی مسی 

1. کابلشوی مسی دو سوراخه 
2. کابلشوی مسی چهارسوراخه
3. کابلشوی مسی زاویه دار
4. کابلشوی مسی پیچی

2-کابلشوی آلومینیوم

هرگاه قرار باشد دو کابل با هادی آلومینیومی به هم متصل شوند و یا یک کابل آلومینیومی به شینه،کلید یا اتصال آلومینیومی دیگری،به طور مستقیم و یا از طریق یک مفصل گردد،از کابلشو و یا دو راهه آلومینیومی استفاده می کنیم. با توجه به این که قابلیت هدایت جریان الکتریکی در آلومینیوم نسبت به مس کمتر می باشد،در نتیجه برای عبور جریان مساوی بای از کابلشو و دو راهه با سطح مقطع بالاتری نسبت به مس استفاده گردد.کابلشو ها و دو راهه های آلومینیومی استاندارد از نظر تمام پارامترهای اصلی طراحی و ساخت در مطابقت با استانداردهای آلمانی می باشد. برای اتصال کابل و سیم آلومینیمی به آلومینیومی ازکابلشوی آلومینیومی استفاده می شودکه خود دسته بندی متفاوتی دارد.

 کابلشوی آلومینیومی استاندارد 

کابلشوی آلومینیومی دو سوراخه 

کابلشوی آلومینیومی چهارسوراخه 

کابلشوی آلومینیومی زاویه دار  

کابلشوی آلومینیومی پیچی 

جدول کابلشوی آلومینیومی استاندارد 

جدول دو راهه ی آلومینیومی استاندارد

 3-کابلشوی بی متال

برای اتصال کابل آلومینیومی به شینه مسی یا به طور کلی تر زمانی که جنس هادی و محل اتصال یکی نباشد، جهت جلوگیری از بروز خوردگی ، از کابلشوی بی متال استفاده می کنند. این نوع کابلشوها به دو گروه بیمتال DTL1 و DTL2 تقسیم می شوند.کابلشوهای DTL1 و DTL2 در لوله کابلشو متفاوت می باشند.به این شکل که لوله کابلشو DTL1 تا قبل از اتصال پیچ هادی، از جنس آلومینیوم بوده وقسمت اتصال کابلشو به هادی که با پیچ و مهره محکم می شود، ازآلیاژی از مسی و آلومینیوم می باشد امادر لوله کابلشو DTL2 لوله تا قبل از اتصال پیچ به هادی، از جنس آلومینیوم بوده وقسمت اتصال کابلشو به هادی که باپیچ و مهره محکم می شود، از جنس مس می باشد.هرگاه قرار باشد کابلی با هادی آلومینیومی از طریق یک کابلشو و یا یک سر کابل مجهز به کابلشو به شینه،کلید و یا اتصال دیگری از جنس مس متصل گردد،نمی توان برای برقراری این اتصال از کابلشوی مسی و یا کابلشوی آلومینیومی استفاده نمود.در اتصال مس با آلومینیوم ،به ویژه این که این اتصال کاملا صلب نباشد،به هر حال هوا(اکسیژن) و رطوبت،هرقدر هم اندک،به محل اتصال نفوذ می نماید و تشکیل پدیده ای به نام بیل گالوانیک می دهد که بر اثر عبور جریان هم گرم می شود(ایجاد تلفات الکتریکی می کند)،و هم خورده می شود(پدیده corrosion صورت می گیرد).به این دلیل از سال های دور تاکنون از تکنولوژی های مختلفی برای ساخت کابلشو های دو فلزی (بی متال) استفاده شده است که اکثرا به دلیل ضعف ها و مسائل خاصشان منسوخ گریده و دیگر در صنعت برق کشورهای پیشرفته مورد استفاده قرار نمی گیرد. امروزه کابلشوهای بی متال تنها کابلشوهای دو فلزی مورد تایید و مورد مصرف در کشورهای پیشرفته صنعتی به حساب می اید. در تولید کابلشوی بی متال DTL2 از میلگرد مسی و آلومینیومی خالص با گرید الکتریکی استفاده می شود که ا زطریق فرایند خاصی به نام جوش اصطکاکی به هم جوش داده می شوند،به طوری که اولا هیچگونه هوا و رطوبتی بین دو فلز نفوذ نکند،ثانیا اتصال دو فلز به یکدیگر از استحکام کافی برخوردار باشد.پس از تکمیل مراحل ساخت و کنترل کیفی،داخل کابلشو گریس زده شده و با درپوش پلاستیکی پوشانده می شود.