کابل مخصوص چاه آب آشامیدنی

کابل مخصوص چاه آب شرب، باید انعطاف پذیر، مقاوم در برابر نفوذ آب، مواد شیمیایی و تشنهای مکانیکی باشد و فلزات سنگین از آن به داخل آب انتشار نیابند.

چرا کابل PVC مناسب چاه آب شُرب نیست؟

در مقررات و دستورالعمل انتخاب کابلهای قابل استفاده در چاههای آب شُرب شرکت مهندسی آب و فاضلاب ایران آمده است که به هیچ وجه کابلهای با روکش PVC برای این کاربرد انتخاب نشوند. مهمترین دلیلی که برای این موضوع اعلام میشود، نشر فلزات سنگین سمی مانند سرب از این نوع کابلها به درون آب است.

شاید بپرسید: «مگر عایق و روکش PVC حاوی سرب هستند؟» در پاسخ باید بگوییم برای آنکه پلیمر PVC، مناسبِ استفاده در سیم و کابلها شود، موادی به آن اضافه میگردد. این مواد در نقش نرم کننده، روان کننده، stabilizer یا پایدار کننده و موارد دیگر هستند. stabilizer ها میتوانند پایداری حرارتی PVC را در زمان تولید گرانول و پس از آن در محصول نهایی، بالا ببرند.

ترکیبات شیمیایی متعددی در نقش پایدار کننده استفاده میگردند. از انواع stabilizer میشود موارد زیر را برشمرد:

• ترکیبات بر پایۀ سرب
• ترکیبات بر پایۀ قلع
• آمیزه ها بر پایۀ کلسیم – روی، منیزیم- آلومینیوم- روی و باریم-روی

درست است که از سال 2016 در اروپا، به کار بردن پایدار کننده های بر پایۀ سرب ممنوع شده است؛ اما سالها از این stabilizer ها به دلیل جذب آب پایین و عملکرد بسیار خوب، در آمیزه های PVC استفاده میشد.

به همین دلیل و احتمال وجود پایدار کننده های پایه سرب در کمپوندهای پی وی سی، انتخاب آنها برای چاه های آب آشامیدنی مجاز نبوده است. چون در گذر زمان، احتمال نشت سرب از این کمپوندها به داخل آب، بالاست. از سویی دیگر، غوطه وری دائم درون آب، باعث افت شدید عمر روکش و عایقهای PVC معمولی میگردد.

بنابراین، نیاز است از کابلهایی استفاده شود که مقاوم در برابر نفوذ آب به مدت طولانی و در ژرفای زیاد باشند (AD8 مطابق با IEC 60364-5 و IPX8 بر اساس EN 60529)، از رشد میکروبها بر سطح خود پشتیبانی نکنند، بر طعم، ظاهر و شفافیت آب اثر نگذارند، فلزات و مواد سمی را وارد آب نکنند، در برابر وجود احتمالی نمک در آب مقاوم باشند، در مقابل کلر پایداری خود را حفظ کنند، قابل انعطاف باشند و استحکام مکانیکی مطلوبی داشته باشند.

مشخصات کابل چاه آب آشامیدنی

ویژگیهای زیر بر مبنای دستورالعمل انتخاب، نصب و بهره برداری از کابلهای قابل استفاده در در چاه های آب شرب، ارائه شده توسط معاونت نظارت بر بهره برداری شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور است. این دستورالعمل با حضور مسئول امور انرژی شرکت مذکور، چند تن از رؤسای گروه انرژی شرکتهای آب و فاضلاب استانی، دبیر پژوهش برق و الکترونیک سازمان ملی استاندارد و کارشناسان انجمن صنفی تولید کنندگان سیم و کابل ایران، تدوین شده است:

• ولتاژ اسمی: (1.2) 0.6/1 کیلو ولت
• بیشینه دمای مجاز رسانای کابل: 80 درجۀ سلسیوس
• شکل نهایی کابل: گرد یا تخت
• هادی: مس انیل شدۀ کلاس 5 بدون اندود یا قلع اندود مطابق با استاندارد ملی 3084
• قطر هر مفتول در هادی افشان:
  حداکثر 0.26 mm در سطح مقطعهای 1.5 و 2.5 mm²
  حداکثر 0.31 mm در سطح مقطعهای 4 و 6 mm²
  بیشینه 0.41 م.م در سطح مقاطع 10 تا 50 میلیمتر مربع
  بیشینه 0.51 میلیمتر برای سطح مقاطع بالاتر
• عایق: آمیزۀ الاستومری ترموست مخصوص و مقاوم در برابر نفوذ آب
• سایز کابل: 1، 3 یا 4 رشته با سطح مقطع 1.5 تا 240 mm²
• شناسایی رشته ها: از طریق رنگبندی زیر
  کابل های تک رشته ای: رنگبندی ترجیحی وجود ندارد.
  کابلهای سه رشته ای: مشکی، آبی و قهوه ای
  کابل های چهار رشته ای: مشکی، آبی، قهوه ای و طوسی
  نکتۀ 1: در کابل سه رشتۀ تخت، رنگ رشتۀ میانی باید آبی باشد.
  نکتۀ 2: از به کارگیری رنگهای قرمز و سفید برای عایق رشته های قدرت پرهیز شود.
• چینش رشته ها:
  در کابل های گرد به هم تابیده میشوند.
  در کابلهای تخت به طور موازی در کنار هم قرار میگیرند.
• لایه های مانع نفوذ آب: در کابلهای گرد، جدا کننده شامل یک یا چند نوار جاذب رطوبت با ویژگی بهداشتی + نخ یا پودرهای بهداشتی جاذب آب در فضای خالی میان رشته ها برای جلوگیری از نفوذ و انتقال آب در راستای محور طولی.
• پوشش میانی: یک لایه نوار پیچشی غیر جاذب رطوبت به صورت عرضی بر روی رشته های گرد با حداقل ضخامت 0.036 میلیمتر و همپوشانی 20% عرض نوار
• روکش نهایی: آمیزۀ مخصوص اکسترود شدۀ مقاوم در برابر نفوذ آب
• رنگ روکش: آبی

مشخصات ابعادی و مقاومت الکتریکی کابل های گرد مخصوص چاه آب آشامیدنی:

مشخصات ابعادی و مقاومت اُهمی کابل های تخت درون چاهی آب شُرب:

ویژگیهای عایق و روکش کابل

• حداقل مقاومت عایقی در دمای 20C:
  مقاومت حجمی: 10¹⁴×5 Ω.cm
  ثابت مقاومت عایقی: 367 MΩ.Km
• حداقل مقاومت عایقی در دمای 70C:
  مقاومت حجمی: 10¹¹×5 Ω.cm
  ثابت مقاومت عایقی: 0.37 MΩ.Km
• کمینه مقاومت عایقی در شرایط بهره برداری با دمای 15 درجۀ سلسیوس: 80 MΩ.Km
• آزمون ولتاژ روی رشته ها: 3500 ولت AC بر اساس INSO 3569-1
• آزمون ولتاژ جرقه بر اساس EN 50305
• حداقل مقدار میانۀ استحکام کششی پیش از کهنگی: 10 N/mm² بر مبنای INSO 5525-501
• حداقل مقدار ازدیاد طول پیش از آزمون کهنگی: 400% بر مبنای INSO 5525-501
• کمینه مقدار میانۀ استحکام کششی پس از کهنگی در کوره بدون هادی مسی: 7 N/mm² بر پایۀ INSO 5525-501
• حداقل مقدار میانۀ ازدیاد طول پس از کهنگی: 280% بر پایۀ INSO 5525-501
• حداکثر تغییرات استحکام کششی: 30± درصد
• بیشینه تغییرات ازدیاد طول: 30± درصد
• حداکثر مقدار فلزات سنگین آزاد شده در آب بر اساس آزمونهای INSO 7171-2-1 & 6 و INSO 1053:
  سرب ← 0.01 mg/L
  کادمیم ← 0.003 mg/L
  کروم ← 0.05 mg/L
  نیکل ← 0.07 mg/L
  کبالت ← 0.0001 mg/L
• بیشینه مقدار فلزات سنگین در پلیمر عایق و روکش بر مبنای تستهای ASTM D -4075-06
  سرب ← 0.1 ppm
  کادمیم ← 0.03 ppm
  کروم ← 0.5 ppm
  نیکل ← 0.7 ppm
  کبالت ← 0.001 ppm
• حداکثر مقدار مواد شیمیایی آلی (DEHP) آزاد شده در آب: 0.001 mg/L
• بیشینه چگالی عایق و روکش:  0.93 g/cm³ بر پایۀ تست INSO 5525-606
• کمینه سختی عایق و روکش: 80 Shore A بر مبنای آزمون INSO 15615

از دیگر آزمونهایی که برای عایق و روکش کابل انجام میشود میتوان به این موارد اشاره کرد: خمش در دمای پایین، گرماسختی و مقاومت در برابر اُزُن، منطبق با استاندارد INSO 5525 بخشهای 504، 507 و 403.

آزمون جذب آب و نفوذ آب

بدیهیست که ویژگی مقاومت در برابر نفوذ آب، از خصوصیات مورد انتظار در مورد کابل های مخصوص پمپ های غوطه ور در چاه های آب آشامیدنیست. برای اطمینان از این ویژگی، آزمایشهایی انجام میشود.

آزمون جذب آب به دو روش الکتریکی و وزن سنجی انجام میپذیرد:

در روش الکتریکی و در بخش مقدماتی، رشته ها به طول 3 متر باید در وان آب با دمای 2±70 درجۀ سلسیوس غوطه ور شوند. دو انتهای رشتۀ کابل باید حدود 25 سانتیمتر از آب بیرون باشند تا جریان نشتی روی سطح آنها هنگام اِعمال ولتاژ بین هادیها و آب، اشکال ایجاد نکند. یک ساعت پس از غوطه وری، ولتاژ 4 کیلوولت بین هادیها و آب به مدت 5 دقیقه اعمال میشود. اگر هریک از رشته ها دچار شکست الکتریکی گردد، باید از آب خارج شود و در آزمون بعدی به کار نرود.

در بخش اصلی آزمون، رشته هایی که در تست مقدماتی رضایتبخش بوده اند، در وان آب با دمای یاد شده باقی بمانند. یک ولتاژ DC متناسب با ضخامت عایق (از 800 تا 2500 ولت) بین هادیها و آب به مدت 240 ساعت به شکلی اعمال میشود که قطب منفی به رسانای هر قطعۀ آزمون متصل شده باشد. پس از اتمام آزمون، نباید شکست الکتریکی رخ دهد.

در روش وزن سنجی، کابل تکمیل شده مطابق با استاندارد INSO 5525-402 به مدت 336 ساعت در آب با دمای 2±85 C° غوطه ور میشود. پس از این زمان، وزن کابل نباید بیشتر از 5 میلی گرم بر سانتیمتر مکعب، افزایش یافته باشد.

آزمون نفوذ آب:

در مرحلۀ نخست، نمونه ای 3 متری از کابل که تحت هیچ آزمونی قرار نگرفته است، تهیه میشود. برشی مربعی شکل به ابعاد 2×2 سانتیمتر برای کابلهای با قطر بیرونی بیش از 25 میلیمتر و ابعاد 1×1 سانتیمتر برای کابلهای با قطر نهایی کمتر از 25 میلیمتر، از وسط سمپل برداشته میشود به طوری که هیچ آسیبی به عایق و پوششهای میانی وارد نگردد. کابل را در لوله ای سه راهی شکل مطابق تصویر بالا با ابعاد 1×1 متر قرار میدهیم. پس از آن، کابل از دو سر لوله، آب بندی میشود. سپس، لولۀ عمودی پر از آب میگردد و 24 ساعت در این حالت قرار میگیرد. پس از این مدت، نباید هیچ نشانه ای از نشت آب در دو سر کابل مشاهده شود.

در مرحلۀ دوم، نمونۀ کابل تست شده در مرحلۀ نخست، در دستگاه آزمون نفوذ آب تحت فشار مطابق شکل زیر قرار میگیرد:

محل خروج کابل از دو طرف، آب بندی میشود. محفظه پر از آب آشامیدنی میشود. پس از هواگیری، فشار هیدرو استاتیکی محفظه را توسط توسط کمپرسور به آرامی به 40 بار میرسانیم. این فشار آب، 15 دقیقه به کابل اعمال میگردد. پس از این مدت، نباید هیچ نشتی آب در دو سر کابل مشاهده گردد.

جدول انتخاب سایز کابل الکتروپمپ

برای انتخاب سایز مناسب کابل برق سه فاز مخصوص موتور پمپ آب درون چاهی، میتوان از جدولهای زیر استفاده نمود. محاسبات جدول بر مبنای ولتاژ 380 یا 400 ولت، ضریب قدرت 0.8، دمای محیط 25 تا 30 درجۀ سلسیوس و حداکثر افت ولتاژ 2.5 درصد، صورت گرفته است.

جدول انتخاب دو کابل سه رشته در حالت راه اندازی ستاره – مثلث:

جدول انتخاب یک کابل سه رشته در حالت راه اندازی با سافت استارتر یا درایو دور متغیر:

محاسبات این جداول بر اساس حالت نصب کابل درون چاه انجام پذیرفته است. اگر فاصلۀ تابلو تا چاه زیاد باشد، کابل بایستی در عمقی از زمین قرار گیرد که دمای آن از 30C بیشتر نباشد. برای دماهای بیشتر باید از ضرایب تصحیح استفاده شود.

خرید کابل مخصوص چاه آب شُرب

کابل های برق سه رشتۀ 600/1000 ولتی گرد و تخت که معرفی شدند، در سایزهای گوناگون برای تحویل به مشتریان گرامی، آماده میگردند. بر اساس سفارش و مطابق دستورالعمل مذکور، میتوان برای حفاظت مکانیکی و افزایش پایداری کشش طولی، از نخهای آرامید به صورت تابیده در لایۀ زیرین روکش استفاده کرد.

همچنین، امکان افزودن 2 یا 3 رشتۀ کنترل یا سیگنالینگ در کنار رشته های قدرت وجود دارد. رسانای این Core ها از جنس مس افشان کلاس 5 خواهند بود و برای عایقشان از آمیزۀ همانند رشته های برق استفاده میگردد.

این کابلها، افزون بر استفاده در تغذیۀ پمپ های غوطه ور (در اصطلاح عمومی، پمپ شناور) در چاه آب شرُب، مناسب برای نصب در دیگر بخشهای سیستم تأمین آب آشامیدنی، مانند: تصفیه خانه ها، آب شیرین کنها، ذخیره سازی، ایستگاههای پمپاژ، انتقال و توزیع آب و نیز قرارگیری در آکواریوم ها هستند.