کابل ابزار دقیق مخصوص کشتی

ابزارهای دقیق گوناگونی برای اندازه گیری دما، وزن، فشار، سطح، دبی، ویسکوزیته، گشتاور، ارتعاش و … در کشتی وجود دارند. ارتباط میان ترانسمیترها و اتاق کنترل، توسط کابل های ابزار دقیق مخصوص کشتی برقرار میشود.

در کشتی ها و شناورها، تجهیزات و ابزار آلات گوناگون برای کنترل عملکرد موتورها، سیستم ناوبری، فرمان، بارگیری و مدیریت دیگر فرآیندها، وجود دارند. این ابزار آلات، معمولاً کمیتهای مکانیکی را اندازه گیری میکنند و در خروجیِ ترانسمیترها، سیگنالها و دیتای الکتریکی به طرف اتاق کنترل برای نمایش، ثبت، کنترل و تنظیم، هدایت میگردند. برای برقراری این ارتباط، از کابلهای کنترل و ابزار دقیق استفاده میگردد.

استاندارد کابل ابزار دقیق کشتی

برای سیستمهای الکتریکی کشتی و کابلهایی که در آن به کار میرند، استانداردهای ملی و بین المللی مخصوصی تدوین و منتشر شده است. در این بخش، مشخصات کابلهای ابزار دقیق کشتی را بر مبنای دو استاندارد زیر اعلام خواهیم کرد:

• IEC 60092-376: تأسیسات الکتریکی در کشتیها – کابل های (300)150/250V برای مدارهای کنترل و ابزار دقیق
• INSO 7599-376: تأسیسات الکتریکی در کشتیها – کابلها برای مدارهای ابزار دقیق و کنترل با سطح ولتاژ (300)150/250 ولت

مشخصات رساناها

مواد، اندود فلزی، گروه (کلاس) و شکل هادیهای کابلها باید مطابق با IEC 60092-350 باشند؛ هادیهای تابیدۀ گرد کلاس 2 (نیمه افشان) یا 5 (افشان) با سطح مقطع 0.5، 0.75، 1، 1.5 و یا 2.5 میلیمتر مربع. سطح مقطعهای 0.75 و 1.5 mm²، سایزهای ترجیحی به شمار میروند.

حداکثر مقاومت الکتریکی این هادیها نباید فراتر از مقادیر جدول زیر باشد:

جنس و ستبری عایقها

آمیزه های عایقی و شناسه های آن باید منطبق بر IEC 60092-360 باشند؛ مانند: EPR, HEPR, XLPE, HF 90 و S 95. ضخامت این عایقها مطابق با جدول زیر است:

عایق رشته های کابل ابزار دقیق کشتی، میتواند یکی از آمیزه های یاد شده یا ترکیبی از این مواد با یک یا چند لایۀ نوار از مواد غیر آلی (مثلاً: XLPE + نوار میکا) باشد.

تمامی مقادیر در جدول بالا، برای کابلهای دارای نوارهای غیر آلی یا وارنیش شیشه ای بافته شده برای مقاومت در برابر آتش، باید برای ملاحظات محاسبۀ قطرهای فرضی، 0.2 میلیمتر افزایش یابند.

عناصر کابل ابزار دقیق کشتی

منظور از عناصر کابل ابزار دقیق، رشته های عایق شدۀ آن هستند که میتوانند به صورت چند رشته ای (Multi-Core)، زوج به هم تابیده (Twisted Pairs)، سه تایی (Triple) و یا چهار تایی (Quad)، شکل بگیرند. حالات گوناگون تشکیل عناصر کابل به این صورت است:

1. Core ها در لایه های هم مرکز بدون حفاظ الکتریکی همراه با یک نوارپیچی اختیاری به یکدیگر تابیده میشوند.
2. رشته ها در لایه های هم مرکز با حفاظ الکتریکی کلی به همراه سیم تخلیه، همراه با یک نوارپیچی اختیاری به یکدیگر تابیده میشوند.
3. رشته های به هم تابیده برای ساخت واحدهای دوتایی، سه تایی یا چهار تایی که هر واحد به صورت جداگانه با فویل و سیم تخلیه حفاظت شده است، همراه با یک نوارپیچی اختیاری یا یک حفاظ الکتریکی اختیاری کلی به هم تابیده میشوند.
4. رشته های تابیده شده برای ساخت واحدهای دوتایی، سه تایی و یا چهار تایی بدون حفاظ الکتریکی انفرادی و با یک حفاظ الکتریکی (فویل) کلی همراه با سیم تخلیه، همراه با یک نوارپیچی اختیاری تابیده میشوند.

در ساختارهای مذکور، ممکن است نوار یا نوارهای مقاوم در برابر رطوبت روی هر لایه به کار گرفته شود. اگر واحدهای دوتایی، سه تایی و چهارتایی بدون حفاظ الکتریکی مستقل باشند، طول تاب رشته ها در واحدهای مجاور باید به گونه ای انتخاب شود که تأثیرات القایی را کاهش دهد، همشنوایی را به حداقل برساند و از جدا نشدن رشته ها اطمینان حاصل گردد.

طول تاب رشته های دارای حفاظ الکتریکی تکی یا کلی نباید بیشتر از 120 میلیمتر برای سطح مقطعهای کمتر از 1.5 میلیمتر مربع و 150 میلیمتر برای سطح مقطعهای 1.5 و 2.5 میلیمتر مربع باشد.

فیلر کابل

استفاده از پر کننده (فیلر) در صورت لزوم و با هدف گرد شدن سطح مقطع کابل تمام شده، مجاز است. این فیلر باید از جنس یکی از آمیزه های کشسان کراسلینک شده یا بدون کراسلینک، گرمانرم (ترموپلاستیک) و یا منسوجات طبیعی یا مصنوعی باشد.

پر کننده باید مقاوم در برابر رطوبت باشد و هیچ گونه تأثیر مضر بین مواد تشکیل دهندۀ و عایق یا روکش ایجاد نکند. جداسازی فیلر در صورت وجود باید آسان و بدون آسیب به هر لایۀ دیگر از کابل باشد.

تعداد و شناسایی رشته های کابل

استانداردهای یاد شده توصیه میکنند تعداد رشته ها یا واحدهای دوتایی، سه تایی و چهارتایی، به این صورت باشند:

• 2، 4، 7، 12، 19، 27 و 37 در کابلهای Multi Core
• 1، 3، 4، 7، 10، 14، 19، 27 و 37 در کابلهای Single or Multi Pair & PiMF
• 1، 3، 4، 7 و 10 در کابل های Triple
• 1، 3 و 7 در کابلهای Quad

رنگ رشته ها در کابلهای تک واحدی، بر اساس جدول زیر خواهد بود:

برای کابلهای چند واحدی (چند رشته، چند زوجی و …) یک روش شناسایی اضافه نیاز خواهد بود و آن چاپ شمارۀ مشابه روی عایق هر رشتۀ درون واحد است. این اعداد باید در فواصل منظم در تمام طول رشته تکرار گردند (حداکث فاصله میان آنها 50 میلیمتر باشد). دو نشانه گذاری متوالی همیشه به صورت وارونه نسبت هم هم هستند. عددها باید از مجموعۀ اعداد حسابی باشند و یک خط تیره زیر آن باشد تا معلوم شود از کدام سمت باید خوانده شود.

توصیه میشود اعداد خوانا و دارای رنگی مغایر با رنگ عایق باشند. رنگ تمام نشانه گذاریها در یک کابل چند رشته ای، باید یکسان باشد.

شیلد کابل ابزار دقیق کشتی

حفاظ الکتریکی یا شیلد تکی یا کلی در کابلهای ابزار دقیق کشتی، میتواند به دو شکل زیر باشد:

1. نوار فلزی/پلیمری: ورق حفاظ الکترواستاتیکی یا باید آلومینیوم پیوند خورده به مواد پلیمری با کمینه ضخامت 0.008 میلیمتر برای آلومینیوم و 0.01 میلیمتر برای پلیمر باشد یا مس پیوند خورده به پلیمر با حداقل ضخامت 0.018 برای مس و 0.023 برای پلیمر. برای اطمینان از پوشش در حالت خمش کابل، کمینه همپوشانی (روی هم افتادگی) نوار باید 25% عرض کلی باشد. طرف فلزی نوار باید در تماس با سیم تخلیه باشد. این سیم متشکل از چند رشته مفتولهای تابیده شدۀ مس قلع اندود باشد. اگر فویل از جنس مس باشد، میتوان سیم تخلیه را از جنس مس غیر اندود هم انتخاب کرد.
2. بافت: اگر شیلد بافت برای ساختارهای دوتایی، سه تایی یا چهارتایی انتخاب شود، باید دارای یک نوار مقاوم در برابر رطوبت پیچیده شده بر روی رشته ها باشد. حفاظ الکتریکی بافت باید از سیمهای مس قلع اندود باشد. حداقل قطر هر سیم در بافت عبارتست از: 0.15 mm برای کابلهایی که قطر فرضی آنها در زیر شیلد کمتر یا مساوی 9 میلیمتر است و 0.2 mm برای کابلهایی که قطر فرضی آنها در زیر شیلد بافت بیش از 9 میلیمتر میباشد. ضریب پوشش شیلد بافت نباید کمتر از 0.6 باشد.

در کابلهایی که دارای حفاظ الکتریکی هستند، باید از یک پوشش میانی در زیر شیلد و به شکل اکسترودد یا پیچیده شده، استفاده گردد. ضخامت این پوشش در حالت اکسترودی، بر اساس قطر فرضی کابل بر روی رشته های تابیده شدۀ کابل و از 1 تا 1.8 میلیمتر خواهد بود. ضخامت پوشش پیچیده شده هم 0.1 میلیمتر است.

روکش داخلی کابل

جنس روکش داخلی یکی از آمیزه های منطبق با IEC 60092-360  و متناسب با جنس روکش نهایی خواهد بود. ضخامت این روکش، بدین صورت محاسبه میگردد:

• برای کابلهای با دو روکش و بدون آرمر: 0.6+ 0.025D با کمینه ضخامت 0.8 میلیمتر
• برای کابلهای زره دار: 0.8+ 0.04D با حداقل ستبری 1.0 میلیمتر

D در فرمولهای بالا، قطر فرضی کابل در زیر روکش داخلیست.

زره در کابل ابزار دقیق کشتی

در استاندارد IEC 60092-376، تنها زره از نوع بافت مشخص شده است. مفتولهای آرمر بافت میتوانند از جنس موارد زیر باشند:

1. مس ساده یا قلع اندود
2. آلیاژ مس ساده یا قلع اندود
3. فولاد گالوانیزۀ روی اندود (Zinc coated)

زره بافت اگر از جنس مس ساده یا قلع اندود باشد، در صورت زمین شدن، میتواند نقش شیلد کلی را هم داشته باشد. البته در برخی کشورها و بر مبنای مقررات ملی، استفاده از آرمر به عنوان حفاظ الکتریکی ممنوع شده است.

قطر نامی سیمهای بافت آرمر، با توجه به جنس آن و قطر فرضی کابل در زیر آرمر، 0.2، 0.3 و یا 0.4 میلیمتر خواهد بود. زره نباید به روکش داخلی یا روکش بیرونی بچسبد.

روکش بیرونی کابل

روکش نهایی کابلهای ابزار دقیق و کنترل مخصوص کشتی، از آمیزه هایی مانند PE، PVC و هالوژن فری میباشد. ضخامت آن بر مبنای فرمولهای زیر و یکای میلیمتر تعیین میگردد:

• در کابلهای تک روکش: 0.8+0.04D و حداقل 1mm
• در کابلهای دو روکش بدون زره: 0.9+0.025D و حداقل 1mm
• در کابل های آرمردار با دو روکش: 0.6+0.025D و کمینه 0.8mm

ِD در روابط ریاضی بالا، قطر فرضی کابل در زیر روکش بیرونیست.

رنگ روکش نهایی کابل های ابزار دقیق کشتی و تأسیسات فراساحلی، باید مشکی یا طوسی و برای کابلهای مقاوم در برابر آتش، نارنجی باشد. با سفارش خریدار، میتوان رنگ مناسب دیگری را هم برگزید و تولید نمود.

آزمونهای مندرج در IEC 60092-376

آزمون های زیر، برای کابل های کنترل و ابزار دقیق مخصوص کشتی و تأسیسات Offshore، انجام میشود. این آزمایشها در سه گروه نوعی (T)، نمونه ای (S) و معمول (R) تعریف میگردند:

• اندازه گیری مقاومت الکتریکی هادیها و سیم (های) تخلیه؛ R
• آزمون ولتاژ؛ R
• تست مقاومت عایقی؛ S
• آزمون ثابت مقاومت عایقی؛ T
• مقاومت حفاظ الکتریکی؛ S
• مقاومت عایقی میان هر حفاظ الکتریکی و زره در کابل آرمردار؛ S
• بررسی رسانا؛ S,T
• بررسی ابعاد؛ S,T
• تست تحمل گرمایی؛ S
• چگالی پوشش بافت برای کابلهای با آرمر بافت یا شیلد بافت؛ T
• اندازه گیری مقاومت عایقی در حداکثر دمای اسمی؛ T
• ظرفیت خازنی متقابل؛ T
• نسبت اندوکتانس سلفی به مقاومت (R/L)؛ T
• خصوصیات مکانیکی عایق و روکش قبل و بعد از کهنگی؛ T
• آزمون سازگای کهنگی تکمیلی؛ T
• آزمایش تلفات جرم برای روکش PVS/ST2؛ T
• عملکرد در دمای بالا برای روکشهای PVC و SHF1؛ T
• عملکرد در دمای پایین برای روکشهای PVC, SHF1, SHF2؛ T
• آزمون گالوانیزه؛ T
• مقاومت در برابر ترک خوردگی و شوک حرارتی برای روکشهای ST2, SHF1؛ T
• مقاومت در برابر اُزُن برای عایقهای HEPR, EPR, HF 90 و روکشهای SH, SESHF2؛ T
• غوطه وری در روغن برای کابل مقاوم در برابر روغن با روکشهای SH, SE, SHF2؛ T
• تست بازدارندگی گسترش شعله؛ T
• تعیین سختی و مدول الاستیکی برای عایق HEPR؛ T
• دوام نشانه گذاری؛ T
• آزمونهای انتشار گاز اسیدی، PH و هدایت الکتریکی و مقدار فلورین برای کابلهای بدون هالوژن؛ T
• آزمایش انتشار دود (IEC 61034-2) برای کابلهای LS؛ T
• آزمون مقاومت در برابر آتش برای کابلهای Fire Resistant بر اساس IEC 60331 به مدت حداقل 90 دقیقه؛ T
• تستهای تکمیلی برای عملکردهای ویژه: عملکرد در دمای پایین، غوطه وری در روغن داغ و آزمون سیال حفاری؛ T