کابل برق مناسب آسانسور؛استانداردها، تعداد رشته و مشخصات فنی

انتخاب کابل برق آسانسور یکی از آن تصمیم‌هایی است که سال‌ها بعد خودش را نشان می‌دهد. کابلی که امروز ارزان‌تر تمام می‌شود، ممکن است دو سال بعد باعث قطعی‌های پی‌درپی، سوختن هادی در اثر خمش مکرر یا رد شدن آسانسور در بازرسی دوره‌ای شود. آسانسور تنها تجهیز ساختمان است که کابل تغذیه آن هر روز ده‌ها بار همراه کابین بالا و پایین می‌رود، در محیطی با گرد و غبار، روغن، رطوبت و تغییرات دمایی کار می‌کند و در همان حال باید جان سرنشین را هم تضمین کند.

کابل برق آسانسور چیست

کابل برق آسانسور یک کابل انعطاف‌پذیر ویژه است که برای انتقال انرژی الکتریکی به موتور، تابلو فرمان، روشنایی کابین، نمایشگر، درب اتوماتیک، اینترکام، سنسورها و فن تهویه طراحی شده است. این کابل برخلاف کابل ساختمانی معمولی، هر روز ده‌ها بار همراه کابین بالا و پایین می‌رود. بنابراین ساختار آن باید در برابر خمش مکرر، کشش مکانیکی، روغن، گرد و غبار، رطوبت و تغییرات دمایی مقاومت کند.

کابل برق آسانسور معمولاً از هادی مسی رشته‌ای با کلاس انعطاف ۵ یا ۶ ساخته می‌شود. هادی رشته‌ای نازک، تنش خمش را بین رشته‌ها پخش می‌کند و احتمال شکستن موضعی را پایین می‌آورد. عایق روی هادی، غلاف بیرونی مقاوم، پرکننده داخلی، شیلد در کابل‌های سیگنال و مفتول فولادی حمال از اجزای اصلی این کابل هستند. مفتول فولادی حمال وزن کابل را تحمل می‌کند و از انتقال نیروی کشش به هادی مسی جلوگیری می‌کند.

به طور خلاصه، کابل برق آسانسور یک کابل با طراحی مهندسی شده است که سه وظیفه اصلی دارد. انتقال ایمن انرژی به تجهیزات، تحمل میلیون‌ها چرخه خمش بدون افت عملکرد و حفظ ایمنی در شرایط خطا و آتش. هر کابلی که این سه وظیفه را با هم برآورده نکند، حتی اگر در روز اول کار کند، کابل مناسبی برای آسانسور نیست.

چرا کابل آسانسور با کابل ساختمانی معمولی فرق دارد

خیلی‌ها تصور می‌کنند کابل آسانسور فقط یک کابل مسی ضخیم‌تر است. این تصور در عمل خطرناک است. کابل ساختمانی در یک مسیر ثابت نصب می‌شود و تا پایان عمر تقریباً حرکت مکانیکی ندارد. اما کابل آویز آسانسور در هر سفر کابین، از یک طرف خم می‌شود، از طرف دیگر باز می‌شود و همین چرخه میلیون‌ها بار تکرار می‌شود. هادی رشته‌ای زیر این تنش‌ها به تدریج مفتول‌های خود را از دست می‌دهد، سطح مقطع موثرش کم می‌شود، مقاومتش بالا می‌رود و در نهایت نقطه‌ای از کابل داغ شده و می‌سوزد.

عامل دوم، بار مکانیکی است. یک کابل آویز با طول چاه ۵۰ متر، وزن خودش را هم حمل می‌کند. اگر کابل برای این وزن طراحی نشده باشد، نیروی کشش مستقیماً روی هادی‌های مسی می‌افتد و به مرور آنها را می‌کشد. به همین دلیل کابل‌های آویز آسانسور معمولاً دو یا چند مفتول فولادی حمال در ساختار خود دارند که وزن کابل را تحمل می‌کنند و مسیر عبور جریان را از تنش مکانیکی جدا نگه می‌دارند.

عامل سوم، محیط کار است. موتورخانه آسانسور و چاهک، محل تجمع روغن هیدرولیک، گریس ریل، گرد و غبار سیمانی و گاهی رطوبت است. غلافی که در برابر روغن متورم شود یا ترک بخورد، دیگر نمی‌تواند از عایق داخلی محافظت کند. در ساختمان‌های بلند هم موضوع رفتار کابل در آتش جدی می‌شود، چون کابل آسانسور اغلب در مسیرهای مشترک با پله فرار یا در مجاورت کابین مسافری عبور می‌کند.

استاندارد کابل برق آسانسور

استاندارد کابل برق آسانسور مجموعه‌ای از الزامات فنی است که ساختار کابل را برای کاربرد آویز، ایمنی الکتریکی و رفتار در آتش کنترل می‌کند. خرید کابل بدون توجه به استاندارد، به مقایسه قیمت تبدیل می‌شود و مقایسه قیمت هم همیشه به ضرر کیفیت تمام می‌شود. مهم‌ترین خانواده استانداردی که در این حوزه باید بشناسید به شرح زیر است.

استاندارد EN 50214 برای کابل‌های تخت آسانسور

این استاندارد اروپایی مشخصات کابل‌های تخت با غلاف پی‌وی‌سی را برای آسانسور تعریف می‌کند. اگر روی کابل یا کاتالوگ سازنده عبارت EN 50214 دیده شود، یعنی ساختار کابل برای کاربری آویز طراحی شده است. داخل این استاندارد، کلاس هادی، ضخامت عایق، حداقل شعاع خمش، آزمون خمش دینامیکی و آزمون کشش مکانیکی تعریف شده است. کابلی که این استاندارد را پاس نکرده باشد، ممکن است در روز اول سالم به نظر برسد اما در آزمون خمش هزار سیکلی دوام نیاورد.

استاندارد EN 81-20 و EN 81-50

این دو استاندارد که جایگزین EN 81-1 و EN 81-2 شده‌اند، الزامات ایمنی آسانسور را تعیین می‌کنند. بخش‌هایی از آنها مستقیماً به کابل مربوط می‌شود، از جمله الزامات مربوط به کابل‌های آویز، اتصال مکانیکی مهار کابل، رفتار کابل در شرایط خطا و مقاومت در برابر آتش برای کابل‌های متصل به مدارهای ایمنی. وقتی صحبت از کابل مناسب آسانسور می‌شود، منظور کابلی است که بتواند الزامات این استاندارد را در کنار استاندارد محصول برآورده کند.

استانداردهای رفتار در آتش

سه استاندارد در این حوزه تعیین‌کننده هستند. IEC 60332-1-2 گسترش شعله روی یک کابل تک را می‌سنجد. IEC 60332-3 یا EN 50399 گسترش شعله در دسته کابل‌های انبوه را ارزیابی می‌کند و کلاس‌هایی مثل B2ca و Cca را نتیجه می‌دهد. IEC 60754-1 و 60754-2 میزان گاز اسیدی و هالوژن آزاد شده را اندازه می‌گیرند و IEC 61034 چگالی دود را در شرایط آتش مشخص می‌کند. اگر کابل آسانسور در مسیر فرار یا در فضای مشترک نصب می‌شود، کابل بدون هالوژن با دود کم انتخاب درست است.

استانداردهای هادی و عایق

IEC 60228 کلاس هادی را تعریف می‌کند. کلاس ۵ برای کابل‌های انعطاف‌پذیر و کلاس ۶ برای کابل‌های فوق‌انعطاف‌پذیر است. کابل آویز آسانسور باید حداقل کلاس ۵ باشد و برای کاربردهای با خمش شدید، کلاس ۶ توصیه می‌شود. IEC 60227 و IEC 60245 به ترتیب عایق و غلاف پی‌وی‌سی و لاستیکی را پوشش می‌دهند و سری EN 50525 همان الزامات را در قالب استاندارد هماهنگ اروپایی بازنویسی کرده است.

آناتومی یک کابل آسانسور از داخل به بیرون

وقتی یک کابل آسانسور را برش می‌زنید، لایه‌های مشخصی را می‌بینید. شناخت این لایه‌ها کمک می‌کند در زمان خرید بدانید کدام ویژگی را باید مطالبه کنید.

کابل آسانسور چند رشته است

پرسش همیشگی این است که کابل آسانسور چند رشته لازم دارد. پاسخ ثابتی وجود ندارد، چون تعداد رشته از تعداد مدارهای مورد نیاز کابین و موتورخانه بیرون می‌آید. روش درست این است که ابتدا فهرست مصرف‌کننده‌ها را بنویسید و بعد کابل را انتخاب کنید.

مدارهای تغذیه موتور

برای موتور سه فاز سه هادی فاز، یک هادی نول و یک هادی حفاظتی لازم است. اگر درایو فرکانس‌متغیر یا همان VVVF در موتورخانه باشد، کابل موتور عمدتاً ثابت است و داخل چاه نمی‌رود. اما اگر درایو داخل کابین یا در چاه نصب شود، تغذیه سه فاز نیز باید با کابل آویز پایین بیاید. در آسانسورهای قدیمی با موتور دو سرعته، کابل موتور معمولاً چهار یا پنج رشته با مقطع بالاست.

مدارهای کنترل و فرمان

دکمه‌های طبقات، نمایشگر، روشنایی کابین، فن تهویه، اینترکام، سنسور درب، چشم الکترونیکی، ترمز و شبکه ارتباطی بین کابین و تابلو، همه از کابین تغذیه یا فرمان می‌گیرند. هر کدام از این مدارها یک یا چند رشته می‌خواهند. به همین دلیل در عمل کابل‌های آویز اغلب به صورت ترکیبی ساخته می‌شوند، مثلاً سه رشته قدرت با مقطع بزرگ به همراه چند رشته کنترل با مقطع کوچک.

مقاطع رایج و کاربرد آنها

جدول بالا فقط یک راهنمای اولیه است. انتخاب نهایی باید بر اساس جریان نامی موتور، ضریب راه‌اندازی، طول مسیر، دمای محیط و شرایط نصب انجام شود. دو آسانسور با توان یکسان می‌توانند به دو مقطع متفاوت نیاز داشته باشند، چون یکی در چاه ۲۰ متری و دیگری در چاه ۹۰ متری نصب می‌شود. تعداد رشته بیشتر هم همیشه بهتر نیست. هر رشته اضافی، وزن کابل را بالا می‌برد و قطر آن را بیشتر می‌کند که روی شعاع خمش و ظرفیت مکانیکی اثر می‌گذارد.

محاسبه مقطع هادی به روش عملی

برای اینکه بحث انتزاعی نماند، یک مثال واقعی را با هم حل کنیم. فرض کنید موتور آسانسوری با توان ۱۱ کیلووات، ولتاژ سه فاز ۴۰۰ ولت، ضریب توان ۰.۸۵ و طول مسیر کابل ۶۰ متر داریم. جریان نامی از رابطه توان محاسبه می‌شود و حدود ۱۸.۷ آمپر به دست می‌آید.

افت ولتاژ در مدار سه فاز با رابطه ساده‌شده محاسبه می‌شود که در آن جریان بر حسب آمپر، طول بر حسب کیلومتر و مقاومت هادی بر حسب اهم بر کیلومتر قرار می‌گیرد. برای هادی مسی با مقطع ۴ میلی‌متر مربع، مقاومت حدود ۴.۶۱ اهم بر کیلومتر است. نتیجه محاسبه افت ولتاژی حدود ۷.۷ ولت می‌دهد، یعنی کمتر از ۲ درصد ولتاژ نامی که کاملاً قابل قبول است.

اگر همان موتور با کابل ۲.۵ میلی‌متر مربع تغذیه شود، مقاومت هادی به حدود ۷.۴۱ اهم بر کیلومتر می‌رسد و افت ولتاژ به حدود ۱۲.۳ ولت یعنی کمی بیش از ۳ درصد افزایش پیدا می‌کند. در حالت کار عادی این عدد هنوز در محدوده مجاز است، اما نکته اصلی جای دیگری است. هنگام راه‌اندازی، جریان موتور چند برابر جریان نامی می‌شود. اگر درایو فرکانس‌متغیر داشته باشیم جریان راه‌اندازی حدود دو برابر است، ولی در راه‌اندازی مستقیم این ضریب می‌تواند پنج تا هفت برابر شود. در آن حالت افت ولتاژ از ۱۵ درصد عبور می‌کند، کنتاکتورها ناپایدار می‌شوند و موتور با گشتاور ناکافی استارت می‌زند.

عامل دیگری که در محاسبه مقطع دخالت دارد، ضریب همجواری است. وقتی چند کابل در یک داکت یا سینی قرار می‌گیرند، گرمای هر کابل روی کابل مجاور اثر می‌گذارد و ظرفیت جریان‌دهی هر کدام کاهش می‌یابد. در تابلوی آسانسور معمولاً کابل تغذیه، کابل موتور و کابل‌های کنترل در کنار هم قرار می‌گیرند، پس این ضریب را نادیده نگیرید.

مقایسه انواع عایق و غلاف

بعد از تعیین تعداد رشته و مقطع، نوبت به انتخاب جنس عایق و غلاف می‌رسد. این انتخاب روی قیمت، عمر مفید و رفتار کابل در آتش اثر مستقیم دارد.

برای آسانسورهای مسکونی معمولی، کابل آویز تخت با غلاف پی‌وی‌سی انعطاف‌پذیر رایج‌ترین انتخاب است. در ساختمان‌های بلند، مراکز خرید، بیمارستان‌ها و هر جایی که کابل در مسیر فرار یا فضای بسته با تجمع افراد عبور می‌کند، کابل بدون هالوژن انتخاب مسئولانه‌تری است. در محیط‌های سرد مثل سردخانه‌ها یا پارکینگ‌های طبقاتی بدون گرمایش، عایق لاستیکی عملکرد بهتری دارد چون پی‌وی‌سی در سرما شکننده می‌شود. همچنین در انتخاب کابل‌های مورد استفاده در آسانسور، آشنایی با ویژگی‌های کابل افشان و میزان انعطاف‌پذیری آن می‌تواند به درک بهتر تفاوت ساختار و کاربرد انواع کابل کمک کند.

شیلد، نویز و کیفیت سیگنال در کابین

در آسانسورهای امروزی، کابین پر از سیگنال است. اینورتر فرکانس‌متغیر با کلیدزنی سریع، نویز الکترومغناطیسی تولید می‌کند. اگر کابل ارتباطی نمایشگر یا کابل انکودر در کنار کابل قدرت و بدون شیلد مناسب حرکت کند، این نویز روی سیگنال سوار می‌شود و نتیجه‌اش خطاهای عجیب و پراکنده است. نمایشگر طبقه اشتباه نشان می‌دهد، درب بی‌دلیل باز و بسته می‌شود یا تابلو خطای ارتباطی ثبت می‌کند.

راه‌حل استاندارد این است که کابل‌های سیگنال حتماً شیلد دار باشند و شیلد فقط از یک سمت به زمین متصل شود تا حلقه زمین ایجاد نشود. همچنین بهتر است کابل قدرت و کابل سیگنال در کابل آویز جدا از هم یا حداقل با فاصله کافی داخل کابل قرار بگیرند. در کابل‌های آویز ترکیبی، سازنده‌های معتبر یک جداکننده داخلی بین گروه قدرت و گروه کنترل قرار می‌دهند.

معیارهای انتخاب در یک نگاه

اشتباهات رایج در انتخاب کابل آسانسور

بیشتر خرابی‌های کابل آسانسور ریشه در سه یا چهار اشتباه تکراری دارد که هر سال در پروژه‌های مختلف تکرار می‌شوند.

اول، استفاده از کابل ثابت به جای کابل آویز. این کار در کوتاه‌مدت جواب می‌دهد و هزینه را کم می‌کند، اما هادی کلاس ۲ یا کلاس ۱ در برابر خمش مکرر مقاومت نمی‌کند. معمولاً بین شش ماه تا دو سال، رشته‌ها در نقطه خمش روی فلکه گاید شروع به شکستن می‌کنند و مقاومت موضعی بالا می‌رود.

دوم، نادیده گرفتن وزن کابل در چاه‌های بلند. در چاه‌های بالای ۴۰ متر، وزن کابل قابل توجه است. کابلی که مفتول حمال ندارد یا مهار مکانیکی مناسبی برای آن پیش‌بینی نشده، به تدریج کشیده می‌شود و اتصال آن در تابلو و کابین شل می‌شود.

سوم، انتخاب مقطع بر اساس جدول بدون توجه به طول. در مسیرهای طولانی، افت ولتاژ تعیین‌کننده‌تر از ظرفیت جریان است. ممکن است کابلی از نظر حرارتی کافی باشد اما در انتهای مسیر ولتاژ کافی به موتور نرساند.

چهارم، بی‌توجهی به شعاع خمش. اگر کابل با شعاع کمتر از حد مجاز دور فلکه یا در نقطه اتصال به کابین خم شود، عایق تحت فشار قرار می‌گیرد و عمر آن به شدت کاهش می‌یابد. حداقل شعاع خمش را همیشه از کاتالوگ سازنده بگیرید و در اجرا کنترل کنید.

اعداد و ارقامی که در عمل به کار می‌آیند

در انتخاب کابل، چند عدد کلیدی را باید در ذهن داشته باشید. افت ولتاژ مجاز در مدارهای قدرت معمولاً تا ۵ درصد و در مدارهای روشنایی تا ۳ درصد در نظر گرفته می‌شود. دمای کار پیوسته هادی برای عایق پی‌وی‌سی ۷۰ درجه و برای XLPE ۹۰ درجه است. جریان راه‌اندازی مستقیم موتورهای القایی بین ۵ تا ۷ برابر جریان نامی و با درایو فرکانس‌متغیر حدود ۱.۵ تا ۲ برابر است. ضریب راه‌اندازی و توقف آسانسور در ساعات پرتردد می‌تواند به ۱۸۰ تا ۲۴۰ راه‌اندازی در ساعت برسد که اهمیت طراحی حرارتی درست کابل را دوچندان می‌کند.

همچنین بدانید که عمر مفید یک کابل آویز با کیفیت در شرایط نصب صحیح معمولاً بین ۱۰ تا ۱۵ سال است، در حالی که کابل نامناسب ممکن است در کمتر از دو سال نیاز به تعویض پیدا کند. هزینه تعویض کابل آویز فقط قیمت کابل نیست، شامل توقف آسانسور، دستمزد نیروی متخصص، بازکردن کابین و در برخی موارد خسارت به تجهیزات الکترونیکی است.

چک‌لیست خرید کابل آسانسور

سوالات متداول

آیا می‌توان از کابل آویز برای تغذیه موتور استفاده کرد

بله، در آسانسورهایی که درایو یا تابلو در کابین یا در چاه نصب می‌شود، تغذیه موتور هم از طریق کابل آویز پایین می‌آید. در این حالت مقطع رشته‌های قدرت باید بر اساس جریان موتور و طول مسیر محاسبه شود و از ظرفیت حرارتی کابل در شرایط نصب غافل نشوید.

تفاوت کابل تخت و کابل گرد در آسانسور چیست

کابل تخت فضای کمتری در چاه اشغال می‌کند، خمش کنترل‌شده و منظمی دارد و در گاید ریل و فلکه‌ها بهتر جا می‌گیرد. کابل گرد انعطاف بیشتری در برخی مسیرهای پیچیده دارد اما در آویز عمودی تمایل به پیچش پیدا می‌کند. انتخاب بین این دو معمولاً بر اساس طراحی سازنده آسانسور و نوع فلکه آویز انجام می‌شود.

چرا کابل آسانسور باید بدون هالوژن باشد

کابل‌های حاوی هالوژن در آتش گازهای اسیدی و خورنده تولید می‌کنند که به تجهیزات الکترونیکی آسیب می‌زند و برای تنفس خطرناک است. دود غلیظ هم مسیر فرار و عملیات امداد را دشوار می‌کند. در ساختمان‌های با ارتفاع زیاد یا با تجمع بالای افراد، کابل بدون هالوژن کم‌دود انتخاب درست است.

آیا تعداد رشته بیشتر همیشه بهتر است

خیر. هر رشته اضافی، وزن کابل را بالا می‌برد و قطر آن را بیشتر می‌کند که روی شعاع خمش و ظرفیت مکانیکی اثر می‌گذارد. بهترین رویکرد این است که فهرست دقیق مدارهای مورد نیاز را تهیه کنید و کابل را با یک یا دو رشته ذخیره منطقی انتخاب کنید، نه با چند برابر ظرفیت بلااستفاده.

هر چند وقت یک بار کابل آویز باید بازرسی شود

در سرویس دوره‌ای آسانسور، وضعیت ظاهری کابل آویز باید بررسی شود. علامت‌های هشدار شامل تغییر رنگ یا سخت شدن غلاف، ترک‌های ریز، برآمدگی موضعی، بوی سوختگی و گرم شدن غیرعادی است. در صورت مشاهده هر یک از این نشانه‌ها، آزمون مقاومت عایقی انجام دهید و در صورت نیاز کابل را تعویض کنید.

جمع‌بندی

کابل برق آسانسور یک قطعه مصرفی ساده نیست، بلکه بخشی از سیستم ایمنی و پایداری عملکرد آسانسور است. انتخاب درست از سه مرحله عبور می‌کند. اول شناخت نیاز واقعی، یعنی فهرست مدارها، توان موتور و طول مسیر. دوم محاسبه فنی، یعنی کنترل جریان، افت ولتاژ و ضرایب کاهش. سوم انتخاب محصول مطابق استاندارد، یعنی هادی کلاس ۵ یا ۶، مفتول فولادی حمال، عایق و غلاف مناسب شرایط محیطی و مستندات قابل استناد.

اگر این سه مرحله را با دقت انجام دهید، کابلی انتخاب می‌کنید که سال‌ها بدون دردسر کار می‌کند، در بازرسی‌های دوره‌ای رد نمی‌شود و هزینه کل مالکیت آن، با وجود قیمت اولیه بالاتر، کمتر از کابل ارزان قیمت تمام می‌شود. تفاوت اصلی همین‌جاست، کابل خوب گران نیست، کابل بد گران تمام می‌شود.