جهـت تـاب بـا جهت چرخش دسـتگاه تابنـده درهنـگام فرآیند عملیـات تـاب تعییـن مـی شـود. روش معمـول بـرای تعیین جهت تـاب مشـاهده سـطح بیرونـی هـادی تابیـده بـه صورتی اسـت که یک سـر هادی به سـمت شـما و سـیم در حال دور شـدن از شـما باشد. اگـر رشـته‌های تابیـده در حال دور شـدن از ناظر به سـمت چپ بچرخنـد و حالـت اریـب هماننـد بخـش میانـی حـرف “S “داشـته باشند، به رسم قاعده از آن به جهت “S “نام برده میشود. اگـر رشـته‌های تابیـده در حـال دور شـدن از ناظـر بـه سـمت راسـت بچرخنـد و حالـت اریـب هماننـد بخـش میانی حـرف “Z” داشته باشند، از آن به عنوان جهت “Z “یاد میشود.
طول تاب:
هـرگاه یـک هـادی بیش از یـک لایه داشـته باشـد، اغلب طول تـاب بیرونی تریـن لایـه را به عنوان تـاب هادی در نظـر میگیرند. در حالـت تـاب یکسـان، تـاب هم تـاب، و هادی بانچ، طول تاب همـه لایه‌هـا با هـم برابر اسـت. در حالت هـادی هم مرکـز واقعی و هـادی هـم مرکـز هم جهت، طـول تـاب لایه‌های داخلـی کمتر اسـت، ایـن موضوع بـرای سـاختارهای طنـاب فولادی نیـز صادق است.
قواعد پذیرفته شده عام:
در ارتبـاط بـا طـول تـاب و جهت تـاب هـادی مقرراتـی چند در اسـتانداردهای NEMA ,ASTM و اسـتاندارد military وجـود دارد. اما الزامات برای کاربردهای خاص متفاوتند.
جهـت تـاب لایه بیرونـی:
جهت تـاب اولیه بیرونـی یا اجزاء تشـکیل دهنـده آن لایـه غالبـًا “S “اسـت. جهـت هـای تـاب الیـه هـای داخلـی بـه سـاختارهادی (هم مرکـز واقعی،هم تاب و….) بسـتگی دارد.
طـول تـاب لایـه بیرونی:
طـول تاب لایه بیرونی رشـته هـای تابیده یـا اجـزاء تشـکیل دهنـده آن بـرای کاربردهـای مختلـف، متفاوت است.
بـرای اغلـب کاربردهـای هـادی، طـول تاب‌هـای بیـن 8 تا 16 برابـر قطـر خارجـی هـر لایه در اسـتاندارد 286B ASTM تعیین شـده اسـت. به طـور کلی طـول تاب‌های واقـع در محـدوده 12 تا 15 برابـر قطـر خارجـی، بـرای حـدود رواداری کمتر و کنتـرل بهتر الگـوی هندسـی هـادی توصیه می‌شـود. طـول تاب‌هـای کمتر از 12 برابـر یـا حتـی کمتـر از آن با عیـب افزایش وزن واحـد طول و افزایش مقاومت هادی مواجه است.
بـرای هـادی 7 رشـته و کاربردهـای بانـچ کـه در آنهـا حـدود رواداری محـدود بـرای قطـر هـادی کمتـر مـورد توجـه اسـت، به کارگیـری طـول تاب هـای بیـش از 30 برابـر قطر خارجـی هادی متـداول اسـت. برخـی اوقـات طـول تـاب هـای بیشـتر توسـط مشـتریان بـه جهت کاهـش هزینه، زمان تحویـل و ملاحظات وزن هادی ترجیح داده می شود.
ضرایب تابیدن برای افزایش وزن و مقاومت الکتریکی:
افزایـش در وزن و مقاومـت الکتریکـی هـادی در اثـر تابیـدن را میتـوان بـا روابـط ریاضـی محاسـبه کـرد. اسـتاندارد ASTM از ایـن افزایـش به عنـوان ضریب تابیدن یـا “ضریبk ” نـام میبرد کـه بـه عنـوان “درصـد بـالا رفتـن در وزن و مقاومـت الکتریکی” تعریف میشود.
اسـتانداردهای B231، B229، ASTM B8 و سـایر استانداردها روشی را برای محاسبه K به صورت زیر پیشنهاد کرده اند:
K=100(m-1)
کـه در آن K میـزان افزایـش وزن و مقاومـت الکتریکـی و m نسـبت جـرم یـا مقاومـت الکتریکـی طـول واحد هـادی تابیـده به طـول واحـد هادی تک رشـته با سـطح مقطع یکسـان یـا به طول واحـد هـادی تابیـده با طول بـی نهایت )همه رشـته هـا به صورت مـوازی بـا محورهـای هـادی قـرار گرفتـه‌انـد.( اسـت. فاکتـور m هـادی تابیـده عبـارت اسـت از میانگیـن فاکتورهای مربـوط به هر سـیم تـک رشـته در هادی شـامل هـادی هـم مرکزی مسـتقیم و بـدون تـاب، در صـورت وجـود (کـه بـرای آن فاکتـور تـاب برابر با عدد یک است).
فاکتـور تـاب mind بـرای هـر سـیم مـورد نظـر در یکـی هـادی تابیده هم مرکز به صورت زیر محاسبه می شود:
که در آن:
(قطر مسیر مارپیچی سیم) / (طول تاب) = n
مثال: ضریـب تـاب بـرای یک هـادی 19 رشـته برابر اسـت با میانگین عددی 19 رشته تکی.
m = (1+6m6+12m12)/19
که در آن :
m6=mind محاسبه شده برای هر یک از 6 رشته لایه داخلی
m12=mindمحاسبه شده برای هر یک از 12 رشته لایه خارجی
ارتباط وزن و مقاومت هادی:
در مـورد هـادی مسـی رابطـه زیـر بـرای محاسـبه وزن واحـد طول هادی به کار می‌رود:
که در آن:
تعداد رشته های هادی=n
قطر هر رشته سیم در هادی=d
ضریب افزایش طول هادی در اثر تاب به طور تقریبی (که با توجه به موارد قبلی و ضریب تاب اعمال شده قابل محاسبه است)=1.01
از طرفـی برای محاسـبه مقاومـت الکتریکی هـادی رابطه زیر را به کار می‌بریم:
همانگونـه کـه ملاحظه می‌شـود بـا کاهش طول تـاب، وزن و مقاومـت هـادی هـر دو افزایـش خواهـد یافـت. میـزان اثـر طول تاب با استفاده از ضریب m با دقت مناسب قابل محاسبه است.
در مـورد هـادی آلومینیومـی وزن واحـد طول هادی برابر اسـت با:
n و d همـان مقادیـر گفتـه شـده در رابطـه وزن هـادی مسـی است.
مقاومت الکتریکی هادی از رابطه زیر به دست می آید:
نتیجه:
بـرای برآورد کـردن میـزان مقاومت اهمی هـادی در کابل مسـی و آلومینیومـی کافـی اسـت از روابـط فوق اسـتفاه کنیـم و با توجـه بـه ضرایـب تـاب اعمال شـده تجدیـد نظـر در روابـط مورد نظر الزامی است.
منبع: نشریه داخلی صنعت سیم و کابل – شماره شصت و سوم – تابستان 1395
ترجمه: الهام اعلایی (کارشناس مدیریت صنعتی)
