انواع کابل در ایران و استفاده آن

در روند انتقال انرژی الکتریکی به نقاط مختلف جهان، کابل‌ها نقش مهم و اساسی را ایفا می‌کنند. تنوع کابل‌ها در بازار بسیار فراوان است به‌گونه‌ای که در برخی از مواقع سردرگمی متخصصین این حوزه را نیز در پی خواهد داشت. با توجه به اینکه در هنگام کابل‎‌کشی آشنایی داشتن با انواع کابل‌ها، کاربرد، ویژگی و مشخصات آنها بسیار مهم و حیاتی است، این مقاله به معرفی جامع و کامل انواع کابل‌ها اختصاص یافته است.

بررسی تفاوت بین کابل و سیم

قبل از پرداختن به معرفی انواع کابل‌ها لازم است به صورت مختصر به تفاوت بین سیم و کابل اشاره شود. سیم‌ها یک بخش هادی دارند که وظیفه‌ی انتقال جریان الکتریکی را برعهده دارد. این بخش توسط یک پوشش عایق در برگرفته شده است. رفتار الکتریکی سیم‌ها بر اساس مقاومت اهمی طراحی شده است. سیم‌ها به طور کلی در دو دسته سیم لخت و روکش‌دار قرار می‌گیرند. سیم لخت بر خلاف سیم روکش‌دار فاقد روکش عایق است. حال اگر یک یا چند سیم روکش‌دار در یک غلاف مشترک قرار گیرند، کابل تشکیل می‌شود. کابل و سیم هردو وظیفه‌ی انتقال برق را برعهده دارند.

 

 

کابل چیست؟

هر هادی که دارای پوشش عایق است و می‌تواند جریان الکتریکی را با سرعت بیشتری انتقال دهد، کابل نامیده می‌شود. ولتاژ کابل‌ نسبت به زمین صفر است؛ اما روی بخش هادی این ولتاژ، اختلاف فازی با زمین دارد. به منظور عایق کردن کابل‌های الکتریکی از مواد مختلفی استفاده می‌شود که مهمترین آنها کاغذ آغشته به روغن مخصوص، مواد پلاستیکی، پلی وینیل کلراید و … است. باید به این نکته دقت داشت که نوع این عایق‌ها، مصرف نهایی کابل‌ها را تعیین می‌کنند. به طور کلی کابل‌ها به دو دسته کابل‌های زمینی و هوایی تقسیم می‌شوند.

کابل‌های زمینی همواره در معرض فشارهای مکانیکی یا نفوذ آب قرار دارند. برای از بین بردن فشارهای مکانیکی از نوارهای فلزی استفاده می‌شود. همچنین به منظور ممانعت از ورود آب، یک غلاف سربی روی نوار محافظ و عایق قرار می‌گیرد. در نهایت این غلاف سربی توسط قیرگونی محافظت می‌شود.

 

شیوه انتقال انرژی الکتریکی توسط کابل‌ها

روند انتقال انرژی الکتریکی بسیار آسان است اما در طول مسیر انتقال، به ویژه در فواصل دور، امکان اتلاف انرژی وجود دارد. به منظور برطرف کردن این مشکل از روش‌های مختلفی استفاده شده است. یکی از این روش‌ها بالا بردن ولتاژ جریان برق تا حدود 20، 63، 132 . 400 کیلووات توسط ترانسفورماتورهای بالابر فشار قوی است. این انرژی به وسیله سیم‌های هوایی به محل توزیع می‌رسد. در آنجا ترانسفورماتورهای کاهنده، انرژی الکتریکی را به حد استاندارد کم می‌‌کند.

روند انتقال جریان برق می‌تواند توسط کابل‌های هوایی یا کابل‌های زمینی صورت گیرد. در کابل‌های زمینی از پوشش عایق استفاده می‌شود. این پوشش مانع از اتصال هادی به زمین می‌شود، به همین دلیل ولتاژ روی بدنه همواره صفر است. در هنگام استفاده از کابل‌های زیر زمینی لازم است مشخصات فنی محصول اعم از سطح مقطع، نوع عایق، مقاومت مکانیکی جنس، ولتاژ کابل و چند رشته بودن آن ذکر شود. بررسی این قبیل مشخصات برای سیم‌های هوایی لازم نیست.

 

معرفی بخش‌های مختلف کابل‌ها

کابل‌ها از بخش‌های زیر تشکیل شدند:

• هادی
• عایق
• پوسته هادی
• پوشته فلزی
• پرکننده
• زره
• غلاف

هر یک از بخش‌های مذکور وظیفه‌ی تامین قابلیت‌های هدایت الکتریکی، استقامت الکتریکی، مقاومت مکانیکی و مقاومت شیمیایی کابل‌ها را برعهده دارند.

مدل الکتریکی کابل

منظور از مدل کابل الکتریکی  مقاومت، سلف و خازن است. در کابل‌هایی که طول کوتاه و متوسط دارند به دلیل مقدار ناچیز کاپاسیتانس از اثر خازنی چشم‌پوشی می‌شود. به همین دلیل مدار الکتریکی سیم‌های کوتاه و متوسط که اصولا ساختمانی هستند، سلفی اهمی است. کابل‌های مخابراتی ساختمان و اجزای تشکیل دهنده متفاوت از کابل‌های صنعت فشار قوی و ضعیف دارند. ولی به طور کلی آنها نیز از دو بخش هادی و عایق تشکیل شدند.

فاکتورهای موثر در تقسیم‌بندی کابل‌ها

کاربرد کابل‌ها، ساختار و تفاوت‌های آنها را تعیین می‌کند. به طور کلی بر اساس استفاده نهایی کابل‌ها می‌توان آنها را بر اساس فاکتورهای زیر تقسیم‌بندی کرد:

• ﺟﻨﺲ
• ﺷﻜﻞ
• ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ
• تعداد ﻫﺎدی
• نوع ﻋﺎﻳﻖ ﻫﺎ

آشنایی با انواع کابل و سیم

بخش هادی کابل‌ها

در ساخت بخش هادی سیم یا کابل‌ها از سیم مسی، آلومینیوم یا سایر آلیاژهای مخصوص استفاده می‌شود. در بین فلزات مورد استفاده در ساختمان سیم، مس بیشترین استفاده را دارد. مس مورد استفاده دارای خلوص بیش از 5/99 درصد است و می‌تواند مانع از فعل و انفعالات شیمیایی ناخالصی‌ها شود. این فلز مقاومت الکتریکی کم، استحکام مکانیکی بالا و انعطاف‌پذیری زیادی دارد. همچنین در مقابل تغییرات جوی از خود مقاومت نشان می‌دهد.

آلومینیوم از دیگر فلزاتی است که در بخش هادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فلز قیمت، مقاومت مخصوص (حدود 65/1) و وزن مخصوص کمتری (حدود 3 برابر) از مس دارد. آلومینیوم در برابر تغییرات جوی مقاومت ندارد و به راحتی اکسیده می‌شود. از طرف دیگر از نظر استحکام مکانیکی و نرمش عملکرد ضعیف‌تری از مس دارد. در سال‌های اخیر افزایش قیمت مس موجب جلب توجه‌ها به سمت و سوی فلز آلومینیوم شده است.  این فلز در خطوط انتقال هوایی به واسطه وزن و قیمت پایین خود مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته است. جهت افزایش استحکام سیم‌های حاصل از فلز الومینیوم از آلیاژهای دیگر همچون فولاد استفاده می‌شود. از طرف دیگر به منظور کاهش حساسیت آلومینیوم به عوامل جوی بر روی آن یک پوشش نازک از مس قرار می‎گیرد. به این سیم‌ها، سیم های آلومینیومی با جدار مسی گفته می‎شود.

مقدار جریان عبوری و نوع کاربرد کابل‌ها، اندازه و شکل سطح مقطع هادی را مشخص می‌کنند. به منظور افزایش انعطاف کابل‌ها در هنگام نصب و حمل و نقل، بخش هادی به صورت مارپیچی دور هم تابیده می‌شوند. این ساختار به این شکل است که یک سیم در وسط قرار می‌گیرد و سایر سیم‌ها دور آن تابیده می‌شوند. در سیم‌های مقاطع کوچک، انعطاف‌پذیری بسیار مهم است به همین منظور از تعداد زیادی سیم رشته‌ای نازک استفاده می‎شود. این سیم‌ها با حفظ انعطاف‌پذیری به دور هم پیچیده می‌شوند.

کابل یک سیمه یا چند سیمه

ساختمان کابل‌ها به صورت یک سیمه و چند سیمه طراحی شده است. در کابل یک سیمه، سیم هادی به صورت مستقل عایق‌بندی شده است. در کابل‌های چند سیمه علاوه بر عایق‌بندی تمامی سیم‌ها به صورت مستقل، از یک غلاف عایق نیز استفاده شده است. تعداد سیم‌های مورد استفاده در کابل‌ها، بسته به نوع کاربرد آنها متفاوت است. در صنعت کابل‌سازی به منظور کم کردن خاصیت خازنی و افزایش استحکام کابل‌ها، آنها را به صورت مارپیچی تولید می‌کنند. این بدان معنا است که سیم‌های هادی چند رشته‌ای، به هم تا می‌خورند و به صورت مارپیچ ساخته می‌شوند.

انواع کابل از نظر تعداد رشته                                          

تعداد رشته‌های به کار رفته در هادی‌ها موجب قرارگیری آنها در دو دسته تک رشته‌ای (مفتولی) و چند رشته‌ای (افشان) شده است. هادی‌های تک رشته‌ای با حرف E و چند رشته‌ای با حرف M مشخص می‌شوند.

• سیم های مفتولی: هادی این سیم‌از جنس مس استاندارد است و برای آنها از پوشش پی وی سی استفاده می‌شود. سطح مقطع این سیم‌بین 105 تا 240 میلی‌متر مربع متغیر است و می‌تواند از ولتاژ اسمی 750/450 ولت پشتیبانی کند. اصولا برای استفاده از سیم مفتولی در داﺧﻞ ﻟﻮﻟﻪ، روی دﻳﻮار، داﺧﻞ دﻳﻮار و ﺧﺎرج از آن، از مقره استفاده می‌شود. سیم‌ مفتولی در تابلو‌های برق و تاسیسات به طور ثابت قابل استفاده است.
• سیم های نیمه افشان: ساختمان این سیم همچون سیم مفتولی قادر به پشتیبانی از ولتاژ اسمی 750/450 است. کاربردهای تعریف شده برای این سیم تفاوت چندانی با سیم مفتولی ندارد اما میزان انعطاف ‌پذیری آن بیشتر است.
• سیم های افشان: این سیم دارای ولتاژ اسمی 500/300 است. میزان انعطاف‌پذیری سیم افشان بیشتر از نیمه افشان است.

کابل ها از نظر شکل سطح مقطع هادی

هادی‌ها از نظر سطح  مقطع دارای دو شکل دایره‌ای و مثلثی هستند. برای مشخص کردن شکل سطح مقطع هادی از دو حرف اختصاری R (برای دایره) و S (برای مثلث) استفاده می‌شود. با توجه به علامت‌های اختصاری می‌توان نوع کابل را تشخیص داد. به طور مثال حرف اختصاری re نشان دهنده کابل با  هادی تک رشته و سطح مقطع گرد است. یا علامت sm نشان دهنده‌ی کابل هادی مقطع سکتور و چند رشته است.

انواع کابل برق از نظر کاربرد

کابل برق را از نظر کاربرد می‌توان در دو دسته کابل‌های مسلح و غیر مسلح قرار داد. کابل‌های مسلح کابل‌هایی هستند که نسبت به فشار، ضربه، رطوبت و …. مقاوم هستند. علت این مقاومت استفاده از نوارهای فولادی با غلاف سربی است. در نقطه مقابل کابل‌های غیر مسلح برای ساختمان‌ها طراحی شده‌اند و  فقط دارای عایق الکتریکی هستند. اطلاعات ذکر شده روی بدنه یا قرقره کابل بیانگر مشخصات آنها است.

پوسته هادی

به منظور یکنواخت کردن سطح خارجی هادی و میدان روی آن، روی بخش هادی پوسته الکتریکی قرار گرفته است. این پوسته از مواد فلزی و غیر فلزی نیمه هادی ساخته شده است و مانع از تخلیه جزئی در فواصل احتمالی بین عایق و هادی می‌شود.

عایق کابل ها

کابل‌ها اصولا در زیر زمین یا روی تجهیزات فلزی نصب می‌شوند به همین دلیل نباید بین هادی و زمین اتصال الکتریکی وجود داشته باشد. در واقع لازم است که ولتاژ بدنه‌ی عایق نسبت به زمین صفر باشد. برای ایجاد این ولتاژ صفر، روی کابل‌های هادی از عایق‌های مختلفی همچون کاغذهای آغشته به روغن مخصوص، مواد پلاستیکی و مواد پی وی سی (پروتودور) استفاده می‌شود.

استفاده از لاستیک دارای محدودیت‌هایی است زیرا این ماده در اثر نور خورشید دچار تخریب تدریجی می‌شود. از طرف دیگر قادر به جذب رطوبت است و در آتش‌سوزی مقاومت پایینی دارد.  در نقطه مقابل کاغذ آغشته به روغن یک عایق بسیار مناسب برای کابل‌های فشار قوی است. اما با توجه به هزینه‌ی بالای آن در سطح ولتاژ فشار ضعیف کاربرد چندانی ندارد.

عایق کابل

اخیرا پلاسیتک‌های جدیدی طراحی شدند که علاوه بر استحکام مکانیکی و انعطاف‌پذیری بالا نسبت به جذب رطوبت در برابر اشتعال‌پذیری نیز مقاوم هستند. بزرگترین مشکل این عایق‌ها حرارت کار پایین آنها است. به طور مثال عایق پلی وینیل کلراید که عایقی متداول در هادی‌های فشار ضعیف و متوسط است، تنها در درجه حرارت کار زیر 70 درجه سانتیگراد کارایی دارد. به همین دلیل از آنها در فشار قوی کمتر استفاده می‌شود.

با توجه به مطالب ذکر شده در ولتاژ‌های مختلف برای کابل‌ها از عایق‌‌های متفاوتی استفاده می‌شود. به طور مثال برای ولتاژهای تا حدود 750 ولت، کابل‌های تلفن و کابل‌های مدار فرمان از مواد کائوچویی مخلوط با گوگرد استفاده می‌شود. علاوه بر این استفاده از مواد ترموپلاستیک و سینتیک همچون کلرور پلی وینیل، پلی اتیلن و پلی وینیل کلراید نیز متداول است.

در سال‌های اخیر استفاده از پلی وینیل کلراید یا P.V.C به عنوان عایق بسیار متداول شده است. از اینرو لازم است که مشخصات و ویژگی‌های این ماده به خوبی معرفی شود. پلی وینیل کلراید دارای قابلیت هدایت حرارتی ۳-۱۰×۴ تا ۳ کالری بر سانتیمتر مربع و مناسب برای فشارهای 20 کیلوولت است. هرچقدر میزان ولتاژ افزایش یابد، قطر عایق نیز افزایش می‌یابد. طیف دمایی قابل تحمل توسط این عایق بین منفی 5 درجه تا 70 درجه سانتیگراد است.

در نهایت لازم به ذکر است عایق کابل نه تنها باید در برابر انتقال انرژی مقاومت داشته باشد بلکه در برابر حرارت حاصل از عبور جریان نیز از خود مقاومت نشان دهد. یعنی بتواند این حرارت را به خوبی به خارج منتقل کند و تحمل بالایی در برابر ضربه‌های حاصل از جریان برق داشته باشد.

بررسی ساختمان و اندازه های استاندارد سیم های عایق دار

فشار الکتریکی نرمان کابل‌ها به میزان ضخامت عایق دو سیم بستگی دارد. همچنین ماکزیمم جریان آن را سطح مقطع سیم تعیین می‌کند. استقامت الکتریکی کاغذ عایق توسط ضخامت آن تعیین می‌شود به همین دلیل این ضخامت در اطراف سیم بیشتر است. میزان فشار الکتریکی و مقطع سیم، مقدار جریان مجاز سیم را تعیین می‌کنند. به همین دلیل در هنگام افزایش ولتاژ سطح مقطع کابل نیز افزایش می‌یابد.

مواد روغنی موجود در عایق کابل‌ها

مواد روغنی به دو صورت در کابل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در اولین نوع ، از عایق کاغذ روغنی استفاده می‌شود. روغن موجود روی این کاغذها موجب تسهیل عملیات انتقال حرارت از سیم هادی به سطح کابل می‌شود. در نوع دیگر، روغن تحت فشار در حال جریان است. این کابل‌ها تا ولتاژ 63 کیلوولت کارایی دارند.

پوسته عایق کابل

بر روی عایق یک پوسته الکتریکی از مواد فلزی و غیر فلزی نیمه‌هادی قرار گرفته است. این پوسته میدان الکتریکی هادی را محدود می‌کند و از این طریق نه تنها مانع تخلیه جزئی می‌شود بلکه از نشت جریان بین هادی‌ها و سایر لایه‌ها نیز جلوگیری می‌کند.

پوشش داخلی کابل

یک کابل شامل چند هادی است که باید در یک پوشش محافظ قرار گیرند. پوشش داخلی کابل یک پوشش غیر فلزی است که هادی‌ها به علاوه پر کننده را در برمی‌گیرد. از این پوشش روی پوشش محافظ استفاده می‌شود.

زره کابل

به منظور محافظت از کابل در مقابل اثرات مکانیکی خارجی از پوششی تحت عنوان زره استفاده می‌شود. این پوشش از نوار یا سیم‌های فلزی تشکیل شده است.

شیلد یا پوسته غیر مغناطیسی

به منظور محدود کردن میدان الکتریکی درون کابل و همچنین محافظت از آن در برابر اثرات الکتریکی خارجی از یک لایه فلزی زمینی شده تحت عنوان شیلد استفاده می‌شود. استفاده از شیلد همیشه الزامی نیست زیرا غلاف فلزی و زره نیز می‌توانند نقش آن را ایفا کنند.

پوشش بیرونی

به منظور حفاظت از کابل در برابر عوامل خارجی روی پوشش فلزی آن یک پوشش غیر فلزی قرار می‌گیرد که به آن پوشش بیرونی گفته می‌شود.

غلاف کابل

روی برخی از کابل‌ها از یک لایه خارجی تحت عنوان “غلاف کابل” یا “زره” استفاده می‌شود که مانع از نفوذ رطوبت می‌شود. همچنین از آن در برابر نیرو و فشارهای مکانیکی محافظت می‌کند.

کابل با روکش فلزی

برای محافظت از کابل‌ها از  غلاف استفاده می‌شود که عموما جنس آن از سرب یا آلومینیوم است. پوشش‌های سربی راحت‌تر از آلومینیومی اعمال می‌شوند زیرا درجه حرارت آنها پایین‌تر است. همچنین میزان خمش پذیری کابل‌های آلومینیومی به مراتب کمتر از کابل‌های سربی است. در این بین نباید از وزن پایین آلومینیوم در مقایسه با سرب غافل شد. به جای سرب می‌توان از نوارهای فولادی با ضخامت 30/0 تا 4/0 میلیمتر استفاده کرد. این نوارهای که تحت عنوان نوار فولادینیز هم شناخته می‌شوند به صورت لوله روی عایق کابل پیچانده می‌شوند. قطر داخلی این لوله بزرگتر از قطر خارجی عایق کابل است. در نهایت این نوارهای فولادی به وسیله جوش الکتریکی به یکدیگر وصل می‌شوند. با ایجاد شیار مارپیچی روی این نوار فولادی می‌توان یک لوله خرطومی شکل که قابلیت خمش دارد را تولید کرد.

روکش‌های فلزی باید در برابر زنگ زدگی و اکسید شدن محافظت شوند. ایجاد این لایه حفاظتی برای غلاف‌های فولادی و آلومینیومی الزامی است اما زمانی برای پوشش‌های سربی استفاده می‌شود که آنها در داخل ساختمان، لوله یا کانال بتی قرار دارند.

اثرات شیمیایی هوا نیز می‌تواند منجر به تخریب پوشش روی کابل شود. به همین دلیل برای کابل‌های سربی از یک پارچه با کنف آسفالته استفاده می‌شود. این پوشش به صورت یک روپوش در ضخامت‌های مختلف روی سرب پیچانده می‌شود. برای محافظت از کابل در برابر فشارهای مکانیکی و ضربه بهتر است روپوش پارچه ای آسفالته، قیراندود شود.

کابل‌های رودخانه و معادن تحت کشش بسیار زیادی قرار دارند به همین دلیل از یک حفاظ فلزی از سیم های گرد، تخت یا پروفیل استفاده می‌شود. این حفاظ می‌تواند کابل را در برابر خطرات داخلی و خارجی محافظت کند.

استفاده از پارچه آسفالته، نوارهای کنفی، لاستیک یا مواد عایق مصنوعی برای محافظت از کابل‌های با روپوش آلومنیومی در برابر اکسیداسیون الزامی است. در نهایت برای افزایش مقاومت سطح خارجی به ساییدگی با پیستوله‌های مخصوص، عایق پلاستیکی روی غلاف سربی و آلومینیومی پاشیده می‌شود.

کابل کمربندی

کابل‌های کمربندی دارای غلاف سربی مشترک در تمام رشته‌های سیم کابل هستند. کاربرد این کابل‌ها تنها تا فشار 20 کیلوولت تعریف شده است. در ساختار آنها از سه یا چهار رشته سیم عایق به هم تابیده و روی آنها از یک نوار کاغذی استفاده شده است. سیم‌های فاز آن نیز یا به صورت سکتور یا مقطع دایره‌ای ساخته می‌شود. از این کابل‌ها برای تغذیه برق شهری با فشار ۲۲۰/۳۸۰ ولت نیز می‌توان استفاده کرد..

در صنعت برای فشارهای بالا اصولا از کابل تک سیمه که دارای غلاف سربی مخصوص است، استفاده می‌شود. حسن این کابل‌ها، کاربرد آسان آنها در مقایسه با کابل‌های کمربندی است. از طرف دیگر استعداد باردهی کابل‌های سه غلافه به مراتب بیشتر از کابل‌های کمربندی است.

انواع کابل های انتقال انرژی

کابل‌های انتقال انرژی از نظر عایق‌بندی به 3 دسته زیر تقسیم‌ می‌شود:

1-کابل های فشار ضعیف

منظور از ولتاژ فشار ضعیف، ولتاژ 230 ولت برای تک فاز و 400 ولت برای سه فاز است. سیم‌های مورد استفاده در ولتاژ فشار پایین ساختار ساده‌ای دارند. هادی آنها مجموعه رشته‌های درهم تنیده است که روی آن عایق پی وی سی قرار گرفته است. سطح مقطع آنها به‌گونه‌ای طراحی شده است که بدون افزایش حرارت جریان از حد مجاز خارج نشود. از طرف دیگر ضخامت بخش عایق استحکام مکانیکی کافی و قابلیت تحمل ولتاژ را دارد.

در ساختار این کابل از تعداد رشته‌های هادی متغیر (بین 2 تا 5 رشته) استفاده می‌شود. از طرف دیگر جنس روکش‌های نیز متفاوت است. اصولا از این کابل‌ها در مصارف روشنایی و برق‌کشی ساختمان استفاده می‌شود زیرا برای فشارهای ضعیف طراحی شده‌اند. در این مدل از کابل، سیم خاکستری روشن نشان دهنده سیم صفر و رنگ قرمز نشان دهنده سیم محافظ است.

جنس هادی مورد استفاده در این کابل مس با درصد خلوص 5/99 یا آلومینیوم است. این هادی به صورت افشان، نیمه افشان، گرد تک لا، نیمه افشان سکتور؛ نصب ثابت و … به بازار عرضه شده است. به منظور افزایش انعطاف‌پذیری و دوام هادی‌های کابل‌های فشار ضعیف،آنها به هم تابیده شده‌اند. کابل‌های فشار ضعیف مسلح، نسوز، مقاوم در برابر هیدروکربن‌ها، کم دود و… در بازار یافت می‌شود که می‌توان برای مصارف ویژه از هر کدام از انها استفاده کرد. پوشش عایق کابل‌‌های فشار ضعیف از جنس PVC و گاها از جنس XLPE است. برای افزایش قابلیت خم شدگی این کابل، از فیلرهای مناسبی استفاده می‌شود.

2– کابل های فشار متوسط

کابل‌های فشار متوسط از بخش‌های مختلفی همچون هادی، اسکرین هادی، عایق، اسکرین عایق، شیلد و شیت یا غلاف بیرونی تشکیل شده است که هر کدام وظایف مخصوص به خود را بر عهده دارند. هادی به کار رفته در این کابل از جنس مس آنیل شده یا آلومینیم است که به دو صورت هادی چند جزئی و هادی‌ به هم تابیده شده منظم و فشرده به بازار عرضه شده‌اند. عایق مورد استفاده در این محصول اصولا از جنس XLPE   است که کیفیت و مقاومت بالایی در برابر گرما و رطوبت دارد. در شرایط اتصال کوتاه این عایق قادر است که در شرایط عادی دمای بیشتر از 90 درجه و در حالت اضطراری دمای 130 درجه را در اتصالات کوتاه تحمل کند.  بر روی عایق از اسکرین عایق که یک ترکیب نیمه رسانای اکسترود شده است استفاده می‌شود. در ولتاژهای بالاتر از ده ولت، یک شیلد فلزی برای خنثی کردن میدان الکتریکی تعبیه شده است که جریان شارژ خازنی را بازگشت می‌دهد و به هدایت جریان خطای زمین نیز می‌پردازد. به منظور حفاظت از کابل در برابر آسیب‌های خارجی از یک شیت یا غلاف بیرونی نیز استفاده شده است.

از کابل فشار متوسط در خطوط زمینی توزیع برق، برقراری ارتباط میان ژنراتور و ترانسفورماتور افزاینده در نیروگاه‌ها، خطوط اختصاصی تأمین برق صنایع و کارخانه‌های بزرگ و ارتباط میان ترانسفورماتور و سوئیچ گیر در پست‌های فوق توزیع و انتقال استفاده می‌شود.

کابل فشار متوسط در سه نوع معمولی، مسلح و مسلح سربی در بازار یافت می‌شود. کابل فشار متوسط مسلح در برابر آسیب‌های فیزیکی مقاوم است. کابل فشار متوسط سربی در برابر هیدروکربن‌ها، آلاینده‌ها، مواد خورنده پایدار و نفوذ آب به صورت شعاعی مقاوم است. کابل مسلح سربی نیز از محاسن دو کابل ذکر شده برخوردار است.

3– کابل های فشار قوی

کابل فشار قوی یکی دیگر از محصولات کاربردی برای انتقال جریان برق است که برای ولتاژی‌های بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کابل متشکل از یک هسته فولادی است که توسط رشته آلومینیومی احاطه شده است. استفاده از این هسته و رسانای آلومینیومی موجب افزایش انعطاف‌ و شکل‌پذیری این کابل‌ها شده است. این ویژگی از آسیب دیدگی کابل‌ها در اثر ضربه و فشار جلوگیری می‌کند. عایق مورد استفاده در این کابل‌ها از جنس XLPE یا PVC است. اطراف بخش هادی یک لایه نیمه هادی استفاده شده است که وظیفه دارد میدان اطراف هسته را یکنواخت کند.

در ساختار کابل فشار قوی از کاغذ گرافیتی نیز استفاده می‌شود. این کاغذ مقاومت کابل را در فشارهای بالا افزایش می‌دهد. مهمترین لایه حفاظتی کابل‌های فاز قوی، شیلد آنها است. از طرف دیگر غلاف مورد استفاده در این کابل‌ها بسیار باکیفیت است. خارجی‌ترین بخش کابل معمولا از جنس پی وی سی است و با رنگ‌های قرمز و مشکی عرضه می‌شود.

کابل‌های فشار قوی انواع مختلفی دارند که در ادامه به مهمترین آنها اشاره می‌شود:

• کابل فشار قوی معمولی: این مدل از کابل فشار قوی برای جابجایی انرژی الکتریکی در سیستم‌های با ولتاژ نامی بیشتر از ۳۰ کیلو ولت مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای انتقال برق از نیروگاه‌های برقی یا شبکه‌های توزیع اولیه نیز از این کابل استفاده می‌شود. ساختار این کابل بسیار ساده است به همین دلیل قیمت تمام شده آن پایین است.
• کابل فشار قوی زره دار: از این مدل کابل ‌فشار قوی می‌توان برای جابجایی انرژی الکتریکی در سیستم‌های با ولتاژ نامی بیشتر از 30 کیلو ولت استفاده کرد. زره به کار رفته در ساختار این کابل منجر به افزایش مقاومت آن در برابر نیروهای مکانیکی خارجی شده است.

کابل فشار قوی سربدار و زره دار: از این کابل نیز برای انتقال انرژی الکتریکی در سیستم هایی با ولتاژ نامی بالاتر از ۳۰ کیلو ولت استفاده می‌شود. استفاده از زره مقاومت مکانیکی کابل‌ها را افزایش می‌دهد، اما سربدار بودن آن نشان دهنده مقاومت بالای آن در برابر مواد خورنده و شیمیایی است. به همین دلیل از این کابل می‌توان در محیط‌های حاوی هیدوکرین‌ها و سایر مواد حلال استفاده کرد.

انواع سیم و کابل ساختمانی

منظور از سیم‌کشی مسکونی سیمی است که از تیر برق تا وسایل و لوازم خانه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیم و کابل‌ها را می‌توان در 5 دسته اصلی قرار داد.

1-کابل افت خدمات

این خط برق هوایی به کابل واقع شده در بین حدفاصل تیر برق تا خانه اطلاق می‌شود و دارای انواع مختلفی به شرح زیر است:

• کابل دوپلکس: این کابل افت خدمات دارای یک هادی دو هسته‌ای است. این بدان معناست که در خط فاز دو هادی دارد که یکی از آنها عایق بندی شده است. یک هادی لخت نیز برای فاز نول در نظر گرفته شده است. این کابل در ساختمان وظیفه‌ی تامین برق تک فاز را بر عهده دارد.
• کابل تریپلکس: این کابل یک هادی سه هسته‌ای است که در بخش فاز دارای دو رسانای عایق بندی شده و در بخش نول یک هادی لخت است.
• کابل کوادروپلکس: کابل افت خدمات کوادروپلکس یک هادی چهار هسته‌ای متشکل از چهار هادی است. سه تا از هسته‌های مذکور عایق‌بندی شده است که برای خطوط فاز مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از دیگر از آنها یک سیم رسانای لخت است که برای فاز نول مورد استفاده قرار می‌گیرد. اصولا این کابل، برق سه فاز از تیر برق تا ساختمان را تامین می‌کند.

2-سیم‌های فیدر اصلی

این کابل، برق را از تیر به سقف یا داخل ساختمان منتقل می‌کند. این کابل‌ها 600 ولت و دارای عایق نایلونی ترموپلاستیک و مقاوم به حرارت بالا (THHN ) هستند. جریان نامی سیم‌های مفتولی رشته‌ای باید 25 درصد بیشتر از حداکثر بار مورد نیاز باشد.

3-سیم‌های تابلو برق

این سیم‌ها برق را در جعبه تقسیم اصلی توزیع می‌کنند و معمولا از نوع کابل‌های THHN با عایق سیاه هستند.  جریان نامی آنها ۲۵ درصد بیشتر از حداکثر جریان بار است.

4-سیم‌های با غلاف غیرفلزی

برای سیم‌کشی‌های داخلی از سیم‌های غیرفلزی یا غلاف‌دار استفاده می‌شود. ساختار این سیم‌ها متشکل از دو یا بیش از دو هادی عایق‌بندی شده به علاوه‌ی یک هادی زمین عایق و لخت است. بر روی این ساختار از یک پوشش پلاستیکی XLPE استفاده شده است که نقش محافظ را برعهده دارد. در تاسیسات برقی استفاده از نسخه NM نوع B متداول است. هادی به کار رفته در آن، سیم مفتولی یا رشته‌ای است و انتقال هادی آنها از طریق محمل لوله‌ای ساده‌ صورت می‌گیرد.

5-سیم تک‌هادی

سیم تک هادی در اندازه و رنگ‌های مختلف به بازار عرضه شده است به همین دلیل بیشترین کاربرد را در سیستم الکتریکی داخل خانه دارد. اصولا اتصالات حاصل از سیم مفتولی بهتر از سیم رشته‌ای است؛ اما انتقال راحت‌تر سیم‌های رشته‌ای از مجرای مربوط به انتقال، استفاده از آن را متداول‌تر کرده است. به منظور عایق بندی سیم‌های رشته‌ای و مفتولی از عایق‌های  THW و THHN استفاده می‌شود.

انواع کابل‌ها بر حسب نوع کاربرد

کابل ارتباطی

این کابل‌ها وظیفه‌ی انتقال سیگنال‌ها را برعهده دارند و برای ارتباطات مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سیم‌ها به طور کلی دارای تقسیم‌بندی‌هایی به شرح زیر هستند:

1-کابل کواکسیال

این کابل‌ها که با عناوین دیگری همچون کابل کواکس یا هم محور نیز شناخته می‌شوند، از چهار لایه ساخته شده‌اند. شکل قرارگیری این لایه‌ها کواکسیال یا یک محور یا مرکز مشترک است. قسمت مرکزی این کابل یک هادی پوشانده شده در عایق پلاستیکی است. لایه مذکور توسط یک محافظ یا شیلد احاطه شده است. روی محافظ نیز عایق پلاستیکی قرار گرفته است. از این کابل برای انتقال فرکانس‌های بالا استفاده می‌شود به همین دلیل به منظور ممانعت از تداخل نویز‌ها، در ساختار آن از یک سپر یا محافظ فلزی استفاده شده است. توزیع سیگنال‌های تلویزیون، انتقال سیگنال بین آنتن‌ها، انتقال سیگنال فرستنده و گیرنده از جمله وظایف این کابل است. این کابل نیز دارای انواع مختلفی به شرح زیر است:

• کابل کواکسیال هاردلاین یا هلیاکس : این مدل از کابل کواکسیال دارای ضخامت بالایی است. سیم هادی مسی در مرکز آن قرار دارد و بر روی آن یک لایه محافظ از لوله‌های مسی یا نقره قرار گرفته است. از این کابل برای انتقال فرکانس‌های بالا استفاده می‌شود به طوری که می‌تواند صدها کانال را به یک فرستنده زمینی یا آنتن هوایی منتقل کند.
• کابل کواکسیال تشعشعی یا نشتی: طراحی محافظ این کابل به‌گونه‌ای است که آن را قادر به تابش امواج RF می‌کند. در محافظ مذکور شیارهایی ایجاد شده است که تعیین کننده طول موج RF است و شرایطی را برای ایجاد نشتی دوطرفه بین فرستنده و گیرنده ایجاد می‌کند. در مکان‌هایی که آنتن‌دهی ضعیفی دارند مانند تونل زیر زمینی، آسانسور و… از این کابل استفاده می‌شود.
• کابل کواکسیال RG-6: متداول‌ترین نوع کابل کواکسیال، کابل کواکسیال RG-6 است. از این کابل برای انتقال سیگنال در مکان‌های مسکونی و تجاری استفاده می‌شود. ساختار این سیم متشکل از یک سیم مسی جامد با عایق پلاستیکی است. روی این ساختار از یک فویل آلومینیومی استفاده شده است. همچنین به منظور افزایش مقاومت در برابر تداخلات، از یک محافظ بافته شده نیز استفاده شده است. این کابل برای انتقال سیگنال‌های صوتی و تصویری در تلویزیون کابلی، سیگنال تلویزیون ماهواره‌ای و رادیو و غیره استفاده می‌شود.
• کابل تریاکسیال یا تریاکس: روی محافظ این کابل، از یک لایه عایق و محافظ استفاده شده است. هدف از ایجاد دومین سپر، محافظت بیش از پیش در برابر تداخل الکترومغناطیسی زمین است.
• کابل تویناکسیال یا تویناکس: این کابل از نظر ساختار مشابه کابل کواکسیال RG-6 است با این تفاوت که در آن به جای یک هادی داخلی از دو هادی استفاده شده است. در واقع دو هادی داخلی بعد از عایق بندی توسط یک محافظ به هم تابیده شده‌اند. از این کابل برای ارتباط سیگنال با برد کوتاه و سرعت بالا در شبکه‌های اترنت ۱۰ گیگابایتی استفاده می‌شود.
• کابل کواکسیال نیمه‌صلب: این کابل از یک هادی داخلی و یک غلاف خارجی از مس سخت تشکیل شده است. این ساختار در برابر تداخلات مقاومت بالایی دارند. علت این مقاومت ساختار لوله‌ای مانند محافظ است. از معایب این کابل عدم انعطاف‌پذیری آن است بنابراین بعد از فرمدهی اولیه نمی‌توان تغییر شکلی در آن ایجاد کرد.
• کابل کواکسیال صلب: در این کابل از دو لوله محافظ متحدالمرکز استفاده شده است. به همین دلیل می‌توان آن را نمونه اصلاح شده کابل نیمه صلب دانست زیرا قدرت حفاظتی بالایی در برابر سیگنال‌های توان بالا دارد. برای افزایش خاصیت خم‌پذیری این کابل‌ها از زانو اتصالات استفاده شده است. این کابل سیگنال‌های توان بالا را بین اجزای فرکانسی رادیویی فرستنده و آنتن انتقال می‌دهد.

2-کابل زوج به هم تابیده

کابل زوج به هم تابیده در واقع دو سیم عایق به هم‌تابیده است که به یک جفت سیم به هم تابیده واحد تبدیل شده است. این پیچاندن منجر به کاهش تداخل الکترومغناطیسی یا نویزها می‌شود. استفاده این کابل‌ها به شبکه اترنت و ارتباطات تلفنی محدود می‌شود. میزان محافظت ایجاد شده در برابر نویز در این کابل‌ها متفاوت و به شرح زیر است.

• کابل زوج به هم تابیده بدون محافظ (UTP): در ساختار این کابل از هیچ محافظ اضافی استفاده نشده است و نویز تنها توسط زوج‌های به هم پیچ خورده کاهش می‌یابد. باید پذیرفت صرفا پیچ خوردگی سیم‌ها نمی‌تواند مانع از کاهش اثرات منفی نویزها شود. انواع مختلفی از کابل‌های UTP وجود دارد که در ساختمان‌های مسکونی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• کابل زوج به هم تابیده دارای محافظ(STP): در ساختار این کابل‌ها از یک فویل ورقی اضافی استفاده شده است که میزان مقاومت آنها را در برابر تداخل‌های الکترومغناطیسی افزایش می‌دهد. اصولا از این کابل‌ها در کاربردهای سطح بالا که تحت تاثیر تداخلات خارجی قرار دارند، استفاده می‌شود.

3-کابل فیبر نوری

کابل فیبر نوری از رشته‌های شیشه‌ای، شفاف و انعطاف‌پذیر ساخته شده است. شیوه‌ی انتقال داده‌ها در این کابل به صورت نور است. ضخامت رشته‌های کابل مذکور بسیار کم و شاید برابر با موی انسان باشد. هر کدام از این رشته‌ها را یک عایق پلاستیکی پوشانده است. در نهایت همه‌ی آنها را یک لایه محافظ خارجی در بر گرفته است. با استفاده از این لایه‌های حفاظتی، کابل‌های فیبر نوری در برابر تداخلات محافظت می‌شوند. کابل فیبر نوری دارای دو تقسیم‌بندی اصلی به شرح زیر است:

• کابل فیبر نوری تک‌حالته: این کابل از یک رشته فیبر بسیار نازک ساخته شده است به همین دلیل تنها یک موج نوری در آن اجازه انتشار دارد. عبور تنها یک حالت از نور منجر به کاهش تعداد بازتاب نور و میرایی سیگنال‌ها شده است. از محاسن این کابل انتقال سریع در فاصله طولانی با حداقل میرایی است. در این بین نباید از هزینه زیاد آن غافل شد.
• کابل فیبر نوری چند حالته: الیاف به کار رفته در این کابل به نسبت ضخیم‌تر هستند به همین دلیل بیش از یک موج نوری از آن عبور می‌کند. حسن این کابل انتقال حجم بیشتری از داده است، اما بازتاب نور ناشی از امواج زیاد در فواصل طولانی منجر به تضعیف و اعوجاج سیگنال‌های انتهایی می‌شود. از این رو این کابل‌ها برای فواصل کوتاه همچون LAN، سیستم‌های امنیتی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.

4-کابل دفن مستقیم یا خاکی

کاربردهای متصور شده برای کابل دفن مستقیم یا خاکی (DBC )ارتباطات و انتقال توان است. طراحی آن به گونه‌ای است که برای دفن شدن در زمین بی‌نیاز از عایق اضافه، غلاف و لوله کشی است. ساختار این کابل متشکل از چندین لایه محافظ همچون عایق پلاستیکی، لایه ضد آب، ژل ضربه‌گیر و … است. این لایه‌ها کابل را در برابر گرما، رطوبت و عوامل زیرزمینی محافظت می‌کنند.

5-کابل با غلاف غیرفلزی

کابل غلاف غیرفلزی که با کلمات اختصاری NM یا NM-B نیز شناخته می‌شوند در غلاف خارجی خود دارای یک لایه پلاستیکی هستند که وظیفه‌ی محافظت از هادی‌های داخلی را برعهده دارند. این کابل‌ها برای سیم‌کشی‌های برق مسکونی استفاده ‌می‌شوند. بر اساس تعداد هادی‌های استفاده شده می‌توان کابل‌های غلاف‌دار NM را در دو دسته زیر قرار داد.

 

• کابل غلاف‌ NM دو سیمه: این کابل از سه هادی تشکیل شده است که دو هادی آن به صورت جداگانه عایق‌بندی شده است. همچنین دارای یک هادی لخت است که به زمین متصل شده است. این کابل در مقادیر نامی مختلفی ارائه شده است.
• کابل غلاف‌ NM سه سیمه: این کابل از سه سیم عایق‌بندی شده و سیم زمین لخت تشکیل شده است. از این کابل برای کاربردهای سه فاز استفاده می‌شود به همین دلیل به منظور تشخیص هادی هر فاز، از رنگ‌های مختلفی استفاده شده است. این سیم‌ها به دو صورت مفتولی و رشته‌ای به بازار عرضه شده ‌اند. هادی مفتولی قادر است اتصالات بهتری را برای ترمینال‌ها ایجاد کنند. اما به سختی می‌توان آنها را در لوله یا سایر مجراها جایگذاری کرد. این در حالی است که انعطاف‍ پذیری هادی‌های رشته‌ای بیشتر است به همین دلیل به راحتی در مسیر نصب قرار می‌گیرند. کابل‌های NM که به صورت اختصاصی برای سیم‌کشی داخلی ساختمان تولید شده‌اند، با علامت NM-B مشخص شده‌اند. این کابل‌ها برای سیم‌کشی کف و داخل ساختمان مورد استفاده قرار می‎‌گیرند. لازم به ذکر است از این کابل‌ها نمی‌توان در محیط‌های خارجی و مرطوب استفاده کرد.

6-کابل غلاف فلزی

کابل غلاف فلزی در واقع نوعی کابل برق زرهی است که در ساختار آن روی هادی‌ها یک محافظ فلزی عایق‌بندی شده است. هر کدام از سیم‌های هادی به صورت اختصاصی دارای یک لایه پلاستیکی عایق هستند. استفاده از غلاف فلزی به منظور ایجاد یک لایه محافظتی بیشتر تعبیه شده است. غلاف فلزی می‌تواند یک هادی یا همه‌ی آنها را محصور کرده باشد و اصولا به صورت بافته، تاب خورده یا لوله جامد است. این کابل‌ دارای انواع مختلفی است که در ادامه به آنها پرداخته می‌شود.

• کابل زرهی AC: در این کابل از یک لایه فلزی محافظ به صورت تاب خورده یا بافته شده استفاده شده است. معمولا جنس این لایه فولادی (بافته شده از سیم، سیم فولادی یا نوار فولادی ) است و مستقیما روی هادی قرار دارد. غلاف خارجی نیز پلاستیکی است. لایه فلزی، کابل را در برابر آسیب‌های خارجی محافظت می‌کند. همچنین انتخاب بهتری برای اتصال به زمین است. از این کابل‌ها نمی‌توان در مکان‌های مرطوب مانند زیرزمین استفاده کرد. یکی از متداول‌ترین کابل زرهی سیم فولادی، SWA است که برای انتقال نیرو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• کابل فلزی MC: غلاف فلزی MC بر خلاف AC قادر نیست به زمین متصل شود. به منظور ایجاد اتصال به زمین در ساختار این سیم از یک سیم عایق سبک استفاده شده است. اگر غلاف بیرونی این کابل از جنس پی وی سی باشد، به طور مستقیم می‌توان آن را در زمین دفن کرد. یعنی این پوشش آنها را برای استفاده در محیط‌های مرطوب مناسب می‌کند.

کابل‌های غلاف فلزی دارای دو مشکل اساسی هستند. 1- قیمت بالایی دارند و 2- به سختی می‌توان آنها را در محمل قرار داد. برش این کابل در مقایسه با NM به ابزار خاصی نیازمند است. به همین دلیل در بیشتر مواقع از آن برای وسایل بزرگ یا در محیط‌های خارجی استفاده می‌شود.

کابل چند هادی یا چند هسته‌ای

در ساختار این کابل از چند هادی استفاده شده است که هر کدام از آنها در غلاف‌های جدگانه‌ای عایق‌بندی شده‌اند. در نهایت این هادی‌ها در یک کابل پوشش‌دار قرار گرفته‌اند. مهمترین حسن این کابل‌ها کاهش شلوغی و صرفه‌جویی در زمان است. در واقع به جای استفاده از 10 یا 20 سیم می‌توان از یک سیم استفاده کرد. همچنین اتصال تک تک آنها آسان و راحت است.

همانگونه که گفته شد، هادی‌ها به صورت جداگانه یک غلاف عایق دارند که در یک محفظه مشترک قرار گرفته‌اند. جنس این محفظه مشترک نیز از مواد عایقی است. در برخی از اوقات برای افزایش مقاومت کابل در برابر تداخل الکترومغناطیسی از یک لایه آلومینیوم یا یک لایه زرهی اضافی نیز استفاده شده است. این کابل‌ها به یک رابط چند پینه متصل شده‌اند. هسته‌ها در این کابل تعداد اتصالات مفید را مشخص می‌کنند. کابل‌هایی که دارای دو یا بیشتر از دو هادی جداگانه سه فاز هستند را کابل‌ها چند هسته‌ای می‌گویند به همین دلیل یک کابل سه فاز نمی‌تواند در این تقسیم‌بندی جایی داشته باشد. برای ملموس شدن بیشتر بهتر است یک میکسر صوتی را متصور شوید که از چندین کابل ورودی میکروفون‌ها تشکیل شده است. این کابل‌ها یک کابل چند هسته‌ای را تشکیل می‌دهند که می‌توان هر کابل را به محل خود متصل کرد.

از کابل چند هسته‌ای برای انتقال داده، انتقال سیگنال صوتی به میکسر صوتی، ارسال سیگنال صوتی و تصویری در کنسول‌های بازی، ارسال سیگنال دوربین به CCU در استودیوهای تلویزیونی، ارسال سیگنال صوتی و تصویری از دوربین با استفاده از یک کابل و در شبکه‌بندی استفاده می‌شود.

کابل زوج

کابل زوج یکی دیگر از انواع کابل‌های الکتریکی است که در آن یک جفت هادی وجود دارد که توسط یک غلاف عایقی احاطه شده است. بیشترین کاربرد این کابل‌ها در DC و AC فرکانس پایین است.

کابل نرم

این کابل برق دارای انعطاف‌پذیری بالایی است  به همین دلیل به آن نرم می‌گویند. به منظور تامین منبع تغذیه AC موقت، در دو سر این کابل کانکتور قرار داده شده است. بیشترین کاربرد کابل نرم در منبع تغذیه تأمین برق تجهیزات، ماشین‌آلات و دستگاه‌های قابل حمل است. نوع عایق استفاده شده برای هادی این کابل، کاربرد نهایی و محیط استفاده آن را مشخص می‌کند. مقدار نامی کابل نیز توسط اندازه هادی سیم مشخص می‌شود.

کابل نواری

این کابل دارای سیم‌های عایق‌بندی شده با مقدار نامی کم است. این سیم‌ها به صورت موازی و به شکل تخت قرار گرفته‌اند. به همین دلیل به قطعه روبان یا نوار شباهت دارند. انعطاف‌پذیری این کابل‌ها بالا است. همچنین آنها قادر به تحمل ولتاژهای پایین هستند. از این کابل می‌توان در دستگاه‌های الکترونیکی یا در رایانه‌ها برای اتصال دستگاه‌های جانبی داخلی استفاده کرد. شکل ظاهری این کابل‌ها موجب مسدود شدن جریان هوا در داخل کامپیوتر می‌شود. این امر اثر منفی بر سیستم‌های خنک کننده دارد. امروزه تاکید بر استفاده از کابل‌های گرد به جای نواری در داخل کامپیوترها است.

کابل دارای محافظ

اگر بخش‌های هادی کابل توسط یک لایه فلزی اضافه‌ی که به آن شیلد نیز گفته می‌شود در برگرفته شده باشد به آن کابل اسکرین‌دار یا الکتریکی گفته می‌شود. این لایه محافظ ممکن است از جنس آلومینیوم بافته شده، مس، فویل، نوار مارپیچی، یک لایه جامد یا سایر فلزات رسانا باشد. استفاده از این کابل از ورود نویز الکتریکی یا تداخل الکترو مغناطیسی سایر منابع الکتریکی جلوگیری می‌کند. استفاده از لایه محافظ در کابل برق مانع از شکست عایق در اثر تخلیه کرونا می‌شود. همچنین از شوک الکتریکی زمین نیز جلوگیری می‌کند.

سیم تک‌هادی

سیم تک هادی همان سیم رسانای عایق بندی شده است که عموم مردم در مصارف روزانه خود از آن استفاده می‌کنند و آن را با این نام می‌شناسند. از سیم تک هادی برای سیم‌کشی ساختمان و خانه‌های مسکونی استفاده می‌شود. به منظور شناسایی راحت فاز و زمین، این سیم دارای تنوع رنگی بسیار زیادی است. به طور کلی سیم تک‌ هادی در دو دسته زیر قرار می‌گیرد.

• سیم رشته‌ای: هادی سیم رشته‌ای مجموعه‌ای از چند رشته نازک است. این سیم انعطاف‌پذیری بالایی دارد و همین امر آن را به انتخاب مناسبی برای مکان‌هایی که سیم‌ها باید خم شوند یا پیچ بخورند تبدیل کرده است. از طرف دیگر این انعطاف‌پذیری عبور آنها را از درون لوله‌ها آسانتر کرده است. موارد ذکر شده باعث کاربرد و استفاده گسترده این سیم شده است و بسیاری آن را به سیم مفتولی ترجیح می‌دهند.
• سیم مفتولی: این سیم متشکل از هسته جامد منفرد و عایق پلاستیکی است. این سیم در مقایسه با سیم رشته‌ای اتصال بهتری را ایجاد می‌کند؛ اما سختی آن موجب شده است که روند پیچاندن یا خم کردن آن دشوار باشد. خم کردن چند باره این سیم موجب آسیب دیدگی بخش هادی آن می‌شود به همین دلیل از آن در مکان‌هایی که سیم کمترین میزان خمیدگی را دارد، استفاده می‌کنند.

کابل زیر دریایی

این نوع از کابل‌های الکتریکی برای محیط‍‌ های مایع و شناور طراحی شده است. با توجه به اینکه قرارگیری کابل در این محیط چالش‌های فراوانی را به همراه دارد، برای این کابل‌ها از عایق‌های بسیار مقاومی استفاده می‌شود. از طرف دیگر از این کابل می‌توان به عنوان کابل دفن مستقیم نیز استفاده کرد.

به منظور پاسخگویی به نیازها و کاربردهای مختلف، این کابل به صورت تک هادی، چند هادی، چند هادی با ساختار مسطح، چند هادی با ساختار گرد عرضه شده است. همچنین به منظور تشخیص و شناسایی اتصالات فاز، زمین و سیم‌های کنترلی از کدگذاری‌های مختلف استفاده شده است. این کدها در انتهای بخش هادی ذکر شده‌اند. لازم به ذکر است از این کابل باید در مکان‌هایی که از نظر فیزیکی محدود و غیر قابل دسترس هستند، استفاده شود. به طور مثال می‌توان برای تأمین برق موتورهای زیر آب و پمپ‌های زیر آب از این کابل استفاده کرد.

کابل سربی دوقلو

کابل سربی دوقلو یک کابل تخت با دو هادی است. این کابل برای انتقال سیگنال فرکانس رادیویی در خط‌های متعادل کارایی دارد. هادی‌های موجود در این سیم توسط یک لایه پلاستیک از هم جدا شده‌اند. این لایه پلاستیکی در فاصله یکنواختی در بین هادی‌ها قرار گرفته است. باید به برابر بودن فاصله‌ها توجه ویژه‌ای کرد زیرا مانع از اعوجاج سیگنال‌ها می‌شود. هادی‌های مورد استفاده در کابل سربی دوقلو رشته‌ای هستند و توسط مواد پلاستیک عایق‌بندی شده‌اند.

در هنگام نصب این کابل باید به تداخل نویز خارجی و تغییرات جوی و اثر آن بر این کابل توجه داشت. در مقام مقایسه کابل کواکسیال در برابر نویزها سد حفاظتی بهتری ایجاد می‌کنند اما اتلاف توان این کابل کمتر است. همین امر موجب شده است برق کاران استفاده از این کابل را ترجیح دهند. این کابل در مشخصه‌های متفاوتی همچون 75، 300، 450 و 600 اهم به بازار عرضه شده‌اند که نوع 300 اهم آن برای تلویزیون مورد استفاده قرار می‌گیرد و کاربرد گسترده‌تری دارد.

• کابل خط نردبانی : در شرایط مرطوب مانند هنگام بارندگی و … قطرات آب در بخش فوقانی پلاستیکی که در بین هادی‌ها واقع شده است، جمع می‌شود. این امر تداخل سیگنال‌ها را در پی خواهد داشت. برای ممانعت از بروز این مشکل در بین لایه پلاستیکی یک پنجره شکاف مانند ایجاد شده است که به آن ظاهری نردبانی شکل بخشیده است. این کابل در اتصال فرستنده یا گیرنده با آنتن‌های RF در تلویزیون و رادیوها و … مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کابل فیدر زیرزمینی

کابل فیدر زیرزمینی همان کابل غلافدار غیر فلزی است که با علامت اختصاری  UFشناخته می‌شود. این کابل برای محیط‌های مرطوب و برای تامین برق چراغ‌های خیابان طراحی شده است. در ساختار کابل NM از یک غلاف پلاستیکی استفاده شده است، اما در ساختار کابل UF در اطراف هر هادی یک لایه جامد ترموپلاستیک وجود دارد. این لایه نه تنها انعطاف ‍پذیری آن را افزایش می‌دهد بخش نقش حفاظتی نیز دارد.

کابل‌های انعطاف‌‌پذیر

این مدل از کابل‌ها، انعطاف‌پذیری بالایی دارند به همین دلیل برای کاربردهای متحرک انتخاب مناسبی هستند. علت انعطاف‌پذیری این کابل استفاده از هادی‌های رشته‌ای است. بیشترین کاربرد کابل‌های انعطاف‌پذیر در صنایع اتوماسیون و دستگاه‌های در حال حرکت است. به طور مثال این کابل برای دستگاه‌های حکاکی، CNC و … انتخاب مناسبی است. این کابل دارای دو مدل متفاوت است که در ادامه مورد بررسی قرار می‌گیرد.

• کابل رشته در لایه: کابل رشته در لایه از چندین رشته هادی تشکیل شده‌اند. لایه‌های اطراف این کابل طویل هستند به همین در هنگام خم شدن هسته مرکزی، لایه‌های خارجی دچار کشیدگی می‌شوند. روند ساخت این کابل بسیار آسان است. از طرف دیگر به هزینه کمی نیاز دارد. لازم به ذکر است گرچه این کابل در دسته کابل‌های انعطاف‌پذیر قرار دارد اما خم شدن بیش از اندازه آن یک تغییر شکل دائمی ایجاد می‌کند.
• کابل رشته در باندل: در این مدل کابل، هادی‌ها دور یکدیگر کشیده شده‌اند به همین دلیل در هنگام خم شدن آنها به صورت یکنواخت کشیده می‌شوند. هسته موجود در این کابل موجب افزایش مقاومت آنها به فشار شده است و در مقایسه با کابل رشته‌ای سفت‌تر هستند.

کابل هوایی

دکل‌های برق وظیفه‌ی انتقال برق را در مسافت‌های طولانی بر عهده دارند. کابل برق قدرت هوایی به رساناهای سوار بر دکل‌ها اطلاق می‌شود. هادی‌هایی که در این کابل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد کاملا لخت هستند و جنس آلومینیومی دارند. شیوه ساخت آنها خصوصیات الکتریکی و مکانیکی رسانا را مشخص می‌کند. انواع مختلفی از کابل قدرت هوایی وجود دارد که در ادامه به آنها اشاره می‌شود.

• هادی تمام آلومینیوم یا AAC: این کابل را به عنوان هادی رشته‌ای آلومینیومی می‌شناسند. 99 درصد ساختار آن را چندین رشته آلیاژ آلومینیوم سخت تشکیل داده است. علاوه بر آلومینیوم از سیلیون، آهن و … نیز در ساخت این کابل استفاده شده است. از مهمترین ویژگی‌های این کابل هدایت الکتریکی و مقاومت در برابر خوردگی بالا است. مقاومت پایین در برابر نسبت وزن این کابل موجب شده است که این کابل برای استفاده در مسافت‌های کوتاه مناسب باشد.
• هادی تمام آلیاژ آلومینیوم AAAC: برای افزایش مقاومت مکانیکی AAC می‌توان از آلومینیوم مخصوص ساخته شده با منیزیم و سیلیسیوم استفاده کرد. در این صورت مشکل AAC که نسبت مقاومت به وزن پایین است، مرتفع می‌شود. کابل ساخته شده با شرایط مذکور را AAAC می‌نامند. این کابل در برابر خوردگی مقاوم است اما رسانایی پایینی دارد.
• کابل تقویت شده از فولاد رسانای آلومینیومی ACSR: رشته‌های داخلی این کابل آلومینیومی توسط رشته‌های داخلی از جنس فولاد گالوانیزه احاطه شده است. این هسته فولادی در برابر کشش مقاومت بالایی دارد. از طرف دیگر آلومینیوم هدایت خوب و وزن پایینی دارد. به همین دلیل این کابل را می‌توان گزینه‌ی مناسبی برای خطوط انتقال مسافت طولانی دانست. از طرف دیگر می‌توان مقاومت هسته فولادی را تغییر داد تا با شرایط و اهداف مورد نظر همخوانی داشته باشد.
• هادی آلومینیوم تقویت شده از آلیاژ آلومینیوم ACAR: هسته آلومینیوم این کابل توسط هادی‌های آلومینیومی خالص احاطه شده است. از نظر ساختار تفاوت چندانی بین ACAR و ACSR وجود ندارد اما در این کابل به جای استفاده از هسته‌ای با جنس فولاد گالوانیزه از آلیاژ آلومینیوم استفاده شده است. این امر هدایت کلی را با حفظ مقاومت افزایش می‌دهد.

هادی‌های باندل شده: هنگامی که مسافت طولانی باشد و ولتاژ بیش از 132 کیلو وات، تخلیه کرونا رخ می‌دهد. در اثر این پدیده، ولتاژ بالا منجر به یونیزه شدن هوای اطراف و تلف شدن توان می‌شود. از طرف دیگر تداخل در خطوط ارتباطی را نیز به وجود می‌آورد. برای کاهش این اثر می‌توان در هر فاز از دو یا بیش از دو عدد هادی استفاده کرد. به این هادی، هادی دسته‌ای یا باندل شده می‌گویند. مواد تشکیل دهنده رساناها و فاصله آنها از یکدیگر یکسان است.

کابل ابزار دقیق

کابل ابزار دقیق برای سیستم های کنترلی و پردازش داده کارایی دارد. این کابل مقاومت خوبی از خود در برابر نویز، تداخلات و تاثیر پذیری از کابل های هم جوار نشان می‌دهند. به همین دلیل با استفاده از این کابل‌ها می توان در سیستم های الکتریکی و فرآیندهای مربوط به آن، انتقال سیگنال‌ها را به خوبی انجام داد.

ساختار این کابل به گونه‌ای طراحی شده است که می‌توان از آن در فضای باز یا به صورت دفن شده استفاده کرد. این کابل از رشته های دو به دو، سه به سه و یا چهار به چهار و در حالت به هم پیچیده تشکیل شده است. پیچش این رشته‌ها منجر به کاهش میزان تداخل الکترومغناطیسی با منابع خارجی و هم شنوایی بین رشته های کناری می‌شود.

کابل‌های ابزار دقیق دارای درجه‌بندی‌های متفاوتی هستند که میزان جریان عبوری کابل‌ها را مشخص می‌کند. در واقع میزان مقاومت آن نسبت به جریان عبوری را مشخص می‌کند. این کابل در عبور جریان یا سیگنال‌های ولتاژ پایین خوب عمل می‌کند و در مقایسه با کابل‌های قدرت تعداد رشته‌های بیشتر و قطر کوچکتری دارند.

کابل‌های ابزار دقیق دارای تقسیم‌بندی به شرح زیر است:

• کابل ابزار دقیق زره دار: در این کابل از هادی مسی و عایقی از جنس پلی اتیلن استفاده شده است. روکش آن از جنس PVC است.
• کابل ابزار دقیق ضد آتش: از کابل‌های ابزار دقیق می‌توان در آزمایشگاه‌ها، کارخانه‌ها و غیره استفاده کرد. به همین دلیل کابل ابزار دقیق ضد آتش به‌گونه‌ای طراحی شده است که می‌تواند حداکثر 3 ساعت در برابر آتش و اشعه UV از خود مقاومت نشان دهد. هادی این کابل از جنس مس آنیل شده و عایق آن نوار میکا و یک لایه XPLE است.
• کابل ابزار دقیق سربدار: این کابل در برابر هیدروکربن ها، مواد خورنده و حلال ها از خود مقاومت نشان می‌دهد. این کابل علاوه بر مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی، در برابر آسیب‌های فیزیکی نیز مقاوم است.
• کابل ابزار دقیق شیلددار: استفاده از شیلد مقاومت کابل را در برابر نویزهای خارجی افزایش می‌دهد. به طور کلی دو نوع کابل ابزار دقیق شیلددار وجود دارد:1- با شیلد کلی 2-شیلددار زوجی.
• کابل ابزار دقیق عایق PVC: این کابل غیر مسلح و بدون زره است به همین دلیل می‌توان از آن در محیط‌های داخلی استفاده کرد.
• کابل ابزار دقیق عایق XLPE : کابل XLPE مقاومت بالایی از خود در برابر عوامل جوی نشان می‌دهد. از طرف دیگر در روند تثبیت آن از سرب یا فلزات سنگین استفاده نشده است به همین دلیل ایمنی آن بیشتر و میزان آلودگیش کمتر است.

 

کابل کنترل

کابل کنترل از چندین رشته تشکیل شده است که هر کدام از آنها سیگنال‌های کنترلی، حفاظتی یا اندازه گیری در مدارات کنترل را انجام می‌دهند. از این رو از این کابل برای ارسال فرمان و کنترل تجهیزات در محیط‌های صنعتی استفاده می‌شود. این کابل دارای انواع مختلفی است که از جمله‌ی آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کابل کنترل SY : بدون شیلد و مناسب برای تنش های جزئی
• کابل کنترل CY : دارای محافظ و مناسب برای تنش مکانیکی متوسط
• کابل کنترل : YY دارای محافظ و مناسب برای تنش مکانیکی بالا
• LiYCY : مجهز به شیلد الکترومغناطیسی و مناسب برای تنش های مکانیکی متوسط
• LiYY : مجهز به محافظ مناسب، مناسب برای کارهای سبک و محیط‌های خشک و مرطوب
• LiHH: بدون زره و مناسب برای فشار ضعیف
• :LiHCH زره دار و مناسب برای انتقال داده
• کابل کنترل نسوز: نوع بدون شیلد آن مناسب برای سیستم‌های دیجیتالی و نوع شیلدار زوجی آن مناسب برای سیستم های آنالوگ است، همچنین قادر است در مقابل عواملی همچون نور خورشید، مواد خورنده، روغن با وزن مولکولی بالا، اشعه UV و مادون قرمز از خود مقاومت نشان ‌دهد.
• کابل تخت فرمان: این کابل دارای انواع سایز، عایق و روکش متفاوت است و از آن برای انتقال سیگنال کنترلی و تامین برق جرثقیل استفاده می شود.
• کابل فرمان ضد آب و روغن: این کابل لایه‌ای از جنس کامپاند لاستیک دارد به همین در برابر عواملی مانند گرمای شدید، آب، روغن، اسید و مواد خورنده مقاوم است.

کابل دریایی

کابل دریایی به واسطه داشتن ویژگی‌هایی همچون قدرت تحمل فشار آب، استقامت در برابر برخورد اجسام سنگین، پایداری مناسب در مقابل نفوذ رطوبت، قابلیت پاک‌سازی، عدم انتشار آلودگی در دریاها، مقاوم بودن در برابر انواع خوردگی‌ها، مقاوم بودن در مقابل اثرات اوزون موجود در آب و قابلیت انعطاف در دماهای پایین به یک گزینه مناسب برای استفاده در دریا تبدیل شده است. مواد تشکیل دهنده این کابل عبارت است از فیبر نوری، ژله پترولیوم، مس و یا لوله آلومینیومی، پلی کربنات، لایه ضد آب آلومینیومی، آرمور فولادی، نوار مایلار و روکش پلی اتیلن.

کابل‌های دریایی دارای انواع مختلفی است که از جمله‌ آن می‌توان به کابل کشتی، فراساحلی (مناسب برای سکوی حفاری یا بهره‌برداری از نفت و گاز)، کابل زیردریایی (کابل کف خواب دریا و کابل فشار متغیر)، کابل غواصی و کابل شناور در سطح آب اشاره کرد.

کابل پنل خورشیدی

کابل پنل خورشیدی یا کابل فتوولتائیک در بخش‌های مختلف یک سیستم تولید برق خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سرعت تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی بسیار پایین است به همین دلیل میزان اتلاف انرژی در آن زیاد است. پس طراحی این کابل باید به گونه‌ای باشد که این مشکل را پوشش دهد.  از طرف دیگر این کابل مستقیما در فضای باز و در معرض عوامل جوی است بنابراین باید نسبت به آنها نیز مقاومت داشته باشد.

کابل پنل خورشیدی تک رشته‌ای است و روکشی دو لایه از جنس XLPE دارد. لایه خارجی این کابل در برابر اشعه فرابنفش مقاوم است. این در حالی است که لایه‌های داخلی به حرارت مقاومت نشان می‌دهند. به طور کلی این کابل قادر است بازه دمایی بین 90 تا 150 درجه سانتیگراد را تحمل کند. جنس هادی این کابل از مس به همراه یک پوشش نازک قلع است به همین دلیل در برابر خوردگی نیز مقاوم است.

کابل ‌های مورد استفاده نیروگاه‌های خورشیدی از دو نوع AC و DC است. عملکرد سیستم خورشیدی به این شکل است که انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. سپس جریان برق توسط اینورتر به جریان برق مستقیم تبدیل می‌شود. AC ها وظیفه‌ی متصل کردن اینورترها به شبکه برق خانگی یا اداری را برعهده دارند. آنها  به صورت سه فاز، تک فاز، 5 هسته‌ای و 3 هسته‌ای طراحی شدند. کابل‌های 5 هسته‌ای به 3 فاز برای حمل جریان، یک سیم ارت و یک سیم نول مجهز هستند. کابل 3 هسته‌ای برای موارد ذکر شده تنها یک سیم دارد.

قبل از اینورتر از کابل DC برای برقراری ارتباط بین پنل‌ها و یا ارتباط بین پنل و اینورتر استفاده می‌شود. در سیستم‌های خورشیدی بسته به توان خروجی پنل‌ها از کابل ماژول و استرینگ استفاده می‌شود.

 

کابل ضد حریق

کابل ضد حریق به کابلی اطلاق می‌شود که قادر است بازه زمانی خاصی را در مقابل شعله مستقیم آتش تحمل کند. این کابل دارای ویژگی‌هایی به شرح زیر است:

• ممانعت از انتشار شعله
• مقاوم به تغییرات دمایی (منفی 60 الی 250 درجه سانتیگراد)
• مجهز به شیلد یا محافظ
• فاقد گاز سمی هالوژن
• ایجاد دود کم در آتش‌سوزی
• عایقی مناسب در هوای خشک و مرطوب
• انعطاف‌پذیری بالا با پایداری جریان الکتریسیته
• مقاوم به اشعه های مختلف همچون ماورابنفش، مادون قرمز، گاما و ازن

آنچه موجب ضدحریق شدن این کابل‌ها شده است، استفاده از شیلدهای مختلف است.  در ساخت این شیلدها می‌توان از نوار آلومینیوم، نوار مس (مناسب برای محیط‌های با امواج الکترو مغناطیس  قدرت بالا)، سیم مسی قلع اندود، سیم آلومینیوم با روکش مس، سیم فسفر برنز، سیم نقره، سیم مسی نقره اندود، سیم طلا، سیم مسی طلا اندود و سیم های استیل و گالوانیزه استفاده کرد. این شیلدها دارای تنوع بالایی هستند که از جمله‌ی آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• شیلد نواری: این شیلد قادر به کنترل و دفع امواج الکترومغناطیس پیرامونی است.
• شیلد بافت: این شیلد از گیس بافت کردن سیم‌های نازک به وجود می‌آید و انعطاف‌پذیری و مقاومت بالایی دارد.
• شیلد ترکیبی: با نازک کردن پوشش نواری و افزودن شیلد بافت با تراکم کم می‌توان شیلد ترکیبی را ایجاد کرد. در این صورت پارگی شیلد نواری باعث می‌شود که دفع انرژی الکتریسیته را شیلد بافت انجام دهد.
• شیلد بافت چند لایه: در این شیلد از دو تا سه لایه شیلد بافت استفاده شده است.