انواع کابل

کابل یا شاه سیم یا بافه، به یک یا چند سیم یا طناب که در کنار هم بصورت بسته شده، بهم پیچیده یا بهم بافته برای شکل دادن یک مجموعه یگانه هستند، گفته میشود. در مکانیک، کابل ها برای بالابردن و کشیدن بکار میرود. در برق، از آنها برای هدایت جریان برق استفاده میشود. به زبان ساده به چندین سیم درون یک غلاف فارغ از سطح مقطع آنها کابل نیز میگویند.

انواع کابل برق را میتوان امروزه در تمامی صنایع و محیط های مختلف مشاهده کرد و تقریبا میتوان گفت انرژی الکتریسیته و برق، پر مصرفترین نوع انرژی در جهان است و حتی نمیتوان زندگی بدون برق را در جوامع امروزی تصور کرد. بصورت کلی وظیفه ساده کابل برق انتقال این انرژی به نقاط مختلف است. این انتقال انرژی برق، به نیروگاه ها، شبکه های کامپیوتری و انواع لوازم برقی اجازه فعالیت میدهد. کاربرد کابل های برق در تاسیسات الکتریکی بگونه ای اهمیت و ارزش دارد که کارخانه های کابل سازی هر روز نوع جدیدی از آنها را برای اهداف مختلف به بازارها عرضه میکنند.

کابل برق شامل چندین نوع است که هر کدام میتواند کاربردها و عملکردهای مختلفی داشته باشد. برای داشتن شناخت از انواع کابل برق و کاربرد آن لازم است که طبقه بندی های مختلفی صورت بگیرد. از جمله فاکتورهایی که میتوان کابل ها را بر اساس آنها طبقه بندی کرد میتوان به سطح ولتاژ، نوع هادی و ساختار آن، نوع عایق و روکش، نوع حفاظت الکتریکی، نوع حفاظت مکانیکی، تعداد رشته ها، نوع کاربرد و نوع استاندارد نام برد.

انواع کابل برق و کاربرد آن

انواع کابل برق و کاربرد آن ازنظر مکان استفاده:

ازنظر استفاده و عملکرد میتوان بصورت کلی کابل ها را به سه دسته اصلی تقسیم بندی کرد:

1. کابل هوایی: از این کابل ها با مهار فولادی در مکان هایی استفاده میشود که لازم است کابل بر روی تیرهای برق آویزان باشد. در کابل های هوایی از یک سیم رشته ای از جنس فولاد گالوانیزه به موازات آن استفاده میشود و از یک غلاف از جنس مواد پلی اتیلن بر روی آنها استفاده میشود.
2. کابل زمینی: این نوع کابل ها برای انتقال برق از داخل خاک استفاده میشود. کابل های زمینی اغلب دارای هادی مسی و عایق و غلاف P.E.T هستند و درصورت لزوم به سیم با نوار فولادی مسلح میشود.
3.  کابل ساختمانی: این نوع کابل ها که در همه جا یافت میشوند کابل هایی از هادی های مسی و غلاف های PVC هستند.

انواع کابل برق و کاربرد آن ازنظر ساختمان داخلی آنها:

کابل برق بصورت کلی از سه قسمت اصلی تشکیل میشود که شامل عایق کابل، هادی کابل و غلاف کابل هستند. البته تعدادی از کابل ها ممکن است که فاقد غلاف باشند. کابل ها از نظر ساختمان داخلی دارای تفاوت های ویژه ای هستند و به چند دسته تقسیم میشوند.

رایجترین طبقه بندی کابل از نظر ساختمان درونی آنها بشرح زیر است:

• کابل پروتودور: زمانیکه در کارخانه ها و شبکه های مختلف نیاز به کابلی برای انتقال و توزیع انرژی الکتریسیته تا ۱ کیلووات باشد از کابل پروتودور استفاده میشود.
• کابل دریایی: این کابل نوعی از کابل پروتودور است که برای انتقال انرژی برق تا ۱۰ کیلووات از بستر رودخانه ها و دریا استفاده میشود.
• کابل با عایق پلاستیکی: هر چند که امروزه این نوع کابل تولید نمیشود اما کاربرد آن در کشش ها بوده است.
• کابل با عایق کاغذی: کابل با عایق کاغذی در ساختمان سازی و شبکه های استفاده های زیادی دارد.
• کابل با غلاف سربی: این نوع کابل نیز دارای کاربردهای زیادی است که مهمترین آنها در پمپ بنزین ها، تصفیه خانه ها و مناطق ذخیره نفت میباشد.
• کابل با عایق آلومینیوم: زمانیکه به کابلی برای انتقال انرژی از طریق زمین است، احتمالا کابل با عایق آلومینیوم بهترین انتخاب است.

انواع کابل برق و کاربرد آن ازنظر فشار یا سطح ولتاژ:

ازنظر فشار و سطح ولتاژ نیز میتوان کابل های برق را به گروه های مختلفی با کاربردهای متنوع تقسیم بندی کرد که مهمترین آنها به شکل زیر میباشند:

• کابل فشار قوی

این نوع از کابل با هادی مس یا آلومینیوم و با عایق XLPE ساخته میشوند و میتوانند ولتاژ های بالاتر ۳۶۰۰۰ وات را تحمل کنند (حداکثر توان تحمل آنها به ۲۳۰۰۰۰ ولت میرس). بر روی هادی مسی یا آلومینیومی کابل برق تزریق میشود. اینکار با استفاده از خط CCV که توسط کامپیوتر کنترل میشود انجام میشود. این عایق باید کاملا یکنواخت باشد و از هرگونه ناخالصی و خلل و فرجی عاری باشد. عایق XLPE از نظر شیمیایی و فیزیکی تمایل بسیار زیادی برای تشکیل زنجیره با مولکول های آب دارد بنابراین اگر آب یا بخار آن در لایه عایق وجود داشته باشد باعث کاهش میزان مقاومت الکتریکی عایق خواهد شد.

کابل های فوق فشار قوی توان تحمل جریان برق تا ۴۰۰۰۰۰ ولت را دارند. این کابل ها با علامت EHV شناخته میشوند.

• کابل فشار متوسط

این نوع از کابل ها نیز مانند کابل فشار قوی، کابل های با عایق XLPE و هادی مس یا آلومینیوم هستند با این تفاوت که تحمل ولتاژ آنها کمتر از ۳۶۰۰۰ وات است. بیشترین کاربرد این نوع کابل ها در مناطق شهری و صنعتی است.

• کابل فشار ضعیف

این نوع از کابل ها فشار ضعیف به دسته ای از کابل های برق گفته میشود که سطح ولتاژ ۶۰۰ تا ۱۰۰۰ ولت را تحمل میکنند و شامل انواع کابل های مسی و آلومینیومی هستند که با پلیمرهای مختلف عایق شده اند. این کابل ها کاربردهای مختلفی در انتقال انرژی برق از جمله ایجاد روشنایی و انتقال نیروی متحرکه به الکتروموتورها دارند. کابل های فشار ضعیف بر اساس نوع استفاده ای که از آنها میشود میتوانند به انواع مختلفی تقسیم شوند که شامل کابل های ضد آتش (برای محیط های حساس که اطفا حریق بسیار مهم است)، کابل های مقاوم در برابر شعله (برای محیط های با احتمال آتش سوزی بالا)، کابل های با غلاف سربی، کابل های مسلح (ایجاد حفاظت الکتریکی)، کابل های بدون هالوژن و تعدادی دیگر از کابل ها هستند.

کابل های فشار ضعیف دارای سطوح ولتاژ ۳۰۰/۳۰۰، ۳۰۰/۵۰۰، ۴۵۰/۷۵۰ و ۶۰۰/۱۰۰۰ ولت میباشند.

• کابل ساختمانی

این نوع از کابل های ساختمانی وظیفه تقسیم برق در ساختمان را برعهده دارند که دارای ساختارهای متفاوتی هستند. از مهمترین ساختارهای کابل ساختمانی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

1. کابل انعطاف پذیر (Flexible) که هادی آن باید از نوع Flexible باشد و عایق آن نیز از نوع PVC یا Rubber است که عایق پی وی سی آن میتواند ۷۰ درجه یا ۹۰ درجه سلسیوس باشد.
2. کابل Heat Resistant نوع دیگری از کابل ساختمان است که هادی آن Flexible خواهد بود و عایق آن از Silicon Ruber است. این کابل تحمل حرارت تا دمای ۱۸۰ درجه سانتیگراد را خواهند داشت و برای بالا بردن مقاومت آن در برابر صدمات مکانیکی از روکش Class Fiber Braid استفاده میشود.

• کابل ابزار دقیق

این نوع از کابل ابزار دقیق به نوعی از کابل های برق گفته میشود که دارای سطح ولتاژ ۲۴ تا ۱۱۰ ولت است و در سیستم های کنترلی برای دریافت و ارسال سیگنال های دیجیتال و آنالوگ به سایر تجهیزات و سنسورها استفاده میشوند.

• کابل برق ضد آتش

این نوع از کابل همانطوریکه از نام آن پیداست، کابل ضد آتش باید در مقابل آتش مقاومت بالایی داشته باشد. این کابل ها معمولا در اماکن عمومی که از سیستم های اضطراری استفاده میکنند مورد استفاده قرار میگیرند. این کابل ها نباید آتش را منتقل کنند، به سوختن ادامه بدهند یا ایجاد دود بکنند.

انواع کابل برق و کاربرد آن ازنظر نوع هادی:

کابل های برق را میتوان بر اساس نوع و ساختار هادی آنها نیز دسته بندی کرد که به شرح زیرمیباشد:

1. نوع هادی: شایع ترین هادی ها در صنعت کابل برق، کابل مس و کابل آلومینیم با خلوص زیاد هستند (بالای ۹۹ درصد) که بصورت آنیل شده و یا آنیل نشده از آنها استفاده میشود (آنیل به عملیات حرارتی گفته میشود که باعث تبلور مجدد بلورهای فلز میشود). این عملیات باعث منعطف و نرم شدن سیم هادی میشود که در جریان عملیات مکانیکی کشش و نورد سخت و شکننده شده اند.
2. ساختار هادی: از نظر ساختار هادی میتوان کابل برق را به سه دسته مختلف تقسیم کرد که تقریبا مشابه با تقسیم بندی بر اساس تعداد رشته ها است.

• هادی مفتولی که از یک مفتول مجرد با سطح مقطع دایره یا اشکال دیگر تشکیل میشود و بعنوان هادی کلاس یک شناخته میشود.
• هادی استرند شده که آن را کلاس دو مینامند و از تابیدن چند مفتول ساده حول یکدیگر بدست می آیند. در این هادی بعضی از رشته ها میتوانند تاب نداشته باشند؛ مانند ۷ رشته مرکزی در هادی ۳۷ یا ۶۱ رشته. تعداد رشته های تشکیل دهنده هادی استرند شده معمولا ۷، ۱۹، ۳۷، ۶۱ و ۹۱ رشته میباشد.
• هادی افشان که با نام کلاس پنج شناخته میشود و از چندین رشته سیم نازک آنیل شده که بطور نامنظم بهم تابیده (بانچ شده) تشکیل میشود و برای تولید سیم و کابل های عایق شده منعطف بکار میرود.

انواع کابل برق و کاربرد آن ازنظر جنس عایق:

نوع دیگری از تقسیم بندی کابل برق و کاربرد آنرا میتوان به نوع و جنس عایق های بکار رفته در آن تعمیم داد. ویژگی هایی مانند سختی، نرمی، دانسیته، مقاومت در برابر اشاعه شعله، دمای نقطه کار محیط، کم دود بودن، کم یا زیاد بودن ضریب دی الکتریک، مقاوم بودن در برابر ساییدگی، روغن و دیگر مواد شیمیایی و فقدان هالوژن میتواند در نوع تعین نوع عایق کابل برق موثر باشد. هر کدام از عایق های کابل برق میتوانند چندین ویژگی از ویژگی های نامبرده را همزمان داشته باشند. انواع کابل برق و کاربرد آن از نظر نوع عایق به بیش از ۱۰ نوع تقسیم میشوند که مهمترین آنها به شرح زیر میباشد:

• کابل برق با عایق پلی اتیلن

همانطورکه گفته شد به این نوع کابل PEX یا XLPE گفته میشود که توسط شبکه ای شدن ساختار خطی پلی اتیلن ساخته میشود. این ساختار شبکه ای از اتصال کربن های زنجیر اصلی پلی اتیلن ایجاد میشود و این اتصالات باعث میشود حرکت زنجیره ها نسبت بهم محدود شود و اینگونه در برابر گرما، سرما و دیگر انرژی ها مقاوم خواهند بود و تغییری نخواهند داشت. این عایق بهترین عملکرد را در دمای اتاق و بالاتر دارد، بنابراین برای ساختمان سازی استفاده های فراوانی دارد و برای کابل های ضد آتش، کابل دریایی و هوایی میتواند مفید باشد.

• کابل برق با عایق PVC

این نوع کابل که بدلیل قیمت مناسب و مقاومت بالا در محیط های شیمیایی، استفاده های زیادی دارد به اختصار PVC نامیده میشود. این کابل ها بصورت کلی برای لوازم خانگی، سیم کشی منازل، روشنایی و دستگاه ها مورد استفاده قرار میگیرند. باتوجه به آنکه در عایق این کابل از مواد نرم کننده استفاده میشود دارای استحکام کششی بالا، انعطاف پذیری مناسب و سهولت اتصال مناسبی هستند. با توجه به نحوه تولید کابل PVC میتوانند کاربردهای گسترده ای داشته باشند.

• کابل برق با عایق الاستومری

کابل های الاستومری برای استفاده در محیط هایی با دمای بالا و یا موقعیت هایی که دما بوسیله نیروی دیگری افزایش می یابد مناسب هستند. این نوع از کابل ها میتوانند در شرایط طولانی مدت دمای ۹۰ درجه سانتیگراد بالای صفر را تحمل کنند اما در شرایط کوتاه مدت میتوانند حتی تا ۲۵۰ درجه دما را تحمل کنند. در صورتیکه روکش الاستومری توسط اکستروژن بر روی کابل اعمال شود، لازم است که این روکش ۲ یا چند لایه باشد تا بتواند سطح ولتاژ ۱۱۰۰ ولتی را تحمل کند.

• کابل برق با عایق رابری

کابل های رابری برای استفاده در تجهیزاتی مانند ژنراتورها و ترانس های برقی استفاده میشوند. این کابل ها برای استفاده طولانی مدت در شرایط عادی و همچنین اطمینان از امنیت بالا در ایستگاه های تولید نیرو از اهمیت بالایی برخوردار هستند.

انواع کابل برق و کاربرد آن ازنظر کاربرد:

نوع دیگری از تقسیم بندی انواع کابل برق و کاربرد آن را میتوان بر اساس نقطه نظر کارکرد آنها انجام داد. بر این اساس کابل های برق را میتوان به دو دسته اصلی تقسیم کرد:

1. کابل مسلح: کابل مسلح به نوعی از کابل های برق گفته میشود که برای تحمل ضربه ها، فشار، نفوذ رطوبت و مقاومت در برابر عوامل خارجی طراحی شده اند و برای این منظور از نوارهایی از فولاد و غلاف های سربی در آنها استفاده میشود.
2. کابل غیر مسلح: این نو از کابل های برقی فاقد ساختمان مقاومتی در برابر عوامل خارجی است و فقط از نظر جریان الکتریکی عایق شده است.

اگرچه بر اساس نوع کاری که کابل های برق انجام میدهند میتوان تقسیم بندی دیگری برای انواع کابل برق و کاربرد آن انجام داده که به شرح زیر خواهند بود:

• کابل برق با هدف انتقال قدرت که بصورت زمینی یا هوایی استفاده میشوند و شامل سه نوع کابل فشار ضعیف، فشار متوسط و فشار قوی هستند.
• کابل برق با هدف انتقال سیگنال که برحسب نوع سیگنال، کابل های کنترل، ابزار دقیق و انتقال داده ها دسته بندی میشوند.
• کابل برق با هدف تامین روشنایی و راه اندازی وسایل برقی در ساختمان ها که در زیر یا روی سطح نصب میشوند و از نوع کابل های سبک هستند. این نوع کابل ها در تابلوهای توزیع، سیم کشی داخلی تجهیزات و وسایل برقی کوچک با تنش مکانیکی کم بکار میروند.

انواع کابل برق و کاربرد آن ازنظر تعداد رشته ها:

تعداد رشته های کابل یکی دیگر از فاکتورهای طبقه بندی آن است. انواع کابل برق و کاربرد آن بر اساس تعداد رشته ها را میتوان بصورت زیر دسته بندی کرد:

• کابل های ۱ تا ۵ رشته ای که معمولا کابل های فشار ضعیف (LV) هستند.
• کابل های ۱ تا ۳ رشته ای که کابل های فشار متوسط (MV) هستند.
• کابل های ۱ تا ۳ رشته ای که کابل فشار قوی (HV) هستند.
• کابل های کنترل و ابزار دقیق که تعداد رشته های کابل کنترل معمولا از ۳ رشته تا ۶۱ رشته میباشد و در موارد خاص از تعداد رشته های بالاتر نیز استفاده میشود.

نکاتیکه در هنگام انتخاب کابل باید رعایت کرد:

هر کابل برق با توجه به نوع آن و سطح مقطع معینی که دارد قادر به انتقال جریان مشخصی است که اگر از آن حد بیشتر شود، باعث کوتاه شدن عمر و یا سوختن کابل برق و بروز حوادث ناخوشایند خواهد شد؛ بنابراین در انتخاب انواع کابل برق و کاربرد آن باید موارد زیر را مد نظر قرار دهید:

1. باید به حداکثر جریان عبوری از کابل برق توجه کنید.

2. باید به میزان افت ولتاژ دقت کرد و نباید از حد مجاز تجاوز کند.

3. درباره سطح مقطع انتخاب شده از نظر افت توان، محاسبات اقتصادی صورت گیرد.

4. به نوع هادی و عایق کابل توجه شود و با توجه به محیطی که استفاده میشود انتخاب شود.