آشنایی با انواع کابل

کابل‌ها کاربرد گسترده‌ای در زندگی امروزۀ انسان دارند. کابل چیست و چه نقش و وظیفه‌ای دارد؟ کاربرد و استفادۀ آن چیست و بر چه اساسی تقسیم‌بندی می‌‌شود؟

با خواندن این مقدمه احتمالاً برای شما هم جالب است که مطالب بیشتری راجع به کابل‌ها و از طرفی علت تنوع آن‌ها را بدانید. ما در این مطلب ساختار کابل‌ها، انواع، موارد استفادۀ آن‌ها و روش تشخیص کابل غیر استاندارد را بررسی و معرفی خواهیم کرد.

کابل چیست؟

کابل برق در واقع متشکل از چندین رشته سیم مسی می‌باشد که توسط عایقی مهار شده‌اند و به طور کلی کاربرد آن هدایت و انتقال جریان الکتریکی و یا سیگنال می‌باشد. کابل‌های برق برای مصارف و کاربردهای مختلفی تولید و عرضه می‌گردند و به همین جهت دارای ساختارهای متفاوت هستند.

انواع کابل

برای بررسی دقیق‌تر انواع کابل لازم است که در دسته بندی‌های مختلف آن‌ها را قرار دهیم.

• انواع کابل از نظر میزان ولتاژ

تمام کابل‌های برق از نظر ولتاژ به 4 دسته تقسیم می‌شوند :

در کابل‌های برق با توجه به میزان ولتاژ، میزان ضخامت و مقاومت عایق تعیین می‌شود بدین صورت که با افزایش ولتاژ، ضخامت و مقاومت عایق و روکش افزایش می‌یابد بنابراین تفاوت عمده این 4 گروه با یگدیگر میزان ولتاژ خروجی و مقاومت عایق می‌باشد.

• انواع کابل از نظر هادی

هادی، مهم‌ترین قسمت کابل برق می‌باشد که باعث هدایت جریان الکتریکی است. هادی را می‌توان از جهت جنس و نحوه قرار گیری در قسمت مرکزی کابل مورد بررسی قرار داد. جنس هادی می‌تواند مس، الومینیوم و طلا باشد. فلز طلا رسانایی بسیار بالایی دارد اما قیمت گران آن باعث شده که تنها در تجهیزات حساس صنایع نظامی (در برخی از کشورها) مورد استفاده قرار بگیرد. فلز مس و آلومینیوم به دلیل قیمت بسیار پایین تر از طلا، رسانایی مناسب و در دسترس بودن، به عنوان هادی برای استفاده در کابل‌ها بسیار مناسب هستند.

نحوه قرار گیری هادی در داخل کابل، به چهار کلاس زیر تقسیم می‌شود :

• کلاس یک (هادی مفتول):

کابل های کلاس یک از یک رشته مفتول انیل شده به صورت یک تکه (معمولا گرد) تشکیل می‌شوند.

• کلاس دو (هادی نیمه افشان):

کابل های کلاس دو از چند رشته مفتول تابیده شده حول یکدیگر تشکیل می‌شود. به تابیده شدن مفتول ها کنار هم استرند گفته می‌شود.

• کلاس پنج (هادی افشان):

کابل‌های کلاس پنج از قرارگیری رشته‌های نازک مسی  انیل شده به صورت دسته‌ای در کنار هم تشکیل می‌شود. که دارای  قابلیت انعطاف بالایی هستند.

• کلاس شش (هادی سوپر افشان/‌سوپر فاین):

هادی کابل‌های کلاس شش  انعطاف پذیری بیشتری نسبت به هادی افشان (کلاس پنج) دارد و همچنین از تعداد تارهای مسی بیشتری در سطح مقطع مشابه برخوردار است.

•   انواع کابل از نظر عایق

برای عایق نمودن سیم و کابل از انواع پلیمر و کامپاندهای آن استفاه می‌کنند که معمولا خواصی مثل سختی، نرمی، چگالی، دمای محیط، کم یا زیاد بودن ضریب دی الکتریک، مقاوم بودن در برابر سایش، روغن و دیگر مواد شیمیایی، مقاومت در برابر اشعه،  کم دود بودن و فقدان هالوژن را در برمی‌گیرد. برای تولید عایق دو نوع پلیمر به کار گرفته می‌شود:

پلیمر ترموست (گرما سخت)

پلیمر ترموست به دلیل زنجیره مولکولی که به صورت عرضی به یکدیگر متصل شده‌اند دارای یک شبکه سه بعدی می‌باشد. ترموست بر اثر حرارت ذوب نمی‌شود اما پس از مدتی می‌سوزد (تخریب میشود)و از بین می‌رود و قابلیت بازیافت را نیز ندارند. مانند: پلی کربنات‌ها، XLPEو …

پلیمر ترموپلاست (گرما نرم)

پلیمر ترمولاستیک. این پلیمر توسط حرارت ذوب می‌شود و سپس می‌توان هر شکلی به آن داد و پس از سرد شدن مورد استفاده قرار می‌گیرد. و قابلیت بازیافت را دارد مانند : پلی استرن، پلی ونیل کلراید و …

انواع عایق های ترموپلاست

عایق PVC

PVC رایج‌ترین نوع عایق برای سیم وکابل می‌‌باشد. این عایق دارای شفافیت کم، خاصیت خودخاموش شوندگی و استحکام و سختی زیاد است. پی وی سی ترموپلاستی است که 60درصد آن از کلر تشکیل شده که در هنگام تماس با آتش در فضا آزاد می‌شود و در صورت تنفس، انسان را دچار مسمومیت می‌کند.

عایق PE

PE (پلی اتیلن) در کابل‌های مخابراتی  بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا ویژگی‌های الکتریکی بسیار خوبی دارد اما عیب این نوع عایق عدم ویژگی خودخاموش شوندگی است. عایق پلی اتیلن بسیار اشتعال پذیر است اما بر اثر سوختن دود و گاز سمی تولید نمی‌کند. از دیگر ویژگی‌های مثبت این عایق انعطاف پذیری زیاد و مقاومت بالایی است که در برابر اسید، باز، نمک و آب از خود نشان می‌دهد. دمای کاری برای این عایق ها، 70 درجه سانتی گراد برآورد شده است.

عایق XLPE

Cross Linked Poly Ethylene پلی اتیلنی است که طی انجام فرایندی، کراس لینک می‌شود و به عایق ترموست تبدیل می‌شود. XLPE دارای خاصیت انعطاف پذیری نمی‌باشد، در دماهای بالاتر از 70 درجه سانتی گراد دچار تغییر شکل نمی‌شود و همچنین در هنگام سوختن دود سمی تولید نمی‌کند. این عایق در مقایسه با پلی اتیلن از مقاومت بیشتری در برابر بازها، نمک‌ها، اسیدها و آب، برخوردار است.

سیلیکون رابر SIR

سیلیکون‌ها عایق‌هایی هستند که در دمای محیطی خواص مکانیکی به مراتب کمتری نسبت به سایر عایق‌ها دارند اما مزیت آن‌ها تحمل حرارت تا دمای 180 درجه سانتی گراد می‌باشد

• انواع کابل از نظر مکان استفاده

از منظر مکانی که کابل در آن مورد استفاده قرار می‌گیرد می‌توان یک دسته‌بندی کلی ارائه کرد که شامل سه گروه 1) کابل‌های هوایی 2) کابل‌های زمینی 3) کابل‌های ساختمانی می‌شود.

• کابل‌های هوایی :

کابل‌های هوایی به دلیل فاصله ای که بین تیر برق وجود دارد ,نیاز به مهار فولادی دارند به این معنی که در کابل هوایی از یک سیم رشته‌ای (فولاد گالوانیزه) با  غلاف (مواد XLPE) تشکیل می‌شود.

• کابل‌های زمینی :

کابل‌های زمینی در داخل خاک گذاشته می‌شوند(دفنی), که بنا به قوانین ومقررات نصب هر محصول وکاربرد انها جنس پلیمر تعیین میگردد.

• کابل‌های ساختمانی :

رایج‌ترین نوع کابل‌ها هستند که همه جا دیده می‌شوند. در این کایل‌ها از هادی‌های مسی و عایق‌های PVC استفاده شده‌است.

• انواع کابل از نظر متریال

هر کابل برق از قسمت‌ها مختلفی مانند: هادی، عایق، شیلد، روکش, حفاظ (زره)و … تولید می‌شود و در تولید هر کابل با توجه به کاربرد آن، از مواد و متریال متفاوتی استفاده می‌شود. به عنوان نمونه هادی کابل را در نظر بگیرید با توجه به قیمت، میزان رسانایی، در دسترس بودن و … و با توجه به کاربردی که برای کابل در نظر گرفته شده است ممکن است در تولید هادی از فلز طلا، آلومینیوم و یا مس استفاده گردد و در موارد دیگر نیز به همین صورت است.

اکنون که با دسته‌بندی های مختلف کابل آشنا شدیم در ادامه انواع کابل (بر حسب کاربرد و با توجه به معیارهای ارائه شده برای دسته‌بندی) را به طور کلی بیان میکنیم :

• کابل ارتباطی

برای انتقال سیگنال و ارتباطات و به بیانی دیگر «انتقال اطلاعات» استفاده می‌شوند. از انواع کابل‌های ارتباطی می‌توان کواکسیال، زوج به ‌هم تابیده ، فیبر نوری و یا انواع کابل شبکه را نام برد که در ادامه آن‌ها را معرفی خواهیم کرد.

کواکسیال (Coaxial Cable)

یک نوع کابل الکتریکی است که برای حمل سیگنال‌های الکتریکی با فرکانس بالا در خطوط تلفن، توزیع سیگنال تلویزیون کابلی، اتصال سیگنال‌ بین آنتن‌ها، فرستنده‌ها و گیرنده‌ها استفاده می‌شود.

برای آشنایی کامل با این کابل از مقاله: همه چیز در مورد کابل کواکسیال استفاده کنید.

زوج به هم تابیده

کابل‌های زوج به هم تابیده از دو سیم عایق ساخته می‌شوند که به هم تابیده شده‌اند و در شبکۀ اینترنت و ارتباطات تلفنی استفاده می‌‌گردند.

 فیبر نوری (Fiber Optic Cable)

نوع دیگری از کابل‌ ارتباطی که از رشته‌های شیشه‌‌ای منعطف و شفاف ساخته شده و داده‌ها را به‌صورت نور انتقال می‌دهد و با نام فیبر نوری معروف است.

• دفن مستقیم (خاکی)

کابل‌های مخابراتی و برقی، تنها دارای یک لایۀ نازک عایق و پوشش خارجی ضدآب هستند. اما کابل دفن مستقیم یا «کابل خاکی» تحمل فوق‌العاده‌ای در برابر رطوبت، گرما، رسانایی و همچنین اسیدیتۀ خاک داشته و به گونه‌ای طراحی گشته است که بتواند به‌طور مستقیم در زیر زمین دفن شود. به علت مقاومت بالا در برابر کانون تخلیۀ صاعقه، استفاده از آن در برخی مناطق ترجیح‌ داده می‌شود.

• با غلاف غیرفلزی

نوعی کابل الکتریکی با غلاف خارجی از جنس پلاستیک بوده و معمولاً برای سیم‌کشی برق مسکونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از معروفترین این کابل ها می توان به کابل افشان اشاره کرد.

• با غلاف فلزی

نوعی کابل برق زرهی است که هادی‌های آن با یک لایۀ پلاستیکی عایق‌بندی گشته‌اند. همچنین برای ایجاد محافظت بیشتر، یک غلاف فلزی نیز آن‌ها را احاطه کرده است

• چند هادی یا چند هسته‌ای

این مدل کابل، هادی‌هایی با غلاف‌های عایق‌بندی شده دارد که در کابل دارای پوشش پیچیده شده‌اند. کابل‌های چند هسته‌ای به‌طور معمول به یک رابط چندپینه متصل شده و از اتصال شلوغ جلوگیری می‌کنند. استفاده از آن‌ها در زمان صرف‌شده نیز صرفه‌جویی کرده و غالباً برای انتقال سیگنال صوتی به میکسر صوتی، ارسال سیگنال صوتی و تصویری در کنسول‌های بازی، ارسال سیگنال صوتی و تصویری از دوربین تنها با استفاده از یک کابل و همچنین در شبکه‌بندی کارایی دارد.

• کابل نرم

کابل‌های نرم با خاصیت انعطاف‌پذیری خود و با وجود کانکتور در دو سر آن‌ها، منبع تغذیۀ AC موقت را تأمین می‌‎کنند. از این ابزار در منبع تغذیه برای تأمین برق ماشین‌آلات، تجهیزات و همچنین دستگاه‌های قابل حمل استفاده می‌شود.

• کابل زوج

مدلی از انواع کابل الکتریکی بوده که از یک جفت هادی ساخته می‌شود. این هادی‌ها نیز با یک محافظ عایقی پوشانده شده‌اند.

• نواری

کابل‌های انعطاف‌پذیر نواری یک نوع کابل مسطح بوده که به‌طور معمول وظیفۀ هدایت 8 الی 100 خط داده‌ای یا کنترلی موازی را بر عهده دارند. سطح توان آن‌ها چندان نبوده و تنها قادر به تحمل ولتاژهای بسیار کم و پایین هستند. از آن‌ها در دستگاه‌های الکترونیکی و همچنین رایانه‌ها استفاده می‌شود که البته امروزه اکثراً با کابل‌های گرد جایگزین گشته‌اند.

• کابل زیر آب

از آن‌ها در مکان‌های مرطوب و یا برای شناور شدن در مایع استفاده می‎شود. عایقی که برای ساخت این ابزار استفاده شده، از مقاومت و دوام بسیار بالایی برخوردار بوده و پاسخگوی چالش‌های موجود در محیط است. از کابل‌های زیر آب برای اتصال یک جزیره به شبکۀ برق یک کشوری، اتصال برق برای مصارف ربات‌های زیر آبی و … استفاده می‌شود.

نتیجه‌گیری

کابل‌ها از پرمصرف‌ترین ابزار و وسایل صنعتی هستند که علاوه بر صنایع، در زندگی ما نیز وظیفۀ مهمی را ایفا می‌کنند. این ابزار بر اساس کاربرد و کارایی خود انواع مختلفی داشته و به اشکال متفاوتی در بازار پیدا می‌شوند.
برای انتخاب و تهیۀ یک کابل مناسب، ابتدا باید هدف و کاربرد مورد نظر خود را در نظر گرفته و سپس با مطالعه در رابطه با هرکدام، بهترین و مناسب‌ترین آن را برای کار خود برگزینید.