بررسی و مقایسه کابل گرد و تخت از همه نظر! هرکدام مناسب چه استفاده ای است؟

در صنعت و بسیاری از واحدها، توزیع انرژی از طریق کابل‌های برق انجام می‌شود که انواع مختلفی دارند و با توجه به کاربرد دسته‌بندی می‌شوند. در صورتی که بخواهیم یک سیستم کابلی مطلوب داشته باشیم تا تجهیزات برقی مورد استفاده دچار آسیب نشوند و عمر مفیدی داشته باشند لازم است کابلی انتخاب شود که از نظر دوام و توانایی حفظ ثبات انتقال سینگال قابل اطمینان باشد همچنین بسته به بازار مصرف و کاربرد انتخاب، کابل گرد یا تخت اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. در این مقاله سعی داریم به مقایسه کابل گرد و تخت و تفاوت‌های آنان بپردازیم.

توجه داشته باشید در این مقاله به موضوع تشخیص سیم و کابل غیر استاندارد نمی پردازیم و صرفا دو مدل کابل را باهم مقایسه کرده ایم.

کابل‌های گرد

معمولی ترین نوع کابل که قدمت بیشتری دارد کابل‌های گرد هستند. از نظرساختاری کابل‌های گرد و تخت تفاوت‌های اساسی با هم دارند که مهم‌ترین تفاوت این دو در نحوه‌ی تولید آن‌ها و قرار‌گرفتن رشته‌های فلز رسانا در کابل است. کابل گرد از رشته‌های سیم مسی، آلومینیومی یا فولاد تشکیل شده‌اند که به صورت دایره‌ای در کنار هم چیده می‌شوند و عایق اطراف آن‌ها نیز به شکل گرد است. کابل گرد خود دارای انواع مختلف تک رشته، چند رشته، فشارقوی، فشار معمولی و … است.

عموما کابل گرد به صورت دسته‌ای سیم عایق شده است که توسط چند لایه از سایر مواد”پرکننده” احاطه شده‌اند. این لایه‌ها به منظور تامین ساختاری گرد و همچنین برای کاهش گرمایش اصطکاکی در حین حرکت کابل در نظر گرفته می‌شوند. این سیم‌ها و لایه‌های پرکننده به وسیله یک روکش بیرونی احاطه شده‌اند که آن‌ها را در کنار یکدیگر نگه‌داشته و تا حدودی وظیفه محافظت آن‌ها را در برابر اشیا خارجی بر عهده دارد. با توجه به استفاده از این لایه‌های متعدد کار دفع حرارت از سیم‌ها در کابل گرد با دشواری مواجه می‌باشد. علی رغم تلاش‌های انجام شده برای کاهش این گرمایش، هنوز گرمایش اصطکاکی ایجاد شده در درون کابل ناشی از حرکت‌های متناوب تکراری به عنوان یک معضل به قوت خود باقی است.

کابل‌های تخت

در مقایسه، کابل‌های تخت به صورت نواری تولید می‌شوند و سطح مقطع این کابل‌ها معمولاً به صورت مستطیل است. با توجه به کاربردی که کابل دارد، در انواع یک تا چند رشته تولید می‌شوند. هادی‌ کابل تخت، داخل روکش در برگیرنده آن‌ حرکت نمی‌کند و بدین ترتیب کیفیت پارامتر‌های الکتریکی آن‌ها ثابت باقی می‌ماند. تداخل الکترومغناطیسی در کابل‌های تخت خیلی کم پیش می‌آید، زیرا ساختار آن‌ها صاف و یک‌دست است. هر چند تضعیف جریان و نویز در هر دو کابل به وجود می‌آید، اما در کابل‌های تخت مقدار آن کمتر است .

سطح مقطع در کابل تخت بزرگ‌تر می‌باشد که این امر موجب می‌شود تا حرارت ایجاد شده سریع‌تر به محیط اطراف انتقال یابد و گرمای بیش از حد به زوج سیم‌های به هم تابیده شده وارد نشود. کابل‌های تخت ممکن است حاوی چندین کابل کوچک گرد باشند که عایق بندی آن‌ها به صورت تخت انجام گرفته است.

کابل‌های تخت مدت زمان زیادی نیست که وارد بازار شده‌اند، اما در همین مدت کم نیز جایگزین مقدار زیادی کابل گرد شده‌اند. در مقایسه کابل گرد و تخت، می‌توان گفت که کابل تخت در برابر چالش‌های موجود، بهتر عمل می‌کند زیرا حالت تخت این کابل باعث می‌شود تا آسیب کمتری نسبت به نوع گرد ببیند و دوام بیشتری در طول زمان داشته باشد اما کابل‌های گرد به دلیل توانایی حرکت همزمان در محورهای مختلف امکان تحمل همه تنش‌های مکانیکی اصلی شامل :خمش، پیچش، نوسان، و خمش به صورتS، را دارند .

در کاربردهای خاص، کابل‌های گرد توانایی تحمل 30 میلیون بار خمش را پیش از نیاز به تعویض دارند. کابل‌های تخت بهترین گزینه برای خمش می‌باشند زیرا این نوع حرکت تنها در یک محور صورت می‌گیرد .در حرکت‌هایی نظیر پیچش که نیاز به چندین محور باشد، استفاده از کابل تخت محدودیت دارد. در غیر این صورت پیچش کابل حول یک نقطه امری طبیعی است. تحت تنش‌های پیچشی حالت پیچ خوردگی و تابیده شدن در طول مشخصی از کابل رخ می‌دهد .بنابراین، هر یک از اجزاء باید در محل مناسب و یا پیچش درست جاسازی شده و با یک نوار PTFE (تفلون ) پیچیده شود تا در حین پیچش کابل نیروهای اصطکاک به کمترین مقدار خود برسد . در کابل‌های تخت کیسه‌ای برای توزیع یکنواخت بار و افزایش استحکام کابل، در صورتی که کابل تخت به صورت یک تکه اکسترود شود، مناسب‌تر هستند.

بسیاری از انواع مواد  PVC یا PTFE به کار رفته در کابل‌های گرد امکان مقاومت در برابر بسیاری از عوامل تنش زای محیطی را به همراه حفظ انعطاف پذیری کابل فراهم می‌کنند. کابل‌های تختی که با مواد سیلیکون اکسترود می‌شوند قادر به تحمل دماهای بالا خواهند بود اما به دلیل اینکه سیلیکون مواد بسیار نرمی است مقاومت آن در برابر سایش و اصطکاک مناسب نمی‌باشد و در صورت به کارگیری آن احتمال آسیب دیدن هادی داخل کابل وجود دارد .

مقایسه کابل گرد و تخت

طراحی کابل‌های گرد بر اساس حداکثر فضا در حداقل سطح مقطع لازم است . این امر سبب می‌شود کابل‌های گرد برای اکثر تابلوها یا ورودی دستگاه‌ها جا خور مناسبی داشته‌باشند که از طرف دیگر با توجه به شکل چهار گوش کابل تخت در ورودی‌های گرد ممکن است مشکل تغییر شکل در کابل رخ دهد .فاکتور فضای قرارگیری برای کابل تخت بسیار مهم است چرا که ایجاد سوراخ دایره‌ای با مته عملا آسان‌تر از ایجاد یک برش مستطیل شکل است. کابل‌های تخت را می‌توان به صورت کاملا چسبیده روی هم قرار داد و بدین ترتیب فضای کمتری نسبت به کابل‌های گرد نیاز دارند.

در مقایسه کابل گرد و تخت در کابل‌های تخت لازم است عملیات توزیع یکنواخت وزن و ایجاد تعادل به دقت صورت گیرد تا از یکنواختی حرکت آن اطمینان حاصل شود. این موضوع در مورد کابل‌های گرد فقط در صورتی لازم است که بخواهیم آن‌ها را در مسیر کابل کشی زنجیری (cable track)  نصب کنیم. در کابل‌های گرد برای اطمینان از هم مرکزیت تنها پرکننده‌ها و یا نوار به کار می‌رود .

وزن کابل‌های تخت به مراتب از کابل‌های گرد کمتر است همچنین ساختار کابل‌های تخت به حدی قوی است که نیازی به استفاده از هادی‌های بزرگتر برای افزایش استحکام نیست. این پیکربندی قوی با خصوصیت انعطاف پذیری نیز همراه است که مزیت آن را دو چندان می‌کند.

موارد استفاده کابل های تخت و گرد

بیشترین استفاده کابل‌های تخت در صنایع رباتیک، تجهیزات اتوماتیک صنعتی و پزشکی و … و از کابل‌های گرد بیشتر در مصارف ساختمانی، ماشین آلات و صنایع است.

به طور خلاصه تمام تفاوت های عنوان شده از مقایسه کابل گرد و تخت در جدول زیر آورده شده‌است.