به طور کلی هر نوع هادی که امکان عبور جریان برق را داشته باشد و بوسیله موادی مخصوص عایق بندی شده باشد کابل نامیده می شود کاربرد کابلها در تاسیسات الکتریکی بسیار وسیع و با اهمیت است.با ما همراه باشید تا به ساختار کابل های برق بپردازیم.
ساختار کابل های برق
سیم برق و کابل های برق براساس نوع کاربردی که دارند بسیار متنوع هستنند و به شکل های مختلفی در بازار یافت می شوند. ساختمان و اجزای تشکیل دهنده کابل های مخابراتی کاملا با کابل های مورد استفاده در صنعت برق فشار قوی و ضعیف تفاوت دارند؛
بطور کلی کابلها همواره از دو قسمت اصلی هادی و عایق تشکیل شده‌اند.. تفاوت کابلها ناشی از نوع کاربرد و کاربری آنها می باشد. یعنی نوع کاربردشان موجب می‌شود که جنس ، شکل ، تعداد ، سطح مقطع هادیها و عایقها با یکدیگر تفاوت داشته باشند. این تفاوتها موجب تقسیم بندی کابلها می‌گردد. این تفاوتها موجب تقسیم بندی کابل ها می گردد.
هادی ها:
مهمترین قسمت در ساختمان کابل که وظیفه انتقال جریان الکتریکی را دارد هادی کابل نامیده می شود. مطابق استاندارد بین المللی هادی به بخشی از کابل گفته می شود که وظیفه عبور جریان برق را به عهده دارد. هادیهای قیمت کابل البرز به مسی و آلومینیومی تقسیم می شوند.
هادی ها از سیم مسی تقریبا خالص و دارای انعطاف قابل قبول یا از آلومینیوم یا آلیاژهای مخصوص ساخته می شوند. که به صورت خلاصه به آن ها CU و AL گفته می شود. فلز مس با وزن بیشتری در هر متر و انتقال الکتریکی بیشتری نسبت به آلومینیوم دارد. سطح مقطع هادی ها با توجه به مقدار جریان عبوری و نوع کاربرد، در اندازه های گوناگون و شکل های متفاوت ساخته می شوند.
الف) دایره ای تک رشته با علامت اختصار«re» و چند رشته با علامت اختصاری «rm»
ب) مثلثی (سه گوش) تک رشته ای با علامت اختصاری«se» و چند رشته ای با علامت اختصاری«sm»
لازم به ذکر است قیمت کابل های آلومینیومی نسبت به کابل مسی ارزان تر است و به این علت با اقبال بیشتری از سوی خریداران مواجه می باشد.
اسکرین هادی
به نوار نیمه رسانایی که در ساختمان کابل به منظور ایجاد میدان الکتریکی یکنواخت و کم کردن تنش های الکترو استاتیک بکار برده می شود اسکرین هادی گفته می شود این لایه معمولا در کابل های فشار ضعیف استفاده نمی شود وقتی این لایه روی رشته های تابانده شده قرار می گیرد فضاهای خالی میان بخش هایی از کابل و عایق از میان می رود و فضایی صاف میان عایق و هادی به وجود می آید بکار گیری این لایه در ساختار کابل موجب می شود میدان الکتریکی یکنواخت شده و جرقه های الکتریکی نا خواسته به وجود نیاید.
عایق ها:
عایق سیم ها و غلافی که روی کابل قرار می گیرند، معمولا از جنس پلاستیک pvc (پلی ونیل کلراید)است. البته عایق های دیگری همچون کاغذ و برخی ترکیبات شیمیایی در بعضی کابل های مخصوص قرار می گیرند. این عایق ها باید براساس شرایط کاری و محیطی و نوع مصرفی که دارند از استحکام مکانیکی و مشخصه های الکتریکی لازم برخوردار باشند.
برای جلوگیری از اشتباه و جهت تشخیص سیم های کابل از یکدیگر، عایق سیم های هادی را در رنگ های مختلف انتخاب می کنند. عایق XPLE اکثرا در کابل های فشار قوی و متوسط استفاده می شود این عایق در مقایسه با عایق پی وی سی قدرت بیشتری برای مقابله با حرارت های بالا و مقاومت را دربرابر مواد شیمیایی را دارد و عمر مفید آن بیشتر است اما انعطاف پذیری آن کمتر و قیمتش بیشتر است .
بیشتر بخوانید : دستگاه های تولید سیم و کابل
اسکرین عایق کابل
جنس اسکرین عایق از مواد نیمه رسانا می باشد و در ساختمان کابل هایی با ولتاژ متوسط و ولتاژ بالا بکار برده می شود. اگر کابل بدون نوار نیمه هادی کاغذی باشد این لایه به شل مستقیم با شلید در ارتباط قرار می گیرد. اما اگر در ساختمان کابل نوار نیمه هادی کاغذی بکاررفته باشد ، اتصال با کمک نوار نیمه هادی برقرار می گردد.
فیلر یا پرکننده کابل
فیلر برای یکنواخت کردن کابل هایی که به صورت چند رشته هستند به منظور ایجاد لایه ای یکنواخت روی آن ها بکار برده می شود فضای خالی میان رشته ها با کمک این مواد پلیمری نرم پر می شوند. که اصلاحا به آن فیلر یا پر کننده گفته می شود.
لایه نیمه هادی کاغذی کابل
این لایه مانند نوار است و جنس آن از کاغذ های موج دار یا الیاف بافته شده می باشد. استفاده از از این لایه در ساختار کابل باعث به وجود آمدن اتصال الکتریکی هادی های شیلد به لایه اسکرین عایق می شود . و از لایه اسکرین عایق در برابر تماس مستقیم با رشته های اسکرین محافظت می کند. نوار نیمه هادی کاغذی به شکل مارپیچ بر روی لایه نیم هادی قبل از خود قرار می گیرد. کاربرد این لایه به ویژه در زمان اتصال کوتاه بسیار موثر خواهد بود و باعث جلوگیری از آسیب سیم های شیلد به لایه اسکرین می شود.
غلاف کابل ها
در واقع برای محافظت کابلها در برابر عوامل محیطی و ضربات مکانیکی آنها را بوسیله یک یا چند لایه غلاف از جنس مس ، سرب ، فولاد،کاغذ پلاستیکی بویژه PVC می‌پوشانند. کابل ها با توجه به لایه های خارجی آنها به انواع مختلفی تقسیم می شوند.
لایه زیرین کابل ها
جنس این لایه معمولا از پی وی سی است و به منظور یکپارچه کردن لایه های قبل از خود و ایجاد بستری برای قرار گرفتن زره ها روی لایه شیلد هادی بکار برده می شود.
لایه زره یا آرمور کابل
این لایه برای حفاظت مکانیکی قسمت های زیرین به هم پیوسته در کابل استفاده می شود به عنوان نمونه در کابل های زیرزمینی که احتمال صدمات بیل های مکانیکی وجود دارد استفاده از این لایه در ساختار کابل احتمال قطعی برق و حوادث پیرامونی را کاهش می دهد.
لایه شیت بیرونی یا ژاکت
این لایه به عنوان لایه نهایی کابل از جنس پی وی سی یا CSP می باشد و به منظور حفاظت در برابر تنش های مکانیکی و مسایل جوی نظیر گرما، بارندگی و محافظت های شیمیایی بکار برده می شود.
جریان مجاز
جریان مجاز عبوری از سیم ها و کابل ها به گونه ای تعین می شود که در هر نقطه ای از کابل، حرارت تولید شده در هادی های آن به خوبی به محیط اطراف منتقل شود؛ به طوری که درجه حرارت عایق در سطح هادی سیم ها و کابل های پی.وی. سی از ۷۰ درجه سانتی گراد تجاوز نکند. جریان های مجاز عبوری داده شده برای کابل های برق وقتی در داخل خاک قرار می گیرند، بر مبنای قرار گرفتن کابل به روی بستری از ماسه نرم است که پس از خاک ریزی به روی کانال سطح آن آجر فرش شود.
به علاوه، کابل در مسیر خود می تواند از داخل تعداد محدودی لوله، فولادی که طول هیچ یک از آنها بیشتر از ۶ متر باشد عبور کند. جریان مجاز کابل هایی که در هوای آزاد قرار دارند، براساس ضریب بار۱ و در هوای با درجه حرارت ۳۰ درجه سانتی گراد است.
جریان مجاز کابل هنگامی که کاملا در داخل آب قرار گرفته باشد ۱۵/۱ برابر جریان در کابل قرار گرفته در خاک است. اما باید توجه داشت که وقتی قسمتی از کابل در خاک یا هوای آزاد باشد، این قسمت ها تعیین کننده جریان عبوری از کابل هستنند.
افت ولتاژ در کابل
در شبکه های پخش الکتریکی اندازه سطح مقطع کابل تنها براساس جریان مجاز عبوری از آن انتخاب نمی شود؛ بلکه طول کابل که متناسب با افت ولتاژ است نیز عامل تعین کننده ای به شمار می آید.
انواع کابل ها به شرح ذیل می باشد:
- کابل های فشار ضعیف
- کابل های فشار متوسط
- کابل های فشار قوی
- کابل های ساختمانی
- کابل های ابزار دقیق
- کابل های ضد آتش
