یکی از اصلی‌ترین موارد مورد استفاده در صنعت برق سیم و کابل‌ها هستند که انتقال انرژی را انجام می‌دهند. نقش کابل‌ها بسیار با اهمیت است بنابراین باید در اصول اولیه انتخاب نوع کابل، نحوه نصب و همچنین شرایط نگهداری آن اطلاعات کافی داشته باشید تا از بروز حوادث جلوگیری شود در این مبحث به تفاوت کابل برق فشار قوی و ضعیف می‌پردازیم.
برای انتخاب کابل باید یکسری از خصوصیاتی مانند عایق، جنس و تعداد هادی‌ها، سطح مقطع هادی‌ها، جنس غلاف و زره را بدانید. زیرا انتخاب نوع کابل و همچنین نصب آن بسیار با اهمیت است و بدون رعایت اصول و استانداردها ممکن است باعث ایجاد خسارت‌های مالی و جانی گردید.
کابل در واقع یک یا چند هادی همراه با پوشش عایقی می‌باشد. ساختار کابل‌ها بدین صورت است که ابتدا هادی، عایق، پوسته عایق، پوسته هادی، پوسته فلزی پرکننده، زره و غلاف است. هرکدام از این موارد دارای وظایف خاصی هستند داشته و در مجموع قابلیت هدایت الکتریکی و استقامت الکتریکی، مکانیکی و شیمیایی کابل را برآورده می‌سازند.
کابل‌های فشار ضعیف معمولاً برای ولتاژهای 500 تا 1000 ولت مورد استفاده قرار می‌گیرند و با روکش‌های مختلف از نظر مواد و همچنین تعداد رشته‌های متغیر ساخته می‌شوند. با توجه به وارد گفته شده متناسب با نوع ماده به کار رفته در روکش و تعداد رشته‌ها می‌تواند 2 تا 5 رشته باشد و کاربردهای متفاوتی در موارد مختلف دارد.
جریانی که از این کابل‌ها عبور می‌کند برق فشار ضعیف یا LV است که اکثراً در مصارف برق کشی ساختمان و روشنایی از آن استفاده می‌شود.معمولاً یک رشته سیم به رنگ خاکستری در این نوع کابل وجود دارد که سیم صفر نامیده می‌شود و سیم محافظ به رنگ قرمز است.
بسته به نوع کابل از رنگ‌های دیگری نیز مانند آبی، سیاه و… به منظور افزایش سطح مقطع کابل و ارتقا قدرت آن بهره می‌برند.
کابل‌های فشار قوی بر خلاف فشار ضعیف ولتاژ بالاتری تا 30 کیلو وات را از خودشان عبور می‌دهند و به دلیل اینکه یک عایق و رسانا است و می‌تواند ولتاژ بالاتر را نیز در زیر زمین انتقال دهد و علاوه بر این می‌تواند در پروژه‌های صنعتی، اتصال فیبر نوری، استفاده در دکل‌های بین شهری استفاده شوند. این نوع معمولاً از هسته فولادی و روکش آلومینیومی ساخته می‌شوند. طول‌های کابل فشار قوی از یک متر تا چند صد متر دارد.
کابل فشار قوی دو نوع هستند که یک نوع کابل قدرت روغنی و دیگری کابل قدرت گازی می‌باشد. نوع گازی این نوع کابل نیز به چند دسته تقسیم می‌شوند:
· کابل با فشار خارجی لوله فولادی
· کابل با فشار داخلی و لوله فولادی
· کابل با فشار داخلی و لوله آلومینیومی
· کابل گازی کپسولی پر شده با گازsf6
از پرکاربردترین انواع کابل فشار قوی می‌توان به کابل‌های مخابراتی زمینی، کابل‌های مخابراتی هوایی، کابل‌های کواکس و کابل شبکه اشاره کرد. قبل از استفاده از این کابل باید به استانداردها توجه داشته باشید زیرا این نوع کابل در انتقال جریان الکتریسیته از اهمیت بالایی برخوردار است.
بیشتر بخوانید: راهنمای خرید سیم و کابل ساختمانی
همان‌طور که در بالا اشاره شد هادی‌ها یکی از مهم‌ترین بخش‌های انتقال انرژی کابل‌ها هستند. بنابراین در انتخاب کابل باید از نکاتی نظیر مواد عایق، جنس و تعداد رشته‌ها یا هادی‌ها، سطح مقطع هادی‌ها، جنس غلاف و زره را بدانید. انتخاب بهترین نوع کابل متناسب با کار شما یکی از مهم‌ترین موارد استفاده از کابل است زیرا رعایت نکردن استاندارد اصول می‌تواند تلفات جانی و مالی و آسیب به خود کابل را بر جایی بگذارد. بنابراین در ادامه سعی شده است شما را با سیستم آشنا کنیم.
کابل‌ها در واقع نوعی هادی هستند که توسط عایق پوشانده شده‌اند. ساختار کابل از هادی، عایق، پوسته عایق، پوسته هادی، پوسته فلزی، پرکننده، زره و غلاف تشکیل شده است.
هادی: به این بخش مغزی هم گفته می‌شود که در داخل کابل قرار دارند و وظیفه انتقال نیرو را بر عهده دارند
پوسته هادی: لایه‌ای است که وظیفه کنترل کردن میدان الکتریکی را در درون عایق بر عهده دارد همچنین
سطح یکنواختی را در مرزهای عایقی ایجاد کرده و به پر کردن فضای خالی در این مرزها کمک می‌کند.
غلاف: یک پوشش به صورت استوانه‌ای است که به صورت یکپارچه و پیوسته است. جنس آن فلزی و یا غیر فلزی است و معمولاً اکسترود شده می‌باشد
زره: این قسمت از یک سری سیم‌های فلزی جهت حفاظت کابل در برابر عوامل خارجی و مکانیکی محافظت می‌کند.
هادی‌ها به دو دسته ثابت و انعطاف پذیر تقسیم می‌شوند و هادی‌های ثابت به دو کلاس دسته بندی می‌شوند که کلاس یک برای هادی‌های یکپارچه و دو برای هادی‌های رشته‌ای هستند. همچنین هادی‌ها انعطاف پذیر به دو کلاس 5-6 تقسیم می‌شوند که هادی‌های کلاس 6 انعطاف پذیر تر از 5 هستند.
هادی‌های یکپارچه معمولاً از مس خالص که آنیله شده‌اند و با روکش فلزی از جنس آلومینیم خالص و یا آلیاژ آلومینیم ساخته می‌شوند. سطح مقطع این هادی‌ها اکثراً به صورت گرد و دایره‌ای است.
ابعاد هادی‌های کابل فشار متوسط و فشار ضعیف باید به گونه‌ای باشد که ظرفیت مناسب جهت حمل جریان مشخص شده را داشته باشند. کابل باید مشخصه ظاهر و کارایی خود را در محدوده دمایی بالا و همچنین حداکثر دمای محیط و گرمای ایجادشده توسط خود کابل، در حین سرویس‌دهی را حفظ کند.
عوامل بسیاری برای انتخاب کابل قدرت از یک فروشگاه اینترنتی کابل برق وجود دارد که ما در ادامه به پنج مورد از آنها اشاره خواهیم کرد:
1. میزان ولتاژ
2. مقدار جریان لازم برای بار شدن
3. سنجیدن میزان دمای محیط، نزدیکی کابل‌ها به یکدیگر و یا نزدیکی به منابع گرما و همچنین ضریب هدایت گرمایی خاک
4. میزان افت ولتاژ در شرایط خاص
5. موارد خاص اعم از عوامل خورنده، قابلیت انعطاف و مقاومت در برابر شعله
فشار ولتاژ در سرتاسر عایق هادی یکسان هستند از همین رو هر هادی تک فاز داری یک عایق اضافی هستند.
نکته:ولتاژ ها باید مقداری باشند که کابل توانایی لازم جهت انتقال نیرو را داشته باشد.
در زمان‌هایی که تغییرات بار ناگهانی بسیاری از کابل‌ها را از رده خارج ساخته و ساختار درونی‌شان را معیوب می‌نماید، انواع کابل قدرت می‌توانند بدون مشکل به فعالیت بپردازند. از این رو بیشترین استفاده آنها مربوط به شبکه‌های انرژی است که به منظور تأمین برق مورد نیاز تأسیسات مسکونی و صنعتی طراحی شده‌اند. البته در ساخت انواع تأسیسات خانگی و صنعتی نیز به کرات از این کابل‌ها و انواع مختلف آن بهره می‌برند.
سطح مقطع بالا مانع انعطاف پذیری مناسب این کابل‌ها نشده است، از این رو مشکلی برای حضور در اتصالات متحرک نیز ندارند. اگر به زره و آرمورد مجهز شوند که قدرتشان چندین برابر شده و در محیط‌هایی با ضربات مکانیکی نیز می‌توانند به کارکرد مفید خود ادامه دهند.
در عنوان تکنولوژی کابل به طور خلاصه ذکر کردیم که ساختار کابل‌ها به چه صورت هستند در ادامه به صورت مفصل‌تر در مورد لایه‌های مختلف کابل صحبت خواهیم کرد.
کابل‌ها از ده لایه تشکیل شده‌اند که از داخلی‌ترین جز به ترتیب به شرح زیر است:
1. هادی/Conductor
2. اسکرین هادی/ Conductor Screen
3. عایق / Insulation
4. اسکرین عایق Insulation Screen
5. پرکننده یا فیلر/ Filler
6. نوار نیمه هادی کاغذی
7. شیت هادی یا شیلد (غلاف یا سپر رسانا)/ Conductor Sheath or Shield
8. لایه زیرین یا غلاف داخلی / Bedding or Inner Sheath
9. آرمور یا زره / Armour
10. شیت (غلاف) بیرونی یا ژاکت/ Inner Sheath or Jacket
لایه اول: هادی
مهم‌ترین و اصلی‌ترین در ساختار کابل هادی آن می‌باشد که وظیفه جریان الکتریکی را بر عهده دارد.معمولاً از جنس مس و یا آلومینیم هستند که در هم تنیده شده‌اند. جنس مس دارای وزن بیشتری است و هدایت الکتریکی آهن نیز بالاتر از آلومینیم است. به همین علت کابل‌های مسی معمولاً گران‌تر از نوع آلومینیم هستند.
لایه دوم: اسکرین عایق
این لایه یک نوار نیمه رسانا است که برای حفظ یک میدان الکتریکی یکنواخت و همچنین به حداقل رساندن تنش‌های الکترواستاتیک در کابل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
لایه سوم: عایق
جهت جلوگیری از نشت و عدم انتقال جریان الکتریکی و نشتی از عایق‌های با مواد PVC و XLPE استفاده می‌شود. بیشتر خریداران و تولید کنندگان رف دار عایق‌های PVC هستند اما در مقابل عایق XLPE بیشتر در کابل‌های فشار متوسط و فشار قوی کاربرد دارد. زیرا مقاومت، عمر بیشتر و همچنین تحمل درجه حرارت بالاتر نسبت به PVC از خود نشان داده است. اما انعطاف کم این نوع عایق و همچنین قیمت بالای آن باعث شده است کمتر مورد استفاده قرار گیرد. این لایه به طور معمول در کابل‌های فشار ضعیف دومین لایه (اولین لایه بعد از هادی) در ساختار کابل خواهد بود.
لایه چهارم: اسکرین عایق
جنس این لایه مانند اسکرین هادی نیمه رسانا می‌باشد و عملکرد آن نیز همانند اسکرین هادی است. معمولاً در ساختار کابل‌های ولتاژ متوسط MV و ولتاژ بالا HV از این لایه استفاده می‌گردد.
لایه پنجم: فیلر یا پر کننده
این لایه معمولاً در جهت یکنواخت کردن کابل‌های چند رشته استفاده می‌شود. به این صورت که پس از قرار گیری چند رشته سیم‌ها در کنار هم برای فراهم کردن لایه‌ای یکنواخت روی آنها (جهت آسان شدن مراحل اضافه کردن سایر لایه‌ها روی مجموعه این هادی‌ها در کنار هم) فضای خالی بین رشته سیم‌ها با مواد پلیمری نرمی به نام فیلر یا پرکننده پر می‌شود.
لایه ششم: نیمه هادی کاغذی
این لایه از کابل مانند نوار و از جنس کاغذ موج دار یا الیافی ساخته شده است و به دو دلیل در آبل‌های فشار قوی و متوسط استفاده می‌شود. دلیل اول: ایجاد اتصال الکتریکی هادی‌های شیلد به لایه اسکرین عایق و دلیل دوم حفاظت از لایه اسکرین عایق از تماس مستقیم با رشته‌های اسکرین و جلوگیری از صدمه زدن به سیم‌ها.
لایه هفتم: شیت هادی یا شیلد (غلاف)
غلاف و یا سپر رسانا معمولاً به صورت نوارهای باریک از جنس مس و یا گاهی اوقات از جنس آلیاژ سرب به عنوان یک سد در برابر امواج الکترومغناطیس عمل می‌کنند. علاوه بر مورد فوق، این لایه مسیری جهت عبور جریان‌های خطا و نشتی در کابل می‌باشد.
لایه هشتم: لایه زیرین
در این لایه که معمولاً از جنس مواد ترموپلاستیک مثل PVC است جهت باندل کردن لایه‌های قبلی و فراهم کردن یک بستر مناسب برای قرار گیری لایه بعدی یا همان زره بر روی لایه غلاف هادی استفاده می‌شود. از دیگر وظایف این لایه محافظت از لایه‌های زیری خود مانند غلاف، عایق و.. در برابر آسیب‌های محیطی می‌باشد.
لایه نهم: زره یا آرمور
این لایه یکی دیگر از مهم‌ترین لایه‌های کابل‌ها می‌باشد. زیرا برای حفاظت از لایه‌های زیرین در برابر موارد مکانیکی استفاده می‌شود. برای مثال در کابل‌های زیرزمینی که احتمال برخورد بیل‌های مکانیکی و از این قبیل وسایل بیشتر است برای حفاظت بیشتر کابل‌ها از کابل‌های زره دار استفاده می‌شود. این اتفاقات بیشتر در عملیات راه سازی، شهرسازی و عمرانی اتفاق می افتد.
لایه دهم: شیت بیرونی یا ژاکت
این لایه هم همانند لایه قبلی برای حفاظت کابل استفاده می‌شود و معمولاً از جنس PVC یاCSP هستند. جهت حفاظت در برابر آب و هوا و حفاظت شیمیایی، الکتریکی و مکانیکی
