کابل برق چیست؟

کابل برق (Power Cable) مجموعه ای متشکل از یک یا چند سیم برق است که در زیر یک روکش قرار گرفته اند. یک کابل برق در ساده ترین حالت خود از هادی، عایق و روکش تشکیل شده است و قادر به انتقال الکترون ها و هدایت جریان برق از نقطه ای به نقطه دیگر است که ممکن است در محیط های مختلفی از آن استفاده شود. تولید کنندگان و سازمان های استاندارد، مطابق با محل های گوناگونی که ممکن است مصرف کننده از کابل استفاده نماید، ساختار های متنوعی از کابل های برق را طراحی نموده اند. استفاده از یک کابل در مجاورت حرارت یا سرما، مواد اسیدی و روغنی، در زیر پل ها و داخل تونل ها، در زیر دریا و اقیانوس ها و یا کابل کشی ساختمانی تنها بخشی از تنوع کابل های برق است که متناسب با هر محیط و کاربری ای تولید می‌شوند. ما در مقاله “کابل برق چیست” تلاش کردیم تا اولین مقاله تخصصی کابل برق در ایران را با ارائه اطلاعات جامع ارائه دهیم. خوشحال می‌شویم که نقطه نظرات خود را از طریق کامنت های انتهای صفحه با ما در میان بگذارید.

انواع کابل برق

کابل های برق از نظر رنج ولتاژ، ساختار، کاربری، تعداد رشته و محل مصرف به گروه های مختلفی تقسیم می‌شوند. این تقسیم بندی ها به دلیل شرایط گوناگونی است که ممکن است برای مصرف کننده وجود داشته باشد. ولتاژ مداری که قرار است یک کابل در آن استفاده شود، تعداد رشته های مورد نیاز در یک مدار، محل مصرف و قرار گرفتن کابل در معرض حرارت، سرما، باد، باران، فشار یا حیوانات جونده و کاربری آن نظیر کابل برق سه فاز، کابل تک فاز، کابل مدار فشار متوسط و … از جمله مواردی است که کابل ها را به انواع مختلفی تقسیم بندی می‌نماید.

انواع زیادی از کابل برق در بازار وجود دارند که برخی از آن ها عبارت است از:

• کابل برق ساختمانی
• کابل برق زره دار
• کابل برق شیلددار
• کابل کولر آبی
• کابل برق روکش سربی
• کابل جوش
• کابل برق تخت (آسانسوری)
• کابل اعلام حریق
• کابل ضد حریق

انواع کابل برق از نظر ولتاژ

کابل های برق از نظر رنج ولتاژ در دنیا به چهار گروه مختلف کابل فشار ضعیف (Medium Voltage Cable)، کابل فشار متوسط (Medium Voltage Cable)، کابل فشار قوی (High Voltage Cable) و کابل فوق فشار قوی (Extra High Voltage Cable) تقسیم می‌شوند. این تقسیم بندی ها به این دلیل است که کابل ها در ولتاژهای گوناگون رفتارهای متفاوتی از خود نشان می‌دهند. با افزایش ولتاژ یک کابل، میدان های مغناطیسی و انگیزه خروج الکترون ها از هادی و تخریب عایق افزایش می‌یابد که تولید کنندگان مطابق با رفتار هر ولتاژ نسبت به ساخت کابل برق و استفاده از متریال و ساختار مخصوص متناسب با نوع ولتاژ اقدام می‌نمایند. این بدان معناست که اگر از یک کابل برق فشار ضعیف در یک مدار فشار قوی استفاده شود، بی شک در لحظه استارت مدار،کابل برق منفجر خواهد شد.

مقایسه کابل برق فشار ضعیف، فشار متوسط، فشار قوی و فوق فشار قوی از نظر ظاهری

انواع کابل برق از نظر ولتاژ به چهار گروه زیر تقسیم بندی می‌شوند:

• کابل فشار ضعیف (از 1 تا 1000 ولت)
• کابل فشار متوسط (از 1000 تا 33000 ولت)
• کابل فشار قوی (از 63000 تا 230000 ولت)
• کابل فوق فشار قوی (از 230000 تا 400000 ولت)

انواع کابل برق از نظر تعداد رشته

کابل برق از نظر تعداد رشته به گروه های مختلفی تقسیم بندی می‌شود. یعنی در ساختار یک کابل می‌تواند از یک سیم، دو رسیم، سه سیم، چهار سیم و … استفاده شود که به تعداد سیم های بکار رفته در یک کابل “تعداد رشته کابل” گفته می‌شود. بنابراین اگر در جایی عبارت کابل برق افشان 3 رشته را مشاهده کردید به این معناست که در کابل مذکور از سه رشته سیم برق افشان استفاده شده است. برخی از کابل های برق در بازار وجود دارند که به آن ها “کابل به اضافه” یا “کابل 3/5 رشته” گفته می‌شود. در ساختار این دسته از کابل ها از سه رشته سیم برق با سطح مقطع یک اندازه و همچنین یک سیم با سطح مقطعی به اندازه نصف دیگر سیم ها استفاده شده است. به عنوان مثال در ساختار کابل 3×240+120 از سه رشته سیم برق با سطح مقطع 240 میلی متر مربع استفاده شده که در کنار آن ها یک سیم با سطح مقطع 120 میلی متر مربع وجود دارد. به این دسته از کابل ها” کابل سه و نیم رشته” گفته می‌شود.

نمایی از کابل برق های تک رشته تا پنج رشته

رایج ترین کابل های برق موجود در بازار از نظر تعداد رشته عبارتند از:

• کابل برق تک رشته
• کابل برق دو رشته
• کابل برق سه رشته
• کابل برق سه و نیم رشته
• کابل برق چهار رشته
• کابل برق پنج رشته

ساختار کابل برق

ساختار یک کابل برق ساده از هادی رسانا، عایق و روکش تشکیل می‌شود. اما گاهی عوامل گوناگونی نظیر نویز و پارازیت، حرارت، تنش های مکانیکی، ضربه و فشار سبب می‌شود تا برخی ساختارهای اضافی با متریال های مختلف به ساختمان کابل برق اضافه شود. همچنین حفظ گردی کابل و جلوگیری از چسبیدن برخی لایه ها با یکدیگر در هنگام تولید سبب می‌شود تا تولید کننده سیم و کابل اقدام به اضافه نمودن برخی از عوامل جدید به یک کابل برق باشد. افزایش ولتاژ کابل و جلوگیری از انفجار عایق و دفع میدان های مغناطیسی از جمله عوامل دیگری است که سبب می‌شود تولید کننده به جهت مهار آن ها در کابل برق های فشار متوسط و فشار قوی از لایه ها و ضخامت های بیشتری استفاده نماید.

ساختار یک کابل فشار متوسط

به طور کلی در ساختار کابل برق ممکن است عوامل زیر وجود داشته باشند:

• هادی
• عایق
• فیلر یا بدینگ
• زره یا آرمورد
• شیلد و فویل
• نیمه هادی کاغذی
• نوار میکا
• نوار پلی استر
• نخ لاستیکی
• اسکرین عایق
• اسکرین هادی
• روکش

هادی کابل برق چیست؟

هادی (به انگلیسی: Conductor) که به آن مغزی کابل نیز گفته می‌شود، به رسانا یا رساناهای اصلی یک کابل برق گفته می‌شود که وظیفه انتقال جریان های الکتریکی را بر عهده دارد. هادی ها از آلیاژهای رسانا نظیر مس، آلومینیوم، طلا، نقره، برنز یا دیگر فلزات تشکیل می‌شوند که به دلیل فراوانی مس، قیمت مناسب تر در مقایسه با طلا و نقره، انعطاف پذیری بالا با خستگی فلز کمتر و همچنین خواص الکتریکی بسیار عالی به عنوان رایج ترین آلیاژ در صنعت سیم و کابل استفاده می‌شود. آلومینیوم نیز از دیگر فلزات رایج و پر مصرف در صنعت سیم و کابل است که در هادی ها به دلیل قیمت ارزان و وزن سبک و خواص الکتریکی مشابه با فلز مورد استفاده قرار می‌گیرد. هادی در کابل برق به انواع مختلفی مطابق با استاندارد تقسیم بندی می‌شوند که هر یک دارای ویژگی های به خصوصی است. به جهت نشان دادن شکل هادی در اصطلاح تخصصی از یک کلاس و یک عدد استفاده می‌شود. به عنوان مثال هادی کلاس 5 به معنی افشان بودن رسانای یک کابل است.

انواع کلاس هادی ها که شامل مفتول، نیمه افشان، افشان و سوپر افشان است.

انواع هادی کابل های برق (Conductor Types) عبارتند از:

• هادی مفتول (کلاس 1)
• هادی نیمه افشان (کلاس2)
• هادی افشان (کلاس 5)
• هادی سوپر افشان (کلاس 6)

هادی مفتول کابل برق

هادی مفتولی (به انگلیسی: Solid Conductor) که به صورت تخصصی در صنعت سیم و کابل به آن کلاس 1 گفته می‌شود، به هادی هایی گفته می‌شود که به صورت یک عدد مفتول یکنواخت در ساختار کابل به عنوان استفاده شود. این دسته از هادی ها معمولاً در کابل های مفتولی از مقطع 1 تا 10 میلی متر مربع استفاده می‌شوند. یکی از مزیت های این هادی ها انتقال جریان های الکتریکی با مقاومت اهمی پایین است که به دلیل سطح یکنواختی که برای عبور الکترون ها فراهم می‌کند می‌تواند انتقال جریان بهتری را رقم بزند. در مقابل از جمله معایب آن انعطاف پذیری پایین تر آن دانست که با افزایش ضخامت آن عملاً کابل به سختی خم می‌شود. به همین علت است که استفاده از آن تا مقاطع 10 میلی متر مربع محدود شده است.

هادی نیمه افشان کابل برق

هادی نیمه افشان (به انگلیسی: Stranded Conductor) که اصطلاح تخصصی آن کلاس 2 است، از کنار هم قرار گرفتن چند مفتول کلاس 1 در کنار یکدیگر تشکیل می‌شود. استفاده از هادی به این صورت در ساختار یک کابل سبب می‌شود تا کمی به کابل انعطاف پذیری بیشتری در مقایسه با هادی های مفتول ایجاد شود. بحث های دیگری نظیر مقاومت هیسترزیس وجود دارد که تولید کنندگان به جهت جلوگیری از فرار الکترون ها از یک سطح، آن را به چند سطح مختلف تقسیم می‌کنند. عموم کابل هایی که در بازار به آن ها کابل زمینی، کابل خشک یا کابل نیمه افشان گفته می‌شود از مقطع 16 میلی متر مربع به بالا از نوع نیمه افشان هستند. به عنوان مثال کابل زمینی 3*240+120 خراسان یک کابل برق نیمه افشان است.

هادی افشان کابل برق

هادی افشان (به انگلیسی: Flexible Conductor) که به اصطلاح در سیم و کابل به آن هادی کلاس 5 نیز می‌گویند تشکیل شده از تعداد استانداردی از تارهای مسی نازک (شبیه موی انسان) است که در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. کابل های برق افشان رایج ترین نوع کابل در بازار هستند که به دلیل انعطاف پذیری بالا و راحتی کار در هنگام نصب در انواع کابل کشی های ساختمانی و محل هایی که مسیر دارای پیچ و خم های زیادی است مورد استفاده قرار می‌گیرند. کابل برق افشان معمولاً با هادی های مسی تولید می‌شوند و تولید کابل آلومینیوم با این هادی کمتر صورت می‌پذیرد. زیرا خستگی بالای فلز آلومینیوم سبب می‌شود تا تارهای نازک شده آلومینیومی در پیچ و خم ها دچار شکستگی شود.

هادی سوپر افشان کابل برق

هادی سوپر افشان (به انگلیسی: Ultra Flex Conductor) شباهت زیادی به هادی های افشان دارند با این تفاوت که از تارهای نازک تری در ساختار آن ها استفاده می‌شود. این کار سبب انعطاف پذیری بالاتر در مقایسه با کابل های افشان می‌شود که معمولاً از آن به عنوان کابل مخصوص جوش کاری (کابل جوش) استفاده می‌شود. استفاده از کابل برق های سوپر افشان به عنوان کابل ساختمانی چندان استاندارد نیست و به دلیل ضخامت کم تارها و احتمال آسیب دیدگی و قطع ارتباط هادی بکارگیری از کابل های افشان در صورت نیاز به کابل با انعطاف توصیه می‌شود.

شکل هادی کابل برق

تا اینجا با هادی مفتول، نیمه افشان، افشان و سوپر افشان آشنا شدید. اما این تمام ماجرا نیست. تمامی هادی های ذکر شده ممکن است در صورت استفاده در یک کابل با شکل های مختلفی نظیر دایره، مثلث و قطعه ای، ترکیبی و فشرده متناسب با نوع کابل قرار گیرند. علت استفاده از این اشکال هندسی رابطه مستقیمی با نوع کابل و نیاز تولید کننده دارد. در واقع در برخی از کابل ها مثل کابل فشار متوسط، فشار قوی و فوق فشار قوی نیاز به فشردگی بالا در قسمت هادی دارند و نباید فاصله ای مابین هادی های نیمه افشان آن وجود داشته باشد. همچنین گرد بودن کابل و جلوگیری از دفرمه شدن آن با افزایش ضخامت هادی از دیگر مواردی است که سبب می‌شود تولید کنندگان شکل هادی را به صورت مثلثی یا (Sector) در کنار هم قرار دهند.

اشکال مختلف هادی ها که مطابق با سایز و نوع کاربری کابل در ساختار کابل های برق استفاده می‌شوند.

شکل هادی ها در کابل برق می‌تواند به صورت های زیر مورد استفاده قرار گیرد:

• Concentric Strand
• Bunch Strand
• Rope Strand
• Compact Strand
• Sector Conductor
• Segmental Conductor
• Annular Conductor

نوار میکا

نوار میکا یا MGT (مخفف: Mica Glass Tape) یک نوار ساخته شده از جنس الیاف شیشه است که به جهت افزایش مقاومت حرارتی کابل مورد استفاده قرار می‌گیرد. نوار میکا معمولاً بر روی هادی در کابل مقاوم در برابر حریق استفاده می‌شود و می تواند تا 750 درجه سانتی گراد را بدون بروز آسیب و قطع جریان برای کابل فراهم نماید. الیاف شیشه ای موجود در نوار میکا معمولاً با فیلم پلی اتیلن و متریال دیگر ترکیب می‌شود تا مقاومت حرارتی کابل را افزایش دهد.

نوار میکا یا میکا گلس تیپ (Mica Glass Tape) که به دلیل مقاومت حرارتی بالا در کابل های اعلام حریق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اسکرین هادی

اسکرین هادی (به انگلیسی: Conductor Screen) یک نوار ساخته شده از جنس مواد نیمه رسانا است که به جهت کاهش تنش های الکترواستاتیک در کابل های فشار متوسط، فشار قوی و فوق فشار قوی استفاده می‌شود. اسکرین هادی همچنین سبب حفظ یکنواختی میدان های مغناطیسی کابل می‌شود. پیچیده شدن این اسکرین به صورت مستقیم بر دور هادی کابل برق سبب ایجاد سطحی یکنواخت مابین هادی و عایق می‌شود که این حالت سبب حفظ میدان های مغناطیسی و جلوگیری از آرک می‌شود. از آنجایی که کمترین فاصله در قسمت هادی کابل های Medium Voltage و High Voltage سبب انفجار می‌شود، اسکرین هادی می‌تواند به صورت کامل فواصل میان هادی و عایق را پر نماید. کابل های فشار ضعیف به دلیل بهره مندی از ولتاژ نجیب و قابل کنترل معمولاً از اسکرین هادی در آن ها استفاده نمی‌شود.

عایق کابل برق

عایق یا دی الکتریک در کابل برق به روکشی گفته می‌شود که بر روی سیم یا سیم های درون کابل قرار می‌گیرد و سبب جلوگیری از اتصال آن ها با یکدیگر می‌شود. عایق ها از یک مواد غیر رسانا معمولا از جنس ترموپلاستیک ، ترموست و فلوروپلیمر ساخته می‌شوند که بسته به نوع کابل و کاربری و محل مصرف آن می‌تواند از متریال های گوناگونی استفاده شوند. از دیگر وظایف عایق جلوگیری از سایش، اکسیداسیون و ورود آسیب های گوناگون به هادی است. خوب است بدانید که ده ها متریال مختلف از عایق ها توسط تمامی تولید کنندگان سیم و کابل در دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرند اما برخی از آن ها در بازار رواج بیشتری دارند.

پلیمرهای رنگی PVC که در قسمت عایق سیم های درون کابل استفاده شده اند.

برخی از انواع عایق کابل برق که امروزه استفاده از آن ها در دنیا رواج دارد عبارت است از:

• عایق پی وی سی (PVC)
• عایق پلی اتیلن (PE)
• عایق پلی اتیلن کراس لینک (XLPE)
• عایق سیلیکون رابر (Silicon Robber)
• عایق پی وی سی نیمه سخت (SR-PVC)
• عایق پلی پروپیلن (PP)
• عایق لاستیکی (TPR)
• پلی اتیلن کلرینتد
• لاستیک استایرن بوتادین (SBR)
• لاستیک اتیلن پروپیلن (EPR)
• پلی اتیلن کلروسولفوناته (CSPE)
• پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF)

عایق PVC

عایق پی وی سی (PVC) که مخفف پلی وینیل کلراید است یک ماده ساخته شده از ترموپلاستیک با قیمتی ارزان و خواص الکتریکی بسیار عالی است که امکان تحمل دما از -30 تا +70 درجه سانتی گراد را دارد. از جمله ویژگی های این عایق مقاومت خوب در برابر رطوبت و سایش است و همچنین در صورت قرار گرفتن در معرض اسید، حلال، بنزین یا الکل از خود مقاومت بالایی نشان می‌دهد. از جمله معایب این عایق ها تولید گاز سمی هالوژنی در هنگام قرار گرفتن در معرض آتش و حرارت است که از خود دود سمی هالوژنی تولید می‌کند و در صورت استنشاق آن توسط موجودات زنده، منجر به مسمومیت و یا فوت خواهد شد. گاز هالوژنی تساعد شده از عایق PVC در هنگام ترکیب با آب موجود در ریه انسان تشکیل یک سم کشنده را می‌دهد. اما به هر حال در محل هایی که احتمال حریق آن کمتر است استفاده از کابل های برق با عایق PVC رواج دارد. قیمت تمام شده ارزان تر کابل و خواص خوب سبب استفاده تمامی تولید کنندگان از این پلیمر می‌شود.

عایق پلی اتیلن (PE)

عایق پلی اتیلن یا PE که مخفف عبارت (Poly Ethylene) است گونه از ترموست ها با کیفیت بسیار بالا است که اغلب در مواقعی استفاده می‌شود که نیاز به حفاظت بالا از هادی باشد. قیمت این پلیمر بسیار مقرون به صرفه است و قادر است تا خاصیت فرار الکترون ها از هادی را 1/5 برابر کاهش دهد. این کاهش چشمگیر دلیلی است که از این عایق محبوب در کابل های شبکه، آنتن کواکسیال و تلفن به عنوان عایق سیم استفاده شود. این عایق قابل اشتعال است و در صورت قرار گرفتن در معرض حریق می‌تواند شعله ور شود اما تولید کنندگان با استفاده از افزودنی هایی، این خاصیت را خنثی می‌کنند که البته اضافه کردن آن ها تا حد زیادی خاصیت دی الکتریک آن را خنثی می‌سازد. یکی از تفاوت های این عایق با پی وی سی، عدم تولید گاز سمی هالوژنی است که در قسمت عایق های PVC به آن اشاره کوتاهی شد. رنج دمای قابل تحمل پلی اتیلن -65 تا +80 درجه سانتی گراد در حالت نرمال است.

عایق پلی اتیلن کراس لینک (XLPE)

عایق پلی اتیلن کراس لینک XLPE مخفف X cross Linked Poly Ethylene است که با نام های دیگری همچون XPE یا PEX شناخته می‌شود. این عایق همان پلی اتیلن است که به دلیل انجام یک فرایند پخت عایق در کوره های بخار، پیوند هایی شبیه X انگلیسی در ساختار ملکولی پلی اتیلن تشکیل می‌شود. این پیوند سبب می‌شود تا مقاومت پلی اتیلن به طرز چشمگیری در برابر فشار های مکانیکی و حفاظت از هادی افزایش یابد. این خود یکی از عمده دلایلی است که بهترین برندهای سیم و کابل برق در تولید کابل های آلومینیومی که هادی آن ها در برابر شرایط آب و هوایی گوناگون و اکسیداسیون حساسیت دارند از XLPE به عنوان عایق استفاده نماید. استفاده از عایق XLPE در ساختار یک کابل برق به دلیل فشردگی ساختار ملکولی آن کاهش انعطاف پذیری را به دنبال دارد اما در صورتی که مصرف کننده قصد استفاده از یک کابل برق را در مسیرهای مستقیم داشته باشد، کابل برق XLPE یکی از گزینه های فوق العاده است.

عایق سیلیکون رابر

سیلیکون رابر (به انگلیسی: Silicon Rubber) به گروهی از عایق ها گفته می‌شود که مقاومت بالایی تا دمای +180 درجه سانتی گراد در برابر دما دارد. استفاده از این عایق ها معمولا در تولید انواع کابل اعلام حریق کاربرد دارد که حفاظت از هادی در برابر حرارت یک اصل مهم در این کابل ها مطابق با استاندارد می‌باشد. از ویژگی های عایق سیلیکون انعطاف پذیری بالا است که در صورت استفاده از آن به عنوان عایق، هیچ خشکی ای در انعطاف کابل ایجاد نخواهد شد.

عایق پی وی سی نیمه سخت (SR-PVC)

اس آر پی وی سی (به انگلیسی: Semi Regid- Polyvinyl Chloride) نمونه ای از عایق های ترموپلاستیک است که به آن پی وی سی نیمه سخت نیز گفته می‌شود. این عایق شباهت زیادی به PVC معمولی دارد و از ویژگی های آن مقاومت بالاتر در برابر سایش است. خواص الکتریکی عالی و مقاومت در برابر حرارت، آب و مواد اسیدی و قلیایی و همچنین خاصیت ضد شعله از جمله ویژگی های پی وی سی نیمه سخت است.

پلی پروپیلن (PP)

پلی پروپیلن (به انگلیسی: Poly Propylene) شباهت بسیار زیادی به پلی اتیلن دارد با این تفاوت که رنج دمای وسیع تری را از -30 تا +105 درجه سانتی گراد ارائه می‌دهد. استفاده از این پلیمر چندان به عنوان عایق کاربرد ندارد اما به صورت عمده به شکل یک نوار به جهت جلوگیری از پر شدن قسمت های خالی بین زره های مفتولی در ساختار کابل کاربرد دارد.

عایق ترموپلاستیک لاستیکی (TPR)

ترموپلاستیک لاستیکی که به آن TPR نیز گفته می‌شود مخفف ThermoPlastic Rubber است که از ترکیب لاستیک و پلاستیک ایجاد می‌شود. این عایق دارای طول عمر بسیار بالایی است که علاوه بر سیم و کابل در صنایع دیگری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. مقاومت خوب این عایق در برابر شرایط مختلف آب و هوایی سبب می‌شود تا برخی تولید کنندگان از این محصول در ساختار کابل های خود استفاده نمایند. این عایق مقاومت زیادی در برابر آسیب های مکانیکی ندارد.

پلی اتلین کلرینتد

عایق پلی اتیلن کلرینتد CPE (به انگلیسی: Chlorinated Polyethylene) یکی از جایگزین های PVC و PE محسوب می‌شود که در صورت قرار گرفتن در مجاورت آتش و شعله، عملکرد مطلوبی را ارائه می‌دهد. از این عایق ها در کابل های برق عموماً در نیروگاه های صنعتی استفاده می‌شود و به دلیل عملکرد سازگار آن با محیط زیست در بسیاری از کشورهای اروپایی استفاده می‌شود. در ایران استفاده از این عایق چندان رایج نیست.

اسکرین عایق

اسکرین عایق (به انگلیسی: Insulation Screen) یک نوار نیمه رسانا است که در کابل فشار متوسط، فشار قوی و فوق فشار قوی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این اسکرین شباهت زیادی با اسکرین هادی دارد با این تفاوت که محل قرار گیری آن بر روی عایق می‌باشد.

فیلر کابل برق چیست؟

فیلر کابل برق (Filler) یا بدینگ (Bedding) لایه ای در برخی از کابل های برق است که جهت پر نمودن فضاهای خالی ایجاد شده مابین سیم ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. فیلر همچنین وظیفه حفظ گردی کابل را نیز بر عهده دارد. در واقع در کابل های دو رشته، سه رشته یا چهار رشته که از سیم های گرد در آن ها استفاده می‌شود، ساختار کابل به گونه ای تغییر می‌یابد که به صورت کامل شکل استوانه ای خود را از دست می‌دهد. تولید کنندگان با استفاده از PVC فضاهای خالی مابین سیم ها را پر می‌نمایند که به تبع آن شکل کابل گرد می‌شود.

نمای فیلر در یک کابل برق سه رشته که سبب گرد شدن شکل کابل می‌گردد.

نخ لاستیکی کابل برق

نخ لاستیکی، یکی از اجزای تشکیل دهنده برخی از کابل های برق است که به جهت پر نمودن فضاهای خالی مابین سیم ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. کابل های سکتور شده که هادی آن ها به صورت مثلثی می‌باشد، معمولاً در قیمت مرکزی یا در قسمت های خالی آن ها از نخ لاستیکی استفاده می‌شود. این نخ ها هیچ تاثیری در عملکرد کابل ندارند و تنها به جهت حفظ گردی کابل همانند فیلر کاربرد دارد.

زره یا آرمور در کابل برق

کابل آرموردار (Armored Cable) به گروهی از کابل های برق گفته می‌شود که در ساختار آن ها از یک نوار یا مفتول های فولادی یا آلومینیومی استفاده شده باشد. موش یا حیوانات جونده اولین عواملی بودند که تولید کنندگان کابل را بر آن داشتند تا در ساختار کابل برق از وسیله ای استفاده شود که مانع از تخریب عایق و روکش این حیوانات شود. در واقع این دسته از حیوانات علاقه زیادی به جویدن روکش کابل های برق و عایق آن ها را دارند که در بسیاری از موارد سبب ایجاد اتصال کوتاه و برخورد سیم ها با یکدیگر در طول مسیر کابل می‌شود. کابل برق زره دار مجهز به یک نوار یا مفتول ساخته شده از جنس فولاد یا آلومینیوم هستند که تمامی اجزای درونی کابل برق را در بر می‌گیرند. زره ها معمولاً در زیر روکش کابل قرار می‌گیرند تا مانع از رسیدن دندان های تیز موش ها به عایق سیم ها شوند. استفاده از زره همچنین سبب افزایش مقاومت کابل در برابر ضربه، فشار و تنش های مکانیکی می‌شود.

انواع زره یا آرمور که مطابق با نیاز مصرف کننده در ساختار کابل های برق استفاده می‌شود.

انواع زره کابل برق

تولید کنندگان سیم و کابل از انواع مختلفی از زره ها در کابل های برق استفاده می‌نمایند که هر یک از آن ها معایب و مزایی دارند. این آرمور ها عبارتند از:

• نوار آرمورد (Tape Armored)
• وایر آرمورد (Single Wire Armored)
• آرمور با سیم بافته شده یا Wire braid Armored (WBA)

نوار آرمورد

نوار آرمورد گروهی از زره ها هستند که به صورت نوار یا Tape به دور مجموعه اجزای درونی یک کابل پیچیده می‌شود. یکی از آلیاژهای پرکاربرد برای ساخت نوار آرمور ها فولاد (Steel) است که به همین جهت به کابل هایی که به این نوع زره مجهز می‌شوند کابل های STA یا Steel Tape Armored گفته می‌شود. زره نواری در زیر روکش اصلی کابل قرار می‌گیرد.

وایر آرمورد

وایر آرمورد (wire armored) نوع دیگری از آرمورهای قابل استفاده در کابل های برق است که شامل مجموعه ای از مفتول های استوانه ای شکل همانند سیم با ساختار منظم از اجزای درونی کابل برق محافظت می‌نمایند. وایر آرمورد ها معمولاً از جنس آلومینیوم یا فولاد ساخته می‌شوند و به کابل برق هایی که مجهز به زره مفتولی فولادی هستند استیل وایر آرمورد یا SWA (مخفف: Steel Wire Armored) و به کابل هایی که مجهز به زره آلومینیومی مفتولی هستند آلومینیوم وایر آرمورد یا AWA (مخفف: Aluminum Wire Armored) گفته می‌شود.

آرمورد با سیم بافته شده

آرمورد با سیم بافته شده نوعی از آرمور است که تولید کنندگان با استفاده از سیم های نازک فولادی بافت بسیار مستحکمی را ایجاد می‌کنند. به این دسته از زره ها آرمورد با سیم بافته شده یا WBA (مخفف:Wire Braided Armore) گفته می‌شود.

شیلد

شیلد (Shield) در کابل برق به عامل جلوگیری کننده از نویز و پارازیت گفته می‌شود که از تاثیرات میدان های مغناطیسی بر سیگنال ها یا الکترون های عبوری در هادی یا هادی های مرکزی کابل جلوگیری می‌کند. شیلد انواع مختلفی دارد که بسته به نیاز، محل مصرف یا کاربری کابل توسط تولید کنندگان به شکل ها و ساختار های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. کابل آنتن و کواکسیال، کابل ابزار دقیق، کابل های اعلام حریق از جمله کابل هایی هستند که معمولاً به شیلد مجهز می‌شوند. فویل، هادی کانسنتریک یا شیلد بافته شده از جمله رایج ترین شیلد ها در صنعت سیم و کابل به شمار می‌آیند.

ساختار شیلد و فویل آلومینیومی در یک کابل چهار رشته با هادی مسی قلع اندود

انواع شیلد کابل برق به شرح زیر می‌باشد:

• فویل
• شیلد بافته شده

نوار نیمه هادی زیر شیلد

نوار نیمه هادی در زیر شیلد و بر روی اسکرین هادی قرار می‌گیرد تا در صورت عبور جریان های بالا و به تبع آن گرم شدن شیلد، مانع از بروز آسیب به اسکرین عایق و عایق کابل شود. نوار نیمه هادی معمولاً در کابل های فشار متوسط و فشار قوی در زیر شیلد کانسنتریک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فویل

فویل (به انگلیسی: Foil) یک نوار نازک از جنس آلومینیوم، مس، برنز یا نیکل یا طلا در موارد خاص است که محل قرار گیری آن به دور سیم ها، زوج ها یا در برگیرنده تمامی سیم های درون یک کابل است. فویل وظیفه جلوگیری از انتقال نویز و پارازیت را به هادی های اصلی یک کابل را دارد. خوب است بدانید که در ایران فویل را به عنوان یک عامل جدا از شیلد می‌دانند اما در حقیقت فویل نیز خود نوعی شیلد محسوب می‌شود. در کنار فویل معمولاً از یک سیم نازک به نام “درین” استفاده می‌شود که در طول و سرتاسر کابل به صورت دائمی با فویل در ارتباط است. این سیم وظیفه دریافت پارازیت ها و انتقال آن ها به شبکه ارت را دارد که معمولاً آن را به فلز قلع آغشته می‌کنند. علت قلع اندود کردن درین مسی را می‌توان واکنش خورنده مس در هنگام قرار گرفتن در مجاورت آلومینیوم دانست که تولید کنندگان با آغشته سازی سیم درین به قلع، از این خورندگی جلوگیری می‌نمایند.

شیلد بافته

شیلد بافته (Braid Shield) نوع دیگری از سپرهای محافظتی کابل است که از سیم های نازک مسی یا آلومینیومی به صورت بافته شده تشکیل می‌شود. این دسته از شیلد ها معمولاً در کابل های شبکه، کابل مخابراتی و کواکسیال به صورت تنها یا به همراه فویل مورد استفاده قرار می‌گیرد. شیلد بافته شده مسی در مواقعی که در مجاورت یک فلز ضعیف تر نظیر آلومینیوم قرار می‌گیرد به جهت جلوگیری از خوردنگی، به قلع یا یک فلز غیر فعال آغشته می‌شود.

روکش کابل برق

روکش کابل برق (به انگلیسی: Jacket) به روکش نهایی کابل های برق گفته می‌شود که معمولاً از جنس پی وی سی، پلی اتیلن، سیلیکون، لاستیک و … می‌باشد. روکش کابل وظیفه حفاظت و نگهداری اجزای درونی کابل های برق را بر عهده دارند که متناسب با محیط و محل نگهداری از کابل از متریال گوناگونی در ساختار آن استفاده می‌شود. برخی از روکش ها نظیر سیلیکون مقاومت بالایی را در برابر حرارت برای یک کابل ایجاد می‌کنند و برخی دیگر دارای خواص ضد اسیدی و قلیایی هستند. تولید کنندگان گاهاً با افزودن موادی به پلیمر ها، برای روکش کابل ها خواص خود خاموش کنندگی و ضد اسیدی ایجاد می‌کنند.

علائم اختصاری سیم و کابل برق

علائم اختصاری سیم و کابل شامل حروفی است که بر اساس یک جدول مشخص توسط اداره استاندارد VDE کشور آلمان مورد استفاده قرار می‌گیرند. به زبان ساده این استاندارد با تعیین حروف مشخصی و اشاره به جنس استفاده شده در یک کابل به ترتیب از هسته مرکزی به سمت روکش نهایی ساختار یک کابل را بیان می‌کند. این یعنی به جای آنکه به یک مخاطب بگوییم کابل برق شما دارای هادی مسی، عایق XLPE، زره از نوع مفتول آرمور و روکش نهایی پی وی سی است از عبارت کابل برق N2XRY استفاده می‌شود. حرف ان انگلیسی (N) در تمامی حروفی که بر اساس VDE نوشته می‌شوند به عنوان اولین حرف وجود دارد تا مخاطب بداند که در حال خواندن حروفی است که بر اساس این استاندارد نوشته شده است. اگر پس از حرف N از حرف A استفاده شود به این معنی است که هادی های مرکزی کابل از جنس آلومینیوم هستند در غیر این صورت هادی از جنس مس می‌باشد. پس از N حرف Y به معنی عایق PVC است و در صورتی که به جای Y از 2X استفاده شود، به معنی XLPE بودن آن است.

جدول حروف اختصاری سیم و کابل برق که به جهت اعلام متریال و ساختار تشکیل دهنده کابل های برق و همچنین سیم ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ساختار انواع کابل برق بر اساس حروف استاندارد VDE به شرح زیر می‌باشد:

• کابل برق NYY: کابل برق با هادی مسی (N)، عایق (Y) و روکش PVC (Y)
• کابل برق NYMHY: کابل برق با هادی مسی(N)، عایق پی وی سی (Y)، مقاوم در برابر فشار مکانیکی (MH)، روکش PVC (Y)
• کابل برق NA2XY: کابل برق با هادی آلومینیومی (NA)، عایق XLPE (2X)، روکش PVC (Y)
• کابل برق: N2XSYRY: کابل برق مسی (N)، عایق XLPE (2X)، شیلد کانسنتریک و کابل فشار متوسط (S)، فیلر PVC (Y)، زره مفتولی (R)، روکش PVC (Y)
• کابل برق NYY-J: کابل برق با هادی مسی (N)، عایق (Y) و روکش PVC (Y)، رنگ یکی از سیم ها ارت است (J)