اختراع کابل، تحولی در صنعت انتقال نیرو
ورود کابل برق به صنعت انتقال نیرو، باعث تحولی شگرف در تمام صنایع تولیدی، منازل مسکونی و بطور کلی زندگی روزمره افراد شد. بطوری که تولید انواع کابل در برق صنعتی و عرضه آن به کارخانه‌ها و سازمان‌ها، باعث به کار افتادن تعداد بیشتری از ابزارهای تولیدی و همچنین ساخت ابزارهای بسیار بزرگ‌تر و کارآمدتری شد. با توجه به مشخصات کابل صنعتی، این محصولات امکان نقل و انتقال انرژی در مسافت‌های بسیار طولانی‌تر، بقای بیشتر و اتلاف انرژی کمتر را فراهم کردند و در نتیجه وسایل برقی، خصوصاً در صنایع تولیدی وارد عصر جدیدی شدند.
کابل‌ها، هادی‌های در هم‌تنیده‌ای هستند که به وسیله‌ی غلاف حفاظتی پوشیده شده و بجز آن، معمولاً محافظ دومی در جایگاه ارت با هدف حفاظت از وسایل برقی دارند. با توجه به استفاده از این محصولات تقریباً در تمام ابزار الکتریکی، شناخت انواع کابل‌های مختلف و کاربرد آن‌ها در موقعیت‌ها، مصارف مختلف، از وسایل الکتریکی خود محافظت کرده و بقای وسایل الکتریکی خود را تضمین کنید. در این مقاله، 15 مدل از دسته‌بندی‌های بنیادین انواع کابل برق صنعتی مطرح شده تا مورد بررسی قرار می‌گیرد که کابل‌های شناخته شده مانند انواع کابل افشان یا کابل مفتولی زیرمجموعه‌هایی از این دسته‌بندی‌ها هستند.
انواع کابل
1- کابل جفت پیچ‌خورده (زوج به‌هم‌تنیده)
همان‌طور که از اسم این کابل مشخص است، از دو سیم عایق به هم تابیده به وجود می‌آید. تابیدن این دو سیم درون کابل، از تداخل الکترومغناطیسی یا ایجاد نویز جلوگیری می‌کند. این مدل کابل از دو نوع بدون محافظ و دارای محافظ تشکیل شده است. کابل زوج به هم تابیده بدون محافظ دارای سپر محافظ در برابر نویز نبوده، با اینکه کابل‌های به هم پیچیده در برابر نویز مقاومت دارند اما وجود سپر محافظ باعث می‌شود تا میزان نویز به حداقل ممکن برسد. نوع به همراه محافظ در کابل‌های زوج به هم تنیده، دارای یک لایه فویل یا ورق اضافه بوده که به عنوان سپر محافظت‌کننده عمل می‌کند.
کابل جفت پیچ‌خورده معمولاً در مصارف مخابراتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
2- کابل چندهادی
کابل‌های چندهادی، از 2 یا بیش از 2 هادی عایق تشکیل شده و در راستای مراقبت از یکپارچگی سیگنال‌ها ساخته شده‌اند. در این مدل از کابل‌ها، 2 هادی مورد استفاده توسط یک دی‌الکتریک عایق از همدیگر متمایز شده‌اند.
این مدل از کابل‌ها دارای هادی‌های متعددی با غلاف‌های عایق‌بندی شده هستند که همگی در یک کابل قرار گرفته‌اند. کابل چندهادی با داشتن یک کابل به همراه 10 الی 20 سیم مجزا، از اتصال‌های پیچیده و گیج‌کننده جلوگیری کرده و باعث صرفه‌جویی می‌شود.
کابل چندهادی، از انواع کابل برق صنعتی است که معمولاً در ابزارهای دقیق و همچنین ابزارهای سنجشی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
3- کابل فیبر نوری
کابل فیبر نوری دارای رشته‌های شیشه‌ای است که به وسیله‌ی آن، سیگنال‌ها را با سرعت بسیار زیادی منتقل می‌کند. کابل‌های فیبر نوری معمولاً پهنای باند بسیار بیشتری نسبت به دیگر هادی‌های فلزی دارند و در نتیجه قادر هستند تا حجم بسیار بیشتری از اطلاعات را منتقل کنند. کابل‌های فیبرنوری جایگزین کابل‌هابی مسی سنتی شدند که در گذشته مورد استفاده قرار می‌گرفت.
کابل فیبر نوری تک حالته
این مدل فیبر تنها ظرفیت انتقال یک حالت از نور را دارد. کابل تک حالته از یک رشته فیبر نازک تشکیل شده است. وجود این فیبر نازک باعث کاهش تعداد بازتاب نور شده و باعث بقای بیشتر نور می‌شود. این کابل‌ها قادر به انتقال اطلاعات در فواصل بسیار طولانی با میرایی نور بسیار کم بوده اما هزینه‌ی کابل فیبر نوری تک حالته بسیار بالا است.
کابل فیبر نوری چند حالته
این کابل ضخیم‌تر بوده که امکان نقل و انتقال تعداد موج‌های نوری بیشتری را دارد. اما نقص این نوع از کابل، در مسیرهای با فاصله طولانی روشن می‌شود که به دلیل بازتاب‌های نور زیاد، باعث ضعیف‌تر شدن سیگنال‌های ارتباطی می‌شود. اما کابل فیبر نوری چند حالته در فواصل کوتاه کاربرد زیادی دارد.
4- کابل افت خدمات
کابل دوپلکس(Duplex Cable):
کابل دوپلکس از خانواده کابل‌های افت خدمات بوده که دارای یک هادی دو هسته‌ای است. کابل دوپلکس در تأمین برق‌های تک فاز ساختمانی کارکرد دارد. این کابل‌ها هادی دو هسته‌ای در حقیقت ترکیبی از دو هادی بوده که یک هادی عایق‌بندی شده به سمت خط فاز کشیده می‌شود و هادی دیگر لخت بوده و به سوی خط نول امتداد دارد.
کابل تریپلکس(Triplex Cable):
این مدل از کابل، دارای یک هادی سه هسته‌ای است که دو عدد از آن‌ها، رسانای عایق‌بندی شده برای فاز و یکی رسانای بدون پوشش در راستای رسیدن به نول استفاده می‌شود.
کابل کوادروپلکس(Quadruplex):
کابل کوادروپلکس از کابل‌های ارتباط‌دهنده برق سه فاز میان تیر چراغ برق و منازل است. این کابل دارای یک هادی چهار هسته‌ای بوده که سه هسته از رساناهای عایق‌بندی شده متصل به خطوط فاز بوده و یکی سیم رسانای بدون پوشش متصل به نول است.
5- کابل ارتباطی
کابل کواکسیال
کابل چهار لایه‌ای با دو هادی است. یک هادی خارجی به صورت موازی محیط بر هادی داخلی شده است. همچنین این دو هادی درون کابل توسط یک دی‌الکتریک عایق از یکدیگر جدا شده‌اند. بخش مرکزی این کابل، دارای یک هادی با عایق پلاستیکی است. در این کابل از محافظ یا اصطلاحاً سپر برای تداخل نکردن نویز استفاده می‌شود. از آنجا که معمولاً عملکرد کابل‌های کواکسیال از کابل‌های جفت پیچ‌خورده پایدارتر است، این کابل‌ها معمولاً در تلویزیون‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین این کابل برای انتقال سیگنال با فرکانس بالا یا بین آنتن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. از انواع کابل کواکسیال می‌توان به کابل‌های هاردلاین یا هلیاکس، نیمه صلب، صلب، تشعشعی یا نشتی و RG-6 اشاره کرد.
کابل تریاکسیال یا تریاکس
این کابل نیز از انواع کابل‌های کواکسیال به همراه لایه اضافی دارای عایق و محافظی بر روی عایق است. این محافظ بیرونی دوم با هدف عدم تداخل الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کابل تریاکسیال یا تریاکس
نوعی از کابل‌های الکتریکی شبیه کابل‌های کواکسیال از نوع RG-6 است که دو هادی داخلی عایق‌بندی شده به هم تابیده در آن بکار رفته است. این کابل در انتقال اطلاعات در برد کوتاه و سرعت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
6- کابل دفن مستقیم یا خاکی
این نوع از کابل در حوزه ارتباطات و انتقال نیرو کاربرد زیادی داشته و قابلیت قرار گرفتن در زیر زمین در مدت طولانی، بدون آسیب‌دیدگی یا خوردگی زیاد را دارد. کابل دفن مستقیم برای محافظت نیازی به عایق اضافه، غلاف یا لوله‌کشی نداشته و خودشان دارای لایه‌های سپری و محافظتی متعددی هستند. این لایه‌ها معمولاً شامل لایه‌های پلاستیکی، ضد آب و ضربه‌گیر بوده که کابل را در مواجه با حرارت، رطوبت و جوندگان حفظ می‌کند.
کابل دفن مستقیم در صنعت مخابرات مورد استفاده قرار می‌گرفت اما در حال حاضر با وجود کابل‌های با فیبر نوری، کابل دفن مستقیم چندان مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
7- کابل با غلاف غیرفلز
این مدل از کابل با نام تجاری رومکس(Romex) وارد بازار شده است. این نوع از کابل الکتریکی دارای لایه خارجی از جنس پلاستیک بوده و برای سیم‌کشی‌های منازل مسکونی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کابل با غلاف غیرفلزی، به دو دسته کابل غلاف NM دو سیمه و سه سیمه تقسیم می‌شود
این مدل از کابل، دارای سه هادی بوده که یکی از آن‌ها هادی لخت اتصال به زمین و دو تای دیگر هادی‌های جداگانه‌ی عایق‌بندی شده و غلافدار هستند.
کابل سه سیمه در مصارف سه فاز مورد استفاده قرار گرفته و دارای چهار هادی است، یکی از این هادی‌ها مانند کابل دو سیمه، هادی انتقال به زمین بوده و سه هادی دیگر، به صورت جداگانه دارای عایق‌بندی و رنگ جداگانه هستند. این کابل‌ها دارای هادی‌های مفتولی و رشته‌ای هستند. هادی‌های مفتولی گزینه‌های مناسب‌تری برای اتصال به زمین هستند اما از نظر فیزیکی، قرار دادن این کابل‌های مفتولی به وسیله‌ی مجاری مختلفی مانند لوله‌ها سخت‌تر است. در مقابل هادی‌های رشته‌ای دارای انعطاف‌پذیری بیشتری بوده و فرایند نصب راحت‌تری دارند.
برای جاهایی که فشارهای مکانیکی یا با ولتاژ بالا است که احتمال جویده شدن توسط موجودات موزی وجود دارد.
8- کابل با غلاف فلزی
کابل با غلاف فلزی دارای عایق‌بندی در حکم سپر محافظتی فلزی بوده که برای موقعیت‌های خاصی کاربردی است. هادی‌های موجود در این کابل به طور جداگانه با غلافی پلاستیکی پوشیده شده‌اند. این غلاف فلزی می‌تواند بافته شده، تابیده شده یا مثل لوله‌ای جامد باشد. کابل‌های غلاف فلزی شامل کابل‌های زرهی، AC، MC و BX می‌شوند.
9- کابل زوج
این مدل کابل الکتریکی دارای جفت هادی با غلاف عایق بوده و کاربرد بیشتر آن در DC و منبع تغذیه AC با فرکانس پایین است.
10- کابل انعطاف‌پذیر یا نرم
کابل نرم همان‌طور که از اسمش مشخص است، دارای کابلی انعطاف‌پذیر بوده که در هر دو سر آن دارای کانکتور است. این کانکتورها قادر هستند تا منبع تغذیه AC را به طور موقت تغذیه کنند. در این مدل از کابل‌های نرم، جنس مواد عایقی که در کابل استفاده می‌شود، به کارکرد کابل مورد نظر در موقعیت محیطی بستگی دارد. از سوی دیگر میزان هادی کابل بر اساس اندازه و ابعاد هادی سیم مشخص می‌شود.
این مدل از کابل‌ها، در موقعیت‌هایی که امکان جابجایی یا تحرک حتی جزئی مانند صنایع تولید ماشین، دستگاه‌های برش یا CNC یا موارد حکاکی وجود دارد، کاربرد زیادی داشته و نسبت به خم شدن مقاومت خوبی دارند. وجود هادی‌های رشته‌ای در کابل‌های انعطاف‌پذیر، موجب انعطاف‌پذیری این دست از کابل‌ها شده است.
بطور کلی انواع کابل افشان از دسته‌بندی کابل‌های انعطاف‌پذیر یا نرم است که کاربرد بسیار زیادی در محیط‌های پویا و ابزار برقی متحرک دارد.
کابل‌های انعطاف‌پذیر از دو دسته کابل رشته در لایه و کابل رشته در باندل تشکیل می‌شوند.
کابل رشته در لایه
کابل‌های به این شکل، از چندین لایه رشته‌های هادی تشکیل شده‌اند. از آنجا که هسته مرکزی این مدل از کابل‌ها در هنگام خم شدن، باعث کشیدگی لایه خارجی می‌شود؛ دارای هسته بسیار مستحکم و دارای چندین لایه بلند و دراز است. ساخت کابل رشته در لایه ارزان‌تر و آسان‌تر بوده و مواد انعطاف‌پذیرتری در آن بکار رفته است.
کابل رشته در باندل
در چنین کابل‌هایی، هادی‌ها به دور هم کشیده شده‌اند تا در مواقعی که کابل خم می‌شود، فشار منتقل شده به هادی بطور یکسانی در تمام طول هادی تقسیم شود. وجود هسته ضد فشار در کابل رشته در باندل، باعث افزایش طول عمر آن شده اما این مدل از کابل‌ها از کابل رشته‌ای سخت‌تر هستند.
11- کابل نواری
این مدل از کابل، از سیم‌هایی با عایق مجزا تشکیل شده است که به صورت موازی و افقی در کنار هم قرار می‌گیرند. کابل نواری نیز انعطاف‌پذیر بوده و ظرفیت تحمل ولتاژ بسیار کم هستند. کابل نواری در انواع دستگاه‌های الکترونیکی و خصوصاً رایانه‌ها کاربرد دارد. البته که به دلیل اختلال در سیستم خنک‌کننده‌ی رایانه‌ها، در این دوران کابل‌های گرد جایگزین کابل‌های نواری شده است.
12- کابل دارای محافظ (اسکرین دار)
کابل دارای محافظ، امنیت زیادی در مواجه با نویز الکتریکی یا EMI دارد؛ به بیانی دیگر، در برابر تداخل‌های الکترومغناطیس مقاومت نشان می‌شود. کابل دارای محافظ از هادی به همراه شیلد تشکیل شده است. این شیلد در نقش محافظت‌کننده از هادی ایفای نقش می‌کند. محافظ‌های شیلد بکار رفته در کابل دارای محافظ، معمولاً از آلومینیوم، مس یا فلزهای دیگر بافته شده است.
13- کابل زیر آب
کابل‌های زیر آب نیز از انواع کابل برق صنعتی بوده که کاربرد قابل توجهی در مناطق دریایی دارند. در زیر آب به صورت شناور باقی می‌مانند. در نتیجه عایق‌های بکار رفته در این کابل‌ها، در برابر خورندگی و فرسایش دریایی تاب‌آوری داشته و مقاومت و طول عمر بسیار بالایی دارند. مدل مهندسی کابل زیر آب، شبیه به کابل دفن مستقیم بوده و در مواردی مانند هادی تکی و هادی‌های چندگانه در اشکال مسطح یا گرد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
14- کابل سربی دوقلو
این مدل از کابل، به شکل تخت بوده و دارای دو هادی است. کابل سربی دوقلو اتلاف نیروی بسیار کمی دارد و در انتقال سیگنال فرکانس رادیویی مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین کابل سربی دوقلو بیشتر در مواجه با تداخل نویز خارجی و شرایط مختلف آب و هوایی هستند. هادی‌های موجود در این کابل، با فواصلی یکسان و توسط لایه پلاستیکی از یکدیگر فاصله گرفتند. این فاصله مساوی امری حیاتی بوده و باعث جلوگیری از اعوجاج سیگنال می‌شود. معمولاً جنس عایق این مدل از کابل‌ها، پلاستیک است.
15- کابل فیدر زیرزمینی (UF)
کابل فیدر زیرزمینی غلافدار غیرفلزی در محیط‌های بارانی و مرطوب کاربرد بسیار زیادی دارد. کابل‌های NM نیز در محیط‌های مرطوب مورد استفاده قرار می‌گیرند اما تنها دارای غلاف پلاستیکی برای جلوگیری از انتقال رطوبت هستند. در حالیکه کابل‌های فیدر زیرزمینی قابلیت ضد آب بسیار بالاتری داشته و جدای از لایه بیرونی ترموپلاستیک منعطف ضد آب، هر کدام از هادی‌های درونی کابل نیز به صورت جداگانه دارای عایق ضدآب است.
سخن آخر:
انواع کابل برق صنعتی، تحولی شگرف در تمام صنایع داشته و بطور کلی نقش قابل توجهی در پیشرفت تکنولوژی ایفا کرده است. بطوری که این کابل‌ها و خصوصاً انواع کابل افشان، بخش جدانشدنی ابزارهای الکتریکی بوده و تقریباً در تمام ابزار الکتریکی کارکرد دارد و مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نتیجه شناخت کابل‌ها، برای تمام انسان‌های عصر تکنولوژی کاربردی بوده و باعث می‌شود تا استفاده مناسب و بجایی از آن‌ها داشته باشیم. در این مقاله به مشخصات کابل برق صنعتی در هر کدام از این محصولات پرداخته شد.