کابل برق چیست؟ همه چیز درباره کابل برق

کابل‌های برق یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های الکتریکی هستند که وظیفه انتقال جریان الکتریکی را بر عهده دارند. بدون وجود کابل‌های برق، امکان استفاده از انرژی الکتریکی برای روشنایی، گرمایش، سیستم‌های صنعتی و حتی دستگاه‌های الکترونیکی خانگی وجود نخواهد داشت. با پیشرفت تکنولوژی کابل‌های برق در انواع مختلف و با ویژگی‌های گوناگون تولید شده‌اند تا بتوانند نیازهای مختلف صنعتی، تجاری و خانگی را برآورده کنند. اینکه بدانیم دقیقا کابل برق چیست و از ساختار کابل‌های برق، اجزای تشکیل‌دهنده آن‌ها و انواع مختلف آن‌ها آشنا باشیم، می‌توانیم انتخاب درستی برای کاربردهای گوناگون داشته باشیم.

آشنایی با کابل برق

کابل برق چیست؟ کابل برق به مجموعه‌ای از سیم‌های الکتریکی گفته می‌شود که با استفاده از عایق‌های مختلف پوشانده شده‌اند تا جریان الکتریسیته را از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل کنند. این کابل‌ها بسته به نوع مصرف، ممکن است دارای یک یا چندین رشته هادی باشند. کابل‌های برق بسته به نوع استفاده، ولتاژ کاری، نوع هادی و میزان مقاومت در برابر شرایط محیطی دسته‌بندی‌های متفاوتی دارند. یک کابل برق استاندارد باید دارای ویژگی‌های مهمی از جمله رسانایی بالا، استحکام مکانیکی، مقاومت در برابر تغییرات دما، رطوبت و مواد شیمیایی باشد. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که کابل‌ها در محیط‌های صنعتی، خانگی و تجاری به صورت کاملا بهینه کار کنند. شناخت این ویژگی‌ها و اجزای کابل‌های برق به انتخاب بهترین گزینه برای هر کاربرد کمک زیادی می‌کند.

ساختار کابل‌های برق

ساختار و اجزای کابل برق چیست؟ کابل‌های برق از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که هر یک نقش مهمی در عملکرد آن‌ها دارند. به طور کلی، اجزای تشکیل‌دهنده کابل‌های برق شامل هادی، عایق، غلاف داخلی، غلاف بیرونی و پوشش محافظ است. هر یک از این اجزا نقش مهمی در انتقال ایمن جریان برق و افزایش دوام کابل دارند که در ادامه به بررسی دقیق آن‌ها خواهیم پرداخت:

1. عایق

عایق یکی از مهم‌ترین اجزای کابل‌های برق است که وظیفه اصلی آن جلوگیری از نشتی جریان الکتریکی و محافظت از هادی در برابر آسیب‌های مکانیکی و شرایط محیطی است. عایق‌ها از مواد مختلفی ساخته می‌شوند که بسته به نوع کابل و شرایط محیط استفاده، انتخاب می‌شوند. به طور کلی می‌توان عایق‌ها را به دو دسته اصلی تقسیم کرد: عایق‌های ترموست (Thermoset) و عایق‌های ترموپلاستیک (Thermoplastic). هر کدام از این عایق‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوتی دارند.

آشنایی با عایق کابل برق و اهمیت آن

عایق ترموست کابل برق چیست؟ این دسته از عایق‌ها پس از فرآیند پخت و شکل‌گیری، خاصیت خود را حفظ کرده و در برابر حرارت و شرایط محیطی مقاوم هستند. از جمله عایق‌های ترموست می‌توان به XLPE یا همان پلی‌اتیلن کراس لینک شده اشاره کرد که مقاومت حرارتی بالایی داشته و در کابل‌های ولتاژ بالا کاربرد دارد. همچنین نوع دیگر این عایق EPR یا همان لاستیک اتیلن پروپیلن است. این عایق انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت عالی در برابر رطوبت دارد و بسیار محبوب است.

حال باید بدانیم که عایق ترموپلاستیک کابل برق چیست. این دسته از عایق‌ها در اثر حرارت قابلیت تغییر شکل دارند و انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به عایق‌های ترموست دارند. از جمله عایق‌های ترموپلاستیک می‌توان به پی وی سی یا همان پلی‌وینیل کلراید اشاره کرد که رایج‌ترین عایق در کابل‌های برق است و مقاومت بالایی در برابر مواد شیمیایی دارد. نوع دیگر این عایق‌ها PE یا پلی‌اتیلن است که مناسب کابل‌های مخابراتی و برخی کابل‌های ولتاژ پایین می‌باشد.

2. هادی

هادی همان بخش داخلی کابل است که جریان الکتریکی را منتقل می‌کند. هادی مسی دارای رسانایی الکتریکی بالاتر، انعطاف‌پذیری بیشتر و مقاومت مکانیکی بهتر است. این نوع هادی به دلیل کیفیت بالا و عملکرد بهتر، بیشتر در کابل‌های برق استفاده می‌شود. از سوی دیگر هادی آلومینیومی ارزان‌تر و سبک‌تر از مس بوده، اما رسانایی کمتری دارد و به همین دلیل برای کابل‌های فشار قوی و کاربردهایی که وزن کابل اهمیت دارد، استفاده می‌شود.

3. غلاف داخلی

غلاف داخلی کابل برق چیست؟ این بخش وظیفه محافظت از هادی و عایق را در برابر فشارهای مکانیکی و آسیب‌های خارجی بر عهده دارد. این غلاف معمولا از مواد پلیمری مانند PVC یا پلی‌اتیلن ساخته می‌شود و در برخی کابل‌ها دارای خواص ضد اشتعال است تا ایمنی بیشتری در محیط‌های صنعتی فراهم کند.

4. پوشش محافظ

برخی کابل‌ها دارای یک لایه محافظ اضافی برای افزایش ایمنی و طول عمر کابل هستند. این پوشش می‌تواند از جنس فلزی مانند آرمور فولادی یا از مواد مقاوم در برابر اشعه ماورای بنفش و مواد شیمیایی باشد. پوشش محافظ معمولا در کابل‌هایی که در شرایط سخت صنعتی و یا در زمین دفن می‌شوند، استفاده می‌شود.

مشاهده محصولات مرتیط پیکاوکالا: خرید کابل آنتن کواکسیال

انواع کابل برق بر اساس ولتاژ

کابل‌های برق را می‌توان بر اساس فاکتورهای مختلفی دسته‌بندی کرد که یکی از مهم‌ترین این فاکتورها ولتاژ نامی آن‌ها است. حال این سوال به وجود می‌آید که ولتاژ نامی کابل برق چیست؟ در پاسخ باید گفت که ولتاژ نامی به میزان ولتاژی گفته می‌شود که کابل می‌تواند بدون خطر در آن سطح کار کند.

کابل‌های برق از نظر ولتاژ به سه دسته کلی فشار ضعیف، فشار متوسط و فشار قوی تقسیم می‌شوند. هرکدام از این دسته‌ها دارای ویژگی‌های خاصی هستند که آن‌ها را برای کاربردهای مشخصی مناسب می‌کند. علاوه بر مشخصات فنی، قیمت انواع سیم و کابل نیز تحت تأثیر همین دسته‌بندی قرار می‌گیرد، زیرا کابل‌های فشار قوی به دلیل نیاز به عایق‌بندی بهتر و مواد اولیه باکیفیت، معمولاً قیمت بالاتری نسبت به کابل‌های فشار ضعیف دارند.

در ادامه به معرفی این سه مورد می‌پردازیم:

کابل فشار قوی

کابل‌های فشار قوی (High Voltage یا HV) به کابل‌هایی گفته می‌شود که در ولتاژهای بالاتر از ۳۶ کیلوولت (kV) کار می‌کنند و برای انتقال انرژی الکتریکی در فواصل طولانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این کابل‌ها در شبکه‌های انتقال برق، نیروگاه‌ها، پست‌های برق و صنایع بزرگ استفاده می‌شوند. از مهمترین ویژگی‌های کابل‌های فشار قوی می‌توان به هادی قدرتمند، عایق مستحکم، لایه‌های حفاظتی متعدد و عدم نشتی جریان اشاره کرد. کابل‌های فشار قوی برای انتقال برق در خطوط ولتاژ بالا بین نیروگاه‌ها و شهرها، اتصال پست‌های برق به شبکه توزیع اصلی و در سیستم‌های صنعتی که به ولتاژ بالا نیاز دارند استفاده می‌شوند.

کابل فشار ضعیف

کابل‌های فشار ضعیف (LV یا Low Voltage) کابل‌هایی هستند که برای ولتاژهای کمتر از ۱۰۰۰ ولت (۱ کیلوولت) طراحی شده‌اند. این کابل‌ها بیشتر در سیستم‌های خانگی، تجاری و صنعتی کم‌مصرف استفاده می‌شوند و نقش مهمی در توزیع برق شهری و تجهیزات الکتریکی دارند. اما ویژگی این نوع کابل برق چیست؟ هادی انعطاف‌پذیر، عایق مقاوم در برابر رطوبت و گرما، وزن سبک و نصب آسان و در نهایت ایمنی بالا مهمترین ویژگی‌های این کابل هستند. در خصوص کاربردهای کابل‌های فشار ضعیف نیز می‌توان به برق‌رسانی به ساختمان‌های مسکونی، اداری و تجاری، اتصال وسایل الکتریکی مانند یخچال، تلویزیون و روشنایی، سیستم‌های توزیع برق در صنایع کوچک و متوسط و نصب در تابلوهای برق، سوئیچ‌ها و کلیدهای قطع و وصل جریان اشاره کرد.

کابل‌هایی برای ولتاژ متوسط

کابل‌های ولتاژ متوسط (MV یا Medium Voltage) کابل‌هایی هستند که در بازه ولتاژی ۱ کیلوولت تا ۳۶ کیلوولت قرار دارند. این کابل‌ها در سیستم‌های توزیع برق و برخی صنایع خاص که نیاز به ولتاژ بالاتر از ۱۰۰۰ ولت دارند، استفاده می‌شوند. از مهمترین ویژگی‌های کابل‌های ولتاژ متوسط می‌توان به عایق مستحکم و مقاوم، داشتن زره محافظ، داشتن شیلد یا صفحه محافظ الکتریکی و امکان استفاده در محیط‌های مرطوب یا دفن در زمین اشاره کرد. حال شاید بخواهید بدانید که کاربردهای این نوع کابل برق چیست؟ کاربردهای کابل‌های ولتاژ متوسط شامل استفاده در شبکه‌های توزیع برق شهری و روستایی، برق‌رسانی به تاسیسات صنعتی و کارخانه‌ها، اتصال ایستگاه‌های تقویت ولتاژ به مصرف‌کننده‌های بزرگ و نصب در تونل‌های برق، معادن و پالایشگاه‌ها می‌شود.

انواع کابل برق بر اساس نوع سیم و تعداد رشته‌ها

کابل‌های برق از نظر نوع سیم و تعداد رشته‌ها به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. این دسته‌بندی بر اساس ساختار هادی کابل و میزان انعطاف‌پذیری آن انجام می‌شود که در ادامه به بررسی رایج‌ترین موارد در این دسته‌بندی می‌پردازیم:

کابل تک رشته

کابل‌های تک رشته‌ای نوعی از کابل‌های برق هستند که فقط از یک رشته هادی درون عایق خود تشکیل شده‌اند. این کابل‌ها معمولا از جنس مس یا آلومینیوم ساخته می‌شوند و در سیستم‌های برق‌رسانی که به جریان بالا و مقاومت کم نیاز دارند، استفاده می‌شوند. یکی از مزایای کابل تک رشته، هدایت الکتریکی بالا و مقاومت کمتر نسبت به کابل‌های چند رشته‌ای است. به دلیل ساختار یکپارچه آن، این نوع کابل‌ها در برابر افت ولتاژ مقاومت خوبی دارند و برای انتقال جریان‌های بالا در فواصل طولانی مناسب هستند. البته انعطاف‌پذیری آن‌ها نسبت به کابل‌های چند رشته‌ای کمتر است؛ بنابراین در محیط‌هایی که نیاز به خم شدن و تغییر مسیر مداوم دارند، گزینه مناسبی نخواهند بود. کابل‌های تک رشته معمولا در سیستم‌های برق صنعتی، نیروگاه‌ها، تابلوهای برق، و مکان‌هایی که کابل‌کشی به صورت مستقیم و بدون نیاز به انعطاف زیاد انجام می‌شود، استفاده می‌شوند.

کابل مفتولی

نوع مفتولی کابل برق چیست؟ کابل‌های مفتولی که به آن‌ها کابل‌های خشک یا تک مفتولی نیز گفته می‌شود، نوعی از کابل‌های تک رشته‌ای هستند که هادی آن‌ها از یک مفتول مسی یا آلومینیومی یک‌تکه ساخته شده است. این نوع کابل‌ها به دلیل ساختار محکم خود، در برابر کشیدگی و فشارهای مکانیکی مقاومت بالایی دارند و معمولا در تاسیسات الکتریکی ثابت به کار می‌روند.

یکی از ویژگی‌های مهم کابل‌های مفتولی، افت ولتاژ کم و هدایت الکتریکی بالا است. به دلیل یکپارچه بودن هادی، جریان الکتریکی به شکل یکنواخت‌تری در طول کابل جریان پیدا می‌کند و مقاومت داخلی کابل کمتر از انواع افشان است. اما انعطاف‌پذیری این کابل‌ها کمتر بوده و نصب آن‌ها در مسیرهایی که دارای پیچ‌وخم زیاد هستند، دشوار است. این کابل‌ها بیشتر در تابلوهای برق، شبکه‌های برق صنعتی و ساختمان‌سازی به کار می‌روند. همچنین برای سیستم‌هایی که نیاز به پایداری مکانیکی بالا دارند، کابل‌های مفتولی گزینه مناسبی هستند.

کابل افشان

کابل‌های افشان از چندین رشته نازک مسی یا آلومینیومی تشکیل شده‌اند که در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند و توسط یک عایق محافظت می‌شوند. این ساختار باعث می‌شود که کابل‌های افشان نسبت به کابل‌های مفتولی انعطاف‌پذیری بیشتری داشته باشند و بتوانند در مسیرهای پر پیچ‌وخم به راحتی استفاده شوند. یکی از ویژگی‌های مهم کابل‌های افشان، مقاومت بالا در برابر خمیدگی و انعطاف‌پذیری بالا است. به همین دلیل این کابل‌ها در کاربردهایی که نیاز به حرکت مداوم دارند، مانند کابل‌های برق دستگاه‌های الکتریکی، لوازم خانگی، آسانسورها و سیستم‌های متحرک، استفاده می‌شوند.

کابل‌های افشان نسبت به کابل‌های مفتولی مقاومت الکتریکی بیشتری دارند و به همین دلیل در فواصل طولانی ممکن است افت ولتاژ بیشتری داشته باشند. همچنین به دلیل سطح تماس بیشتر بین رشته‌های نازک، احتمال اکسید شدن و خوردگی در کابل‌های افشان بیشتر از کابل‌های مفتولی است. در این میان، خرید سیم و کابل راد افشان سحر به دلیل کیفیت بالای مواد اولیه و ساختار استاندارد، یکی از گزینه‌های پرطرفدار در بین مصرف‌کنندگان این نوع کابل‌ها محسوب می‌شود.

کابل نیمه افشان

کابل‌های نیمه افشان نوعی کابل هستند که بین کابل‌های مفتولی و افشان قرار می‌گیرند و ترکیبی از ویژگی‌های هر دو نوع کابل را دارند. این کابل‌ها از چندین رشته مفتولی ضخیم‌تر نسبت به کابل‌های افشان تشکیل شده‌اند که باعث می‌شود نسبت به کابل‌های کاملا افشان، مقاومت مکانیکی بیشتری داشته باشند؛ اما همچنان از انعطاف‌پذیری مناسبی برخوردار باشند. اما کاربرد این نوع کابل برق چیست؟ کابل‌های نیمه افشان در تاسیسات الکتریکی که نیاز به مقداری انعطاف دارند اما نباید خیلی نرم باشند، مانند تابلوهای برق، سیستم‌های روشنایی صنعتی و توزیع برق، به کار می‌روند. این کابل‌ها مقاومت الکتریکی کمتری نسبت به کابل‌های افشان دارند؛ اما همچنان در مقایسه با کابل‌های مفتولی، انعطاف بیشتری دارند و کار با آن‌ها راحت‌تر است.

فیلر یا بدینگ کابل برق

فیلر (Filler) یا بدینگ (Bedding) یکی از اجزای مهم کابل‌های برق است که نقش کلیدی در پایداری مکانیکی، استحکام ساختاری و بهینه‌سازی عملکرد الکتریکی کابل دارد. فیلر در واقع موادی هستند که فضای خالی بین سیم‌های هادی داخل کابل را پر می‌کنند تا شکل کلی کابل یکپارچه باشد و از تغییر شکل یا جابه‌جایی سیم‌ها جلوگیری شود. یکی از مهم‌ترین دلایل استفاده از فیلر، افزایش مقاومت کابل در برابر فشارهای مکانیکی و ضربات احتمالی است. بدون فیلر، رشته‌های سیمی درون کابل ممکن است در اثر فشار و خمیدگی، از جای خود حرکت کنند و باعث تغییر در ویژگی‌های الکتریکی کابل شوند. این موضوع به‌خصوص در کابل‌های افشان که انعطاف‌پذیری بالایی دارند، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

یکی دیگر از مزایای فیلر، جلوگیری از تماس مستقیم سیم‌های داخلی با یکدیگر است. این ویژگی باعث می‌شود که احتمال نشتی جریان، اتصالات ناخواسته و ایجاد جرقه به حداقل برسد. همچنین، فیلر باعث بهبود استحکام کابل در برابر تنش‌های حرارتی و افزایش طول عمر آن می‌شود.

فیلرها معمولا از مواد غیر رسانا مانند پی‌وی‌سی، پلی‌اتیلن یا کامپوزیت‌های پلیمری ساخته می‌شوند. بسته به نوع کاربرد و محیط استفاده، جنس فیلر می‌تواند متفاوت باشد. در کابل‌هایی که برای محیط‌های مرطوب یا در معرض مواد شیمیایی طراحی شده‌اند، از فیلرهای مقاوم در برابر رطوبت و خوردگی استفاده می‌شود. در برخی کابل‌های خاص نیز از فیلرهای ضد حریق یا استفاده می‌شود که در صورت آتش‌سوزی، از گسترش شعله جلوگیری کرده و ایمنی را افزایش می‌دهند. این نوع کابل‌ها معمولا در ساختمان‌های عمومی، تاسیسات حساس و سیستم‌های صنعتی بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور کلی فیلر یک جزء اساسی در ساختار کابل‌های برق است که علاوه بر افزایش مقاومت مکانیکی، باعث بهبود عملکرد الکتریکی و ایمنی کابل در شرایط مختلف می‌شود.

جمع بندی

کابل برق چیست؟ کابل‌های برق یکی از اجزای اساسی سیستم‌های الکتریکی هستند که وظیفه انتقال ایمن جریان الکتریکی را بر عهده دارند. این کابل‌ها از بخش‌های مختلفی تشکیل شده‌اند که هر یک نقش خاصی در بهبود عملکرد و افزایش ایمنی دارند. کابل‌های برق بر اساس نوع سیم و تعداد رشته‌ها به کابل‌های تک رشته‌ای، مفتولی، افشان و نیمه افشان تقسیم می‌شوند. کابل‌های تک رشته‌ای و مفتولی برای کاربردهای ثابت و نیاز به مقاومت مکانیکی بالا مناسب هستند. در حالی که کابل‌های افشان و نیمه افشان انعطاف‌پذیری بیشتری دارند و برای تجهیزات متحرک یا نصب در مسیرهای پیچیده به کار می‌روند. همچنین از نظر جنس هادی، کابل‌های برق می‌توانند مسی یا آلومینیومی باشند که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.

کابل‌های برق از نظر ولتاژ به سه دسته فشار ضعیف (تا ۱۰۰۰ ولت)، ولتاژ متوسط (۱ تا ۳۶ کیلوولت) و فشار قوی (بالاتر از ۳۶ کیلوولت) تقسیم می‌شوند. هر دسته از این کابل‌ها دارای ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی هستند که متناسب با نوع کاربرد، شرایط محیطی و میزان جریان الکتریکی انتخاب می‌شوند. کابل‌های فشار ضعیف بیشتر در مصارف خانگی و شهری کاربرد دارند، کابل‌های ولتاژ متوسط برای سیستم‌های توزیع برق و صنایع استفاده می‌شوند و کابل‌های فشار قوی عمدتا در خطوط انتقال نیرو و نیروگاه‌های برق به کار می‌روند. انتخاب صحیح کابل بر اساس ولتاژ می‌تواند بازدهی انرژی، ایمنی و دوام سیستم‌های الکتریکی را بهبود بخشد و خطرات احتمالی مانند نشتی جریان یا آتش‌سوزی را کاهش دهد.

در نهایت باید این نکته را بدانید که تفاوت اصلی بین سیم برق و کابل برق چیست. سیم یک هادی منفرد است که بیشتر در اتصالات داخلی و مدارهای ولتاژ پایین استفاده می‌شود. در حالی که کابل از چندین سیم عایق‌بندی‌شده تشکیل شده است و برای انتقال جریان‌های قوی‌تر و افزایش ایمنی در سیستم‌های برق‌رسانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. انتخاب صحیح نوع کابل برق متناسب با شرایط استفاده، تأثیر مستقیمی بر بهره‌وری، ایمنی و دوام سیستم الکتریکی دارد.

پیکاوکالا

سوالات متداول

کابل برق از چه بخش‌هایی تشکیل شده است؟

کابل برق از بخش‌هایی مانند هادی، عایق، غلاف داخلی، غلاف بیرونی و پوشش محافظ تشکیل شده است که هرکدام نقش مهمی در ایمنی و عملکرد کابل دارند.

تفاوت سیم برق و کابل برق چیست؟

سیم برق یک هادی منفرد است که برای مدارهای ساده استفاده می‌شود؛ اما کابل برق از چندین سیم عایق‌بندی‌شده تشکیل شده و برای انتقال جریان‌های قوی‌تر و افزایش ایمنی کاربرد دارد.

کابل‌های مسی بهتر هستند یا آلومینیومی؟

کابل‌های مسی هدایت الکتریکی بالاتری دارند و دوام بیشتری نسبت به کابل‌های آلومینیومی دارند؛ اما وزن و قیمت بالاتری نیز دارند. در مقابل کابل‌های آلومینیومی سبک‌تر و ارزان‌تر هستند؛ اما مقاومت الکتریکی بیشتری دارند.

فیلر کابل برق چه نقشی در عملکرد کابل دارد؟

فیلر باعث افزایش مقاومت مکانیکی کابل، جلوگیری از جابه‌جایی هادی‌ها، بهبود عملکرد الکتریکی و کاهش احتمال نشتی جریان می‌شود.

کابل افشان برای چه کاربردهایی مناسب است؟

کابل‌های افشان به دلیل انعطاف‌پذیری بالا در لوازم الکتریکی، سیستم‌های متحرک، آسانسورها و تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.