یکی از پرکاربردترین وسایل در انتقال برق از نقطه‌ای به نقطه دیگر، کابل برق است. کابل برق وسیله‌ای است که برای انتقال جریان الکتریکی از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده شده و از اهمیت ویژه‌ای در صنعت انتقال برق شبکه برخوردار است. کابل برق قسمت‌های مختلفی تشکیل شده است که هر کدام از این قسمت‌ها وظایف و کاربرد خاص خود را دارند. در این مقاله قصد داریم به بررسی قسمت های مختلف کابل برق پرداخته و کاربرد هر کدام از این قسمت‌ها را بیان کنیم.
قسمت های مختلف کابل برق
سیم‌ها و کابل‌ها از جمله وسایل و اجزا اصلی هر شبکه انتقال برقی هستند که وظیفه انتقال جریان و ولتاژ از یک نقطه به نقطه دیگر برعهده دارند. برای این که سیم‌ها و کابل‌ها بتوانند جریان برق را بدون مشکل از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل کنند، بایستی از بخش‌های مختلفی تشکیل شده باشند تا هر یک از این بخش‌ها بتوانند وظایف خود را به درستی انجام داده و باعث شوند که سیم‌ها و کابل‌ها بهترین عملکرد خود را ارائه کنند.
اجزا و قسمت های مختلف کابل برق عبارتند از:
- هادی کابل: هادی کابل قسمتی از کابل برق است که وظیفه انتقال و هدایت جریان الکتریکی را در کابل برعهده داشته و جنس آن عموما از مس و یا آلومینیوم تشکیل شده است. در شرایط یکسان مس وزن بیش‌تری نسبت به آلومینیوم داشته اما مس از هدایت الکتریکی بالاتری برخوردار است و جریان را بهتر از آلومینیوم انتقال می‌دهد. برای اینکه جریان الکتریکی منتقل شده درهر دو نوع هادی یکسان باشد، باید سطح مقطع هادی آلومینیومی 1.6 برابر سطح مقطع هادی مسی باشد تا میزان برق منتقل‌شده توسط هر دو هادی برابر یکدیگر شود. از آنجایی که میزان رسانایی آلومینیوم 61 درصد رسانایی مس بوده و چگالی آن حدود 33 درصد چگالی مس است، آلومینیوم از هدایت الکتریکی کمتری برخوردار بوده و مس دارای وزن بیش‌تری است. در کل توصیه می‌شود برای خطوط کم‌فشار از کابل‌هایی با هادی مسی و برای انتقال و توزیع در وسعت بالا و سطوح وسیع از کابل‌هایی با هادی آلومینیومی استفاده شود.
- عایق: یکی دیگر از قسمت های مختلف کابل برق، عایق کابل است که وظیفه عدم انتقال جریان یا هدایت الکتریکی را برعهده داشته و از هدر رفت انرژی و جریان (نشتی جریان) جلوگیری می‌کند. این عایق عموما از جنس PVC و یا XLPE بوده و سبب ایزوله‌شدن جریان می‌شود. XLPE در مقایسه با PVC از مقاومت حرارتی بالاتر، طول عمر بیش‌تر و مقاومت و تحمل شیمیایی بالاتری برخوردار بوده اما انعطاف‌پذیری کمتری داشته و قیمت آن از PVC بیش‌تر است. در حالت کلی، از PVC بیش‌تر برای خطوط برق ولتاژ پایین استفاده می‌شود که عموما نیازی به اسکرین هادی هم ندارند اما جنس عایق در خطوط ولتاژ متوسط و یا ولتاژ قوی از جنس XLPE بوده که امنیت بیش‌تری داشته و مقاوم‌تر است.
- صفحه هادی: صفحه هادی یا اسکرین هادی، قسمتی از کابل برق است که وظیفه یکنواخت نگه‌داشتن میدان الکتریکی را برعهده داشته و از تنش‌های الکتریکی وارده به درون کابل جلوگیری می‌کند. اسکرین هادی صفحه‌ای نیمه رسانا است که بین عایق و هادی کابل قرار گرفته و با ازبین‌بردن فضا بین عایق و هادی، میدان الکتریکی یکنواختی در کابل ایجاد نموده و از بروز جرقه‌ها و تنش‌های الکتریکی جلوگیری می‌کند.
- صفحه عایق: صفحه عایق یا اسکرین عایق، همانند اسکرین هادی، از جنس نیمه رسانا بوده و بیش‌تر در خطوط برق ولتاژ متوسط و یا ولتاژ قوی مورد استفاده قرار می‌گیرد. احتمال اینکه از این صفحه در خطوط برق ولتاژ پایین استفاده شود، بسیار کم بوده اما امکان‌پذیر است.
- فیلر: فیلر یا پرکننده کابل، جزئی از قسمت های مختلف کابل برق است که به جهت پرکردن فضای خالی درون کابل و ثابت و یکنواخت‌کردن مکان رشته‌های کابل به کار می‌رود. فیلر عموما از جنس پلیمر بوده و به راحتی درون کابل قرار گرفته و باعث پرشدن فضاهای خالی و محکم‌شدن رشته‌ها و هادی‌های درون کابل می‌شود. این قسمت نیز درون تمامی کابل‌ها حضور نداشته و تنها به جهت فزایش ایمنی و ثبات کابل، به کار می‌رود.
- شیلد کابل: شیلد کابل که به شیت هادی و غلاف هم معروف است، نواری از جنس مس و یا سرب بوده و از جریان درون کابل در برابر امواج الکترومغناطیسی محافظت می‌کند. علاوه‌بر این، شیلد کابل مسیری برای عبور امواج و جریان نشتی و خطا را به وجود می‌آورد که به عدم ایجاد اختلال جریان درون کابل کمک کرده و باعث حفاظت از برق و افزایش کیفیت آن می‌شود. شیلد کابل عموما از جنس مس و یا سرب بوده که شیلد سربی از وزن بیش‌تری برخوردار بوده و متصل‌کردن آنها کمی دشوارتر است.
- نیمه هادی کاغذی: نیمه هادی کاغذی لایه‌ای از کابل است که شکلی نوارگونه داشته و جنس آن از کاغذ موج‌دار و یا الیاف بافته‌شده است. از نیمه هادی کاغذی درون خطوط جریان متوسط و جریان قوی برای جلوگیری از تماس اسکرین عایق با رشته‌های کابل و ایجاد اتصال الکتریکی هادی شیلد به لایه اسکرین عایق، استفاده می‌شود.
- لایه زیرین: لایه زیرین یکی از قسمت های مختلف کابل برق است که از جنس ترموپلاستیک یا همانپلاستیک فشرده بوده و جهت یکارچه و یکنواخت نگه‌داشتن اجزای درون کابل، به کار می‌رود.
- لایه بیرونی: لایه بیرونی که به اصطلاح به آن ژاکت هم گفته می‌شود، قسمت خارجی کابل بوده و از جنس مشتقات PVC و یا CSP است. لایه بیرونی وظیفه حفاظت از کابل در برابر شرایط جوی و آب و هوایی، ضربه، موارد شیمیایی، فیزیکی و الکتریکی را برعهده داشته و از مقاومت بالایی بهره‌مند است.
- زره: زره یکی از قسمت‌های مختلف کابل برق است که وظیفه حفاظت از قسمت‌های داخلی کابل را در برابر ضربه و عوامل خارجی برعهده دارد. بیش‌تر کابل‌هایی که به عنوان کابل‌های زیرزمینی شناخته می‌شوند، دارای زره بوده و مقاوم هستند. زره به سه دسته سیمی، نواری و تخت تقسیم‌بندی می‌شود که جنس این زره‌ها عموما از استیل و یا فولاد بوده و مقاومت بالایی دارند.
- گرافیت روی هادی: این قسمت تنها درون برخی از کابل‌ها (مانند کابل‌های XLPE) موجود بوده و وظیفه آن جلوگیری از ایجاد گپ هوایی درون کابل است.
نتیجه‌گیری
کابل برق وسیله‌ای برای انتقال جریان و ولتاژ از نقطه‌ای به نقطه دیگر می‌باشد. کابل برق از قسمت‌های متفاوتی تشکیل شده است که هر کدام وظیفه خاص خود را برعهده دارند. برخی از قسمت های مختلف کابل برق ثابت و اصلی بوده و برخی دیگر به عنوان ضمائم و برای افزایش ایمنی و راندمان کابل به آن اضافه می‌شوند که هر یک از این قسمت‌ها را تک به تک بیان کرده و به بررسی آنها پرداختیم.
در این مقاله سعی کردیم به بررسی قسمت های مختلف کابل برق پرداخته و در مورد هر کدام از آنها بحث کنیم. امیدوارم این مطلب مورد پسند و رضایت شما عزیزان قرار گرفته باشد. ممنون می‌شویم اگر نظرات، انتقادات و پیشنهادات خود را با ما در سایت تکه کابل در میان گذاشته و ما را از مباحث مورد نیازتان مطلع سازید.
705 بازدید
احسان شوکتی
