انواع سیم و کابل برق
انواع سیم و کابل برق، تجهیزات مهمی در سیستم الکتریکی هستند. این دو مفهومی کاملاً متفاوت دارند. یک سیم از یک هادی الکتریکی منفرد ساخته شده است، در حالی که یک کابل متشکل از یک گروه یا یک باندل (دسته) از سیمهای چندگانه است که درون یک پوسته مشترک قرار گرفتهاند. از سیم و کابل برای حمل جریان الکتریکی استفاده میشود. امروزه به دلیل پیشرفت فناوری، تقریباً انرژی همه دستگاهها از طریق برق تأمین میشود. چه در داخل خانه و چه در فضای بیرون، ما به برق مطمئن و بدون وقفه نیاز داریم که با انواع سیم و کابل مناسب به ما میرسد. نه تنها در بخش برق از کابلها و سیمها برای انتقال و توزیع برق به خانه و صنایع استفاده میشود، بلکه بخش مخابرات نیز بر انواع سیم و کابل برای انتقال بیوقفه دادهها متکی است.
برچسب کابلها
برچسب زدن کابلها بسیار مهم است و اطلاعات زیادی در مورد عایقبندی آنها، تعداد سیمها و اندازهشان ارائه میدهد. در ادامه، برخی از برچسبهای نوشته شده روی سیمهایی را که معمولاً در سیمکشی منازل استفاده میشود بررسی میکنیم.
14-2G: کابل شامل دو سیم عایقبندی شده و یک سیم زمین است. مقدار Gauge سیم تکی 14 است.
14-3G: کابل شامل سه سیم عایقبندی شده و یک سیم زمین است. مقدار Gauge سیمهای تکی 14 است.
12-2w/G: کابل شامل دو سیم عایقبندی شده با سیم زمین است. مقدار Gauge سیمهای تکی ۱۲ است.
12/3w/G: کابل شامل سه سیم عایقبندی شده با سیم زمین است. مقدار Gauge سیمهای تکی 1۲ است.
600V: ولتاژ نامی این کابل حداکثر 600 ولت است. کابل NM معمولاً برای سیمکشی منزل استفاده میشود.
TYPE NM-B: عبارت NM مخفف غیرفلزی است و یک کابل با روکش غیر فلزی از نوع B را نشان میدهد. استفاده از این کابل برای سیمکشی لوازم و وسایل مسکونی رایج است.
مهمترین برچسب کابلها مربوط به عایق یا پوشش پلاستیکی اطراف سیمهای رسانای آنها است. در اینجا برخی از برچسبهای متداول که روی سیمها نوشته میشوند، آورده شده است:
THHN
THWN
THW
XHHN
مفهوم هر یک از حروف مورد استفاده در برچسبهای بالا به شرح زیر است:
T: عایق ترموپلاستیک؛ یک ماده مقاوم در برابر آتش.
H: مقاوم در برابر حرارت؛ قادر به تحمل حرارت تا ۱۶۷ درجه فارنهایت.
HH: بسیار مقاوم در برابر حرارت؛ قادر به تحمل حرارت تا ۱۹۴ درجه فارنهایت.
W: «مرطوب» یا تأیید شده برای مکانهای نمناک یا مرطوب. این سیم برای مکانهای خشک نیز مناسب است.
X: عایق ساخته شده از پلیمر مصنوعی که در برابر شعله مقاوم است.
N: از جنس نایلون برای مقاومت در برابر روغن و بنزین
انواع سیم و کابل در سیمکشی مسکونی
سیمکشی مسکونی از تیر برق تا وسایل و لوازم داخل خانه به طور عمده به پنج نوع تقسیم میشود.
کابل افت خدمات
«کابل افت خدمات» (Service Drop Cable) کابل بین تیر برق و خانه یا ساختمان مصرفکننده است. کابل افت خدمات، یک خط برقی هوایی از تیر برق تا سقف خانه است. کابل افت خدمات میتواند از انواع مختلفی باشد که در زیر آورده شدهاند.
کابل دوپلکس (Duplex Cable): کابل افت خدمات دوپلکس یک هادی دو هستهای است، یعنی دو هادی دارد؛ یک هادی عایقبندی شده برای خط فاز و یک هادی لخت برای خط نول. از این کابل برای تأمین برق تکفاز ساختمان استفاده میشود.
کابل تریپلکس (Triplex Cable): کابل افت خدمات تریپلکس یک هادی سه هستهای است که دو رسانای عایقبندی شده برای فاز و یک هادی لخت برای نول دارد.
کابل کوادروپلکس (Quadruplex Cable): کابل افت خدمات کوادروپلکس یک هادی چهار هستهای است که چهار هادی دارد. سه تا از هستهها رسانای عایقبندی شده برای خطوط فاز و یکی از آنها یک سیم رسانای لخت برای نول است. از این کابل برای تأمین برق سه فاز از تیر برق به ساختمان استفاده میشود.
هادی فاز یک کابل AAC (هادی هوایی تمام آلومینیومی) است، در حالی که هادی خنثی به صورت AAC یا AAAC (هادی هوایی آلومینیوم آلیاژی) یا ACSR (هادی هوایی آلومینیوم تقویت شده با مغزی فولادی) موجود است. عایق استفاده شده این کابلها XLPE (پلیاتیلن با اتصال عرضی) است که از این هادیها در برابر رطوبت، گرما و غیره محافظت میکند.
سیمهای فیدر اصلی
کابلها و سیمهای فیدر اصلی، برق را از تیر روی سقف به ساختمان منتقل میکنند. کابلهای مورد استفاده برای این منظور، ۶۰۰ ولت THHN (نایلونی ترموپلاستیک و مقاوم در برابر دمای بالا)، مفتولی یا رشتهای با جریان نامی ۲۵ درصد بیشتر از حداکثر بار مورد نیاز هستند.
سیمهای تابلو برق
سیمهای تابلوی تغذیه، برق را به جعبه تقسیم اصلی توزیع میرسانند. معمولاً کابلهای THHN با عایق سیاه با جریان نامی ۲۵ درصد بیشتر از حداکثر جریان بار برای این منظور به کار میروند.
سیمهای با غلاف غیرفلزی
سیمهای غیرفلزی یا غلافدار NM (غیرفلزی) برای سیمکشی داخلی استفاده میشوند. این سیمها از دو یا بیش از دو هادی عایقبندی شده با یک هادی زمین عایق یا لخت تشکیل میشوند. البته، یک لایه دیگر از پوشش پلاستیکی XLPE برای محافظت بیشتر دارند. در حال حاضر، برقکاران از جدیدترین نسخه NM نوع B برای تأسیسات داخلی استفاده میکنند. هادیهای این سیمها میتوانند مفتولی یا استاندارد (رشتهای) باشند. انتقال هادیهای رشتهای از طریق محمل لولهای سادهتر است.
سیم تکهادی
سیم تکهادی محبوبترین انتخاب برای سیستم الکتریکی داخل خانه است. این نوع سیم در چندین اندازه، رنگ (برای شناسایی فاز، نول و زمین) و با هادیهای مفتولی یا رشتهای موجود است. یک سیم مفتولی اتصالات بهتری را خواهد داشت، اما سیمهای رشتهای را میتوان راحتتر از طریق مجرای مربوطه انتقال داد. هر دو نوع این سیم با عایقهای THW و THHN موجود هستند.
انواع سیم و کابل
انواع مختلفی از کابل و سیم بسته به کاربرد و استفاده آنها وجود دارد که در ادامه آنها را معرفی میکنیم.
کابل ارتباطی
به انواع کابلها و سیمهایی که برای ارتباطات یا انتقال سیگنال استفاده میشود، کابل ارتباطی گفته میشود. تنها هدف این نوع سیم یا کابل انتقال اطلاعات است. در اینجا سه نوع کابل ارتباطی معرفی میکنیم.
کابل کواکسیال
«کابل کواکس یا کواکسیال یا هممحور» (Coaxial Cable) نوعی کابل الکتریکی است که از چهار لایه ساخته میشود و به شکل کواکسیال (با یک محور یا مرکز مشترک) است. قسمت مرکزی کابل کواکسیال یک هادی است که توسط یک لایه پلاستیکی عایق پوشانده شده و یک محافظ یا شیلد فلزی آن را احاطه کرده است. روی آن نیز لایه چهارم عایق پلاستیک قرار دارد.
کابل کواکسیال برای انتقال سیگنال با فرکانس بالا استفاده میشود. به همین دلیل، در آن از سپر یا محافظ فلزی برای جلوگیری از تداخل نویز استفاده میشود. کابل کواکسیال معمولاً برای توزیع سیگنال تلویزیون کابلی، انتقال سیگنال بین آنتنها، فرستنده و گیرنده به کار میرود.
کابل کواکسیال خود به انواع مختلفی تقسیم میشود که هر کدام کاربرد خاص خود را دارند. در ادامه با آنها آشنا میشویم.
کابل کواکسیال هاردلاین یا هلیاکس
«کابل کواکسیال هاردلاین» (Hardline Coaxial) یا خط سخت که بیشتر با نام تجاری آن، یعنی «کابل هلیاکس» (Heliax Cable) شناخته میشود، یک کابل کواکسیال ضخیم است که سیم هادی مرکزی آن از مس و محافظ آن از لولههای مسی یا نقره ساخته شده است. این کابل به طور خاص برای انتقال فرکانس بالا استفاده میشود و میتواند صدها کانال را حمل کند و معمولاً بین یک فرستنده روی زمین و آنتن هوایی نصب میشود.
کابل کواکسیال تشعشعی یا نشتی
کابل کواکسیال تشعشعی یا نشتی نوع دیگری از کابل کواکسیال است که در آن، محافظ عمداً به گونهای طراحی شده است تا امواج RF را تابش دهد. در این محافظ شکافهایی تعبیه شده است که برای طول موج RF خاص تنظیم شدهاند و اثر نشتی دوطرفه بین فرستنده و گیرنده را فراهم میکنند. این نوع کابل کواکسیال در مکانهایی که امکان آنتندهی وجود ندارد، مانند تونلهای زیرزمینی، چاه آسانسور و غیره استفاده میشود.
کابل تویناکسیال یا تویناکس
«کابل تویناکسیال» (Twin-axial Cable) یا «کابل تویناکس» (Twinax Cable) نوعی کابل کواکسیال است که شبیه RG-6 است، اما به جای یک هادی داخلی، دارای دو هادی داخلی است. در این کابل، دو هادی داخلی عایقبندی شده توسط یک محافظ بافته شده به هم تابیده شدهاند. کابل تویناکسیال برای ارتباط سیگنال با برد کوتاه با سرعت بالا معمولاً برای شبکه اترنت ۱۰ گیگابایتی استفاده میشود.
کابل کواکسیال نیمهصلب
«کابل کواکس نیمهصلب» (Semi-rigid Coaxial Cable) نوع دیگری از کابل کواکسیال است که در آن غلاف خارجی از مس سخت با یک هادی داخلی است. محافظ بیرونی محافظت بهتری در مقابل تداخل مهیا میکند. محافظ به دلیل ساختار لوله مانندی که دارد، انعطافپذیر نیست و پس از فرمدهی اولیه خم نمیشود.
کابل کواکسیال صلب
«کابل کواکسیال صلب» (Rigid Line Coaxial Cable) یک شکل اصلاح شده از کابل نیمهصلب است که از دو لوله (محافظ) متحدالمرکز ساخته شده است که از سیگنال توان بالا محافظت بیشتری میکند. در این کابلها از زانو و اتصالات اتصال برای خم شدن استفاده میشود. کابلهای کواکسیال صلب برای انتقال سیگنال توان بالا بین اجزای فرکانس رادیویی فرستنده و آنتن استفاده میشوند.
کابل کواکسیال تشعشعی یا نشتی
کابل کواکسیال تشعشعی یا نشتی
کابل کواکسیال RG-6
کابل کواکسیال RG-6 متداولترین نوع کابل کواکسیال است که برای انتقال سیگنال در مصارف مسکونی و تجاری استفاده میشود. این کابل از یک سیم مسی جامد با عایق پلاستیکی پوشانده شده توسط یک فویل آلومینیوم و یک محافظ بافته شده برای محافظت در برابر تداخل ساخته شده است. کابل کواکسیال برای انتقال سیگنالهای صوتی و تصویری در کاربردهایی مانند تلویزیون کابلی، سیگنال تلویزیون ماهوارهای و رادیو و غیره استفاده میشود.
کابل تریاکسیال یا تریاکس
«کابل تریاکسیال» (Triaxial Cable) یا «کابل تریاکس» (Triax Cable) نوع دیگری از کابل کواکسیال است که شامل یک لایه دیگر از عایق و محافظ روی محافظ موجود است. سپر دوم یا بیرونی برای محافظت از محافظ داخلی در برابر تداخل الکترومغناطیسی زمین میشود.
کابل زوج به هم تابیده
این نوع کابل ارتباطی از دو سیم عایق به هم تابیده ساخته میشود تا یک جفت به هم تابیده واحد ایجاد کند. هدف از پیچاندن، کاهش تداخل الکترومغناطیسی یا نویز است. از این کابلها در شبکه اترنت و ارتباطات تلفنی استفاده میشود.
کابلهای زوج به هم تابیده بیشتر بر اساس محافظت در برابر نویز به دو نوع تقسیم میشوند.
کابل زوج به هم تابیده بدون محافظ: کابلهای زوج به هم تابیده بدون محافظ (UTP) هیچ محافظ اضافی برای محافظت در برابر نویز ندارند. زوجهای پیچ خورده ممکن است نویز را کاهش دهند، اما باز هم از آن تأثیر میپذیرند. از انواع مختلف کابلهای UTP در ساختمانهای مسکونی و تجاری با پهنای باند مختلف، مثلاً CAT2 ،CAT1 و… استفاده میشود.
کابل زوج به هم تابیده بدون محافظ
کابل زوج به هم تابیده دارای محافظ:کابل زوج به هم تابیده دارای محافظ (STP) دارای یک لایه فویل یا ورق اضافه است که از سیمها در برابر تداخل الکترومغناطیسی محافظت میکند. این کابلها در کاربردهای سطح بالا که ممکن است تحت تأثیر تداخلهای محیطی خارجی قرار بگیرند، به کار میروند.
کابل فیبر نوری
«کابل فیبر نوری» (Fiber Optic Cable) نوعی کابل ارتباطی است که از رشتههای شیشهای انعطافپذیر و شفاف ساخته میشود و به فیبر نوری معروف است. این کابل دادهها را به صورت نور انتقال میدهد. ضخامت رشتهها تقریباً برابر با موی انسان است و هر رشته جداگانه با عایق پلاستیکی پوشانده شده است. یک لایه محافظ خارجی دیگر نیز وجود دارد که از رشتهها در برابر تداخل محافظت میکند.
کابل فیبر نوری در دو نوع اصلی طبقهبندی میشود.
کابل فیبر نوری تکحالته
«کابل فیبر نوری تکحالته» (Mono-mode Fiber Optics Cable) فقط به یک حالت نور اجازه انتقال میدهد. این کابل از یک رشته فیبر بسیار نازک ساخته شده است که اجازه انتشار تنها یک موج نوری را میدهد. این موضوع تعداد بازتاب نور را کاهش میدهد و موجب کاهش میرایی سیگنال میشود. این امر سرعت انتقال بالا را در فاصله طولانی با میرایی بسیار کم، اما با هزینه زیاد فراهم میکند.
کابل فیبر نوری چندحالته
«کابل فیبر نوری چندحالته» (Multi-Mode Fiber Optics Cable) از الیاف نسبتاً ضخیمتری ساخته شده است که به بیش از یک موج نوری اجازه عبور میدهند، بنابراین میتوان با این کابل دادههای نسبتاً بیشتری را انتقال داد. اما تعداد بازتاب نور ناشی از وجود امواج زیاد در فاصله طولانی باعث تضعیف و اعوجاج سیگنال انتهای دریافت میشود. به همین دلیل است که از این کابل برای انتقال سیگنال در فاصله نسبتاً کوتاه، مانند LAN، سیستمهای امنیتی و غیره استفاده میشود.
کابل دفن مستقیم یا خاکی
«کابل دفن مستقیم» یا «کابل خاکی» (Direct-Buried Cable) یا DBC نوعی کابل است که برای ارتباطات و انتقال توان استفاده میشود. این کابل به طور خاص به گونهای طراحی شده است که بدون نیاز به عایق اضافه، غلاف یا لولهکشی، مستقیماً در زیر زمین دفن شود. کابلهای DBC از باندلهای کابل فیبر نوری با هسته فلزی ضخیم (به منظور سفتی) ساخته شدهاند. این نوع کابل دارای چندین لایه محافظ مانند لایه عایق پلاستیکی، لایه ضد آب و همچنین ژل ضربهگیر و غیره است تا در برابر گرما، رطوبت و سایر عوامل زیرزمینی محافظت شود.
کابل با غلاف غیرفلزی
کابل غلافدار غیرفلزی یا NM (یا NM-B) که با نام تجاری کابل «رومکس» (Romex) شناخته میشود، نوعی کابل الکتریکی است که غلاف خارجی آن از پلاستیک ساخته شده است و از هادیهای داخلی محافظت میکند. از این کابل معمولاً برای سیمکشی برق مسکونی استفاده میشود.
بر اساس تعداد هادیها، دو نوع کابل غلافدار NM وجود دارد.
کابل غلاف NM دو سیمه
این نوع کابلها دارای دو هادی جداگانه عایقبندی شده با یک هادی لخت برای اتصال به زمین است و در مجموع سه هادی دارد. کابل کابل غلافدار دو سیم NM در مقادیر نامی مختلف ارائه میشود و برچسب آن ” – 2 WG” است. این بدین معنی است که این کابل شامل دو سیم به علاوه یک سیم اتصال به زمین است.
کابل غلافدار NM دو سیمه
کابل غلاف NM دو سیمه مفتولی
کابل غلاف NM سه سیمه
این نوع کابل شامل سه سیم عایقبندی شده با سیم زمین لخت است و از آن در کاربردهای سهفاز به کار میرود. به همین دلیل، برای شناسایی هادی هر فاز از رنگهای مختلف استفاده میشود.
کابل غلافدار NM سه سیمه
کابل غلاف NM سه سیمه رشتهای
سیمهای NM به صورت مفتولی و همچنین رشتهای در دسترس هستند. هادی مفتولی اتصال بهتری را در ترمینالها فراهم میکند، اما جایگذاری آن از طریق لوله یا سایر مجراها دشوار است. این در حالی است که هادیهای رشتهای انعطافپذیرتر هستند و قرار دادن آنها در مسیر نصب راحتتر است.