در دنیای سیم‌کشی و انتقال برق، معمولا از کابل‌های مختلفی استفاده میشه. احتمالا بارها در مورد کابل مسی شنیدین. درسته که کابل مسی نسبت به کابل آلومینیومی کاربرد بیشتری داره، اما در مواردی که متراژ سیم خیلی زیاده و هزینه‌ها مهمه، معمولا کابل آلومینیومی استفاده میشه. دلیل اون هم اینه که کابل آلومینیومی هم ارزون‌تره و هم سبک‌تر. کابل آلومینیومی در انواع مختلفی تولید میشه؛ برای مثال، برخی از انواع کابل شیلددار هم آلمینیومی هستن.
ما تو این مقاله به شما کمک می‌کنیم تا بیشتر درباره کابل آلومینیومی، انواع و مواد مصرفش بدونین.
کابل آلومینیومی چیه و چه انواعی داره؟
کابل‌های آلومینیومی به کابل‌هایی گفته میشه که از آلومینیوم به‌عنوان ماده رسانای اولیه استفاده می‌کنن. هر سیم و کابلی دارای بخش فلزی هست که رسانای برق محسوب میشه. در کابل آلومینیومی، این بخش رسانا از فلز آلومینیوم ساخته شده. ما در این‌جا انواع رایج کابل آلومینیومی رو معرفی می‌کنیم.
کابل زمینی
کابل‌های زمینی معمولا به دو نوع کابل گفته میشه؛ یکی کابل‌هایی که به اصطلاح «ارت» هستن، یعنی انرژی الکتریکی که به اشتباه از ساختارهای الکتریکی نشت کرده رو به زمین منتقل می‌کنن تا باعث برق‌گرفتگی نشه و دیگری سیم‌هایی که برای انتقال برق در داخل زمین کار گذاشته میشن. کابل‌های آلومینیومی که برای انتقال برق داخل زمین قرار داده میشن، ممکنه دو تا چهار رشته‌ای باشن و معمولا برای ولتاژهای پایین استفاده میشن.
کابل هوایی
کابل‌های هوایی برای تاسیسات بالای زمینی طراحی میشن. اونا معمولاً روی تیرهای برق یا سایر سازه‌های پشتیبانی معلق هستن. از اون‌جا که این سیم‌ها معمولا در مسیر طولانی برق رو منتقل می‌کنن باید سبک باشن و همچنین، قیمت کمی داشته باشن که احتمال سرقت اون‌ها کمتر باشه. کابل آلومینیومی بهترین ماده برای این نوع کابل‌هاست. چون هم از مس ارزون‌تره و هم برای معلق‌شدن روی هوا وزن کمی داره.
خود کابل‌های هوایی سه دسته هستن:
-
کابل آلومینیومی هوایی ACC : این کابل ساخته شده آلومینیوم آنیل نشده است و برای ولتاژهای متوسط و کم استفاده میشه.
-
کابل آلومینیومی هوایی AAAC : این کابل‌ها برای ولتاژهای متوسط به بالا هستن.
-
کابل آلومینیومی هوایی ACSR :که با آلومینیوم آنیل‌نشده ساخته میشه و ولتاژای خیلی قوی رو انتقال می‌ده
کابل خود نگه‌دار
این نوع کابل‌های هوایی دارای یک عنصر پشتیبانی مثل یک رشته فولادی یا سیم پیام‌رسان هستن که به اون‌ها اجازه می‌ده بدون نیاز به سیم‌های پشتیبانی اضافی آویزان بشن. این کابل‌ها روکش‌دار هستن و با عایق XLPE پوشیده شدن. کابل‌های خود‌نگهدار، روی پایه‌های توزیع برق و دکل‌ها با یک نگهدارنده نصب میشن.
کابل ولتاژ بالا
این نوع کابل آلومینیومی ضخیم هست و برای انتقال ولتاژ بالای برق ساخته شده. این کابل‌ها علاوه‌بر داشتن آلومینیوم تو قسمت وسط، دارای یک نیمه‌هادی در اطراف و سپس یک عایق در بیرون هستن. در بیرون عایق، دوباره یک لایه نیمه‌هادی قرار می‌گیره و بعد این مجموعه با یه لایه کاغذ گرافیتی، شیلد، غلاف و یک پوشش نهایی با رنگ قرمز و مشکی پوشونده میشه. همین‌طور که می‌بینید، کابل آلومینیومی فشار قوی از لایه‌های مختلفی ساخته شده.
کابل 4*16
4*16 به‌نوع خاصی از کابل آلومینیومی گفته میشه که در اون چهار هادی هر کدام با سطح مقطع 16 میلی‌متر مربع (mm²) قرار گرفتن. این نوع کابل معمولاً برای توزیع برق استفاده میشه.
مقایسه کابل آلومینیومی و مسی
مزایا و معایب کابل آلومینیومی در مقایسه کابل مسی
هم آلومینیوم و هم مس معمولاً به‌عنوان رسانا در کابل‌های برق استفاده میشن و هر ماده مزایا و معایب خاص خودشو داره. در این‌جا معایب و مزایای کابل آلومینیومی رو با کابل مسی مقایسه می‌کنیم.
مزایای کابل آلومینیومی شامل موارد زیر هست:
مقرون‌به‌صرفه
آلومینیوم به‌طور کلی، ارزون‌تر از مس هست و به‌همین دلیل خیلی از سازنده‌ها، اون رو برای انجام پروژه‌های خودشون نسبت به مس ترجیح می‌دن. مخصوصا اگه در پروژه نیاز به متراژ زیادی سیم باشه. قیمت ارزون‌تر، احتمال دزدی این سیم‌ها رو هم کم می‌کنه.
سبک‌وزن
آلومینیوم سبک‌تر از مس هست. به‌همین دلیل روی هوا به‌خوبی معلق میشه و راحت میشه اون را در مسافت‌های طولانی در بالای زمین قرار داد.
مقاومت در برابر خوردگی
آلومینیوم به‌طور طبیعی یک لایه اکسید نازک روی سطح خودش تشکیل می‌ده که از خورده‌شدن فلز جلوگیری می‌کنه.
معایب کابل آلومینیومی شامل موارد زیر هست:
رسانایی پایین‌تر
آلومینیوم، رسانایی الکتریکی کمتری نسبت به مس داره. به‌همین دلیل هم برای این‌که همون مقدار برق رو منتقل کنه، باید از نظر قطر از سیم مسی ضخیم‌تر باشه.
شکل‌پذیری و شکنندگی
آلومینیوم انعطاف‌پذیری کمتری نسبت به مس داره و به‌همین دلیل بیشتر در معرض ترک‌خوردن و شکستن هست. برای همین هم هرگز کابل آلومینیومی رو به‌شکل افشان نمی‌سازن.
انبساط و انقباض
آلومینیوم با تغییرات دما بیشتر از مس منبسط و منقبض میشه. این انبساط و انقباض می‌تونه منجر به شل‌شدن اتصالات در طول زمان بشه.
کابل شیلددار
کابل شیلددار (shielded cable)
کابل شیلددار یک کابل الکتریکه که یک لایه محافظ اضافی در اطراف سیم‌های رسانا داره. این لایه محافظ برای محافظت در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و تداخل فرکانس رادیویی (RFI) نصب شده. شیلد یا سپر، مثل یک مانع عمل کرده و سیگنال‌های الکترومغناطیسی خارجی رو مهار و منحرف می‌کنه. این انحراف باعث میشه سیگنال‌های خارجی تاثیری بر امواجی که در داخل سیم در حال عبور هستن، نذارن.
کابل آلومینیومی می‌تونه شیلددار هم باشه. در این فرض، هادی داخل سیم از جنس آلومینیومه. البته جنس شیلد هم همون‌طور که در قسمت بعدی می‌گیم می‌تونه از آلومینیوم باشه.
اجزای کابل شیلددار
یه کابل شیلددار از اجزای زیر ساخته میشه:
رسانا
هادی‌ها یا رساناها داخلی‌ترین جزء کابل هستن و وظیفه انتقال سیگنال‌های الکتریکی را بر عهده دارن. بسته به کاربرد، هادی می‌تونه از مس یا آلومینیوم ساخته شده باشد. در کابل شیلددار آلومینیومی، این هادی از جنس آلومینیوم هست.
عایق
هر هادی برای جلوگیری از نشت الکتریکی و جداکردن اون از هادی کناری، عایق‌بندی میشه. مواد عایق رایج معمولا PVC (پلی وینیل کلرید)، پلی اتیلن و بقیه مواد دی الکتریک هستند.
سپر یا شیلد
سپر یا شیلد یه لایه اضافی هست که هادی‌های عایق رو احاطه کرده. شیلد معمولاً از مواد فلزی مثل آلومینیوم یا مس ساخته میشه و ممکنه به‌شکل روکش فویل، توری بافته‌شده یا ترکیبی از هر دو باشه. همون‌طور که می‌بینین، کابل آلومینیومی می‌تونه شیلد آلومینیومی هم داشته باشه.
ژاکت
ژاکت بیرونی‌ترین لایه کابل شیلددار هست که محافظت کلی از کابل رو فراهم می‌کنه. معمولاً از یه ماده بادوام و محافظ مانند PVC یا پلی‌اورتان ساخته شده و در برابر عوامل محیطی مثل سایش، رطوبت و مواد شیمیایی کاملا مقاومه.
موارد استفاده از کابل‌های شیلددار
کابل شیلددار مصارف مختلفی داره. برخی از مصارف این کابل‌ها رو در این‌جا بررسی می‌کنیم.
انتقال داده
کابل‌های شیلددار معمولاً برای انتقال داده استفاده میشن. مثلا کابل‌های اترنت (STP – Shielded Twisted Pair) از انواع کابل‌های سپردار هستن. شیلد به‌کاهش اثر نویز الکترومغناطیسی خارجی بر سیگنال‌های داده که در حال عبور از داخل سیم هست کمک می‌کنه.
کاربردهای صوتی و تصویری
از کابل‌های شیلددار در کابل‌های صوتی و تصویری مثل کابل‌های HDMI و VGA استفاده میشه تا سیگنال‌ها رو هم اثر نکنن و نویز صوتی و تصویری ایجاد نشه.
کابل‌های برق
در محیط‌های صنعتی، کابل‌های برق شیلددار برای محافظت از تجهیزات حساس در برابر تداخل الکترومغناطیسی استفاده میشه. این تداخلات می‌تونن به‌وسیله خطوط برق نزدیک یا دستگاه‌های الکترونیکی ایجاد بشن و بر عملکرد دستگاه‌های حساس اثر بذارن.
سیستم‌های ابزار دقیق و کنترل
کابل های شیلددار در سیستم‌های ابزار دقیق و کنترل که در اونا انتقال دقیق سیگنال حیاتیه، استفاده میشه. این کابل‌ها کمک می‌کنن که دستگاه به‌درستی و دقت کار کنه و سیگنال‌های خارجی از دقت عمل اون کم نکنن.
ارتباطات
در مخابرات از کابل‌های شیلددار برای کاربردای مختلف از جمله خطوط تلفن و کابل‌های فیبر نوری استفاده میشه. دلیل اون هم اینه که مسئولین مخابرات باید از انتقال یک صدای بدون نویز و واضح مطمئن بشن.