کابل زمینی چیست | انواع کابل زمینی | ساختار و مشخصات کابل زمینی

حتماً تابه‌حال نام کابل زمینی را شنیده‌اید و می‌دانید که خارج از خانه نصب می‌شود؛ اما، آیا می‌دانید این کابل‌ها چه کاری انجام می‌دهند؟ پاسخ این سؤال مرتبط با امنیت الکتریکی خانواده‌ها است.

همان‌طور که از نام آن پیدا است، کابل الکتریکی زیرِ زمین خانه‌ها کار گذاشته می‌شود. خانه‌های مدرن خارج از منزل پنل‌های الکتریکی دارند.

بیشتر بخوانید: کابل ارت چیست؟

ماهیت کابل زمینی

مقصود استفاده از این کابل‌های زمینی ایجاد یک محل امن برای عبور بارهای الکتریکی است. زمین زیر پای ما بار الکتریکی منفی دارد، بدین معنا که بارهای الکتریکی مثبت به‌طور طبیعی به سمت آن جذب می‌شوند. این کابل کمک می‌کند تا بارهای مثبت با امنیت بیشتر، مستقیم و به شکل کنترل‌شده از داخل زمین عبور کنند.

انواع کابل‌های زمینی با مشخصات و ویژگی‌های مختلفی در دسترس هستند که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

ساختار و مشخصات کابل زمینی

ساختار و مشخصات کابل زمینی به شکل زیر است و از اجزای زیر تشکیل می‌شود:

غلاف کابل: غلاف کابل از آن در برابر رطوبت محافظت می‌کند.
اسکرین: کنترل میدان الکتریکی برعهدۀ اسکرین است. این صفحه جریان‌های خطا را تخلیه خواهد کرد.
لایۀ عایق: هادی الکتریکی را عایق‌بندی می‌کند و باعث می‌شود جریان الکتریکی منتقل نشود. برای ولتاژهای پایین pvc یکی از پرکاربردترین عایق‌ها است؛ اما، برای ولتاژهای متوسط و بالا بیشتر XLPE کاربرد دارد که برتری آن به‌دلیل طول عمر بالاتر و نیز مقاومت بیشتر در برابر حرارت، تنش‌های مکانیکی و مواد شیمیایی است.

عایق‌ها معمولاً از جنس پلیمر هستند و به دو دسته تقسیم می‌شوند: ترموپلاستیک و ترموست. فیلر: پس از اینکه چند رشته کابل به ‌هم پیچانده شد، برای یکنواخت‌شدن کابل‌هایی که کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند، فضاهای خالی را با فیلر پر می‌کنند.

فیلر یا پرکننده مادۀ پلیمری نرمی است که اضافه‌کردن سایر لایه‌ها را راحت‌تر و یکنواخت‌تر خواهد کرد.

نیمه‌هادی: نواری از جنس گرافیت یا کربن است که اتصال مابین هادی شیلد و اسکرین عایق را برقرار می‌کند.
هادی الکتریکی: این بخش یکی از اصلی‌ترین بخش‌های کابل زمینی است. هدایت جریان الکتریکی توسط بخش هادی کابل زمینی انجام می‌شود و جنس آن از مس و آلومینیوم تابانده شده است. سطح مقطع کابل آلومینیومی باید بیش از مسی باشد تا جریان یکسانی از کابل آلومینیومی عبور کند. بنابراین سطح مقطع کابل آلومینیومی باید 1.6 برابر کابل مسی باشد. به همین خاطر قیمت کابل آلومینیومی نسبت به مسی کمتر و مقرون ‌به‌صرفه‌تر است. همچنین آلومینیوم وزن کمی دارد و برای قسمت‌هایی که کاهش وزن کابل مهم است، به‌کار می‌رود.

دسته‌بندی کابل‌های زمینی بر‌اساس موارد مختلفی انجام می‌شود که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم:

انواع کابل زمینی از نظر جنس و ساختار

این نوع کابل را از روی ساختار نیز می‌توان تقسیم‌بندی کرد:

کابل تسمه‌ای

کابل تسمه‌ای یکی از انواع کابل زمینی است. در این کابل‌ها رساناها که معمولاً سه عدد هستند که به هم متصل می‌شوند و با یک تسمۀ کاغذی عایق‌بندی خواهند شد. هر هادی با استفاده از یک دی‌الکتریک کاغذی عایق می‌شود.

فاصلۀ میان هادی و تسمۀ کاغذی عایق با یک مادۀ دی‌الکتریک فیبری، مانند جوت (Jute)، پر خواهد شد که باعث می‌شود انعطافِ بیشتر و شکل دایره‌ای داشته باشد.

پس از آن لایۀ جوت با غلاف فلزی روکش می‌شود تا از آن محافظت شود. یکی از ویژگی‌های خاص این کابل کاملاً دایره‌ای شکل نبودن آن است. علت چنین شکلی این است که از فضای در دسترس به‌شکل مؤثرتری استفاده شود.

کابل‌های فشار

برای ولتاژ بالاتر از 66 کیلوولت، فشارهای الکترواستاتیک در کابل‌ها از مقادیر قابل‌قبول تجاوز می‌کند و کابل‌های جامد غیرقابل اطمینان خواهند شد. چنین چیزی بیشتر به دلیل ایجاد فضای خالی در ولتاژهایی که از 66 کیلوولت تجاوز می‌کنند، اتفاق می‌افتد. درنتیجه به‌جای کابل‌های جامد از کابل فشار استفاده می‌کنیم.

انواع کابل زمینی از نظر سایز

کابل‌ها از نظر سایز نیز تقسیم‌بندی می‌شوند. کابل زمینی جریان برق را به مدار حمل می‌کند. انواع کابل زمینی موجود تک‌هسته‌ای، دو هسته‌ای، سه هسته و نیم و چهار هسته‌ای هستند که سایز این کابل‌ها 1، 1.5، 2.5، 4، 6، 10، 16، 25، 35، 50، 70، 95، 120، 150، 240، 300، 400، 600 و 1000 میلی‌متر مربع است .( در اکثر محتواها و مقالات مندرج در وب در خصوص کابل ها، استفاده از کلمه "هسته" مرسوم نیست و باعث گیج‌شدن مخاطب می‌شود. کابل‌های تک رشته، دو رشته و کابل‌های تک سیم و دو سیم عرف هستند)

کابل تک‌هسته‌ای

کابل تک‌هسته‌ای تنها یک هادی هسته‌ای با اندازۀ بزرگ دارد. از این کابل فقط در سیستم ولتاژ پایین و بالا استفاده می‌شود.

کابل دوهسته‌ای

کابل دو هسته‌ای که توسط هادی دو هسته‌ای تولید می‌شود، تک‌فاز و نول است و در خطوط با ولتاژ پایین به‌کار می‌رود.

کابل سه هسته‌ای

کابل‌های سه هسته‌ای هسته‌هایی سه‌گانه و با روکش رنگی قرمز، زرد و آبی دارند. این کابل‌ها سه‌فاز هستند. کابل‌های سه هسته‌ای در سیستم ولتاژ پایین و بالا استفاده می‌شوند.

کابل سه و نیم هسته‌ای

این کابل‌ها به‌خودی‌خود چهار هسته دارند؛ اما، هستۀ آخر نصف سایز باقی هسته‌ها است. رنگ قرمز، آبی و زرد سه‌فاز برای سه هستۀ اول استفاده می‌شوند. هستۀ نیم سایز آخر به‌عنوان نول استفاده خواهد شد. کابل سه و نیم هسته‌ای در سیستم ولتاژ پایین استفاده می‌شود.

مزایای کابل سه و نیم رشته‌ای نسبت به استفاده از 4 کابل تک رشته

قیمت ارزان‌تر
وزن سبک‌تر
انعطاف قابل قبول

انواع کابل سه و نیم رشته‌ای

با هادی مسی و عایق PVC یا کابل NYY-O
با هادی مسی و عایق XLPE یا کابل N2XY-O
با هادی آلومینیومی و عایق PVC یا کابل NAYY-O
با هادی آلومینیومی و عایق XLPE یا کابل NA2XY-O

کابل زمینی در چه مواردی استفاده می‌شود؟

کابل‌های زمینی کابل‌هایی هستند که به‌منظور تحمل ضربه، فشار، مقاومت و رطوبت و کلاً مقاومت در برابر عوامل بیرونی و از ورقه‌های فولاد و غلاف سربی ساخته خواهند شد.

کابل‌های زمینی کابل‌هایی هستند که از نظر جریان الکتریکی عایق می‌شوند و در برابر عوامل خارجی مقاومتی نشان نمی‌دهند؛ اما، تقسیم‌بندی‌های دیگری برای کابل‌ها نیز وجود دارد که هدف آن انتقال قدرت، انتقال سیگنال، تأمین روشنایی و به‌کار‌انداختن وسایل برقی ساختمان است.

سخن آخر

در این مطلب با کابل‌های زمینی و کاربرد آن‌ها آشنا شدید. همچنین مشخصات کابل زمینی را شناختید. به‌طور کلی کابل‌ها بر‌اساس نوع کاربرد آن انتخاب می‌شوند. سطح مقطع آن‌ها برای کاری که استفاده می‌شوند اهمیت دارد و جریان معینی را انتقال می‌دهند.

اگر این جریان از اندازه‌ای که باید باشد بیشتر شود، عمر کابل قطعاً کوتاه می‌شود یا کابل می‌سوزد و خطراتی را به همراه دارد. در نتیجه انتخاب نوع و سایز آن بسیار مهم است. بنابراین، نوع هادی و عایق کابل باید بررسی شود و مناسب محیطی باشد که در آن به‌کار می‌رود.

منابع:

www.mistersparky.com/expert-tips/circuits-and-wiring/what-is-a-ground-wire-and-why-is-it-important