در صنعت برق و الکتریسته ابزار بسیار متنوعی به کار می‌روند که هرکسی که بخواهد کار برق صنعتی و ساختمانی انجام بدهد باید درباره آنها بداند. یکی از این ابزارهای پرکاربرد کابل شیلد دار است. در ادامه این نوشته از فرنام الکتریک توضیح خواهیم داد که کابل شیلددار چیست و چه کاربردهایی دارد. این مقاله را از دست ندهید.
کابل شیلد دار چیست؟
قبل از اینکه به سراغ اهمیت استفاده از این کابل‌ها برویم باید بدانیم کابل برق شیلد دار چیست. کابل شیلددار به کابل برقی گفته می‌شود که درون آن یک عایق محافظ کشیده شده است. این لایه محافظ را می‌توان از رشته‌های مسی به هم تنیده تهیه کرد یا اینکه از نوار مسی و سایر پلیمرهای رسانا در ساخت‌شان استفاده نمود. این کابل‌ها معمولاً ضخیم‌تر از کابلهای معمولی هستند و می‌توانند جلوی نویزی که از سایر تجهیزات ساطع می‌شود را بگیرند. یکی از موارد مهمی که باید مدنظر داشت این است که کار با این کابل‌ها به دقت بیشتری نیاز دارد.
کابل برق معمولی لایه محافظی که کابل شیلد دار در خود دارد را ندارد و به همین دلیل نمی‌تواند جلوی تداخلات الکترومغناطیسی که از تجهیزات اطراف وارد می‌شود را بگیرد. چنین کابل‌هایی بسیار سبک و نازک هستند و می‌توانند در محیط‌های معمولی همچون دفاتر کار مورد استفاده قرار گیرند.
شاید مهمترین نکته‌ای که به هنگام خرید کابل برق به ذهن‌تان خطور کند موضوع قیمت آن باشد. کابلهای شیلددار معمولاً گران قیمت‌تر از کابلهای معمولی هستند چون در ساخت آنها از مواد تشکیل دهنده مختلفی ( همچون لایه‌های عایق مسی) استفاده شده است. پس اگر کمبود بودجه دارید باید به دنبال خرید کابل برق معمولی باشید و خطر تداخل الکترومغناطیسی را به جان بخرید یا اینکه بودجه تان را افزایش دهید.
چرا در کابل‌ها از شیلد استفاده می‌شود؟
با توضیحاتی که در مورد این جزء از کابل‌ها بیان شد، مشخص است که استفاده از شیلد در کابل‌ها هزینه‌ی تولید این هادی‌ها را افزایش می‌دهد. از طرفی با وجود یک لایه رسانای مضاعف، وزن کابل نیز افزایش می‌یابد.
اما دلیل استفاده از شیلد در کابل‌ها چیست؟ و چرا مصرف کنندگان باید متحمل صرف هزینه‌های اضافی بابت نصب شیلد در کابل‌ها شوند؟ در پاسخ به این سوال باید به مکانیزم عملکرد شیلد در کابل‌ها اشاره کرد. شیلد یک لایه فویل یا پوشش بافته شده از سیم‌های بسیار نازکی است که اطراف هادی اصلی در کابل را احاطه می‌کند.
مهمترین دلیل استفاده از کابلهای شیلددار حذف جریان‌ها و نویزهای خارجی است. نویزهایی که منجر به اختلال در عملکرد کابل می‌شوند. در ادامه دلایل تعبیه‌ی شیلد در کابلهای امروزی به وضوح بیان شده‌اند؛
– جلوگیری از به وجود آمدن میدان الکتریکی بین یک هادی با هادی دیگر:
زمانی که در یک خط انتقال برق تعداد زیادی کابل در فاصله‌ی بسیار نزدیکی از یکدیگر قرار داشته باشند، جریان هریک از کابل‌ها بر کابلهای دیگری موثر خواهد بود.
در واقع جریان عبوری هرکابل منجر به ایجاد یک میدان الکتریکی در حاشیه‌ی خود می‌شود که این میدان سبب اختلال در هدایت سایر کابل‌ها می‌شود. از این رو استفاده از یک لایه محافظ به عنوان شیلد، تا حد قابل توجهی از اثرات مخرب میدان‌های اطراف می‌کاهد.
– جلوگیری از فشار بیش از حد ولتاژ میان هادی‌ها:
از دیگر وظایفی که شیلدها بر عهده دارند، جلوگیری از شدت فشار بیش از حد میان هادی است. در واقع این لایه‌ی رسانا با کم کردن و جذب شدت ولتاژ اضافی، جریان را پایدار نگه می‌دارد.
– به تاخیر انداختن استهلاک کابل‌هایی که در لوله‌های فلزی و غیر فلزی قرار داده می‌شوند:
کابل‌هایی که در لوله‌های فلزی قرار داده می‌شوند ممکن است به مرور در اثر شرایط دمایی و یا رطوبتی دچار پوسیدگی و تخریب شوند. استفاده از کابلهای شیلددار در این لوله‌ها به میزان قابل توجه عمر کابل‌ها را افزایش می‌دهد. در واقع در این محیط‌ها با فدا شدن شیلد، عمر کابل افزایش می‌یابد.
– جلوگیری از انتقال ولتاژی که در کابلهای بدون شیلد به علت وجود لایه‌های مرطوب یا پوشیده از دوده و گریس و چربی وجود دارد:
در مکان‌هایی که درصد آلودگی محیط بالاست، به مرور زمان لایه‌ای از رطوبت، دوده یا روغن بر سطح کابل بدون شیلد ایجاد می‌شود. وجود این لایه‌ها خود عاملی بر انتقال ولتاژ در محیط اطراف هستند. کابلهای شیلددار احتمال تشکیل این لایه‌ها را کاهش می‌دهند و مانع از بروز حوادث بعدی خواهند شد.
– برای کابل‌هایی که مستقیما در زیر زمین یا در مجراها و کانال‌های غیر فلزی به کار رفته اند، استفاده از شیلد مفید است:
کابل‌هایی که از زیر زمین عبور می‌کنند، از خطرات طوفان و آسیب‌های محیطی در امان خواهند بود. این کابل‌ها الزاما باید دارای شیلد باشند. چرا که این کابل‌ها در اتصال با زمین دچار تخلیه‌ی الکتریکی و بروز پدیده‌ی کرونا (هاله) می‌شوند. استفاده از کابل شیلددار در کاربردهای زیر زمینی مانع از ایجاد میدان الکترواستاتیکی می‌شود.
انواع کابل شیلد دار
شرکت‌های ایرانی بسیاری امروزه به عرصه تولید کابل شیلد دار وارد شده‌اند و با بهره‌گیری از فناوری‌های روز دنیا و دستگاه‌هایی تمام پیشرفته توانسته‌اند به تولید انبوه این کابل‌ها دست یابند و با کمک متریال‌های با کیفیت، کابل‌هایی با استانداردهای بالا و قیمتی به صرفه را روانه بازار نمایند.
در ادامه به توضیح انواع کابل شیلد دار می‌پردازیم و فضای مورد استفاده آن را برایتان شرح می‌دهیم.
کابل شیلد دار قدرت
کابل‌هایی که اغلب در نیروگاه‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند یا برای انتقال نیروی به منظور روشنایی خیابان‌ها انتخاب می‌شوند، عموماً از نوع قدرت هستند که با هدف افزایش ماندگاری و ارتقا توانایی‌شان به یک لایه شیلد نیز مجهز می‌شوند. از این رو برای مصارف درون آب، کانال‌ها، زیرخاک و… نیز می‌توان بر روی پایداری کابل شیلد دار قدرت حساب باز نمود.
کابل شیلد دار فرمان و کنترل
همان طور که کابلهای قدرت را به شیلد مجهز می‌کنند، کابلهای فشار ضعیف را نیز به جهت حذف میدان‌های مزاحم و تأثیرات مخرب بر انتقال داده‌ها و سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال به شیلد مجهز می‌کنند و بدین ترتیب از ایجاد نویز و جذب میدان‌های مغناطیسی مزاحم جلوگیری به عمل می‌آورند.
کابل شیلد دار افشان
شیلد بافته شده مسی قلع اندود می‌تواند، تابلوهای فرمان را از هر گزندی حفظ نماید. به همین دلیل از کابل شیلد دار افشان در تابوهای فرمان به منظور حفظ بهتر عملکردشان استفاده می‌شود.
کابل شیلد دار مفتولی
کابلهای مفتولی اگر چه در درجه پایین‌تری از مقاومت در مقایسه با نمونه‌های افشان قرار می‌گیرند، اما عرصه‌های فشار قوی را به مدد شیلد خود به خوبی تحمل می‌کنند و از نوسانات جریان، هدر رفت انرژی در مدارات و… جلوگیری می‌نمایند.
چه نوع کابل‌هایی باید شیلد داشته باشند؟
بسیاری از کابلهای فشار متوسط و فشار قوی ملزم به استفاده از شیلد هستند. دیگر کابل‌ها که برای صنایع نظامی و انتقال سیگنال‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید دارای یک لایه شیلد باشند تا مانع از اعوجاج سیگنال و ایجاد نویز در سیستم ارتباطی شود.
کاربرد شیلد در کابلهای برق
صنعت برق به شکل گسترده‌ای از انواع کابلهای شیلددار استقبال نموده است. بسیاری از کابل‌هایی که برای انتقال برق در شبکه‌های فشار متوسط و فشار قوی به کار می‌روند، مجهز به زره‌ی محافظ یا همان شیلد هستند.
کابلهای فشار قوی شیلددار در صورت برخورد با زمین، مانع وقوع پدیده کرونا و ایجاد شوک الکتریکی می‌شوند. این نوع کابل‌ها چه در مصارف هوایی و چه در کاربردهای زیرزمینی از اتلاف انرژی برق و نوسانات ممکن جلوگیری می‌کند.
کابلهای شیلددار برای استفاده در چه دستگاه هایی کاربرد دارند؟
کابلهای شیلددار برای مصارف مختلفی طراحی شده‌اند. تجهیزاتی که نوسانات ولتاژی و یا نویزهای متاثر از میدان‌های الکترومغناطیسی اطراف منجر به بروز خطا در عملکرد آنها خواهد شد. تعدادی از این موارد به شرح زیر است؛
– دستگاه‌های آزمایشگاهی
– فرستنده‌ها و گیرنده‌های رادیویی
– سنسورهای اعلام حریق
– سنسورهای دمایی و گازی در معادن
– میکروفون‌های امنیتی
مزایای کابل شیلددار نسبت به کابل بدون شیلد
کابل‌هایی که به شیلد مجهز می‌شوند، نسبت به کابلهای بدون شیلد طول عمر بیشتری در شرایط مختلف آب و هوایی دارند. این کابل‌ها در حضور رطوبت و آلودگی‌های روغنی مانع از تشکیل لایه‌ی رسانا و انتقال ولتاژ به محیط اطراف می‌شوند.
کابلهای شیلددار قادر به انتقال صحیح و دقیق داده‌ها هستند. درحالی که نوع بدون شیلد آن تحت تاثیر میدان‌های مزاحم قرار خواهد گرفت.
نکاتی که در هنگام استفاده از شیلد باید به آنها توجه کرد؟
قابل ذکر است که کابلهای شیلددار انعطاف پذیری و قابلیت خمیدگی کمتری نسبت به کابلهای بدون شیلد دارند. بنابراین کاربران این تجهیزات باید در هنگام نصب این نکته را مدنظر قرار دهند.
شیلدهای بافته شده قیمت بالاتری نسبت به شیلد فویل دارند. شیلدهای فویل مانند دارای یک لایه عایق هستند. فویل باید به نحوی در اطراف سیم‌ها پیچیده شود که سمت رسانای آن در اتصال با سیم اتصال با زمین باشد و نویزهای جذب شده را به زمین منتقل کند.
ویژگی‌های یک شیلد و کابل شیلددار خوب
یک شیلد مناسب و استاندارد برای انجام مسئولیت‌های مورد انتظار، باید از ویژگی‌های زیر برخوردار باشد؛
– قابلیت پوشانندگی سیم‌ها بین 40 تا 100 درصد ( برحسب نوع شیلد)
– مقاومت به خوردگی بالا
– مقاومت به زنگ زدگی
– دوام بالا در برابر آسیب‌های مکانیکی
– برخورداری از استحکام کششی
– انعطاف پذیری مناسب