کابل برق شیلد دار چیست؟ انواع، مشخصات و کاربرد‌ها
کابل برق شیلد دار با توجه به نامش، با مواد غیر واکنشی پوشانده شده است تا در محیط‌هایی با شرایط شدید که تحت آسیب‌های الکتریکی و مکانیکی متعدد قرار دارد، محافظت شود. مواد مورداستفاده در شیلد اغلب بسیار سخت هستند و می‌توانند حداکثر مقاومت را برابر شرایط مختلف فراهم کنند. اگر می‌خواهید مورد انواع، مشخصات و کاربردهای کابل برق شیلدار بیشتر بدانید با مقاله دیگری ازسینا نوین همراه باشید.
تعریف کابل برق شیلد دار
کابل برق شیلد دار یک کابل الکتریکی است که از یک یا چند هادی عایق تشکیل شده است که توسط یک لایه رسانا محصور هست. شیلد ممکن است از رشته‌های بافته‌شده مس یا فلزات دیگر مانند آلومینیوم یا لایه‌ای از پلیمر رسانا تشکیل شده باشد. معمولاً شیلد با یک ژاکت پوشانده می‌شود تا مقاومت کابل را افزایش دهد.
شیلد به‌عنوان یک قفس فارادی عمل می‌کند تا نویز الکتریکی ناشی از تأثیر بر سیگنال‌ها و تشعشعات الکترومغناطیسی را که ممکن است با دستگاه‌های دیگر تداخل ایجاد کند، کاهش دهد. در حقیقت، مهم‌ترین دلیل استفاده از کابل شیلد دار جلوگیری از میدان مغناطیسی است. شیلد منابع الکتریکی را به حداقل می‌رساند و باید ازنظر الکتریکی پیوسته باشد تا اثربخشی به حداکثر برسد.
ساختار کابل شیلد دار از داخل به خارج به ترتیب عبارت‌اند از:
- هادی: دارای جنس هادی مسی یا آلومینیومی است.
- عایق: از متریال پلی‌اتیلن شبکه‌ای (XLPE یا PEX) یا پی‌وی‌سی (PVC) ساخته می‌شود.
- غلاف داخلی: اغلب از جنس پی‌وی‌سی است.
- شیلد: به‌صورت سیمی یا با تسمه فولادی ساخته می‌شود.
- غلاف بیرونی: اغلب از جنس پی‌وی‌سی است.
نکته: قفس فارادی یک قفس یا فضای بسته ساخته‌شده از فلز یا رسانای الکتریکی دیگر است.
مهم‌ترین دلیل استفاده از کابل شیلد دار جلوگیری از میدان مغناطیسی است
تفاوت بین از کابل برق شیلد دار و بدون شیلد
کابل برق شیلد دار دارای یک لایه زره اضافی نسبت به کابل بدون شیلد است که محافظت بهتری از آن را ایجاد می‌کند، اما درعین‌حال قیمت آن نیز نسبتاً بالاتر هست. کابل‌های شیلد دار می‌توانند کشش بیشتری را تحمل کنند. کابل برق شیلد دار را می‌توان نوعی کابل تقویت‌شده در نظر گرفت که از کابل نوری استاندارد قوی‌تر تشکیل شده است. کابل‌های شیلد دار دارای قابلیت‌های بی‌نظیر حفاظت از آسیب فیزیکی هستند، بنابراین این کابل‌ها می‌توانند از کابل‌ها در برابر نیروهای خارجی محافظت کنند و درنتیجه عمر آن‌ها را افزایش دهند.
انواع کابل برق شیلد دار
کابل برق شیلد دار ازنظر استاندارد به انواع زیر تقسیم می‌شود:
- کابل‌های برق سیم فولادی معمولاً به‌اختصار SWA نامیده می‌شوند.
- کابل‌های شیلد دار فیبر نوری فولادی اغلب بانام اختصاری STA خوانده می‌شوند.
- کابل‌های شیلد دار آلومینیومی یا سیم آلومینیومی اغلب بانام اختصاری AWA شناخته می‌شوند.
اما در بازار سیم و کابل، کابل برق شیلد دار با انواع زیر شناخته می‌شود:
کابل شیلد دار بافته‌شده (Braid Shields)
کابل شیلد دار بافته‌شده معمولاً از رشته‌های مسی برهنه، قلع کاری شده یا باروکش نقره ساخته می‌شوند. از فولاد و سایر فلزات می‌توان برای محافظت فیزیکی استفاده‌شده و به‌عنوان شیلد بر روی یک هادی بافته شوند.
اثربخشی کابل شیلد دار بافته‌شده متناسب با میزان پوشش شیلد روی سیم است. پوشش 75 تا 85 درصد حالت استاندارد را دارد زیرا پوشش 100 درصدی ازنظر فنی غیرقابل دسترسی است. هرچه پوشش شیلد بیشتر باشد، روند تولید این کابل کندتر است، هزینه بیشتری دارد و انعطاف‌پذیرش کمتر هست. شیلد استحکام مکانیکی، انعطاف‌پذیری و عمر کابل را افزایش می‌دهد و در فرکانس‌های پایین بیشترین تأثیر را می‌گذارند.
اغلب یک کابل شیلد دار بافته‌شده با یک محافظ فویلی تکمیل می‌شود تا مقاومت محصول را افزایش دهد. این کار همچنان مزایای مقاومتی یک کابل بافته‌شده و حداکثر پوشش محافظ را ارائه می‌دهد. به‌طورکلی، این کابل دارای ویژگی‌های زیر است:
- عمر بالا
- انعطاف‌پذیری زیاد
- استحکام مکانیکی بالا
- محافظت فیزیکی خوب
- مؤثر در تمام فرکانس‌ها
- ارائه پوشش 40 تا 96 درصد
- روند تولید کند و پرهزینه
- گران‌تر از نوع فویلی
- عدم نیاز به سیم تخلیه
کابل شیلد دار فویلی (Foil Shields)
کابل شیلد دار فویلی معمولاً از یک نوار کامپوزیت آلومینیومی و مایلار ساخته می‌شود. این کابل دارای وزن سبک، ارزان و آسان برای استفاده است. فویل می‌تواند رو به داخل یا بیرون باشد و سیم تخلیه باید با قسمت فلزی محافظ در تماس باشد.
کابل شیلد دار فویلی 10 درصد پوشش محافظ را فراهم می‌کنند و معمولاً با سیم تخلیه خاتمه می‌یابند (اتصال به زمین دارند). کابل شیلد دار فویلی انعطاف‌پذیری خوبی دارد اما عمر انعطاف‌پذیری آن‌ها محدود است.
یک طرف محافظ فویلی فلزی و طرف مقابل غیر رسانا است. سیم تخلیه باید با طرف آلومینیومی (فلزی) محافظ در تماس باشد تا زمینه مناسب شیلد فراهم شود. شیلد می‌تواند به سمت داخل هادی‌ها یا رو به بیرون به سمت ژاکت باشد. به‌طورکلی، این کابل دارای ویژگی‌های زیر است:
- نازک و سبک‌وزن
- انعطاف‌پذیری خوب
- عمر انعطاف‌پذیر متوسط
- ارائه پوشش 100 درصدی
- آسان برای تولید
- هزینه کمتری نسبت به نوع بافته‌شده
- بدون استحکام مکانیکی
- حفاظت فیزیکی اندک
- نیاز داشتن به سیم تخلیه
کابل شیلد دار فویلی انعطاف‌پذیری خوبی دارد اما عمر انعطاف‌پذیری آن‌ها محدود است.
کاربردهای کابل برق شیلد دار
هنگام انتقال داده یا انتقال نیرو در محیط‌های خشن، محافظت از کابل‌ها برای عملکرد ایمن و قابل‌اعتماد بسیار مهم است. همچنین، در مکان‌هایی که ممکن است کابل‌ها در معرض بارهای الکتریکی قرار گیرند یا مکان‌هایی که شدت امواج الکترومغناطیس بالا است، کابل شیلد دار مورداستفاده قرار می‌گیرد. این کابل عمدتاً در کاربردهای صنعتی و داخل استفاده خواهند شد. این کابل برای مناطق پرآفت مناسب هستند و می‌توانند نیروهای خارجی مکانیکی و کششی قابل‌توجهی را تحمل کنند.
کابل برق شیلد دار عمدتاً برای موارد زیر استفاده می‌شود:
- شبکه‌های مخابراتی
- شبکه‌های کامپیوتری (اداره‌جات)
- شبکه‌های انتقال تصویر مانند دوربین‌های مداربسته
- محیط‌های صنعتی و کارخانه‌ای
کابل برق شیلد دار در شبکه های مخابراتی می باشد
مزایای کابل برق شیلد دار
استفاده از کابل‌های شیلد دار مزایای زیادی به همراه دارد که در زیر به مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم:
1- مقاومت در برابر دما
نقطه ذوب فولاد تقریباً 15 هزار درجه سانتی‌گراد است که بسیار بالاتر از نقطه ذوب آلومینیوم و مس هست. این بدان معناست کابل شیلد دار در محافظت از اجزای حامل الکتریکی در برابر دماهای شدید بسیار خوب کار می‌کند. این امر کابل شیلد دار را به یک راه‌حل مناسب برای صنایع تبدیل کرده است. صنایع مربوطه از این کابل استفاده می‌کنند زیرا محیط کاری آن‌ها در معرض تغییرات شدید دما قرار دارد.
2- خواص مکانیکی قوی
کابل‌هایی که در کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند، اغلب در حین انتقال با چالش‌های زیادی مواجه هستند. هر دو کابل برق و شبکه برای استفاده در فواصل طولانی طراحی شده‌اند. آن‌ها در معرض تهدیدات مکانیکی زیادی قرار دارند. کابل‌های شیلد دار قادرند از اجزای داخلی کابل محافظت کنند و مانع از خرابی کابل شوند. این امر هم در دسترس بودن برق و هم شبکه را برای برنامه‌های موردنظر تضمین می‌کند. ازاین‌رو، کابل‌های شیلد دار راهی مطمئن برای انتقال برق هستند.
3- کاهش تداخل الکترومغناطیسی
استفاده از کابل‌های شیلد دار از تداخل الکتریکی الکترومغناطیسی جلوگیری می‌کند. همچنین، تحت تأثیر تداخل‌هایی که از کابل‌های مجاور و همچنین لوازم‌خانگی ساطع می‌شود، قرار نمی‌گیرد. این سیم‌کشی در مکان‌هایی انجام می‌شود که خطر بزرگی برای کابل‌ها ایجاد می‌کند. کابل شیلد دار برای مکان‌هایی با آب‌وهوای شدید که در معرض آسیب مکانیکی هستند و مکان‌هایی که تعداد فرکانس‌های رادیویی بالایی دارند، بسیار عالی است.
دیگر مزایای این کابل عبارت‌اند از:
- نویز الکتریکی ایجادشده توسط سیگنال‌های الکترومغناطیسی را بدون تأثیر بر قدرت سیگنال کاهش می‌دهد.
- همچنین صداهای ناشی از سایر منابع الکتریسیته را به حداقل می‌رساند. این صداها می‌توانند یک منبع دائمی آزاردهنده برای افراد باشند و حتی ممکن است بهره‌وری را کاهش دهند.
- مهم‌تر از همه، کابل به محافظت از کابل‌های ولتاژ بالا که دارای عایق جامد هستند، کمک می‌کند. اگر محافظ داخل کابل برای محافظت از آن‌ها وجود نداشته باشد، خود کابل‌ها تحت تأثیر اثرات نامطلوب نوسانات ولتاژ بالا دائمی قرار می‌گیرند.
- کابل‌های شیلد دار به‌گونه‌ای ساخته می‌شوند که طول عمر بیشتری داشته باشند. به همین دلیل است که برای مصارف صنعتی و کارخانه‌ای بهترین انتخاب هستند.
استفاده از کابل‌های شیلد دار از تداخل الکتریکی الکترومغناطیسی جلوگیری می‌کند
معایب کابل شیلددار
- نسبت به کابل‌های بدون شیلد، سنگین‌تر، سفت‌تر و مستعد شکستگی هستند زیرا حمل و تنظیم آن‌ها به تلاش بسیار بیشتری نیاز دارد.
- کابل‌های شیلد دار معمولاً توسط متخصصان آموزش‌دیده نصب می‌شوند زیرا به‌خوبی می‌دانند چگونه باید با آن‌ها کار کنند.
کلام آخر
کابل برق شیلد دار نه‌تنها یکپارچگی ساختاری یک کابل باکیفیت را فراهم می‌کند بلکه از ورود فرکانس‌های ناخواسته نیز جلوگیری به عمل می‌آورد. فرکانس‌های ناخواسته می‌توانند از منابع مختلفی مانند فرستنده‌های رادیویی نزدیک، ماکروویو یا کابل‌های مجاور وارد کابل شوند. هر کابل شیلد دار می‌تواند از نویز، تداخلات و فرکانس‌های ناخواسته جلوگیری کند و ایمنی را افزایش دهد. از این کابل می‌توان برای شبکه‌های کامپیوتری، مخابراتی و محیط‌های صنعتی و کارخانه‌ای استفاده کنید.
