### **مقاله فنی: کابل‌های سه و نیم رشته — کاربردها، ساختار و مزایا**
**چکیده:**
کابل‌های برق به عنوان شریان‌های حیاتی انتقال انرژی، در انواع و طرح‌های گوناگونی تولید می‌شوند. یکی از انواع پرکاربرد در صنعت برق ایران و برخی کشورهای دیگر، **کابل سه و نیم رشته** است. این کابل که با نام‌هایی مانند کابل ۳x+۱ یا کابل با هادی نول نیز شناخته می‌شود، طراحی منحصربه‌فردی دارد که آن را برای سیستم‌های توزیع نیروی برق سه‌فاز بهینه ساخته است. این مقاله به بررسی ساختار، استانداردها، کاربردها و دلایل استفاده از این نوع کابل می‌پردازد.
---
#### **۱. مقدمه: درک مفهوم کابل سه و نیم رشته**
در یک سیستم الکتریکی سه‌فاز متقارن، جریان در سیم نول صفر است. این اصل فنی، مهندسان را به سمت طراحی کابلی سوق داد که در آن سیم نول، نیازی به داشتن همان سطح مقطع هادی‌های فاز نداشته باشد. کابل سه و نیم رشته دقیقاً بر اساس این مفهوم پایه‌گذاری شده است. این کابل از **سه هادی فاز** با سطح مقطع کامل (مثلاً ۷۰ میلی‌متر مربع) و یک **هادی نول** با سطح مقطع تقریبی نصف فازها (مثلاً ۳۵ میلی‌متر مربع) تشکیل شده است. به همین دلیل است که به آن "سه و نیم" می‌گویند.
#### **۲. ساختار و اجزای تشکیل‌دهنده**
یک کابل سه و نیم رشته معمولاً از اجزای زیر تشکیل شده است:
1. **هادی (Conductor):**
* **سه هادی فاز (L1, L2, L3):** این هادی‌ها معمولاً از مس یا آلومینیوم با درجه خلوص بالا ساخته می‌شوند و سطح مقطع کامل را دارند (مانند ۵۰، ۷۰، ۹۵، ۱۲۰ و ... میلی‌متر مربع).
* **یک هادی نول (N):** جنس این هادی نیز مانند فازها است، اما سطح مقطع آن معمولاً بین ۵۰ تا ۶۰ درصد سطح مقطع هادی فازها است. به عنوان مثال، برای کابل ۷۰x۳ + ۳۵x۱، سطح مقطع نول، نصف فاز است.
2. **عایق (Insulation):**
* هر یک از چهار هادی به طور جداگانه توسط لایه‌ای از مواد عایق مانند **PVC (پلی وینیل کلراید)**، **XLPE (پلی اتیلن مشبک شده)** یا لاستیک پوشانده می‌شوند. رنگ‌بندی عایق‌ها بر اساس استاندارد (مانند استاندارد VDE آلمان) معمولاً به این صورت است:
* فاز ۱: قهوه‌ای یا سیاه
* فاز ۲: سیاه یا قهوه‌ای
* فاز ۳: سیاه یا خاکستری
* نول: آبی
3. **پرکن (Filler):**
* فضای خالی بین هادی‌های عایق‌شده توسط مواد پرکن (معمولاً از جنس PVC یا پلاستیک‌های بازیافتی) پر می‌شود تا کابل ساختار استوانه‌ای و منظمی پیدا کند.
4. **زره (Armour):**
* در انواعی از این کابل که به **کابل زره‌دار (Armoured Cable)** معروف هستند، یک لایه محافظ مکانیکی (اغلب از نوار گالوانیزه یا سیم‌های فولادی) به دور کابل اضافه می‌شود. این لایه از کابل در برابر فشارهای مکانیکی، ضربه، گازگرفتگی جوندگان و سایر آسیب‌های فیزیکی محافظت می‌کند.
5. **غلاف نهایی (Sheath):**
* تمامی اجزای داخلی کابل توسط یک غلاف بیرونی از جنس PVC پوشانده می‌شود. این غلاف به عنوان آخرین خط دفاعی در برابر رطوبت، مواد شیمیایی، نور خورشید و سایش عمل می‌کند. رنگ غلاف معمولاً مشکی است.
#### **۳. استانداردهای رایج**
کابل‌های سه و نیم رشته عمدتاً تحت استانداردهای بین‌المللی مانند **VDE آلمان** و **BS انگلستان** تولید می‌شوند. در ایران نیز استاندارد ملی **ISIRI 607** و **ISIRI 3561** برای این کابل‌ها مرجع قرار می‌گیرد. انتخاب کابل مطابق با این استانداردها، ضریب اطمینان و ایمنی را به شدت افزایش می‌دهد.
#### **۴. کاربردهای اصلی**
این کابل‌ها به دلیل طراحی بهینه، کاربردهای گسترده‌ای در صنعت برق دارند:
* **شبکه‌های توزیع هوایی:** برای انتقال برق از پست‌های ترانسفورماتور به تابلوهای تقسیم محلی.
* **سیستم‌های روشنایی معابر:** برای تغذیه پروژکتورها و چراغ‌های خیابانی.
* **تأسیسات صنعتی:** برای تغذیه موتورهای سه‌فاز، پمپ‌ها و ماشین‌آلات در کارخانه‌ها.
* **ساختمان‌های مسکونی و تجاری بزرگ:** برای تغذیه اصلی (کابل ریشِر) و توزیع برق بین طبقات.
* **پروژه‌های عمرانی:** مانند مجتمع‌های مسکونی، پاساژها و بیمارستان‌ها.
#### **۵. مزایای استفاده از کابل سه و نیم رشته**
1. **صرفه‌جویی اقتصادی:** کاهش سطح مقطع هادی نول، موجب صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف مس یا آلومینیوم و در نتیجه کاهش هزینه تمام‌شده کابل می‌شود.
2. **سبک‌تر و انعطاف‌پذیرتر:** با کاهش مقدار فلز به کار رفته، وزن کایل کمتر شده و نصب و حمل‌ونقل آن ساده‌تر می‌شود.
3. **بهینه‌سازی عملکرد:** این طراحی منطبق بر تئوری مدارهای سه‌فاز متقارن است و در شرایط ایده‌آل، از هادی نول به صورت کامل استفاده نمی‌شود.
4. **کاهش ابعاد:** قطر کلی کابل کمی کوچک‌تر از کابل چهار رشته با مقاطع برابر است که در برخی موارد نصب، یک مزیت محسوب می‌شود.
#### **۶. ملاحظات و محدودیت‌ها**
اگرچه این کابل مزایای زیادی دارد، اما باید به یک نکته حیاتی توجه کرد:
* **عدم استفاده در سیستم‌های تکفاز:** از این کابل به هیچ عنوان نباید برای تغذیه بارهای تکفاز (مانند پریزهای معمولی) استفاده شود، زیرا سیم نول آن توانایی تحمل جریان نامتعادل زیاد را ندارد.
* **حفاظت در برابر عدم تقارن:** در صورت وجود بارهای نامتعادل شدید یا اعوجاج هارمونیک بالا (مثلاً در مراکز داده یا سیستم‌های دارای الکترونیک قدرت)، جریان در سیم نول می‌تواند حتی از جریان فازها نیز بیشتر شود که در این صورت استفاده از کابل چهار رشته با سطح مقطع کامل برای نول ضروری است.
#### **۷. جمع‌بندی**
کابل سه و نیم رشته یک راه‌حل هوشمندانه و مقرون‌به‌صرفه در صنعت کابل‌سازی است که با بهره‌گیری از اصول تئوری برق سه‌فاز، هم در هزینه و هم در منابع صرفه‌جویی می‌کند. این کابل به‌ویژه برای شبکه‌های توزیع و تغذیه بارهای سه‌فاز متقارن یا با عدم تقارن کم، گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شود. با این حال، انتخاب این کابل باید با درنظرگرفتن کامل نوع بار و شرایط شبکه انجام پذیرد تا از بروز مشکلات ایمنی و خسارات ناشی از overload شدن هادی نول جلوگیری شود.
---
