جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید به سایت سیم و کابل پارسا مراجعه نمایید.
اولین کاربرد برق به شکل امروزی مربوط به دهه 1850 میلادی می شود. در آن زمان اماکن عمومی و ایستگاه های قطار و فانوس های دریایی از جریان الکتریسیسته برای روشنایی استفاده می کردند. برای انتقال جریان برق که آن روزها جریان کم فشاری هم داشت باید از وسیله ای استفاده می کردند.
در سال 1830 کشتیرانان کابل را ساختند اما از آن برای انتقال جریان برق استفاده نمی کردند تا در سال 1850 و با کشف برق از این کابل ها استفاده شد. منتها چون این کابل های برق روکش نداشتند و به همان صورت ابتدایی خود بودند؛ خطرات ناشی از برق گرفتگی بسیاری از افراد را از بین برد.
در سال 1876 سیم و کابل هایی با روکش پلاستیکی از کائوچوی طبیعی به نام گوتاپرچا ساخته شدند. شیوه ساخت آنها به این صورت بود که این ماده را به دور سیم پیچیده و آن را در دمای 130-140 درجه سانتی گراد قرار می دادند و سپس با روکشی از سرب روی آن را می پوشاندند.
اما در سال 1887 دانشمندان آن زمان ماده ای به نام باکلیت که ارزان تر و سبک تر از گوتاپرچا بود ساختند و آن را برای اولین سیم و کابل 10 کیلو ولت سه رشته ای استفاده کردند.
از سال 1935 با کشف عایق های کاغذی توسط دانشمند سوئیسی به نام بورل صنعت سیم و کابل پیشرفت چشمگیری را شروع کرد تا سال 1953 که برای اولین بار کابل خشک با عایق پلی اتیلن کراس لینک (XLPE) در کارخانه جنرال الکتریک ساخته شد. به وسیله همین عایق XLPEامروزه سیم و کابل های فشار قوی فراتر از 500 ولت هم ساخته شدند.
جالب است بدانید قوانین ساخت سیم و کابل به دو دسته کشورهای اروپایی و آمریکایی تقسیم می شود و بر اساس یکاهای مختلف اندازه گیری سیم و کابل های متفاوتی داریم، البته ماهیت کلی ساخت سیم یکسان است.
برای اولین بار در سال 1282 شخصی به نام محمد حسین امین الضرب که بعدها به پدر برق ایران هم لقب یافت، سیم وکابل روکش دار را وارد ایران کرد.
با گسترش سیستم برق رسانی در شهرهای مختلف، نیاز روزافزون به این تجهیزات باعث شد تا سرمایه گذاران به جای واردات این محصول به دنبال دانش ساخت آن باشند که در این زمینه بسیار هم موفق بودند تا جایی که امروزه شاهد صادرات سیم و کابل های تولید داخل به کشورهای مختلفی هستیم.
لازم به ذکر است کلمه سیم در زبان فارسی اصیل به معنای نقره است که به راحتی به شکل مفتول و سیم نازک در می آمد. همچنین آقای امین الضرب اولین بار سیم را از کارخانه ای فرانسوی به نام CEEM به ایران وارد کرد.
جالب است بدانید به این کلمه در زبان فرانسوی " س دوزم" می گفتند، اما در ایران آن را سیم نامیدند و از همان زمان با همین نام شناخته شده ماند.
در ادامه اولین های تولید کننده در زمینه سیم و کابل و رساناهای برقی را معرفی می کنیم:
اولین کارخانه های سیم سازی را می توان کارخانه های فروزنده، دیاموند (هادی برق)، الکتریک خراسان و سیمکو نام برد.
اولین کارخانه تولید کننده رساناها شرکت ایرکابل (کابل ساوه)، آلومتک بودند که همچنان به روال تولید خود مشغولند.
در زمینه کابل سازی می توان از کارخانه های کابل البرز، کابل تک، سیمکو، سیمکات، کابل ابهر را نام برد.
در زمینه تولیدات تخصصی تر مانند کابل مخابراتی کارخانه های ایران کابل، کابل تک و کابل البرز، رایان سیم اصفهان و کابل مخابراتی شهید قندی فعالیت دارند.
سیم لاکی نیز گونه ای از سیم های تولیدی در ایران است که بیشتر توسط کارخانه های پایش و شارلاک تولید می شود.
همانطور که گفتیم روند تولید سیم و کابل در ایران به شکل صعودی در حال گسترش و توسعه است؛ در حال حاضر بیش از 250 کارخانه و شرکت خصوصی و دولتی با ظرفیت اسمی 800 هزار تن در سال به تولید این محصول مشغول هستند. بیشترین بازار هدف صادرات را کشورهای عراق، افغانستان، ترکیه، سوریه، آذربایجان و ترکمنستان تشکیل می دهند.
در رابطه با انواع سیم و کابل ابتدا لازم است توضیح مختصری درباره هر کدام از آنها گفته شود.
هادی : به فلزات رسانایی مانند طلا، مس، نقره، آلومینیوم و ... که برای انتقال جریان برق کاربرد فراوانی دارند هادی گفته می شود.
عایق : موادی که معمولا از جنس پلاستیک و فرآورده های مختلف آن، شیشه، چوب و ... هستند و رسانایی آنها صفر است.
سیم : رشته ای از هادی مورد نظر برای انتقال جریان برق به همراه یک لایه عایق به دور آن برای محافظت تشکیل یک سیم را می دهد.
سیم ها انواع مختلفی دارند که هر کدام برای محیط و کاربری های مختلفی استفاده دارد. از جمله آنها می توان: سیم لاکی، سیم برق (انتقال و توزیع نیرو)، سیم وکابل دیتا (شامل کابل مخابراتی و کابل فیبر نوری) و سیم و کابل برای کاربردهای خاص را نام برد.
کابل : از کنار هم قرار دادن چند سیم به وسیله یک غلاف یا لایه عایق دیگر کابل به وجود می آید.
در ادامه به معرفی کامل هر کدام از سیم و کابل ها و کاربردهای آنها می پردازیم.
در رابطه با جنس هادی ها در سیم های تولیدی معمول، از مس یا آلومینیوم برای انتقال جریان در کابل ها استفاده می شود. اگر قیمت مس به صورت صعودی و به افزایش نیود استفاده از کابل های مسی بسیار مناسب بود؛ اما با وجود مشکل گران شدن ناگهانی این فلز باید به دنبال جایگزینی برای آن بودند که بهترین جایگزین فلز آلومینیوم بود!
درست است که مقاومت آلومینیوم به نسبت مس خیلی بیشتر است و بر همین اساس خیلی از افراد گمان می کردند در صورت استفاده از کابل آلومینیومی برای انتقال جریان برق به مشکل می خورند و شاهد افت ولتاژ و زیاد شدن دمای کابل خواهند بود اما اینگونه نبود!
از سیم و کابل های آلومینیومی در حال حاضر استفاده های فراوانی در ساختمان های مسکونی، خطوط انتقال نیرو، توزیع برق، سیم کشی داخلی هواپیما می شود. تنها نکته ای که باید هنگام استفاده از کابل آلومینیومی در نظر گرفت این است که برای عبور شدت جریان یکسان از دو هادی آلومینیومی و مسی سطح مقطع کابل آلومینیومی باید بیشتر از کابل مسی باشد.
کابل خود نگهدار آلومینیومی اولین بار در کشور فرانسه و برای جایگزینی با کابل های زمینی پردردسر ساخته شدند. این کابل مزایای بسیار خوبی دارد اما باید دقت کرد در صورت عدم استفاده صحیح تلفات آن بیشتر از مزایایش خواهد بود.از مزایای کابل خود نگهدار آلومینیومی در شبکه های توزیع برق هوایی می توان به مواردی نظیر:
1. اطمینان بیشتر در مقابل شرایط جوی مختلف و حوادث ناشی از برخورد اشیای گوناگون با سیم و کابل
2. کاهش میزان انرژی توزیع نشده
3. کاهش هزینه های شاخه زنی برای کابل در مناطق پر درخت
4. کاهش خطرات آتش سوزی و تخریبات محیط زیست و مرگ جانوران
5. امکان نصب کابل خود نگهدار جدید در تیر قبلی
6. ترمیم و تعویض راحت تر کابل ها در صورت خرابی
7. زیبا سازی هر چه بیشتر و بهتر با مخفی کردن کابل در کانال های مخصوص
8. مقاومت بیشتر در برابر خوردگی و ساییدگی
9. کاهش میزان استفاده از برق غیر مجاز
10. قابل استفاده در معابر تنگ و باریک
11. نصب راحت تر و در زمان کمتر
12. و ویژگی ها و مزایای بیشمار دیگر
سیم و کابل خود نگهدار آلومینیومی معمولا از چهار رشته که سطح مقطع یکسانی دارند و سه رشته آن به عنوان فاز و یک رشته به عنوان نول، یک رشته برای روشنایی معابر و یک رشته هم به عنوان نگهدارنده ( در کل به صورت 6 رشته برای اتصالات سه فاز، 4 رشته برای اتصالات تک فاز و 3 رشته برای اتصالات تک فاز بدون روشنایی) قابل تولید و عرضه هستند.
اولین گروه تولیدی از سیم و کابل را می توان به کابل های مفتولی که به آنها کابل سخت یا خشک هم می گویند اختصاص داد. انعطاف پذیری کابل مفتولی با توجه به ساختار سیم های مفتولی در کنار هم پایین است اما قدرت انتقال جریان بالایی دارد و به همین منظور در تابلوهای برق از آن زیاد استفاده می شود.
از دیگر کاربردهای این کابل می توان به کابل کشی داخل ساختمان، لوله های خرطومی، ساخت دسته سیم با هادی گروه 2 اشاره کرد. کابل مفتولی قابلیت استفاده بین ولتاژ 300 تا 500 ولت برای سطح مقطع 0.5، 0.75 و 1 میلی متر و ولتاژ 450 تا 750 ولت برای سطح مقطع بزرگتر از 1 میلی متر را دارا هست و برای مکان های بسته و اتصالات بلند مناسب می باشد.
گروه دیگر از تجهیزات سیم و کابل، کابل های افشان هستند که از کنار هم قرار دادن چند رشته سیم افشان به دست می آید. این کابل انعطاف پذیری بسیار بالایی دارد و برای تاسیسات صنعتی و ساختمانی مختلف مثل سیم کشی داخل منازل، پمپ شناور داخل چاه، کلید اتصال و ... بسیار مناسب است.
به کابل افشان کابل نرم هم می گویند که بیشتر برای اتصالات متحرک و کوتاه کاربرد دارد. برای عایق بندی این کابل معمولا از پلی وینیل کلراید که ماده ای عایق است و برای دفع ضربات مکانیکی و الکتریکی بسیار مناسب است استفاده می کنند.
کابل های افشان از تک رشته تا پنج رشته قابلیت تولید و عرضه دارند، این کابل ها باید با استاندارد ISIRI 3084 یا IEC60228منطبق باشند و ویژگی های مخصوصی مانند:
کابل افشان به دو دسته کابل افشان قدرت و کابل افشان سبک تقسیم می شود. از کابل افشان قدرت برای تامین برق در فضای باز، زیر خاک، درون آب، نیروگاه ها و در کل مناطقی که احتمال صدمه مکانیکی به کابل وجود ندارد استفاده می شود. برای روکش کابل افشان سبک از پلیمر PVC/Dو کابل افشان قدرت از پلیمر PVC/A استفاده می شود.
در رابطه با ساختار این گروه از تجهیزات سیم و کابل می توان گفت از مس آنیل شده گروه 1 که تک مفتولی هستند، گروه 2 که تابیده شده منظم هستند و یا گروه 5 که همان گروه کابل های انعطاف پذیر افشان هستند و مقاومت بالاتری به نسبت سایر گروه ها دارند استفاده می شود.
کابل افشان سبک در محدوده دمایی -35 تا +70 درجه سانتیگراد قابل استفاده است. حداقل مقاومت اهمی این کابل ها 20 است و باید با استانداردهای JIS C 3501 ، MIL C 17 و IEC 60096 منطبق باشند.
این دسته از سیم و کابل را می توان با مس آنیل شده قلع اندود گروه 1، 2 یا 5 ساخت. عایق به کار رفته بر روی این هادی از پلی اتیلن جامد یا اسفنجی (فوم دار) است و برای انتقال فرکانس های بالا در فرستنده ها و گیرنده ها کامپیوتر، دوربین مدار بسته و گیرنده های رادیو و تلویزیون کاربرد فراوانی دارند.
این دو کابل شاید از لحاظ ظاهری با هم تفاوتی نداشته باشند اما عمده تفاوت آنها در بازدهی و میزان انتقال جریان برق است که باعث تفاوت در کاربرد آنها شده است.
از سیم و کابل افشان قدرت بیشتر برای جعبه اتصال، تاسیسات صنعتی و مواردی که نیاز به دفن کابل در خاک باشد استفاده می شود. عایق این کابل ها از پلی وینیل کلراید است و هادی آنها عموما از جنس مس است. البته در موارد خاصی از کابل آلومینیومی هم استفاده می کنند.
کابل افشان سبک از جنس مس آنیل شده گروه 5 است و بیشتر به عنوان کابل ورودی در اتصالاتی مانند لوازم برقی، لوازم منزل و در کل وسایلی که دو شاخه ثابت متصل به کابل دارند استفاده می شوند و رنگ روکش آنها معمولا سفید یا مشکی است.
کابل های افشان سبک هم به صورت گرد و هم به صورت تخت قابل تولید هستند. در نوع گرد این کابل ها رشته ها به هم تابیده شده اند اما در نوع تخت رشته ها به صورت موازی در داخل کابل قرار می گیرند.
یکی از زیر مجموعه های سیم و کابل افشان، کابل های تخت هستند. از کابل های تخت هنگامی که به هر دلیلی توانایی استفاده از کابل گرد وجود نداشته باشد مانند کابل های آسانسورها، جرثقیل و نقاله استفاده می کنیم. این کابل که به آنها کابل کلافی هم می گویند انعطاف پذیری بسیار بالایی دارد و در صورت استفاده از نظر قیمت و ابعاد مورد استفاده کمتر از کابل گرد می شود.
درون این کابل ها یک رشته نخ نایلونی وجود دارد که باعث طول عمر بالای کابل تخت می شود. کابل تخت قابلیت تولید در اندازه های مختلف 4، 8، 12، 16، 20 و 24 رشته را دارد. از کابل تخت در فضاهایی که دارای محدودیت نصب هستیم به راحتی می توان استفاده کرد.
استفاده از این کابل در مواردی مانند وسایل پخت و پز گرمایشی، ماشین آلات و تجهیزات کشاورزی، تاسیسات خارجی پیشنهاد نمی شود. برای استفاده در کابل آسانسور (تراول کابل) باید از نوع 20 یا 24 رشته آن برای مقاومت بیشتر استفاده کنیم.
استفاده از کابل های گرد که از نظر قدمت قدیمی تر از کابل های تخت هستند برای صنایع مختلف و ماشین آلات بسیار مناسب است. در اینجا به برخی از تفاوت های این دو کابل از لحاظ ظاهری و مکانیکی می پردازیم.
1. ایمنی و ظرفیت انتقال بیشتر کابل تخت به نسبت کابل گرد.
2. از کابل های تخت در پروژه های رباتیک و خودکار پزشکی و صنعتی که این روزها بسیار گسترده شده اند استفاده می شود.
3. از نظر وزنی هم کابل های تخت از کابل های گرد سبک تر هستند، اما این سبک بودن تاثیری در کارایی محصول ندارد و همچنان از نظر پیکر بندی کابل های تخت بسیار خوب عمل می کنند.
4. کابل های تخت برای مواردی که تغییر جهت چندانی وجود ندارد و نیازی به پیچیدن کابل روی قرقره نیست استفاده می شود.
البته هر دو نوع سیم و کابل گفته شده هنوز هم در تجهیزات خاص خودشان استفاده می شوند و یکی از کاربردهای مشترک هر دو برای تهیه کابل های اترنت است که در مدل های مختلفی ساخته و عرضه می شوند.
سیم و کابل هایی که دارای یک لایه محافظ داخلی باشند در گروه کابل های شیلد دار قرار می گیرند. در برخی از کابل ها نیاز است تا از سیگنال ها و اطلاعات انتقالی در مقابل مشکلات الکتریکی، مکانیکی و نویزها محافظت شود بنابراین لایه ای از فلز مس، آلومینیوم یا سایر فلزات را به عنوان شیلد درون این کابل ها می کشند.
شیلد مورد استفاده در این کابل ها هم می تواند به صورت بافته شده باشد هم به صورت پیچی. در حالت پیچی ورقه نازک شیلد در داخل کابل اصلی به صورت منفرد پیچیده می شود و تمام طول کابل را پوشش می دهد اما در حالت بافتی، خود شیلد به صورت رشته است و به دور کابل اصلی بافته می شود.
از سیم و کابل شیلد دار در موارد زیادی مانند خطوط تلفن، خطوط شبکه، کابل های ابزار دقیق، کابل کواکسیال و ... استفاده می کنند. این کابل انواع مختلفی دارد که عبارتند از کابل شیلد دار قدرت، کابل شیلد دار کنترل و فرمان، کابل شیلد دار افشان و معمولی.
از کابل های ابزار دقیق برای استفاده در وسایل ابزار دقیق به کار می رود. کار انجام شده توسط این کابل ها بسیار حساس است و باید از هرگونه نویز و تداخلی در آن جلوگیری شود. هادی به کار رفته در کابل ابزار دقیق از جنس مس آنیل شده گروه 1، 2 یا گروه 5 است که می تواند ساده یا قلع اندود و مطابق با استانداردهای BS6360باشد.
از کابل ابزار دقیق استفاده فراوانی در نیروگاه ها، پتروشیمی، آزمایشگاه ها، پست های برق، تجهیزات کنترل و مانیتورینگ، سیستم های پردازش داده و کنترل فرآیند و .... می شود.
سیم و کابل ابزار دقیق قابلیت استفاده در فضای باز را دارد و در برابر ضربه های مکانیکی و کشش و فشار بسیار مقاوم هستند. انواع مختلفی از این کابل وجود دارد که برای کاربردهای مختلف استفاده می شوند. مانند: کابل ابزار دقیق معمولی شیلد دار، کابل با شیلد زوجی و کلی، کابل ابزار دقیق زره دار با شیلد زوجی و کلی، کابل سرب دار و زره دار با شیلد کلی یا شیلد زوجی و کلی.
سیم و کابل کواکسیال نوعی از کابل های رسانا هستند. این کابل یک رسانای داخلی دارد و دور آن عایق منعطفی قرار گرفته است. روی آن نیز ی لایه رسانای دیگر قرار گرفته و در نهایت تمام این لایه ها توسط یک عایق کلی پوشش داده می شوند.
از کابل کواکسیال (کابل هم محور) برای انتقال سیگنال در آنتن های ماهواره خانگی و تلویزیون ها استفاده می شوند و بارزترین مشخصه این کابل ها عدم دریافت هرگونه نویز در حالت ورودی و عدم انتقال تشعشع در حالت خروجی کابل است. سیم و کابل کواکسیال دو دسته اصلی دارد که عبارتند از:
که انعطاف پذیری بالایی دارد وسطح مقطع آن در حدود 25 اینچ است. این کابل در گروه کابل های RG58 قرار می گیرد و دارای میزان امپدانس 50 اهم هستند.(امپدانس مقدار مقاومت سیم در برابر جریان متناوب است.)
که سطح مقطعی در حدود 5 اینچ دارد و به آن کابل اترنت استاندارد هم می گویند. البته این روزها استفاده از این کابل به نسبت Thin net کمتر شده است.
کابل کواکسیال هم مانند سایر سیم و کابل ها هم از جنس مس است هم از جنس آلومینیوم. مسلما استفاده از کابل کواکسیال مسی برای انجام پروژه و کاربری های مختلف بهتر است؛ هر چند که این کابل گران تر باشد. کیفیت مواد پلیمری استفاده شده هم در قیمت نهایی این کابل تاثیر گذار است.
مهم ترین و اصلی ترین وسیله در فرآیند جوشکاری سیم و کابل جوشکاری است. از این کابل در دستگاه های جوش قوس الکتریکی برای تامین انرژی الکترود استفاده می شود. این کابل به دلیل کاربردهای خاصی که دارد باید ویژگی های منحصر به فردی مانند:
انعطاف پذیری، سیم و کابل جوشکاری برای سهولت در جابه جایی باید انعطاف پذیر باشند. مهم ترین عامل برای انعطاف پذیری بیشتر این کابل ها تعداد رشته ها و جنس عایق لاستیکی سیم و کابل است.
دوام بالا و مقاومت در برابر ساییدگی و اصطکاک، چون از سیم و کابل جوشکاری در محیط های صنعتی استفاده فراوانی می شود بسیار مهم است که در برابر ساییدگی، بریدگی، سوختگی و مواد شیمیایی و خورنده مقاوم باشند.
میزان آلیاژ مس به کار رفته در کابل جوشکاری رابطه مستقیمی با قطر کابل دارد. به عبارتی هر چه مقدار مس به کار رفته در کابل بیشتر باشد؛ قطر کابل هم بیشتر می شود و در دستگاه های جوشکاری با ظرفیت و آمپراژ بالاتری استفاده می شود.
چند سالی است که استفاده از سیم و کابل های فیبر نوری در حال رواج است. کابل فیبر نوری نوعی کابل تشکیل شده از رشته های شیشه ای است که توسط شیشه یا پلاستیک محافظت می شود. از فیبر نوری بیشتر برای شبکه اینترنت، سیستم تلفنی و انتقال سیگنال برای تلویزیون و ماهواره ها استفاده می شود.
در کابل فیبر نوری به نسبت کابل های مسی و آلومینیومی سرعت انتقال اطلاعات بسیار بسیار بالاتر است که آن هم به دلیل پهنای باند بیشتر این کابل هاست. همچنین احتمال برق گرفتگی و آتش سوزی به دلیل نبودن جریان الکتریسیته در فیبر نوری به صفر می رسد.
از دیگر ویژگی های مثبت این کابل می توان به استفاده کمتر از تقویت کننده های سیگنال برای ارسال اطلاعات در مسافت های طولانی و حساسیت کمتر به تداخلات و نویزها اشاره کرد. همچنین وزن این کابل ها به نسبت کابل های قدیمی مسی و آلومینیومی بسیار کمتر است.
البته استفاده از این کابل معایب خودش را هم دارد که از جمله می توان به: شکننده بودن کابل فیبر نوری و انعطاف پذیر نبودن و نیاز به نیروی متخصص برای نصب اشاره کرد. اما با این وجود باز هم مزایای این کابل به معایبش ارجحیت دارد و استفاده از آن روز به روز در حال گسترش است.
