تاریخچه سیم و کابل

كابلهاي XLPE

در سال 1953 ، براي نخستين بار كابل خشك با عايق پلي‌اتيلن كراس لينك (XLPE) در كارخانه « جنرال الكتريك » ساخته شد . عايق پلي‌اتيلن كراس لينك ( پخته يا ولكانيزه شده ) ماده‌اي است كه در پي يك واكنش « شيميايي – گرمايشي » از ماده پلي اتيلن گرما – نرم به وجود مي‌آيد. اين ماده از نظر ساختاري به مواد گرما – سخت (Thermoset ) بسيار نزديك است.

با اين ماده جديد بود كه امكان ساخت كابلهايي با ولتاژهاي بسيار بالا فراهم آمد. از همين روي امروزه ساخت كابلهاي فراتر از 500 كيلوولت نيز امكانپذير شده است. بررسي روند استفاده از كابل نمايانگر آن است كه ساخت و بهره‌برداري از كابلهاي كاغذي روغني فشار قوي همواره با دشواريهايي چند همراه بوده است ولي امروزه با بهره گيري از مواد پليمري (بسپاري) به ويژه XLPE كه قابليتهاي فراواني دارد، برخي از اين دشواريها از ميان رفته است به طوري كه ادامه بهره گيري از كابلهاي روغني فشارقوي، ديگر توجيه ويژه‌اي ندارد. از سويي كابلهاي خشك مزاياي بسياري نسبت به كابلهاي روغني( كاغذي) دارند كه مهمترين آنها سادگي ساخت، آساني كابل‌كشي و بهره برداري است.

كابلهاي پلي‌اتيلن كراس لينك (XLPE ) با پيشينه‌اي نزديك به چهل سال ساخت و كاربرد، به استانداردهاي بالايي دست يافته‌اند و با نامهاي بازرگاني گوناگوني، در بسياري از كارخانه‌هاي جهان ساخته مي‌شوند. به طوري كه امروزه كاربران مختلف كابلهاي XLPE تا ولتاژ حتي بيشتر از 500 كيلولت را با اطمينان خاطر به كار مي‌برند. صنعت كابلسازي براي رسيدن به مراحل كنوني نزديك به يك قرن پيشرفت را پشت سر گذاشته است. براي ارائه تصوير روشني از روند پيموده شده و به منظور آشنايي با رويدادهايي كه در تكامل صنعت كابلسازي از اهميت برخوردار بوده‌اند به كوتاهي به برخي از مهمترين رخدادها و تاريخ اين تحولات اشاره مي‌شود. روشهاي نوين در طراحي كابل و تفاوتهاي آن در جهان روش ساخت كابلهاي فشار قوي، تقريباً در تمام كارخانه‌هاي سازنده، در گوشه و كنار جهان، همانند است. اما در طراحي كابلها و شبكه‌هاي كابلي و انتخاب نوع كابل تفاوتهايي ديده مي‌شود.

اين تفاوتها در زمينه ساخت كابلهاي توزيع خيلي اساسي نيستند. استانداردهايي نيز كه براي كابلهاي توزيع مورد استفاده قرار مي‌گيرند همواره يكسانند و تفاوتهاي اساسي آنها به سبب اختلاف در دستگاه يكاهاي آنهاست. در رابطه با ساخت با استفاده از كابل‌ها، كشورهاي جهان را مي‌توان به دو دسته تقسيم كرد: كشورهايي كه از روش ساخت بريتانيا و اروپا پيروي مي‌كنند و آنهايي كه با روش طراحي در ايالات متحده آمريكا سازگارند. با آنكه همانندهاي قابل توجهي در طراحي و نصب شبكه‌هاي توزيع در هر دو دسته وجود دارد. اما تفاوتها نيز به گونه‌اي هستند كه تاكنون امكان تهيه يك كتاب مرجع قابل استفاده براي هر دو گروه پديد نيامده است.

كشورهايي چون فيليپين يا كشورهاي آمريكايي جنوبي كه از نظر اقتصادي وابسته به كشور آمريكا هستند، از روشهاي طراحي متداول در ايالات متحده آمريكا سود مي‌برند. وجه مشخصه شبكه‌هاي توزيع اين كشورها آن است كه در نواحي شهري، صرف‌نظر از مفهوم نسبتاً جديدتر « شبكه توزيع زيرزميني» (U.D.N) قسمت عمده شبكه‌هاي توزيع هوايي است و زميني كردن شبكه‌ها، تنها در نواحي پربار كه مساحت كمي دارند و يا بيشتر در قسمتهاي مركزي . يك سده پيشرفت در صنعت كابلسازي عبارتند از : دهه 1880 ساخت نخستين كابل الكتريكي گوتاپرچا (Gutta Percha ) و به دنبال آن عايقبندي كابلها با لاستيك و لاستيك ولكانيزه شده. دهه 1890 كابلهاي لوله‌اي ده كيلو ولت فرانتي (Ferranti ) و آغاز عايقبندي با كاغذ سال 1914 روش حفاظ گذاري ( الكتريكي ) سال 1914 ( Hochstadter ) كه امكان افزايش ولتاژ توزيع تا 33 كيلوولت را پديد آورد. سال 1926 امانوئلي ( Emanueli ) اصول زيرفشار قراردادن كابلهاي كاغذي روغني را براي ولتاژهاي بالاتر از 66 كيلوولت پايه گذاري كرد.

دهه 1930 عايقهاي P.V.C براي نخستين بار در آلمان آزمايش شد. سال 1943 از نخستين كابل فشارقوي سه رشته‌اي 132 كيلوولتي بهره برداري شد. سال 1949 آغاز به كارگيري كابلهاي بدون نشت و اشباع شده با روغن (Mass – Imrpregmated ) براي غلبه بر مشكل نشت روغن – رزين در كابلهايي كه در شيب نصب مي‌شدند. دهه 1950 (آ ) : استفاده بازرگامي از P.V.C و ديگر عايقهاي گرما – سخت (Thermoset ) به عنوان عايق در كابلهاي توزيع و همچنين استفاده از P.V.C براي كابلهاي فشار ضعيف كه در انتهاي اين دهه آغاز شد. (ب) : توسعه موفقيت آميز زره‌هاي آلومينيومي، نخست براي كابلهاي زير فشار و سازگارسازي تدريجي رساناهاي آلومينيومي براي كابلهاي فشارضعيف و فشارقوي (پ) : ساخت كابل 275 كيلوولتي ( 1954) ، و استفاده عملي از آن در سال 1959 دهه 1960

(آ) : به دنبال استفاده مشترك از كابلهاي نول و زمين تغيير صرفه جويانه چشمگيري در شبكه توزيع پديد آمذ.

(ب) : كابل ارتباطي جريان مستقيم (d.c. ) 100 كيلوولتي ميان انگليس و فرانسه در 1961 گشايش يافت.

(پ) : ساخت نخستين كابل 400 كيلوولتي و بهره برداري از آن در سال 1969 دهه 1970 (آ) : گسترش سريع استفاده از عايقهاي گرما – سخت (Thermost ) كه به سرعت جايگزين كاغذ شدند: براي ولتاژهاي بالاتر.

(ب) آغاز بهره‌برداري آزمايشي از پلي‌اتيلن (Polyethylene ) و XLPE به عنوان جايگزين احتمالي كاغذ و كابلهاي فشاري قوي و موفقيت در اين زمينه شهرها و كلان شهرهاي انجام گرفته است. حتي در چنين شهرهايي نيز مفهوم شبكه زميني، با مفهوم رايج آن در كشورهاي اروپايي بسيار متفاوت است

براي نمونه بيشتر از كابلهاي تك رشته‌اي سود مي‌برند و آنها را از درون يك كانال عبور مي‌دهند. از همان گامهاي نخست سازندگان آمريكايي همواره عايقهاي لاستيكي را بر عايقهاي كاغذي ترجيح مي‌دادند و هيچگاه به گستردگي اروپا از عايقهاي كاغذي استفاده نكردند. ورود عايقهاي گرما – نرم (Thermoplast ) و گرما – سخت (Thermoset ) به صورت توليدات عظيم صنايع شيميايي آمريكا موجب گسترش كابلهاي تك رشته‌اي با عايق پليمري گشت و اين خود منجر به تغييراتي شد كه به گونه‌اي روزافزون در سراسر جهان رواج يافت.

در روش بريتانيايي – اروپايي، در نواحي مسكوني بيشتر از كابلهاي توزيع زميني سه فاز استفاده شده است و همواره از به كارگيري دكلها، سيمها و ترانسفورماتورهاي هوايي كه در معرض ديد باشند پرهيز مي‌گردد. لازم به يادآوري است كه در سالهاي اخير استفاده از شبكه‌هاي انتقال هوايي در ايالات متحده آمريكا نيز به سرعت در حال منسوخ شدن بوده و به دليل مشكل زيست محيطي در مناطق مسكوني به سرعت با شبكه‌هاي زيرزميني جايگزين گرديده‌اند تاريخچه ساخت كابل در ايران مستندات موجود نشان مي‌دهد كه از همان سالهاي ورود كارخانه برق امين‌الضرب به ايران در سال 1282 خورشيدي سيمهاي روكش‌دار و سپس كابل توسط همين شخص خريداري و به ايران وارد گرديد. در سالهاي نخست بهره‌برداري از انرژي برق معمولاً سيمهاي روكش‌دار به كمك مقرهاي كوچك و سفيدرنگ قرقره مانندي بر روي ديوارها و سقف اتاقها و سالن ها نصب مي‌شدند،

سپس در پي بهره گيري از انرژي برق براي راه اندازي موتورهاي برقي در كارگاهها و كارخانه‌ها، استفاده از كابلهاي پيشرفته‌تر آغاز گرديد و با افزايش تعداد كارگاهها و كارخانه‌ها ورود كابل نيز چشمگيرتر شد. از سويي با جمع آوري شبكه‌هاي هوايي در شهرهاي بزرگ به ويژه در تهران و اصفهان و نصب شبكه‌هاي زميني فشار ضعيف و فشار متوسط نياز به كابلهاي پيشرفته وارداتي چاره ناپذير گرديد و بنگاههاي برق براي تامين نيازهاي گوناگون و گاهي پيچيده تنها به بازارهاي برونمرزي متكي شدند و انبارهايشان پر از كابلهاي متنوعي شد كه از سازندگان بيشمار در سطح جهان
خريداري مي كردند.

برتري مدارهاي كابلي و نيازهاي روزافزون به شبكه‌هاي زميني در سطح شهرها و درون كارخانه‌ها و كارگاهها، برنامه‌ريزان اقتصادي و فني و سرمايه گذاران را بر اين باور كشاند كه با سرمايه‌گذاري در صنعت كابلسازي افزون بر تامين نيازهاي داخلي از خروج ارز نيز جلوگيري مي‌شود. در اين ميان با پديد آمدن زمينه ورود فن آوريها و دانش‌هاي نوين پيشرفته و برپايي پايگاههاي تحقيقاتي تخصصي به روند رو به رشد پيشرفتهاي علمي و فني كمك مي‌گردد.

چنين بود كه انديشه ايجاد كارخانه‌هاي كابلسازي پا گرفت. روند كنوني كابل سازي در ايران ايجاد كارخانه‌هاي سيم‌سازي و كابل سازي در ايران از نزديك به 35 سال پيش آغاز شده است، هر چند به نظر مي‌رسد كه سيم‌سازي بايد پيشينه بيشتري داشته باشد. شايان يادآوري است كه واژه سيم در زبان فارسي نام فلز نقره است كه به آساني به صورت مفتول يا سيمهاي نازك در مي‌آمده است حتي واژه سيماب( جيوه ) در حقيقت از دو واژه سيم و آب شكل گرفته است كه اشاره به رنگ نقره‌اي فلزورواني آبوار آن دارد. از سويي يكي از نخستين وارد كنندگان سيمهاي رسانا به ايران، شخصي فرانسوي بود كه از كارخانه كابل C.E.E.M سيم و كابل وارد مي‌ساخت. اين نام اختصاري در زبان فرانسه س دوزم خوانده مي‌شد ولي در ايران به آساني تبديل به سيم شد و با توجه به زمينه پيشين اين واژه در ايران ( سيم يا نقره ) زمينه كاربردش به جاي مفتول آسانتر و هموارتر گرديد و سرانجام جايگاه ويژه‌اي در نامگذاري رساناهاي برقي يافت.

به هر روي كارخانه‌هاي كابلسازي در آغاز با توليد سيم آغاز كردند و سپس با ساخت رساناها، توسعه يافته و سرانجام به ساخت كابل پرداختند. در اين زمينه مي‌توان به كوتاهي به روند طي شده نگاهيانداخت:
الف – سيم سازي:

اين صنعت با به كار افتادن كارخانه‌هاي فروزنده، دياموند( هادي برق كنوني ) الكتريك خراسان و سيمكو آغاز شد، امروزه نزديك به 100 كارخانه در همين زمينه مشغول به كار هستند.

ب – توليد رسانا :

ساخت رساناهاي برقي توسط شركتهاي ايركابل ( كابل ساوه كنوني ) و آلومتك (وابسته به وزارت نيرو ) آغاز شد كه همچنان به توليد ادامه مي‌دهند.

ت – كابلسازي:

كابلهاي افشان و كابلهايي با رساناهاي يك تكه و يا رشته‌اي در هم كلاف و فشرده شده تا 300 و بزرگتر هم اينك توسط كارخانه‌هاي كابل البرز، كابل ايران، كابل تك ، سيمكو و سيمكات در دست ساخت است و در سال‌هاي اخير كارخانه‌هاي جديدتري با تغييرات پيشرفته نيز مانند سيم و كابل ابهر وامثالهم فعاليت خود را به طور گسترده‌اي آغاز كرده‌اند. ج – كابلهاي مخابراتي : كارخانه‌هاي كابل ايران -كابل تك و كابل البرز در اين زمينه فعال اند