مقدمه:
بافه یا شاهسیم یا کابل، به یک یا چند سیم یا طناب که در کنار هم یا به صورت بسته، بههمپیچیده یا بههمبافته برای شکلدادن یک مجموعهٔ یگانه هستند، گفته میشود.
اصولاً هر نوع هادى، که بتواند جرىان برق را از داخل خود عبور دهد و توسط موادى از محیط اطراف خود عایق شده باشد، به طورى که ولتاژ روى سطح عایق نسبت به زمین برابر صفر و در روى سطح سیم نسبت به زمین داراى ولتاژ فازى باشد، نامیده مى شود.
یکی از صنایع مهم و حیاتی در عرصه هر کشوری صنعت برق و مخابرات می باشد که صنعت تولید سیم و کابل یکی از زیر شاخه های آن است و با توجه به اهمیت این موضوع استاندارد بودن و استفاده از مواد اولیه درجه یک، از ارکان اساسی تولید انواع سیم و کابل می باشد.
امروزه در صنعت برق، بخش عظیمى از توزیع انرژی الکتریکى، به ویژه در فشار ضعیف، به وسیله کابل ها صورت مى گیرد. البته برای انتقال الکتریکى فشار متوسط و قوی نیز در برخى موارد از کابل های مخصوص استفاده مى شود.
کاربرد کابل ها در تأسیسات الکتریکى بسیار وسیع و دارای اهمیت زیادی است. کارخانجات کابل سازی کابل ها را در اندازه ها و کاربردهای گوناگون و با ساختمان های داخلى متفاوت تولید مى کنند. البته علاوه بر بخش تولید، استفاده از کابل نىز نیازمند مهارت و تخصص کافى است و اتصال های مختلف در کابل کشى فشار ضعیف و فشار قوی نیاز به مهارت و رعایت اصول فنى دارد.
در مکانیک، کابلها برای بالابردن و کشیدن به کار میرود. در برق، از آنها برای هدایت جریان برق استفاده میشود. یک کابل نوری دارای یک یا چند فیبر نوری در یک پوشش محافظ است که از فیبرها محافظت میکند. کابل مکانیکی را به طور تخصصیتر طناب فولادی (یا سیم بکسل) مینامند.
مهمترین و بیشترین عایقی که در ساختمان کابل ها به کار میرود P.V.C(پلی وینیل کلراید) است که پرتو دور یا پلاستیک نامیده میشود. P.V.C عایقی غیرقابل اشتعال است و این مزیت خوبی در کابل ها میباشد. دارای انعطافپذیری زیادی میباشد. مواردی مانند ارزانی تولید انبوه و سادگی ساخت باعث شده که بیش از ۹۰ درصد کابل های فشار ضعیف از این عایق درست شوند. نوعی عایق دیگر بنام PET (پلی اتیلن) برای کابل ها به کار میرود که آتش گیر بوده و در مکان های اختصاصی به کار میرود. در بعضی از کابل ها از عایق لاستیکی استفاده میشود که کاربرد زیادی ندارد.
هادی کابلها از جنس مس و یا آلومینیوم میباشند. در صورتی که بخواهیم از کابلی با هادی آلومینیوم برای کابل کشی هوایی استفاده کنیم باید یک رشته آن فولاد باشد.
نمونه ای از انواع کابل ها
تاریخچه سیم و کابل:
نخستین کاربرد انرژی برق، تأمین روشنایی بود که در دهه ۱۸۵۰ عملی شد. به طوری که اماکن عمومی، ایستگاه های قطار و فانوس های دریایی نزدیک ساحل، از روشنایی الکتریکی برخوردار شدند. در این دوران ولتاژ الکتریکی پایین بود و الکتریسیته به وسیله سیم های معمولی منتقل میشد. با اختراع و تکمیل ژنراتور و بهره گیری از انرژی آب و سوخت های فسیلی در ماشین های بخار، زمینه بهرهگیری از انرژی الکتریکی افزایش یافت و همزمان با پیشرفت هایی که در زمینه استفاده از برق متناوب AC و تبدیل ولتاژهای کم به ولتاژهای زیاد به دست آمد برنامه انتقال الکتریسیته به نقاط دورتر در دستور کار قرار گرفت و شبکههای الکتریکی ایجاد و رو به گسترش گذاشت.
۱- تاریخچه ساخت کابل در جهان:
در همین روند بود که استفاده از کابل نیز آغاز شد. تاریخچه ساخت کابل در جهان در سال ۱۸۷۶ اندیشه تولید کابل با روکش لاستیکی به مرحله اجرا درآمد. در این مرحله چند رشته سیم مسی را به هم تابیده و با نوعی کائوچوی طبیعی به نام « گوتاپرچا » (Guttapercha) روکش میکردند. در سال های نخست دهه ۱۸۸۰ کابل های ساخته شد که با مواد نفوذناپذیر در برابر آب عایق و روکش شدند. از آن پس استفاده از مواد دیگر متداول گردید . بدین ترتیب میتوان ادعا کرد که صنعت کابلسازی، نزدیک به ۱۲۵ سال پیشینه دارد.
در آن زمان، فرآیند ساخت کابل بدین شکل بود که ابتدا یک ماده عایق با خاستگاه گیاهی را به دور رسانا پیچیده آن را در دمای ۱۳۰-۱۴۰ درجه سانتی گراد خشک و سپس آن را با مواد روغنی؛ رزین یا موم اشباع میکردند و سرانجام با سرب روکش مینمودند. اما در سال ۱۸۸۷ شیمیدان ها از راه سنتز مواد عایقی جدید موفق به تهیه مادهای به نام « باکلیت » شدند که ارزانتر از لاستیک بود.
در همین دوران شبکههای با ولتاژ بالاتر نیز جای خود را باز کرده بودند به طوری که در سال ۱۸۹۸، نخستین کابل ۱۰ کیلوولت سه رشتهای، برای یک شبکه برق متناوب سه فاز ساخته شد. همراه با روند تکمیلی ساخت کابل که پیوسته ادامه داشت، در سال ۱۹۳۵، یک کارشناس سوئیسی به نام بورل (Borel) با قراردادن دو الکترود در داخل روغن و با گذاشتن لایههای مختلفی از کاغذهای عایق در میان دو الکترود ولتاژ شکست این مواد را اندازهگیری کرد و نشان داد که با بهبود شرایط ساخت کیفیت عایق های کاغذی بالا میرود و میتوان آن ها را در ولتاژهای بالاتر به کار گرفت.
با این پیشرفت ساخت کابل های با ولتاژ بالاتر روز به روز گسترش یافت و با بهره گیری از مواد دیگری مانند EPR ,PVC ,PE و دامنه فعالیت در صنعت کابل سازی فراگستر شد و سرمایهگذاری های کلانی را جذب کرد.
۲- تاریخچه کابل سازی در ایران:
مستندات موجود نشان می دهد که از همان سال های ورود کارخانه برق امین الضرب به ایران در سال ۱۲۸۲ خورشیدی سیم های روکش دار و سپس کابل توسط همین شخص خریداری و به ایران وارد شد. در سال های نخست بهره برداری از انرژی برق، معمولاً سیم های روکش دار به کمک مقره های کوچک سفید رنگ قرقره مانندی بر روی دیوارها و سقف اتاق ها و سالن ها نصب می شدند، سپس در پی بهره گیری از انرژی برق برای راه اندازی موتورهای برقی در کارگاه ها و کارخانه ها ورود کابل نیز چشمگیر تر شد. از سویی با جمع آوری شبکه های هوایی در شهرهای بزرگ به ویژه تهران و اصفهان و نصب شبکه های زمینی فشار ضعیف و فشار متوسط، نیاز به کابل های پیشرفته وارداتی اجتناب پذیر شد و بنگاه های برق برای تأمین نیازهای گوناگون و گاهی پیچیده، تنها به بازارهای برون مرزی متکی شدند و انبارهایشان پر از کابل های متنوعی شد که سازندگان بی شماری در سطح جهان خریداری می کردند.
برتری مدارهای کابلی و نیازهای روزافزون به شبکه های زمینی در سطح و درون کارخانه ها و کارگاه ها، برنامه ریزان اقتصادی و فنی و سرمایه گذاران را بر این باور کشاند که با سرمایه گذاراری در صنعت کابل سازی، افزون بر تأمین نیازهای داخلی، از خروج ارز نیز جلوگیری می شود. در این میان با پدید آمدن زمینه ورود فن آوری ها و دانش های نوین پیشرفته و برپایی پایگاه های تحقیقاتی-تخصصی، به روند روبه رشد پیشرفت های علمی و فنی، کمک می شود. چنین بود که اندیشه ایجاد کارخانه های کابل سازی پاگرفت.
۳- روند کنونی کابل سازی در ایران:
ایجاد کارخانه های سیم سازی و کابل سازی در ایران از اوایل است، هرچند به نظر می رسد که سیم سازی باید پیشینه بیشتری داشته باشد. از سویی یکی از نخستین واردکنندگان سیم های رسانا به ایران شخصی فرانسوی بود که از کارخانه کابل C.E.E.M سیم و کابل وارد می ساخت. این نام اختصاری در زبان فرانسه "ِسِ دوزم" خوانده می شود ولی در ایران به آسانی تبدیل به سیم شد و با توجه به زمینه پیشین این واژه در ایران (سیم یا نقره) زمینه کاربردش به مفتول آسان تر و هموار تر گردید و سرانجام جایگاه ویژه ای در نام گذاری رسانه های برقی یافت.