شرح	سال خورشیدی	سال میلادی
پیل ولتا توسط ولتای امرکایی ساخته شد(نخستین گام اصلی پیشرفت در صنعت برق)	۱۱۵۴	۱۷۷۵
سر آغاز روند تهیه سیم های روکش دار برای مصارف گوناگون	؟	؟
ساخت نخستین کابل مخابراتی با عایق گوتا-پرچا؛ این سیم ها در شبکه های تلگراف استفتده می شد. تلگراف در سال ۱۲۴۷ به ایران آورده شد و شبکه ای از شمال غرب تا نوب شرق توسط شرکت زیمنس اجرا گردید	۱۲۲۶	۱۸۴۷
کشف مبانی بهره گیری از صنعت برق در این دوره است. مایکل فارادی در سال ۱۸۲۱ مبانی کار موتورها و ژنراتورها را کشف کرد. جرج سیمون اهم قوانین اهم را مطرح ساخت و ژوزف ساکستون امریکایی در سال ۱۸۳۲ ماشین الکترومغناطیس خود را به نمایش گذاشت.	۱۲۵۹	۱۸۸۰
نخستین کابل برق با روکش گوتا-پرچا برای جریان DC ساخته شد در همین دوران روکش های لاستیکی و ولکانیزه نیز مطرح بوده است.	۱۲۶۰	۱۸۸۱
ساخت سیم های با روکش پارچه ای آغشته به مواد قیر گونه و به کاگیری غلاف سربی.	۱۲۶۱	۱۸۸۲
ساخت کابل ۱۰ کیلوولتی با عایق کاغذی روغنی با روش آغشته سازی تراکمی (برای جریان متناوب) توسط فرانتی ایتالیایی	۱۲۶۹	۱۸۹۰
ساخت اولین کابل ۳۳ کیلوولتی کاغذی روغنی با روش آغشته سازی تراکمی	۳-۱۲۹۲	۱۴-۱۹۱۳
ساخت کابل های بالاتر از ۶۶ کیلوولت تا ۱۳۲ کیلو ولت کاغذی پر روغن توسز امانویلی ایتالیایی	۴-۱۳۰۲	۶-۱۹۲۴
عایق PVC برای نخستین بار در آلمان آزمایش شد	۱۳۰۹	۱۹۳۰
کابل های فشار قوی توسط امانویلی ساخته شد و همچنین کابلهای گازی پر فشار (با منبع فشار بیرونی) آزمون گردید	۱۳۱۰	۱۹۳۱
کابل های پر روغن کم فشار ۲۲۰ کیلوولتی آزمون گردید	۱۳۱۵	۱۹۳۶
کابلهای گازی پر فشار (با منبع فشار درونی) ساخته شد	۱۳۱۶	۱۹۳۷
نخستین کابل فشار قوی سه رشته ای ۱۳۲ کیلوولتی به بهره برداری رسید	۱۳۲۲	۱۹۴۳
کابل ۲۰ کیلو ولتی با عایق PE ساخته شد	۱۳۲۶	۱۹۴۷
برای جلوگیری از نشت روغن کابلهای بدون نشت و اشباع شده از روغن(Mass-Impregnated) ساخته شد	۱۳۲۸	۱۹۴۹
کابل کاغذی روغنی کم فشار ۴۰۰ کیلوولتی آزمایش شد	۱۳۳۱	۱۹۵۲
۱-     استاده بازرگانی ازPVC و عایق های گرما-نرم و گرما-سخت آغاز شد. ۲-    رشد کاربرد کابلهای PVC در شبکه های فشار ضعیف ۳-    بهره گیری از زره های آلومینیومی	دهه ۱۳۳۰	دهه ۱۹۵۰
ساخت بازرگانی کابل کاغذ روغنی ۲۷۵ کیلوولتی	۱۳۳۳	۱۹۵۴
اجرای کابلهای ۲۷۵ کیلوولتی در شبکه	۱۳۳۸	۱۹۵۹
کابل ۲۰ کیلوولتی با عایق بسپاری  XLPE ساخته شد	۱۳۳۹	۱۹۶۰
کابل ارتباطی DC 1000 کیلوولتی میان انگلیس و فرانسه به کار افتاد	۱۹۴۰	۱۹۶۱
کابل ۱۳۸ کیلو ولتی با عایق PE ساخته شد	۱۳۴۵	۱۹۶۶
۱-     کابل ۴۰۰ کیلوولتی کاغذی روغنی به بهره برداری رسید ۲-    کابل ۲۲۵ کیلوولتی با عایق PE ساخته شد.	۱۳۴۸	۱۹۶۹
کابل ۵۰۰ کیلوولتی کاغذی روغنی کم فشار ساخته شد	۱۳۵۳	۱۹۷۴
کابل ۲۷۵ کیلوولتی با عایق XLPE ساخته شد	۱۳۵۸	۱۹۷۹
کابل کاغذی چر روغن کم فشار ۱۱۰۰ کیلوولتی آزمایش گردید	۱۳۵۹	۱۹۸۰
کابل ۴۰۰ کیلو ولتی با عایق PE ساخته شد	۱۳۶۵	۱۹۸۶
کابل ۵۰۰ کیلوولتی با عایق XLPE ساخته شد	۱۳۶۵	۱۹۸۸

اجزای کابل

1. هادی کابل
2. عایق اصلی
3. لایه محافظ نیمه هادی
4. لایه محافظ الکترومغناطیسی (shield wire)
5. غلاف کابل (Armor)
6. روکش کابل(Jacket)

 

 

موادی که در ساختمان کابل کاربرد دارند

فلزات

امروزه فلزات نقره، مس، آلومینیوم، سرب و فولاد به صورت های گوناگون در ساختمان کابلها مصرف دارند. با توجه به ویژگی های رسانایی، مقاومتی(اهمی و مکانیکی) و قیمتی میتوان از این فلزات در ساخت و تولید کابل بهره گرفت.

 

ویژگی الکتریکی فلزات

فلز	رسانایی نسبی مس=۱۰۰	مقاومت ویژه خاک در ۲۰به اهم متر ۱۰-۸	ضریب دمای مقاومت به
نقره	۱۰۶	۱٫۶۲۶	۰٫۰۰۴۱
مس(H.C نرم تابداده شده)	۱۰۰	۱٫۷۲۴	۰٫۰۰۳۹
مس(H.C سرد کشیده شده)	۹۷	۱٫۷۷۷	۰٫۰۰۳۹
مس قلع اندود	۹۵-۹۹	۱٫۷۴۱-۱٫۸۱۴	۰٫۰۰۳۹
آلومینیوم(درجهE.Cنرم)	۶۱	۲٫۸۰۳	۰٫۰۰۴۰
آلومینیوم(درجهEC،H،H0.5 )	۶۱	۲٫۸۲۶	۰٫۰۰۴۰
سدیم	۳۵	۴٫۹۲۶	۰٫۰۰۵۴
فولاد نرم-چکش خوار	۱۲	۱۳٫۸۰	۰٫۰۰۵۴
سرب	۸	۲۱۴	۰٫۰۰۴۰

 

 

ویژگی فیزیکی فلزات مصرفی در ساختمان کابل

ویژگی	یکا	مس	آلومینیوم	سرب
چگالی در ۲۰	Kg/m3	۸۸۹۰	۲۷۰۳	۱۱۳۷۰
ضریب انبساط گرمایشی در هر	۱۰-۶	۱۷	۲۳	۲۹
نقطه ذوب		۱۰۸۳	۶۵۹	۳۲۷
رسانایی گرمایشی	W/cm	۳٫۸	۲٫۴	۰٫۳۴
حد تنش کششی: باز پخته شده، نرم تابدبده شده سختی از%H 75 تاH	MN/m2     MN/m2	۲۲۵     –	۷۰-۹۰     ۱۲۵-۲۰۵	–     –
ضریب کشایی-مدول الاستیسیته	MN/m2	۲۶	۱۴	–
سختی: –         نرم –         ۷۵% H تا  H	DPHN   DPHN	۵۰   –	۲۰-۲۵   ۳۰-۴۰	۵   –
حد تحمل تنش خستگی	MN/m2

 

مس

مس به آسانی غلتک پذیر استو میله آن پس از کشیدن به صورت سیم نازکی در می آید، این ویژگی همراه با رسانایی عالی آن را به عنوان بهترین رسانا در ۵۰ سال اخیر بی رقیب ساخته است. در صورتی که مس بر عایق اثر بد بگذارد مس را قلع اندود میکنند. تنها جنبه ناسازگار بهره گیری از مس به عنوان هادی، نوسان قیمت آن در بازار است.

آلومینیوم

فلز آلومینیوم به خوبی مس غلتک پذیر نیست، رشته های نازک آن توانمندی لازم را برای رویارویی با نیروهای وارده را ندارند و استقامت مکانیکی آلومینیوم در مقایسه با مس بسیار کمتر است. در صنعت کابل سازی همواره تلاش بر این است که بیشترین حد توانمندی این فلز تا  MN/m²125 برسد تا توانمندی آن در برابر کش آمدگی افزایش یابد و و در اثر خمش نشکند. از سویی رسانای آلومینیوم را میتوان در مقاطع بزرگ به صورت یکپارچه و قطایی شکل نیز مصرف نمودو در این حالت گذشتناز یک فرآیند باز پخت نرم کننده یا تابکاری فلز (انیلینگ) که سختی را به کمترین اندازه می رساند نیز مطلوب می باشد. چنین رسانایی بیشتر با روش تزریق ساخته میشود.

 

مقایسه مس و آلومینیوم

• رسانایی AL به ۶۱% Cu میرسد(کمتر از مس)
• چگالی Al حدود یک سوم Cu(کمتر از مس)
• در یک رسانایی برابر، مقطع یک رسانای آلومینیومی ۱٫۶ برابر مقطع یک رسانای مسی است

سوال) در دو کابل معادل (اجزای کابل کاملا مشابه از همه لحاظ)مسی و آلومینیومی کدام یک سبک تر است ؟

• پدیدار شدن پوسته ای نازک و سخت از اکسید آلومینیوم بر روی این رسانا که از رسانایی آن می کاهد
• نقطه تسلیم آلومینیوم در برابر تنش های وارده کم است نتیجه این اثر پدید آمدن نقطه ای با مقاومت اهمی بالاست و دنبال گرم شدن اندازه به گسیختگی رسانا منجر می شود

امروزه صنعت آلومینیوم با رشد کافی روبروست و دست یابی به آن آسانتر از گذشته میباشد و با توجه به قیمت کمتر نسبت به مس آینده کاربرد آلومینیوم را در صنعت برق هموارتر ساخته است.

سیم های آلومینیومی مس اندود

     برای چیره شدن بر دشواری هایی که یک رسانای آلومینیومی به ویژه در مقاطع کوچک از خود نشان میدهد و تهیه یک رسانای سبک که رسانایی مطلوب داشته باشد؛ سیم های آلومینیومی را مس اندود می کنند. برای این کار فلز مس را با یک فرایند متالوژیکی بر روی هر رشته از سیم آلومینیوم مینشانند وکلفتی لایه آن بسته به نیاز تغییر می نماید. در یک سیم استاندارد نسبت این دو فلز به ۱۰ درصد حجمی و ۲۷ درصد وزنی می رسد.

 

ابررساناها

      یکی از مهمترین دشواریهایی که در بهره گیری از رساناها در کابل وجود دارد گرمازایی آنهاست. میزان گرما در رسانا به مقاومت ویژه ماده رسانا بستگی دارد. در ابر رسانا تلاش بر آن است که بر مقاومت و تلفات چیره شوند و آن را به صفر نزیک کنند. بررسی ها نشان میدهد که مقاومت ویژه فلز آلومینیوم در دمای ۷۰ کلوین تا ۲۰ برابر ودر دمای ۲۰ کلوین تا ۱۰۰۰ برابر کوچک می شود پس اگر سعی کنیم هادی را سرد کنیم به ابر رسانا تبدیل خواهد شد.

مناسب  ترین موتدی که در ابر رسانامورد استفاده قرار می گیرد، نیوبیوم خاص و نیوبیوم-قلع با دماهای بحرانی نزدیک به ۹٫۵ کلوین و ۱۸٫۴ کلوین است.

سوال) آیا نیاز است که همه ی رسانا از جنس نیوبیوم باشد؟ از آنجا که جریان تنها در یک لایه بسیار نازک سطحی (۰٫۱میکرومتر) جاری میشود نیازی به این کار نیست، اگر نیبیوم یا آلیاژهای آن را به میزان ۱۰ تا ۱۰۰ میکرومتری برروی فلز پایه ای مانند مس یا آلومینیوم بنشانیم یک ابر رسانا ساخته ایم.