تاریخچه سیم و کابل

تاریخچه سیم و کابل

تاریخچه سیم و کابل یک سفر پرجذاب به گذشته است که به هزاران سال پیش برمی‌گردد و با پیشرفت تمدن بشری و فناوری، به گونه‌ای فراگیر و پیچیده تر تبدیل شده است. بیایید با هم سفری در زمان داشته باشیم و به برخی از نقاط عطف کلیدی در تاریخچه سیم و کابل سرزنش کنیم:

آغاز باستان:

• سال 3000 قبل از میلاد: شواهد قدیمی‌ترین سیم‌ها از بین النهرین و مصر به دست آمده‌اند، جاهایی که از سیم‌های طلا و نقره برای جواهرات و تزئینات استفاده می‌شد.
  

  سیم‌های طلا و نقره در مصر باستان

• سال 1000 قبل از میلاد: تولید مفتول‌های آهنی در خاورمیانه و هند شکل گرفت که برای ابزارها و سلاح‌ها به کار می‌رفت.

پیشرفت‌های قرون وسطی:

• قرن پنجم پس از میلاد: آسیاب‌های سیمی با نیروی آب در اروپا توسعه یافتند و تولید سیم به شدت افزایش یافت و موجب تولید میخ، زنجیر و زره شد.

انقلاب صنعتی:

• قرن هجدهم: انقلاب صنعتی پیشرفت‌های چشم‌گیری در تولید سیم و کابل به همراه داشت. ماشین‌آلات بخار، تولید انبوه سیم مسی که برای صنعت برق رو به رشد ضروری بود، امکان‌پذیر شد.

عصر برق:

• دهه 1820: کشف القای الکترومغناطیسی توسط مایکل فارادی، راه را برای توسعه کابل‌های الکتریکی هموار ساخت.

مایکل فارادی

• سال 1837: ساموئل مورس تلگراف را اختراع کرد، با استفاده از سیم‌های عایق برای انتقال پیام‌ها در فواصل طولانی.
  

  ساموئل مورس و تلگراف

• سال 1876: الکساندر گراهام بل اختراع تلفن را ثبت کرد و تقاضا برای کابل‌های عایق افزایش یافت.
  

  الکساندر گراهام بل و تلفن

• اواخر قرن نوزدهم: گوتاپرکا، یک لاتکس طبیعی، به عنوان اولین ماده عایق موثر برای کابل‌های تلگراف زیردریایی به کار گرفته شد. با این حال، آسیب‌پذیری آن در برابر گرما و نور خورشید باعث توسعه عایق‌های لاستیکی و کاغذی شد.

قرن بیستم و پس از آن:

• اوایل قرن بیستم: اختراع پلیمرهای مصنوعی مانند پلی‌اتیلن و PVC انقلابی در عایق کابل ایجاد کرد و انعطاف‌پذیری، دوام و مقاومت بیشتری در برابر عوامل محیطی فراهم کرد.

کابل های پلیمری مصنوعی

• اواسط قرن بیستم: توسعه کابل‌های فیبرنوری عصر جدیدی از انتقال داده با سرعت بالا را آغاز کرد.
  

  کابل فیبر نوری

• امروز: فناوری سیم و کابل با پیشرفت در مواد، فرآیندهای تولید و ویژگی‌های هوشمند به تکامل خود ادامه می‌دهد تا نیازهای روزافزون الکترونیک مدرن، انرژی‌های تجدیدپذیر و شبکه‌های هوشمند را برآورده سازد.

تاریخچه سیم و کابل شاهکار نبوغ بشر در بهره‌گیری از نیروی ب

رق برای ارتباطات، حمل و نقل و کاربردهای متنوع دیگر است. همچنان که به آینده نگاه می‌کنیم، این رشته‌های اساسی از فلز و پلاستیک همچنان در شکل‌دهی به دنیای ما نقش بسزایی ایفا خواهند کرد.

تاریخچه ساخت و تولید سیم و کابل به قدمت‌های دوران باستان بازمی‌گردد. در طی قرون گذشته، تکنولوژی تولید سیم و کابل به شدت تحول یافته است:

از سال‌های 300 تا 700 پس از میلاد: آغاز تولید سیم مدرن از طریق کشیدن قالب‌ها انجام می شد.

قرن‌های 12 تا 14: در کشورهای فرانسه، انگلیس و آلمان، سیم ها به صورت دستی کشیده می‌شوند.

قرن 19: پیشرفت‌های چشم‌گیر در فناوری و فرآیندهای تولید، منجر به توسعه سیم و کابل مدرن شد.

در اواسط قرن 20: آلومینیوم بیشتر از سیم‌های مسی برای انجام عملیات سیم‌کشی برق به کار گرفته می‌شود.

در دهه 1950: آغاز تجاری تلویزیون کابلی در ایالات متحده.

علاوه بر این، یکی از کاربردهای مهم و گستردهٔ سیم کشی در حوزهٔ مسکونی، استفاده از کابل‌های رومکس است. رومکس به عنوان یک نوع کابل غیرفلزی، یک بستهٔ نرم‌افزاری را با یک روکش پلاستیکی حاوی چندین سیم عایق، از جمله یک سیم داغ، یک سیم خنثی و یک سیم زمین تشکیل می‌دهد. این برنامهٔ کاربردی در زمینهٔ مسکونی به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرد و برای انتقال انرژی الکتریکی به سیستم‌های خانگی استفاده می‌شود.

مخترع سیم و کابل کیست ؟

هیچ مخترع مشخصی برای اختراع سیم یا کابل وجود ندارد؛ زیرا این فناوری در طول دوره‌های زمانی طولانی از طریق کار بسیاری از افراد تکامل یافته‌اند. در زیر، برخی از پیشرفت‌ها و پیشگامانی که به ترقی فناوری سیم و کابل کمک کرده‌اند، ذکر شده است:

• سیم کشی: فرآیند ایجاد سیم با کشیدن فلز از طریق سوراخ در قالب در آلمان قرون وسطی در قرن 14 آغاز شد. با این حال، سیم حتی قبل از آن برای جواهرات و تزئینات استفاده می‌شد.
• سیم برق: اولین سیم‌های الکتریکی عایق شده در اوایل دهه 1800 تولید شدند و امکان استفاده عملی از برق را فراهم کرد. دانشمندانی مانند ویلیام استورجن و جوزف هنری به بهبود عایق سیم با موادی مانند لاستیک و گوتاپرکا کمک کردند.
• سیم تلگراف: ساموئل مورس یک سیستم تلگراف الکتریکی را در دهه 1830 با استفاده از سیم مسی توسعه داد و ارتباطات راه دور را عملی کرد. هیرام سیبلی در ساخت اولین خطوط تلگراف ایالات متحده کمک کرد.
• کابل زیر دریایی: اولین کابل تلگراف ماوراء اقیانوس اطلس پس از سال‌ها کار پیشگامانی مانند چارلز برایت، جیکوب برت و ایزامبارد کینگد برونل در سال 1866 تکمیل شد.
• سیم تلفن: الکساندر گراهام بل این تلفن را در سال 1876 با تکیه بر سیم برق ثبت کرد. پیشگامان برق مانند توماس ادیسون به ساخت شبکه‌های تلفن کمک کردند.
• انتقال نیرو: نیکولا تسلا پیشگام سیستم‌های الکتریکی جریان متناوب و فناوری مانند موتورهای القایی بود که امکان توزیع عملی برق را روی سیم‌ها فراهم می‌کرد.
• کابل کواکسیال: در سال 1929، لوید اسپنشید و هرمان افل از AT&T اولین کابل کواکسیال را برای انتقال تلفن ثبت کردند.
• فیبر نوری: فناوری برای انتقال داده‌ها از طریق فیبرهای نوری از طریق کار هارولد هاپکینز، ناریندر کاپانی و چارلز کائو در دهه 1950-1960 توسعه یافت.

بنابراین به طور خلاصه، در حالی که هیچ مخترع واحدی مسئول نبوده، تلاش‌های گسترده مخترعان، مهندسان و دانشمندان در طول قرن‌ها منجر به توسعه فناوری مدرن سیم و کابل شده است.

سیم چیست؟

سیم یک رشته فلزی است که برای انتقال جریان یا سیگنال های الکتریکی استفاده می شود. سیم ها معمولاً از فلزات رسانا مانند مس یا آلومینیوم ساخته می شوند. قطر سیم ها می تواند بسیار متفاوت باشد، از سیم های بسیار ظریف مورد استفاده در مدارهای مجتمع گرفته تا سیم های ضخیم مورد استفاده در خطوط انتقال برق. سیم ها جزء ضروری بسیاری از دستگاه ها و سیستم های الکتریکی هستند.

کابل چیست؟

یک کابل از چندین سیم ساخته شده است که در داخل یک ژاکت عایق قرار گرفته اند. سیم های جداگانه در یک کابل نیز ممکن است در عایق خود پیچیده شوند. کابل‌ها زمانی استفاده می‌شوند که سیگنال‌های متعدد یا جریان‌های بالاتر در فواصل مختلف منتقل شوند. ژاکت سیم ها را در کنار هم نگه می دارد و از تداخل بین آنها جلوگیری می کند. کابل های برق، کابل های اترنت و کابل های USB نمونه های رایج کابل های برق هستند.

تفاوت بین سیم و کابل

تفاوت اصلی بین سیم و کابل در این است که یک سیم یک رشته رسانا است، در حالی که یک کابل شامل چندین سیم است که با هم ترکیب شده اند. سیم ها اجزای جداگانه ای هستند، در حالی که کابل ها سیم ها را برای اتصالات پیچیده تر ترکیب می کنند. کابل ها به دلیل داشتن سیم های متعدد می توانند چندین سیگنال را به طور همزمان ارسال کنند. همچنین کابل ها نسبت به سیم های تک ضخیم تر و سفت تر هستند.

تعریف سیم و کابل

سیم: رشته ای فلزی با سطح مقطع یکنواخت که برای حمل سیگنال های برق یا مخابراتی استفاده می شود. از سیم ها برای اتصال قطعات الکتریکی یا الکترونیکی استفاده می شود.

کابل: دسته ای از سیم های عایق که در یک غلاف محافظ پیچیده شده است. کابل ها حاوی چندین سیم هستند و برای انتقال سیگنال یا برق بین دستگاه ها استفاده می شوند. روکش سیم ها را در کنار هم نگه می دارد و از تداخل جلوگیری می کند.

تاریخچه سیم و کابل

اولین استفاده از سیم و کابل در جهان

اولین استفاده از سیم ها برای جواهرات و تزئینات بوده که قدمت آن به 3500 سال قبل از میلاد برمی گردد. سیم طلا توسط مصریان استفاده می شد و در بسیاری از تمدن های باستانی رایج شد. اختراع سیم کشی در قرن چهاردهم باعث شد تا سیم ها در مقادیر زیاد تولید شوند.

اولین سیم‌های الکتریکی تنها ولتاژ و جریان کم را برای سیستم‌های تلگراف و آزمایش‌های اولیه الکتریسیته در دهه 1800 حمل می‌کردند. در اواخر قرن نوزدهم با اختراع لاستیک ولکانیزه، سیم‌های مسی عایق‌شده برای توزیع گسترده‌تر برق قابل استفاده بودند.

اولین انتقال برق از راه دور در سال 1882 بود، زمانی که توماس ادیسون برق را از طریق سیم از ایستگاه خیابان مروارید در شهر نیویورک منتقل کرد. این نشان دهنده آغاز استفاده از سیم مسی برای انتقال برق بود.

خطوط تلگراف و تلفن اولیه نیز شامل سیم های مسی بود که در بالای سر یا زیر زمین نصب شده بودند. اولین کابل تلگراف فراآتلانتیک در سال 1866 بین ایرلند و نیوفاندلند تکمیل شد. این کابل های زیردریایی اولیه دارای عایق ساخته شده از مواد طبیعی مانند گوتاپرکا بودند.

اولین کابل های برق متناوب ولتاژ بالا توسط نیکولا تسلا در اواخر قرن بیستم طراحی شد. مواد عایق بهبود یافته مانند پلی اتیلن و پلی اتیلن متقاطع ظرفیت ولتاژ بالاتری را امکان پذیر می کند. اندازه کابل ها افزایش یافت و در فواصل طولانی تری گسترش یافت تا نیازهای رو به رشد انرژی را برآورده کند.

سیم‌ها و کابل‌های امروزی دقیقاً با استفاده از مواد پیشرفته مانند کولار و فیبر نوری مهندسی شده‌اند. اتصالات داده با سرعت بالا به شبکه های فیبر نوری و کابل های اترنت متکی هستند. استفاده همه جانبه از سیم و کابل در دنیای مدرن را می توان در این نوآوری های اولیه جستجو کرد.

تاریخچه سیم و کابل در ایران

تاریخچه صنعت سیم و کابل در ایران بر اساس اسناد موجود نشان می‌دهد که از زمان ورود کارخانه برق امین‌الضرب به ایران در سال ۱۲۸۲ خورشیدی، سیم‌های روکش‌دار و سپس کابل توسط محمدحسین امین‌الضرب ( محمدحسین امین‌الضرب (متولد ۱۲۵۱ شمسی در تهران و درگذشته در آذر ۱۳۱۱ شمسی در تهران)، یک سرمایه‌دار ایرانی در دوره‌های قاجار و پهلوی بود که به عنوان بانی صنعت برق در ایران و همچنین نمایندهٔ مجلس شورای ملی فعالیت داشت. او در دوران حکومت مظفرالدین‌شاه، اولین دستگاه تولید برق را از کشور روسیه خریداری کرد و این اقدام باعث ورود برق به ایران و جایگزینی آن با استفاده از گاز شد. )، که به عنوان پدر برق ایران شناخته می‌شود، خریداری و به ایران وارد شد. در اوایل بهره‌برداری از انرژی برق، سیم‌های روکش‌دار با استفاده از مقرهای کوچک و سفیدرنگ قرقره مانندی بر روی دیوارها و سقف اتاق‌ها و سالن‌ها نصب می‌شدند.

محمدحسین امین الضرب

در ادامه با استفاده از انرژی برق برای راه‌اندازی موتورهای برقی در کارگاه‌ها و کارخانه‌ها، استفاده از کابل‌های پیشرفته‌تر آغاز شد و با افزایش تعداد کارگاه‌ها و کارخانه‌ها، ورود کابل نیز به میزان چشمگیرتری افزایش یافت. با جمع‌آوری شبکه‌های هوایی در شهرهای بزرگ، به ویژه تهران و اصفهان، و نصب شبکه‌های زمینی کابل فشار ضعیف و متوسط، نیاز به کابل‌های پیشرفته وارداتی احساس شد و بنگاه‌های برق برای تأمین نیازهای مختلف به بازارهای بین‌المللی وارد شدند و انبارهایشان پر از کابل‌های متنوعی شد.

با توجه به برتری مدارهای کابلی و افزایش نیاز به شبکه‌های زمینی در شهرها و داخل کارخانه‌ها و کارگاه‌ها، برنامه‌ریزان اقتصادی و فنی و سرمایه‌گذاران به این باور رسیدند که با سرمایه‌گذاری در صنعت کابلسازی، علاوه بر تأمین نیازهای داخلی، از خروج ارز نیز جلوگیری خواهد شد. این همراه با ورود فناوری‌ها و دانش‌های نوین پیشرفته و برپایی پایگاه‌های تحقیقاتی تخصصی، به روند رشد و پیشرفت‌های علمی و فنی کمک کرده است. به همین دلیل اندیشه ایجاد کارخانه‌های کابل‌سازی به وجود آمده و صنعت این حوزه در ایران گام به گام توسعه یافته است.

• 1928 – اولین خط تلگراف بین تهران و مشهد احداث شد. این شروع ارتباطات سیمی در ایران بود.
• دهه 1930 – خطوط هوایی برق برای تامین برق تهران و سایر شهرهای بزرگ احداث شد.
• دهه 1950 – برق رسانی روستایی در سراسر ایران با استفاده از کابل های برق هوایی گسترش یافت.
• دهه 1960 – شبکه های تلفن و تلگراف توسط دولت گسترش یافت و استفاده از سیم های ارتباطی مسی را افزایش داد.
• دهه 1970 – رشد اقتصادی ایران منجر به رونق ساخت و ساز و افزایش تولید داخلی سیم و کابل برق شد.
• قرن بیست و یکم – کابل های فیبر نوری برای فعال کردن اینترنت پرسرعت و انتقال داده معرفی شدند. ایران همچنین به تولیدکننده عمده مفتول مس برای صادرات تبدیل شد.
• امروز – ایران بیش از 300 هزار کیلومتر خط انتقال نیرو دارد. شرکت های داخلی انواع مختلفی از کابل ها را برای کاربردهای نفت/گاز، زیرساخت، مخابرات و غیره تولید می کنند. استانداردهای کیفیت از طریق مشارکت با تولیدکنندگان اروپایی و آسیایی بهبود یافته است.

روش های ساخت سیم و کابل

روش ساخت کابل‌های فشار قوی در اکثر کارخانه‌های تولیدکننده در سرتاسر جهان تقریباً یکسان است. با این حال، در زمینه طراحی کابل‌ها و شبکه‌های کابلی، تفاوت‌های قابل مشاهده وجود دارد. این تفاوت‌ها در زمینه ساخت کابل‌های توزیع اغلب به عنوان مسائل اساسی محسوب نمی‌شوند.

استفاده از استانداردها برای کابل‌های توزیع نیز همواره یکسان بوده و تفاوت‌های اساسی به دلیل تنوع در دستگاه‌های یکاها ناشی می‌شوند. در زمینه ساخت کابل با استفاده از کابل‌ها، کشورهای جهان را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: کشورهایی که از روش ساخت بریتانیا و اروپا پیروی می‌کنند و کشورهایی که با روش طراحی در ایالات متحده آمریکا سازگاری دارند.

به عنوان مثال، در کشورهایی که از روش ساخت بریتانیا و اروپا استفاده می‌کنند، استفاده از کابل‌های با استانداردهای متریک واحد متداول است، در حالی که در کشورهایی که با روش طراحی در ایالات متحده آمریکا همخوانی دارند، کابل‌هایی با واحدهای اینچی و فوت استفاده می‌شود. این تفاوت‌ها نه تنها در واحد‌های اندازه‌گیری بلکه در جزئیات فنی و ساختار کابل نیز به وضوح دیده می‌شود.

چندین تکنیک برای کشیدن فلز به سیم و بسته بندی سیم ها به کابل استفاده می شود:

• کشش سیم – یک سیم از طریق یک قالب مخروطی کشیده می شود تا قطر آن کاهش یابد و استحکام ایجاد کند. برای دستیابی به گیج مورد نظر، چندین گذر از قالب های به تدریج کوچکتر مورد نیاز است.
• اکستروژن – فلزات از طریق دهانه قالب رانده می شوند تا یک غلاف سیم یا کابل پیوسته ایجاد شود. عایق پلاستیک معمولاً با استفاده از اکستروژن روی سیم ها اعمال می شود.
• بافندگی – سیم ها را می توان با هم به کابل های بزرگتر بافته کرد. الگوی بافته شده باعث انعطاف پذیری و محافظت از سیم ها می شود.
• رشته بندي – چند رشته سيم به هم پيچيده شده و يك كابل را تشكيل مي دهند. رشته به کاهش اندوکتانس و بهبود انعطاف پذیری کمک می کند.
• بافندگی – سیم ها به صورت طرح هایی بافته می شوند تا کابل های مسطح مانند کابل های روبانی را تشکیل دهند. بافتن سیم ها را در یک پیکربندی محکم نگه می دارد.
• پیوند – غلاف های پلیمری سیم های مجزا به یکدیگر متصل شده و یک کابل را تشکیل می دهند. برای چسباندن غلاف ها از حرارت، چسب یا روش های دیگر استفاده می شود.

تولید سیم و کابل مدرن از این فرآیندها در ماشین های خودکار برای تولید دقیق و کارآمد انواع کابل استفاده می کند.

اجزای سیم و کابل

سیم‌ها و کابل‌ها شامل تعدادی مؤلفه هستند که آنها را قادر می‌سازد به طور مؤثر سیگنال‌ها را حمل کنند:

• هادی – هسته سیم مرکزی ساخته شده از مس یا آلومینیوم که جریان یا سیگنال الکتریکی را حمل می کند.
• عایق – ساخته شده از پلاستیک یا لاستیک، این روکش از نشت جریان از هادی و اتصال کوتاه جلوگیری می کند.
• ژاکت – غلاف بیرونی که چندین سیم را در یک کابل قرار می دهد. از اجزای داخلی در برابر آسیب های محیطی محافظت می کند.
• محافظه – سیم یا فویل بافته شده که از تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و تداخل در کابل ها جلوگیری می کند.
• زره – قیطان یا روکش های فلزی که از نظر فیزیکی کابل ها را از له شدن، ضربه یا آسیب رطوبت محافظت می کند.
• پرکننده – مواد بین سیم ها که به کابل ها شکل گرد می دهند. پنبه، کاغذ یا پلاستیک به عنوان پرکننده عمل می کنند.
• Ripcord – یک سیم تعبیه شده در ژاکت برای کمک به برداشتن غلاف کابل برای پایان.
• اعضای استحکام – سیم های کولار، فایبرگلاس یا فولادی که برای تحمل بارهای طولی در کابل ها گنجانده شده اند.

شرایط سیم و کابل

• گیج – قطر یا ضخامت یک سیم. گیج پایین تر نشان دهنده سیم ضخیم تر است.
• رتبه بندی ولتاژ – حداکثر ولتاژی که یک سیم یا کابل برای حمل ایمن طراحی شده است.
• امتیاز جریان – حداکثر جریانی که یک هادی می تواند به طور مداوم بدون گرم شدن بیش از حد حمل کند.
• مقاومت هادی – مقدار مقاومت در برابر جریان در داخل هادی.
• خازن – قابلیت کابل برای ذخیره بار الکتریکی. برای کابل های سیگنال مهم است.
• امپدانس – مقاومت کل در برابر جریان جریان، شامل مقاومت و راکتانس. امپدانس منطبق از بازتاب سیگنال جلوگیری می کند.
• القایی – خاصیتی که تولید ولتاژ را هنگام تغییر جریان نشان می دهد. باعث تداخل در کابل ها می شود.
• تضعیف – از دست دادن قدرت سیگنال در حین انتقال از طریق سیم یا کابل.
• پهنای باند – محدوده فرکانس های سیگنالی که یک کابل می تواند بدون تلفات غیرقابل قبول منتقل کند.
• نرخ پیچش – سرعتی که جفت سیم در یک کابل پیچ خورده است. پیچش تداخل را کاهش می دهد.

تفاوت بین سیم و کابل

روند کنونی تولید سیم و کابل در ایران

تقریباً ۴۰ سال پیش، فرآیند ایجاد کارخانه‌های تولید سیم و کابل در ایران آغاز شد، هرچند به نظر می‌رسد که تاریخچه ساخت سیم باید بسیار قدیمی‌تر باشد.

اهمیت داشته باشد که در زبان فارسی، واژه “سیم” به معنای فلز نقره است که به راحتی به صورت مفتول یا سیم‌های نازک شکل می‌گیرد. حتی واژه “سیماب” یا “جیوه” در واقع از ادغام دو واژه “سیم” و “آب” بوجود آمده است. از سوی دیگر، یکی از نخستین واردکنندگان سیم‌های رسانا به ایران، یک شهروند فرانسوی بود که این سیم‌ها را از کارخانه کابل CEEM وارد می‌کرد. در فرانسوی، این نام اختصاری به نام s-dozem خوانده می‌شد، اما در ایران به سرعت به “سیم” تبدیل شد. با توجه به مفهوم پیشین این واژه در ایران (به عنوان سیم یا نقره)، استفاده از آن به جای مفتول، مسیر استفاده و در نهایت جایگاه خاصی در نام‌گذاری رساناهای برقی یافت.

کارخانه‌های کابل در آغاز فعالیت‌های خود را با تولید سیم شروع کردند و سپس با تولید رساناها توسعه یافته و در نهایت به تولید کابل پرداختند. در این راستا، به طور خلاصه می‌توان به مراحل زیر اشاره کرد:

۱. سیم‌سازی: این صنعت با ایجاد کارخانه‌های فروزنده، دیاموند (که اکنون با نام هادی برق شناخته می‌شود)، الکتریک خراسان و سیمکو آغاز شد و اکنون نزدیک به ۱۰۰ کارخانه در این زمینه فعالیت می‌کنند.

۲. تولید رساناها: شرکت‌های ایر کابل (که حالا به نام کابل ساوه شناخته می‌شود) و آلومتک (وابسته به وزارت نیرو) با آغاز تولید رساناهای برقی، فعالیت خود را ادامه دادند.

۳. کابل‌سازی: کابل‌های افشان و کابل‌های با رساناهای یکپارچه یا رشته‌ای که تا ۳۰۰ و بیشتر هم فشرده شده‌اند، در حال حاضر توسط کارخانه‌های البرز کابل، کابل ایران، کابل تک، سیمکو و سیمکات تولید می‌شوند. در سال‌های اخیر، کارخانه‌های جدیدی با تغییرات پیشرفته مانند سیم و کابل ابهر، فعالیت گسترده خود را شروع کرده‌اند.

۴. کابل‌های مخابراتی: کارخانه‌های کابل ایران، کابل تک و کابل البرز در این زمینه فعال هستند. همچنین، رایان سیم اصفهان، پیشرو رفسنجان و کارخانجات کابل‌های مخابراتی شهید قندی نیز جزو این گروه می‌باشند.

۵. کابل فشار متوسط: تعداد کمی از کارخانه‌ها به تولید کابل‌های فشار متوسط مشغول هستند. در این گروه، می‌توان به کابل رایان سیم اصفهان، پیشرو یزد ابهر، کابل البرز و سیمکو اشاره کرد.

۶. سیم‌های لاکی: بیشتر این گروه از سیم‌ها توسط کارخانه‌های پایش و شارلاک تولید می‌شوند.

دسته‌بندی سیم و کابل بر اساس مواد اولیه آن‌ها به سه گروه مسی، آلومینیومی و فیبر نوری انجام می‌شود.

• گسترش توان تولید داخلی برای کاهش اتکا به واردات
• پذیرش فناوری های اتوماسیون مدرن مانند روباتیک و هوش مصنوعی
• تمرکز بر بهبود استانداردهای کیفیت برای مطابقت با برندهای بین المللی
• توسعه کابل های تخصصی برای کاربردهای با تکنولوژی بالا
• افزایش صادرات به کشورهای همسایه
• مشارکت با تولید کنندگان برجسته اروپایی، چینی و کره ای
• سرمایه گذاری در تحقیق و توسعه برای هدایت نوآوری در فناوری نانو و کابل های هوشمند
• ملاحظات زیست محیطی مانند کابل های بدون PVC و تثبیت کننده های بدون سرب
• حمایت از ابتکارات دولت و بودجه برای ارتقاء زیرساخت
• برنامه های آموزشی برای گسترش تخصص های ماهر در صنعت کابل

انواع سیم و کابل

کابل های برق

برای انتقال و توزیع برق استفاده می شود. طراحی شده برای حمل ایمن ولتاژ و جریان بالا.

• سیم ساختمان
• سیم لوازم خانگی
• کابل توزیع برق
• سیم قابل حمل
• کابل جوش

کابل های کنترل

سیگنال های کنترلی را برای ماشین آلات حمل کنید. انعطاف پذیر برای حرکت مداوم

• کابل کنترل
• کابل ربات
• کابل ماشین ابزار

کابل های الکترونیک

دستگاه ها و قطعات الکترونیکی را به هم متصل کنید. برای سیگنال ها بهینه شده است.

• کابل هممحور
• کابل روبانی
• کابل جفت پیچ خورده
• کابل فیبر نوری
• سیم مینیاتوری

کابل های مخابراتی

اجازه انتقال سیگنال‌های صوتی، تصویری و داده‌ها را از راه دور بدهید.

• کابل تلفن
• کابل اترنت
• کابل تلویزیون کابلی
• کابل ارتباطی فیبر نوری

کابل های تخصصی

برای محیط ها و شرایط عملیاتی منحصر به فرد طراحی شده است.

• کابل جوش
• کابل دریایی
• کابل هسته ای
• کابل هوافضا
• کابل مقاوم در برابر آتش

طناب سیمی

کابل های رشته ای که برای تکیه گاه های سازه ای و بلند کردن استفاده می شود.

• کابل هواپیما
• کابل آسانسور
• کابل پل

تاریخچه کاربردها و استفاده از سیم و کابل

انتقال نیرو – انتقال برق از راه دور با استفاده از کابل های فشار قوی.

توزیع برق – توزیع محلی برق به منازل و مشاغل.

دستگاه های الکترونیکی – اجزای داخل دستگاه ها را به هم متصل کنید. مثلا کابل های کامپیوتر.

سیگنال های کنترل – سیگنال های کنترلی را برای ماشین ها و فرآیندهای صنعتی حمل می کند.

ارتباطات – تلفن، تلویزیون، اینترنت و انتقال داده.

خودرو – سیم کشی پیچیده برای تجهیزات الکترونیکی خودرو و عملیات.

هوا فضا / نظامی – کابل های ویژه برای استفاده در محیط های شدید.

شناورهای دریایی – کابل های برق و کنترل داخل هواپیما.

پزشکی – کابل هایی برای نظارت، تصویربرداری و تجهیزات تشخیصی بیمار.

تجهیزات موسیقی – کابل های ابزار و تقویت کننده ها.

سازه – کابل های پشتیبانی در پل ها، نرده ها، هواپیما و آسانسورها.

تاریخچه ای از استانداردهای کیفی برای تولید سیم و کابل

تولید سیم و کابل باید استانداردهای کیفی سختگیرانه ای را برای ایمنی و قابلیت اطمینان رعایت کند. برخی از استانداردهای کلیدی عبارتند از:

استانداردهای طراحی و عملکرد

• NEMA WC 70 – مشخصات عملکرد سیم و کابل از انجمن ملی تولیدکنندگان برق. عواملی مانند درجه حرارت، انعطاف پذیری، مقاومت در برابر سایش را پوشش می دهد.
• استانداردهای ICEA – استانداردهای انجمن مهندسین کابل عایق برای ساخت، آزمایش و عملکرد.
• استانداردهای IEEE – الزامات موسسه مهندسین برق و الکترونیک برای کابل های مورد استفاده در ارتباطات، سیستم های قدرت و غیره.
• استانداردهای UL – گواهینامه های ایمنی و عملکرد آزمایشگاه های Underwriters.
• استانداردهای بین المللی IEC – استانداردهای کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی که در بسیاری از کشورها منتشر شده است.

استانداردهای مواد

• استانداردهای ASTM – استانداردهای انجمن آمریکایی تست و مواد که مواد مورد استفاده در کابل ها مانند مس، پلاستیک، ترکیبات ژاکت را پوشش می دهد.
• انطباق با RoHS – دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک. سرب، جیوه، کادمیوم و سایر مواد سمی را محدود می کند.
• مطابقت REACH – ثبت، ارزیابی، مجوز و محدودیت استانداردهای مواد شیمیایی در اتحادیه اروپا.

کنترل و تست کیفیت

• ISO 9001 – استاندارد بین المللی سیستم های مدیریت کیفیت مورد استفاده تولیدکنندگان.
• MIL-STD-1344 – استاندارد روش های آزمایش نظامی ایالات متحده. به طور گسترده توسط صنعت کابل پذیرفته شده است.
• شش سیگما – هدف کیفیت حداکثر 3.4 نقص در هر میلیون فرصت. برای دستیابی به کابل های تقریباً عالی استفاده می شود.
• قابلیت ردیابی لات – ردیابی دسته های کابل برای فعال کردن تست و فراخوانی در صورت لزوم.
• تست سوختگی – اجرای کابل ها با بار نامی برای دوره های زمانی طولانی برای تایید عملکرد.

رعایت این استانداردهای تولید و تست تضمین می کند که کابل ها با بالاترین سطح کیفیت، ایمنی و دوام مطابقت دارند. شرکت های معتبر سیم و کابل تمام استانداردهای مربوطه را برای بازارهای هدف و کاربردهای خود رعایت می کنند.

• استانداردهای بین المللی کیفیت IEC
• استانداردهای مدیریت کیفیت ISO 9000
• سازگار با RoHS – محدودیت مواد خطرناک
• تاییدیه UL – گواهینامه ایمنی لابراتوارهای Underwriters
• تایید CSA – انجمن استانداردهای کانادا
• مشخصات نظامی – استانداردهای Mil-Spec برای کاربردهای دفاعی
• رتبه بندی NEMA – استانداردهای حفاظت از محوطه
• استانداردهای خلوص و سازگاری هادی
• کنترل ضخامت عایق سیم
• آزمایش خواص مکانیکی، الکتریکی و محیطی
• کنترل کیفیت در تمام مراحل ساخت
• قابلیت ردیابی مواد اولیه و اجزاء
• معیارها و تلورانس های عملکرد ثابت
• معیارهای قابلیت اطمینان مانند MTBF – میانگین زمان بین خرابی ها

ملاحظات زیست محیطی در تولید سیم و کابل

• استفاده از تثبیت کننده های بدون سرب در عایق کاری کابل
• کاهش پلاستیک های PVC به نفع پلی اتیلن و TPE
• برنامه های بازیافت برای ضایعات سیم و کاهش ضایعات
• منبع یابی مسئولانه مواد اولیه مانند مس
• کاهش مواد خطرناک فراتر از الزامات RoHS
• بهینه سازی بسته بندی برای کاهش ضایعات
• بهبود بهره وری انرژی در تاسیسات تولید
• حفظ آب و تصفیه فاضلاب
• پیاده سازی سیستم های مدیریت زیست محیطی
• رعایت مقررات مربوط به انتشارات هوا، دفع زباله، بازیافت و غیره.
• احیای زمین سایت های معدنی مورد استفاده برای سنگ معدن
• افزایش آگاهی پایداری در سراسر زنجیره تامین

آینده سیم و کابل

تاریخچه سیم و کابل از زمان ظهور تلگراف در قرن نوزدهم، کابل ها و سیم ها ستون فقرات ارتباطات و انتقال انرژی را تشکیل داده اند. در قرن بیستم، فناوری بی سیم به عنوان یک جایگزین انعطاف پذیر برای تحرک ظاهر شد. با پیشروی به قرن بیست و یکم، فناوری‌های سیمی و بی‌سیم به تکامل خود ادامه می‌دهند و احتمالاً بر اساس نیازهای برنامه‌های کاربردی مختلف، همزیستی خواهند داشت.

نقش مداوم کابل ها و سیم ها

کابل ها و سیم ها و تاریخچه سیم و کابل همچنان برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد جامعه برای پهنای باند، سرعت، قابلیت اطمینان و تحویل نیرو حیاتی خواهند بود. کابل های فیبر نوری به ویژه پهنای باند تقریبا نامحدودی را در فواصل طولانی فراهم می کنند و پایه و اساس شبکه های جهانی پرسرعت باقی خواهند ماند. توسعه فیبر نوری توخالی با تلفات بسیار کم می تواند پهنای باند فیبر را تا 1 پتابیت در ثانیه فعال کند. این پتانسیل گسترده بسیار فراتر از قابلیت های بی سیم است.

سیم مسی نیز از نظر رسانایی بی بدیل باقی می ماند و به انتقال کارآمد برق به خانه ها، مشاغل و زیرساخت ها ادامه می دهد. کابل‌های ابررسانا یک فناوری نوظهور هستند که می‌توانند تلفات مقاومتی را به حداقل برسانند و امکان انتقال قدرت بیشتری را در کابل‌های هم اندازه فراهم می‌کنند. این می تواند برای استفاده گسترده از انرژی های تجدیدپذیر و وسایل نقلیه الکتریکی کلیدی باشد.

برای اتصال، استانداردهای جدید مانند کابل اترنت Cat 8 به سرعت 40 گیگابیت در ثانیه می رسد و در عین حال قابلیت اطمینان و امنیت شبکه های سیمی را حفظ می کند. فیبر با تأخیر پایین همچنان برای کاربردهایی مانند معاملات سهام با فرکانس بالا، وسایل نقلیه خودران، واقعیت افزوده و سایر مواردی که نیاز به زمان پاسخگویی فوری دارند، حیاتی خواهد بود.

علاوه بر این، کابل‌ها و سیم‌ها سطح ذاتی ایمنی و مصونیت صوتی را فراهم می‌کنند که تسلط آن‌ها را در محیط‌های حساس مانند بیمارستان‌ها، هواپیماها، مکان‌های خطرناک و مناطق تداخل الکترومغناطیسی تضمین می‌کند.

آینده سیم و کابل زیر سایه ارتباط بی سیم

در حالی که کابل ها در عملکرد خام بی همتا هستند، فناوری بی سیم انعطاف پذیری حرکت را ارائه می دهد. ظهور شبکه های سلولی 5G و در نهایت 6G سرعت، پهنای باند و پاسخگویی را افزایش می دهد. هدف 5G تأخیر 5 میلی ثانیه، همتراز با کابل، و حداکثر سرعت تا 20 گیگابیت بر ثانیه است. به نظر می رسد 6G این را به محدوده تراهرتز برساند.

با وجود تمام پهنای باند فیبر، بی سیم مزایای کلیدی را برای دسترسی آخرین مایل و نقطه پایانی حفظ خواهد کرد. فناوری‌هایی مانند LTE و Wi-Fi 6 عملکرد کافی را برای اکثر برنامه‌های مصرف‌کننده مانند پخش ویدیو ارائه می‌دهند. صرفه جویی در هزینه و سهولت نصب به این معنی است که بی سیم به طور فزاینده ای راه حلی برای اتصالات محلی خواهد بود.

پروتکل‌های بی‌سیم پیشرفته مانند Wi-Fi 6E که به باند ۶ گیگاهرتز دسترسی دارند، می‌توانند نیازهای واقعیت مجازی، خانه‌های هوشمند و اتوماسیون صنعتی نسل بعدی را برطرف کنند. بهبود برد، کاهش تداخل، کارایی طیفی و تراکم شبکه، بی سیم را قادر می سازد تا با تقاضاهای نوظهور همگام شود.

پیشرفت

به‌جای رقابت، فناوری‌های کابلی و بی‌سیم به احتمال زیاد در آینده هیبریدی به تکامل و تکمیل یکدیگر ادامه خواهند داد. برای فعال کردن امکانات 5G و فراتر از آن، یک شبکه فوق‌العاده متراکم از زیرساخت فیبر نوری ضروری است. ستون فقرات فیبر با سلول‌های 5G محلی که اتصال را مستقیماً به دستگاه‌ها ارائه می‌کنند، همزیستی خواهند داشت.

در مراکز داده، فیبر پرسرعت و کابل کشی Cat 8 سرورها و فضای ذخیره سازی را به هم مرتبط می کند. اما دستگاه های تلفن همراه در این مرکز از طریق Wi-Fi و شبکه های خصوصی 5G متصل می شوند. در محیط های صنعتی، ماشین آلات شامل ابزار دقیق و کابل های کنترل می شود در حالی که روبات های متحرک مستقل به صورت بی سیم کار می کنند.

حتی زمانی که پهنای باند بی سیم به فیبر نزدیک می شود، کابل ها مزایایی در قابلیت اطمینان، امنیت و قطعیت دارند. این دو فناوری که به صورت هم افزایی کار می کنند، بهترین ها را در هر دو جهان به معماران شبکه می دهد – آزادی بی سیم تا پایه فیبر سیمی.

نتیجه آینده سیم و کابل

شبکه‌های فیبر گیگابیت، کابل‌های برق مسی و ابررسانا با ظرفیت بالاتر، استانداردهای شبکه در حال تکامل مانند Cat 8 Ethernet و نسل‌های بی‌سیم مانند 5G و 6G همگی به آینده‌ای اشاره می‌کنند که در آن فناوری‌های کابل/سیم و بی‌سیم به طور موازی به بهبود ادامه می‌دهند. هر فناوری دارای مزایای ذاتی است که دیگری نمی تواند به طور کامل آنها را تکرار کند. بی سیم تحرک و دسترسی انعطاف پذیر را امکان پذیر می کند، در حالی که کابل ها سرعت، پهنای باند، کارایی و قابلیت اطمینان بی نظیری را ارائه می دهند. مهندسان شبکه به جای جابه‌جایی کامل، به کابل‌ها و بی‌سیم‌ها تکیه می‌کنند که به طور مکمل بر اساس الزامات مورد استفاده معین کار می‌کنند. سرمایه‌گذاری و نوآوری مستمر در هر دو حوزه برای ایجاد زیرساخت‌های سیمی/بی‌سیم ترکیبی که بتواند نیازهای ارتباطی جامعه در آینده را برآورده کند، مورد نیاز است.

نوآوری ها و پیشرفت ها در تاریخچه فناوری سیم و کابل

• کابل های کامپوزیت با استفاده از پلیمرها و الیاف پیشرفته مانند کولار
• سیم های خود ترمیم شونده که می توانند شکستگی های عایق را ترمیم کنند
• کابل های هوشمند با سنسورهای یکپارچه و انتقال داده
• کاربردهای نانوتکنولوژی برای عایق ها و هادی ها
• کابل های با ظرفیت انتقال بالاتر برای شبکه های برق
• ارتباط سریعتر داده با کابل های Cat 8، 5G و 6G
• مقاومت در برابر آتش و کابل های LSZH (کم دود صفر هالوژن) بهبود یافته است
• کابل های ابررسانا با دمای بالا
• محافظ بهتر و کاهش EMI از طریق فویل های فلزی بافته شده
• افزایش کوچک سازی سیم ها و کابل ها
• برق از طریق اترنت (PoE) برای انتقال داده و برق روی یک کابل واحد
• رشد فیبر نوری – رشته های بیشتر و ظرفیت نرخ بیت بالاتر
• جایگزین های مس مانند آلومینیوم و گرافن به عنوان رسانا
• رباتیک و اتوماسیون برای تولید کارآمد و با دقت بالا

نتیجه تاریخچه سیم و کابل

در نتیجه، تاریخچه سیم و کابل از منشأ خود تا آزمایش‌های اولیه الکتریکی و خطوط تلگراف به‌شدت تکامل یافته‌اند. امروزه، کابل‌های پیشرفته به انرژی دنیای متصل ما کمک می‌کنند و فناوری‌های جدید را از طریق سرعت‌های بالاتر داده و انتقال سیگنال فعال می‌کنند. تکنیک های ساخت مانند کشیدن سیم دقیق نیز به طور چشمگیری بهبود یافته است. در حالی که مس به عنوان هادی انتخابی باقی می ماند، مواد جدید کابل های سبک تر و کارآمدتر را امکان پذیر می کنند. استانداردهای زیست محیطی نیز برای پایدارتر ساختن تولید کابل اجرا شده است. با افزایش تقاضا برای برق و داده، فناوری کابل به پیشرفت خود ادامه خواهد داد تا با نیازهای جامعه همگام شود. شرکت‌هایی که در تحقیق و توسعه سرمایه‌گذاری می‌کنند و نوآوری‌ها را اتخاذ می‌کنند، در صنعت جهانی سیم و کابل رقابتی باقی خواهند ماند.

سوالات متداول

1. تفاوت اساسی بین سیم و کابل چیست؟

سیم یک هادی منعطف و منفرد است، در حالی که یک کابل مجموعه ای از چندین سیم است که اغلب با عایق در کنار هم قرار گرفته اند.

2. سیم ها و کابل ها چگونه به پایداری محیطی کمک می کنند؟

تولیدکنندگان در حال اتخاذ شیوه‌های سازگار با محیط زیست هستند، از جمله استفاده از مواد قابل بازیافت و فرآیندهای تولید با انرژی کارآمد.

3. اجزای اصلی سیم و کابل چیست؟

اجزای کلیدی شامل هادی ها، مواد عایق و غلاف های محافظ هستند که هر کدام بر عملکرد و دوام کابل تأثیر می گذارند.

4. تولید سیم و کابل در طول زمان چگونه تکامل یافته است؟

روش‌های تولید از فرآیندهای دستی به خطوط تولید بسیار خودکار تبدیل شده‌اند و کارایی را افزایش داده و تقاضاهای افزایش یافته را برآورده می‌کنند.

5. برخی از نوآوری های قابل توجه در فناوری سیم و کابل چیست؟

نوآوری‌ها شامل فیبر نوری، ابررساناهای با دمای بالا و کابل‌های هوشمند است که به سیستم‌های الکتریکی کارآمدتر و انعطاف‌پذیرتر کمک می‌کنند.