انواع مختلفی از فلزات در کابل ها استفاده می شود که عبارتند از مس خالص، فلز با روکش مسی و آلومینیوم. در این مقاله ی به بحث در مورد انواع فلزات و فرایندهای تولیدی که در ساخت کابل برای کاربردهای ولتاژ پایین و همچنین سیم کشی الکتریکی استفاده می شود، می پردازیم.
کابل های CAT5 و CAT5e
کابل CAT5، شامل ۴ جفت سیم جهت انتقال سیگنال می شود. این کابل بیشتر در کامپیوترها برای انتقال های شبکه‌ای مانند اترنت استفاده می شود. با این وجود سینگال های مربوط به تلفن و ویدئو نیز می توانند با استفاده از این کابل ها منتقل شوند. برای اتصال کابل ها معمولا از بلوک های پانچ پایین و اتصال دهنده های مدولار استفاده می شود. نوع پیشرفته تر کابل های CAT5 با عنوان CAT5e شناخته می شوند. این کابل ها تکنولوژی های اترنت، اترنت سریع و کابل اترنت گیگابایت (۱۰۰۰/۱۰) را پشتیبانی می کنند.
کابل های CAT5 و CAT5e، از مواد مسی که درون یک پوشش از جنس PVC قرار گرفته اند، ساخته می شوند. انواع مختلفی از این کابل ها وجود دارد. برای مثال می توان به کابل های سقفی( کابل هایی که در سقف کار می شوند) کابل های دیواری، کابل های Outdoor و کابل های Indoor اشاره کرد.
استفاده از مس و الترتانیوهای آن
درست مثل سالیان گذشته که مس خالص فلز اصلی کابل ها بوده است، امروزه نیز استفاده از آن ها جهت انتقال ایمن سیگنال ها رایج بوده و به صورت گسترده در حال استفاده می باشد. در این ارتباط با وجود این ویژگی ها، منتقدان زیادی وجود دارند که استفاده از کابل های فلز جایگزین( کابل هایی با فلزی به غیر مس) را به دلیل کیفیت پایین و کارایی نه چندان بالا مفید تلقی نمی کنند. با این وجود آزمایش های کیفیت کابل های فلز جایگزین، اختلال و افت سیگنالی که منتقدین به آن معتقد هستند را نشان نمی دهد. اتفاقاتی که در مرحله ساخت روی می دهد، کیفیت کابل های فلز جایگزین را تعیین می کنند.
استفاده از روش ها و فرمول های تولید متفاوت منجر تولید کابل هایی با کیفیت متفاوت می شود. برخی از کابل های فلز جایگزین که از روش های ارزان جهت تولید استفاده می کنند، منجر به افت کیفیت شدید کابل شده و حتی ممکن است هنگام استفاده توسط مصرف کننده خراب شوند.
مشکلات کابل های مسی
با وجود اینکه مس ماده ای عالی محسوب می شود، اما فلزی گران قیمت است . برای اینکه کابلی محکم در اختیار داشته باشیم می بایست به اندازه کافی این کابل ها ضخیم باشند که بتوانند کاربردهای مختلف را پشتیبانی نمایند که این به خودی خود هزینه ها را افزایش خواهد داد.
چه جایگزین هایی برای مس وجود دارد
یافته علمی در خصوص هادی های دو فلزی محصولاتی را ارائه می کند که در آن یک کابل شبکه در عین حال که به اندازه کافی محکم بوده و نیز به اندازه کافی رساناست هزینه آن پایین می باشد. این ویژگی ها به این دلیل مناسب هستند که دانش دو فلزی از روش های ابتکاری جهت تولید استفاده می کنند. این کابل ها از یک مسی با مغزی فولادی و یا آلومینیومی ساخته شده اند. این ترکیب از طریق فشار و دما بدست می آید و شرایطی را به وجود می آورد که دو فلز کاملا در هم ادغام می گردند.
استفاده از آلومینیوم در کابل های هادی
استفاده از آلومینیوم پدیده جدیدی نیست. در طی دهه های گذشته، از آلومینیوم در سیم های الکتریکی استفاده شده است، این موضوع تا به امروز ادامه داشته است. بحث های زیادی در خصوص امنیت این سیم ها در در گرفته است، اما لازم به توضیح است بیشتر حوادث با اتصالات ارتباط دارد و به دلیل صرفا جنس آن نیست. همچنین لازم به توضیح است که کابل های باکیفیت CCA ترکیبی از دو فلز هستند.
سیم های آلومینیومی امروزی کاملا به متفاوت با سیم های آلومینیومی پیشین هستند. این سیم ها ماندگاری و مقاومت بیشتری نسبت به نمونه های پیشین دارند. به لحاظ رسانش آلومینیوم دوبرابر بیشتر از مس اثربخش است به همین دلیل معمولا در ولتاژهای بالا از این کابل ها استفاده می شود.
استفاده از کابل ها دو فلزی – سیم های روکش مسی در کسب و کارهای امروزی
این کابل ها و سیم ها به صورت گسترده در کسب و کارها و صنایع امروزی مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله صنایعی مانند :
راه آهن
تلکام
صنعت الکتریک
توربین های بادی
ماشین های سنگین و اتوماتیک – کابل های باتری سیم های سیگنال، کابل های کنترل
در صنعت هوایی – کابل های باتری سیم های سیگنال، کابل های کنترل
الکترونیک – استفاده در سیم های قدرت، استفاده در سیم کشی های داخلی
درست مانند سیم های ساختمانی، سیم هایی که با دو فلز آلومینیوم و مس ساخته شده اند نیز در حال ورود به بازارهای جهانی هستند. کابل های دو فلزی در حال شناخته شدن بوده و ایده های بی اساس در خصوص این کابل ها در حال رنگ باختن است. در این راستا لازم به توضیح است که ، آلومینیوم خالص بدون تبدیل به اتصالات ویژه ایمن نیست. سیم مسی پوشیده شده با آلومینیوم، به خوبی با سیم مسی کار می کند. با اثبات هر چه بیشتر کارایی سیم های دو فلزی، استفاده از آن در سطح جهان در حال افزایش است.
ظهور آلومینیوم با روکش مس (CCA)
ظهور آلومینیوم با روکش مس (CCA) در صنعت، یکی از موضوعاتی بوده است که که در سالیان گذشته با رشد همراه بوده است. سیم های CCA، از آلومینیوم که دارای روکش مسی است استفاده می کند. این، محصول یک فرآیند متالوژیکی است که در آن یک لایه نازک از مس روی هسته آلومینیومی کشیده می شود. این محصول، باعث کاهش هزینه ها می شود زیرا آلومیینوم به مراتب از مس ارزان تر است.
بازار مصرف CCA در حال گسترش می باشد. در حال حاضر بیشتر ۱۰۰ تولید کننده CCA هستند که درآمد آن ها بالغ بر ۵۰ میلیون دلار است. این ارقام و اعداد نشان دهنده این موضوع هستند که بازار کابل های CCA میلیون دلاری شده است.
فرآیند های تولید مورد استفاده در صنعت کابل
آبکاری در مقابل روکش کاری
هادی کابل ها دو فلزی، با روش روکش کاری تولید می شوند و نه آبکاری. با وجو اینکه امکان هر دو روش (آبکاری و روکش کاری) وجود دارد اما ملاحظاتی هستند که چرایی روکش کاری در هادی های CCA باکیفیت را پر اهمیت می کند. آبکاری چند مشکل اساسی دارد. آبکاری یک فرآیند الکترومکانیکال است که در آن مس مذاب به یک هسته اعمال می شود. در این حالت ضخامت به ندرت یکنواخت است و گپ ها و تخلخل هایی به وجود می آید. سیم مسی آبکاری شده در معرض ترک خوردن قرار دارد. در مقابل، روکش کاری فرآیندی مکانیکال است. یک صفحه جامد از مس روی هسته اعمال می شود. این روکش روی هسته کشیده می شود و امکان جدا شدن آن وجود ندارد. نسبت مس به هسته حتی در مقیاس های بسیار پایین نیز یکنواخت است.
رده بندهای کابل های جایگزین مس : تمام کابل ها یکسان نیستند
کابل های فلز جایگزین رده های متفاوتی دارند. بنابراین کاربران نباید کارکرد این کابل ها را فقط به دلیل مواد اولیه نامرغوب رد کنند.
برای مثال، ممکن است برخی تولیدکنندگان یک کابل CCA را فقط با ۵% مس بسازند. البته برخی صرفه جویی ها غیرقابل قبول هستند. زیرا عملکرد کابل را زیر سوال می برد. برای مثال بسیاری از کاربردهای کابل CAT5e الزماتی را ایجاب می کند که می بایست حداقل میزان مس بیشتر از ۲۵ % باشد. این میزان ما را مطمئن می کند که کابل CAT5e 95% نیازمندی های کارکردی را پشتیبانی می کند.
یک کابل CCA CAT5e به راحتی استانداردهای کارکردی CAT5e را برآورده خواهد کرد.
با وجود اینکه فرآیندهای تولید یکسان است، اما آن چیزی که تفاوت ایجاد می کند میزان مس مورد استفاده است.
کابل های CCA اغلب دارای علائمی مانند Cat5e ANSI / TIA-568-C ، ISO / IEC 11801 یا BS EN 50173 هستند که به دنبال فریب خریدار هستند و می خواهند این تلقی را ایجاد کنند که این کابل ها استانداردها را رعایت می کنند.
Grading of the Copper Alternative Cables: Not all cables are created equal
While the metal process is the same in the use of aluminum and copper, the amount of copper being used in manufacturing them, is different. A good manufacturer of copper clad aluminum cable will use a great deal more copper in the wire than those which are cheaply made of inferior products. This inconsistency in the industry causes a number of misconceptions about the qualities of the wire. In addition, due to the numerous ways in which this cable is made, consumers need to become aware of the different tricks likely to be used by retailers to confuse the buyer.
The CCA cables often possess markings like Cat5e ANSI/TIA-568-C, ISO/IEC 11801 or BS EN 50173 that seek to fool the buyer into thinking the cables are compliant with the regulatory system or board. However, the different electrical properties of aluminum and copper compromise the standards of CCA over Cat5e. Therefore, the appropriate percentages as will be highlighted need to be considered to optimize performance.
