در حالى که بودجه‌های مربوط به زیرساخت‌های شبکه_ دارای انباشتگى اســت، حذف هزینه‌های حاشــیه‌ای کام?ً مطلوب اســت. با توجه به گزینه‌های پیش رو، یکی از شــیوه‌های مــورد نظر در خصوص کاهش هزینه‌ها و صرفه‌جویی خرید، تأماین سیستم‌های کابل آلومینوم با روکش مس (CCA) مى‌باشد. از نظر اثربخشى بر هزینه‌ها به نظر مى‌رسد کابل CCA جایگزین مناسبى برای کابلهای با هادی یکپارچه مسى باشد، اما خواهیم دید این اثربخشى ناچیز است.
هرچند محصو?ت CCA ممکن اســت از نظر کارایی (و آنچه که تبلیغ مى‌شــود) شبیه به کابلهای اســتاندارد کابلهای 5 e یا 6 Cat به نظر برســند. اما تفاوتهای اساسى باین این فرآورده‌ها وجود دارد که مى‌توانند باعث بروز مشــک?ت در شــبکه، ارتباطات مربوط بــه روابط تجاری و خطرات ایمنی شوند.
CCA چیست ؟
در این نــوع کابل، هادی داخلــی از جنس آلومینیوم اســت که دارای پوششــی از مس می باشد، که با چنین ساختاری، وزنی به مراتب کمتر از هزینة کمتری CCAهادی مســی خواهد داشت. چون در ساخت کابل به تولیدکنندگان تحمیل می شود، ســود حاصل از فروش این محصول جایگاه ویژة خود CCA برای تولیدکنندگان چشمگیرتر است. کابل های را در کاربردهای الکتریکی خاص به منظور پرهیز از مشکلات مربوط به اتصالات هادی های آلومینیومی دارد، ولی در کابل کشی مخابرات زوجی جایگزین قابل اطمینانی به حساب نمی آید. توســط هیچ CCA (توجــه فرمایید کــه در حال حاضر کابل با تعریف در CCA کارخانــه ای در ایران تولید نمی شــود و آنچه که بــه عنوان ای به نازکی خیال دسترس اســت در واقع آلومینیوم پوشیده شده با لایه توسط آبکاری اســت نه روکش کردن آلومینیوم با مس دارای ضخامت مطلوب)
پنج مشکل ناشی از بکارگیری CCA در شبکه
مشکلات قابل توجه و متعددی در صورت بکارگیری سیستم کابل کشی CCAبه عنوان بخشی از ساختار شبکه رخ می دهد که در اینجا به برخی یاز آنها اشاره می کنیم:
1- مطابقت نداشتن با استاندارد
کابل‌هــای زوجــى CCA بــا اســتانداردهای UL و TIL کــه در ســاختار هادیهای آنها از هادیهای تک مفتولى و تابیدة منظم مسى اســتفاده مى‌شــود، مطابقت ندارد. همچنین کابل‌هــای زوجى CCA در فهرســت کابلهای مجاز از نظر ایمنى مربوط به اســتاندارد NEC (National Electrical Code) قــرار ندارند. در نتیجه این نوع کابل‌ها را از نظــر قانونــى نمى‌توان در صورتــى که در ســاختمان کابلهای CMR ،CMX ،CMG ،CM یا CMP الزام داشته باشد، به کار گرفت.
2- انعطاف پذیرى و شعاع خمش کم
هادیهای CCA شکننده‌اند و به راحتى پاره مى‌شوند، باید توجه نمود کــه حتى در صورت بکارگیری تابلوی ســرهم‌بندی کابل2 یا گیره‌های face plater نیز احتمال بروز چناین ایرادی وجود دارد. به دلیل استحکام کششى کم سیم‌های CCA، حتى در هنگام بسته‌بندی یا کابل‌کشى نیز احتمال پارگى در اثر نیروی کششــى یا برشى وجود دارد. از طرفى ?زم اســت توجه شود که در شعاع خمش کابلهای CCA هنگام کابل‌کشى محدودیت وجود دارد.
3- اکسیدشدن و خوردگى
آلومینوم، فلزی بســیار فعال است و در صوت قرارگیری در معرض هوا به شدت اکسید مى‌شود. این نکته مى‌تواند سبب بروز مشک?ت سربندی در ساختار شبکه و مســایل مربوط به اتصا?ت شود. زمان بسیار زیادی مى‌تواند صرف تعیاین محل بروز اشکال و توقف در شبکه شود.
4- مناسب نبودن براى کاربردهاى POE
چون در کابلهای CCA هادی‌ها دارای مقاومت اهمى DC با?تری نسبت به مس مى‌باشند، سایز هادی‌ها 60 درصد بیشتر از هادیهای یکپارچة مســى است تا مقاومت اهمى با?تر آن جبران شود. در صورتى که مقاومت اهمى با?تر با افزایش سایز جبران نشود، برای هر طولى از کانال استاندارد TLA تجاوز مى‌کند و ولتاژ قابل دستیابى برای تجهیزات کافــى نخواهد بود. مقاومت اهمى با?تر باعث ایجاد ســریعتر گرمایش تشعشعى و در نتیجه آسیب‌دیدگى تجهیزات مى‌شود.
5- کابل کشی با طول متر کمتر
در مقایســه با کابلهای مســى یکپارچــة e5 Cat، در کابل‌ها CCA با طول کابل‌کشــى حدود 100 متر، ســیگنال عبوری تضعیف مى‌شود. این امر باعث کاهش حجم داده‌های انتقالى و تلفات در آن مى‌شود.
مقایسه کابل های مسـى و شـرایط ناامـن CCA واقعى چیست؟
هادی آلومینومی با روکش مس (CCA)، هادی آلومینیومی با پوشش نازکى از مس اســت. این هادی بــا قرار دادن یک مفتــول آلومینیوم به صورت طولى در ?یه ای از ورق مســى که در این نوار مسى با جوش سر به ســر هم درز جوش مى‌شود و این کشیده شــدن مى‌تواند تا حد 1/0 میلى‌متر (ضخامتى در حد تار موی انسان) ادامه یابد .
منشأ این نوع هادى از کجاست؟
در هیچ کشوری از دنیا به جز مشرق زماین هادی آلومینوم با پوشش مس تولید نمى‌شود. در واقع چاین این محصول را صادر مى‌کند،ولى بر اساس استانداردهای ملى این کشور این نوع هادی به هیچوجه پذیرفته نیست. همچناین این نوع هادی برای مقاصد اع?م شرایط ناامن در استانداردهای انگلیســى نیز مورد قبول نمى‌باشــد. این مواد ترکیبــى راه خود را برای مصرف در هادیهای مربوط به بندهای انعطافپذیر برای تولید سیم‌های سیار پیدا کرده ولى نتایج فاجعه‌آمیزی را در پى داشته است.
در هیچ کشوری از دنیا به جز مشرق زماین هادی آلومینوم با پوشش مس تولید نمى‌شود. در واقع چاین این محصول را صادر مى‌کند،ولى بر اساس استانداردهای ملى این کشور این نوع هادی به هیچوجه پذیرفته نیست. همچناین این نوع هادی برای مقاصد اع?م شرایط ناامن در استانداردهای انگلیســى نیز مورد قبول نمى‌باشــد. این مواد ترکیبــى راه خود را برای مصرف در هادیهای مربوط به بندهای انعطافپذیر برای تولید سیم‌های سیار پیدا کرده ولى نتایج فاجعه‌آمیزی را در پى داشته است.
بازدیدهای مکرر از چاین توســط ســازمان ملى اســتاندرد‌های اجباری آفریقای جنوبى3 حاکى از آن اســت که در کشور چاین هیچ کابلى با این مواد ترکیبى مصرف نمى‌شود. ابتدا کشــورهای اروپایى و آمریکایى کاربرد این نوع هادی را در خ?ل جنگ جهانى دوم گســترش دادند زیرا با این واقعیت مواجه بودند که بیشتر این مس در دسترس برای تولید س?ح‌های جنگى به کار مى‌رود. به خاطر مشــک?تى که در سربندی و اتصا?ت مربوط به این هادی در اثر تجربه در سیم‌کشــى اماکن و تجهیزات نظامى بروز کرد، بکارگیری از آن متوقف شد.
مزایاى CCA
آلومینوم در مقایسه با مس ارزان‌تر است و جایگزینی CCA تا حد بسیار زیادی از محتوای مس موجود در هادی مى‌کاهد و در نتیجه هزینه‌های تولید کابل نیز کاسته مى‌شود. CCA چنداین مزیت نسبت به مس دارد ولى تنها مزیت‌های مطرح شده مربوط به وزن و هزینه اســت. قیمت جهانى آلومینوم حدود یک ســوم قیمت مس اســت و به هماین دلیل نسبت به هادیهای یکپارچة مسى دارای صرفة اقتصادی اســت. با کاهش شــدید میزان ضایعات، احتمال ســرقت از کابلهای CCA در مقایسه با مس کمتر است. به این موارد باید چگالى حدود یک سوم آلومینوم نسبت به مس را نیز اضافه کرد.
معایب بکارگیری CCA
معایب بکارگیری CCA بســیار فراتر از مزایای آن اســت. مقاومت هادیهای آلومینوم با پوشــش مس حدود 70% بیشتر از مقاومت هادی مس خالص با قطر یکسان مى‌باشد.
به خاطر مقاومت بیشتر این نوع هادی افت ولتاژ در هادی نیز 70 درصد با?تر است. بنابراین بسته به مقاومت ویژه این سیستم ممکن است ورود برخى از ســارقاین توسط سیستم‌های ایمنی و حفاظت کشف نشود و احتمال سرقت و حتى آدمکشى افزایش یابد.
از طرفى با افزایش زمان مصرف کابل و کهنگى رخ داده در آن مقاومت هــادی نیز افزایش مى‌یابد. همانگونه کــه مى‌دانید مقاومت اهمى همة فلزات خالص بــا افزایش دما، با? مى‌رود و این شــامل افزایش دمای اطــراف کابل نیز مى‌باشــد. در موارد متعددی مشــک?ت افت ولتاژ در شــرایط دمایى با? مشاهده شــده اســت که این امر منجر به کاهش ظرفیت جریان در فواصل انتقال طو?نى‌تر مى‌گردد. همچناین آلومینوم در مقایسه با مس بسیار شکننده‌تر اســت و این موضوع مى‌تواند سبب پارگى در رشته‌های هادی حاین نصب شود. از سویى خستگى4 در محل سربندی در این کابل‌ها به اثبات رسیده است که ممکن است باعث بروز قطعى احتمالى در سیستم شود. سیستم‌های ایمنی که از CCA استفاده مى‌کنند ممکن است نتایج ثبت شدة نادرست یا اخطارهای اشــتباه صادر کنند و همچناین کابلهای کواکسیال CCA به کار رفته در سیستم CCTV باعث کاهش کیفیت تصویر خصوصاً در مسیرهای کابل‌کشى طو?نى مى‌شوند.
روش متــداول تا کردن هادی لخت انتهای سیم زیر پیچ اتصال باعث پارگى هادی در قسمت خمش مى‌شود. زمانى این کار بدون پارگى انجام مى‌شود که در هنگام خم کردن هادی مراقبت خاصى به عمل آید.
- وقوع معمول افت ولتاژ، اخطارهای اشتباه و پارگى
- اســتحکام کششى آلومینوم تقریباً 50% استحکام کششى مس است. این نوع کابل بسیار آسان‌تر پاره شده و به سادگى با انگشتان دست از هم گسسته مى‌شود.
- در حالى کــه دچار خوردگى و زنگ‌زدگى نمى‌شــود، ولى دارای این ویژگى است که در صورت قرارگیری در معرض هوا یا رطوبت ?یه‌ای از اکســید با مقاومت بر روی سطح آن ایجاد مى‌شود. این ?یه اکسید مى‌توانــد اثر منفى بــر مفصل‌ها و محل‌های اتصال بــدون اندود یا حفاظت نشــده، بگذارد که مشکل عام در این صنعت است، همچناین مى‌توان چناین موردی را در ســربندی‌هایی که از پیچ‌های استیل در آنها استفاده مى‌شود، مشاهده کرد.
- در هنگام لحیم‌کاری نیز به خاطر نقطة ذوب پایاین‌تر آن مشــک?تى به وجود مى‌آید.
- مشکل اساســى هنگام سیم‌کشــى کابل آلومینیومی پدیده‌ای موسوم به “خزش ســرد5” اســت. زمانى که کابل به کار رفته در کابل‌کشى آلومینیومی گرم مى‌شــود، منبســط مى‌گردد و زمانى که سرد مى‌شود دچار انقباض مى‌شــود. برخ?ف مس، وقتى کــه آلومینوم چرخه‌های متعددی از ســرد و گرم شــدن را طى مى‌کند در هر چرخه مقداری در محل اتصا?ت شل مى‌شود. این موضوع خصوصاً در هنگام استفاده از ســربندی‌هایی با پیچ فو?دی مشــکل کام?ً جدی را به همراه خواهد داشت.
در حالى که آلومینوم در بســیاری از کاربردها در ســطح جهان مورد اســتفاده قرار مى‌گیرد، با این وجود کاربرد آن در کابلهای سایز با?تر که دارای مزیت قطر با?تری مى‌باشند. همچناین در آنها تعدادی رشته به هم تابیده وجود دارد و نیز آلومینوم نوع دریایی6 با موفقیت بیشتری همراه اســت. (بســیاری از انواع آلومینوم موجود در بــازار از این نوع نیستند)
آزمون تشخیص CCA از مس
ساختار هادی CCAیکی از مشــک?ت این است که حتى در بررسى از نزدیک هم تشخیص CCA از مس دشــوار اســت. وقتى که کابل بریده مى‌شود، ?یه رویی مس در محل بریدگی روی آلومینوم را مى‌پوشــاند و مقطع آن نیز شبیه مس به نظر مى‌رسد.
یکی از اساســى‌تراین روش‌ها برای تشخیص هادی ضعیف CCA این اســت که عایق را از روی هادی جدا کنیم و یک رشــتة آن را با فندک بســوزانیم. مس به سادگى در اثر این عمل ذوب نمى‌شود ولى آلومینوم طى حدود 2 تا 3 ثانیه ذوب مى‌گردد. از طرفى هادی CCA به ســادگى پاره مى‌شود و این کار را مى‌توان با انگشتان دست آزمود.
نتیجه گیری
با توجه به موارد گفته شــده به نظر مى‌رســد که بکارگیری هادیهای CCA با قطرهای پایینى همچون 5/0 میلى‌متر در صورتى که در دمای پایاین استفاده شود، مسیرهای کابل‌کشى کوتاه باشد و همچناین در نصب آن دقت ?زم معمول شود، در مصارف این صنعت مناسب باشد، الزاماتى که به هیچوجه در کشــور ما رعایت نمى‌شــود. سیم‌کشى آلومینوم در صورت رعایت نکردن اصول نصب غیر قابل جبران است.
CCA به خاطر مقاومت الکتریکی با?تر امکان جایگزینی با سایز مشابه سیم مســى معمول را ندارد. گفتنى است اگر بخواهید به خاطر مقاومت الکتریکی با?تر CCA از یک سایز با?تر از آن استفاده کنید، احتما?ً ناچار خواهید بود از ســیمى استفاده کنید که در مقایسه با مس مقاومت الکتریکی پایاین‌تری داشــته باشــد. ولى افزایش سایز هادی افزایش در قیمت آن را نیز به همراه خواهد داشت. این بدان معنى است که اخت?ف خیلى کم باین مس با قابلیت هدایت یکســان و یک سایز با?تر از آن از جنس CCA وجود خواهد داشــت. پس از آنچه که خریداری مى‌کنید به خوبى آگاهى داشته باشید.
اگر واقعاً قصد دارید از کابلى استفاده کنید و پس از آن هیچ نگرانى نداشته باشــید توصیه مى‌کنیم هادی مســى را به کار بگیرید و از ویژگی‌های عملکردی مناسب آن بهره ببرید.
منبع: فصلنامه سیم و کابل شماره 73