برق، سیم و کابل

صنعت برق شامل تولید، انتقال، توزیع و فروش برق به عموم مردم و صنعت می شود. توزیع تجاری برق در سال ۱۸۸۲ آغاز شد، زمانی که برق برای روشنایی بوسیله برق تولید شد. در دهه های ۱۸۸۰ و ۱۸۹۰، نگرانی های رشد اقتصادی و ایمنی منجر به تنظیم صنعت می شود.

هنگامی که نوآوری گران قیمت به مناطق پرجمعیت محدود می شود، انرژی برق قابل اعتماد و مقرون به صرفه تبدیل به یک جنبه ضروری برای عملکرد عادی تمام عناصر اقتصادهای توسعه یافته شده است.

تا اواسط قرن بیستم، برق به عنوان “انحصار طبیعی” دیده می شد، تنها در صورتی که تعدادی از سازمان ها در بازار شرکت داشته باشند، کارآیی لازم را داشت. در برخی مناطق، بعضی از شرکت ها تمام مراحل را از تولید تا فروش انجام می دادند و تنها نظارت دولتی، نرخ بازده و ساختار هزینه را تنظیم می کرد.

از دهه ۱۹۹۰، بسیاری از مناطق تولید و توزیع برق را برای ایجاد یک بازار برق رقابتی شروع کرده اند. در حالیکه چنین بازارهایی می توانند با قیمت های زیاد و اعتماد از بین رفته مشتری مقابله کنند و به طور کلی تولید رقابتی انرژی برق منجر به بهبود ارزشمندی در کارایی می شود. با این حال، انتقال و توزیع مشکلی دشوار است زیرا بازگشت سرمایه گذاری آسان نیست.

اصلاح بازار

مدل کسب و کار در پشت صنعت برق در طول سالها تغییر کرده است و نقش مهمی در شکل دادن به این صنعت مانند آنچه اکنون هست دارد. از تولید، انتقال، توزیع، تا  فروش محلی نهایی.

انتظار می رود که تقاضای برق در آینده افزایش داشته باشد. انقلاب اطلاعاتی بسیار وابسته به نیروی برق است. سایر زمینه های رشد عبارتند از: تکنولوژی های منحصر به فرد جدید برق، پیشرفت هایی در تهویه فضا، فرایندهای صنعتی و حمل و نقل (برای مثال وسایل نقلیه هیبریدی، لوکوموتیو ها)

پلیمر در صنعت برق

پلیمرها به دلیل نارسایی الکتریکی در ساختار سیم و کابل های الکتریکی ، کابل های مخابراتی و … مصارف گسترده دارند . در یک مدار الکتریکی ، عایق وظیفه ممانعت از تماس و برقراری اتصال الکتریکی بین هادی در رشته سیم ها را بر عهده دارد . بر این اساس بسته به نیاز ویژه هر سیستم از گازها ، مایعات و جامدات می توان به عنوان عایق استفاده کرد . با وجودی که وظیفه عایق ، محدود کردن جریان برق از هادی به زمین و یا پتانسیل پایین تر است ، عایق های جامد نقش حفاظ الکتریکی / مکانیکی را نیز دارند . در سیم ها و کابل های فشار ضعیف ، عایق های جامد معمولا” علاوه بر خواص الکتریکی ، خواص مکانیکی مناسبی را نیز دارا هستند .

در هر وسیله برقی ، سیستم عایق بندی قابلیت اعتماد آن وسیله را تعیین می کند و نوع و کیفیت عایق بر قیمت ، وزن و کارائی وسیله تاثیر گذار خواهد بود . برای عایق بندی سیستم های برقی بندرت از یک ماده عایقی استفاده می شود و معمولا” چندین عایق مثل کاغذ ، فیلم ، نوار ، لاستیک ، روغن و … به صورت سری مورد استفاده قرار می گیرد .

عایق های جامد متداول ترین مواد عایقی مورد استفاده در مدارهای الکتریکی و سیم و کابل را تشکیل می دهند ، حتی در وسایلی که از عایق های گازی و یا مایع استفاده می کنند ماده جامد نیز بصورت سری استفاده می شود . در بسیاری موارد عایق جامد از ابتدا به صورت جامد مصرف می شود ولی در برخی موارد بصورت محلول ( حاوی پلیمری که بصورت جزیی پلیمر شده و یا پلیمر شدن آن کامل نشده است ) و یا سیستم های منومری مصرف می شود که پس از کاربرد ، کاملا” پلیمری شده و بصورت جامد در می آید .

پلیمر یا بسپار به موادی گفته می شود که ملکول آنها ساختار زنجیری دارد . به عبارت دیگر ماده ای که از مولکولهای عظیم الجثه ساخته شده که از اتصال ملکول های ساده تشکیل شده اند . مانند پلی اتیلن که از یک زنجیر پلی اتیلن تشکیل شده ، یا تراکم فنل و فرمالدئید ( با تولید آب ) رزین های فنل – فرمالدئید را تشکیل می دهد .

در پلیمرها واحد های تکرار شونده مونومر نامیده می شوند ، به عنوان مثال منومر پلی اتیلن ، گاز اتیلن است و یا منومر پی وی سی ، وینیل کلراید می باشد در اکثر منومرها بین کربن ها یک پیوند دوگانه کربن – کربن وجود دارد که این پیوند به هنگام پلیمر شدن شکسته شده و به دوطرف انتقال می یابد .

اگر زنجیره ملکولی از یک مونومر تشکیل شده باشد زنجیر را هوموپلیمر و اگر از دومنومر مختلف ساخته شده باشد زنجیر را کوپلیمر و اگر از سه مونومر تشکیل شود زنجیره را ترپولیمر می نامند .

امروزه مهمترین پلیمرها در صنعت  سیم و کابل سازی با ویژگی های زیر رده بندی می شوند :

• گرمانرم ها
• گرماسخت ها

گرمانرم ها را می توان با افزودن گرما و یا برطرف نمودن آن به طور مکرر نرم و منجمد کرد . بر این اساس این مواد را می توان به دفعات در اکسترودر ، فرآیند تزریق و … فرآوری نمود .

در پلیمرهای گرماسخت پس از فرآیند خنک کاری ، گرمایش مجدد منجر به نرم شدن و جاری شدن پلیمر نمی شود . به طور کلی ، پلیمرهای گرماسخت را به عنوان مواد قابل بازیافت در نظر نمی گیرند .

از پلیمرهای گرمانرم می توان به عایق پلی اتیلن ( PE ) ، پلی پروپیلن ( PP ) ، پلی وینیل کلراید ( PVC ) و از پلیمرهای گرماسخت می توان به EPDM اشاره نمود . پلیمرهای الاستومری موادی هستند که می توانند در صورت اعمال نیرو به صورت مکرر تغییر شکل داده و پس از برداشتن نیرو به شکل اولیه بازگردند . الاستومرها بر اساس ترکیب شیمیایی خود و نیز مکانیزم فرآوری می توانند به صورت گرمانرم یا گرما سخت باشند .