استاندارد آمریکایی AWM چیست؟

استاندارد AWM، مخفف “Appliance Wiring Material” به معنای “مواد سیم‌کشی لوازم الکتریکی” است و یک دسته گسترده از سیم و کابل را شامل می‌شود که در ساختارهای مختلفی تولید می‌گردند. این استاندارد نقش حیاتی در تضمین ایمنی و عملکرد سیم‌کشی داخلی و خارجی لوازم و تجهیزات الکتریکی ایفا می‌کند. در زبان فارسی، هنوز هیچ معادل رایج و موثقی که به طور گسترده در مهندسی برق ایران به کار رود، برای AWM ساخته نشده است. بنابراین، در این مقاله از همان عبارت “AWM” استفاده می‌شود و در اولین اشاره، معادل توصیفی “مواد سیم‌کشی لوازم الکتریکی” برای شفافیت بیشتر آورده شده است.

نقش UL و استاندارد UL 758

استاندارد AWM تحت نظارت سازمان Underwriters Laboratories (UL) قرار دارد و به طور خاص در استاندارد UL 758 پوشش داده می‌شود. UL یک آزمایشگاه تست مستقل است که محصولات را بر اساس استانداردهای ایمنی دقیق ارزیابی و تأیید می‌کند. توسعه استاندارد UL 758 با هدف یکپارچه‌سازی الزامات عمومی برای AWM و استانداردسازی روش‌های ارزیابی صورت گرفت. این کار به دلیل درخواست زیاد و تنوع زیاد استایل‌های AWM در طول سال‌ها لازم بود، زیرا تنوع بالا می‌توانست باعث شود که افراد برداشت‌های متفاوتی از عملکرد و روش‌های ارزیابی داشته باشند.

AWM به عنوان یک “UL Recognized Component” یا “جزء تأیید شده توسط UL” شناخته می‌شود. این اصطلاح به این معناست که AWM یک محصول ناتمام یا جزئی است که به تنهایی برای نصب میدانی (Field Installation) در نظر گرفته نشده است. در عوض، این مواد برای استفاده در فرآیند تولید محصولات کامل‌تر که خود دارای گواهی “UL Listed” (محصولات فهرست شده UL) یا “UL Classified” (محصولات طبقه‌بندی شده UL) هستند، ارزیابی و تأیید شده‌اند. سیم‌های AWM عمدتاً برای نصب در کارخانه و در داخل محفظه کلی یک محصول فهرست شده در نظر گرفته شده‌اند

ویژگی‌های استاندارد UL 758 AWM

سیم و کابل‌های AWM دارای مشخصات فنی خاصی هستند که دامنه کاربرد آن‌ها را مشخص می‌کند:

• محدوده دما: این مواد برای حداقل دمای کاری ۶۰ درجه سانتی‌گراد (۱۴۰ درجه فارنهایت) در حالت خشک طراحی شده‌اند. برخی استایل‌های AWM می‌توانند دماهای بالاتر، تا ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد را نیز پشتیبانی کنند.
• محدوده ولتاژ: حداقل ولتاژ کاری برای AWM از ۳۰ ولت آغاز می‌شود. این ولتاژ می‌تواند تا ۱۰۰۰ کیلوولت AC و ۳ کیلوولت DC به بالا را نیز شامل شود و کابل‌های فشار ضعیف، متوسط و قوی را در بر می‌گیرد.
• محدوده سایز (سطح مقطع) هادی: سایز هادی‌ها در استاندارد UL 758 بر اساس سیستم امپریال آمریکا (AWG) اندازه‌گیری می‌شود و از ۵۰AWG (۰.۰۱۳ میلی‌متر مربع) تا ۲۰۰۰kcmil (۱۰۱۳.۴ میلی‌متر مربع) متغیر است.
• جنس هادی: هادی‌ها می‌توانند از جنس مس یا آلومینیوم باشند. همچنین، مواد جایگزین مانند فیبر (رسانای نور در فیبر نوری) و نیکل نیز پوشش داده می‌شوند.
• مواد عایق و روکش: برای عایق‌بندی و روکش‌کشی این کابل‌ها از پلیمرها و مواد ترموست متنوعی استفاده می‌شود. این مواد شامل PVC (پلی‌وینیل کلراید)، نئوپرن، LLDPE، MDPE یا HDPE (پلی‌اتیلن با چگالی خطی پایین، متوسط یا بالا)، PTFE (پلی‌تترافلوئورواتیلن)، PP (پلی‌پروپیلن) و TPU (پلی‌یورتان ترموپلاستیک) هستند.
• ساختار کابل: کابل‌های AWM می‌توانند به صورت تک‌رشته یا چند‌‌رشته ساخته شوند. روکش آن‌ها نیز می‌تواند از جنس ترموپلاستیک یا ترموست باشد. برای محافظت مکانیکی، امکان استفاده از شیلد فلزی (مانند بافت یا نوار فلزی) وجود دارد. شایان ذکر است که برای سیم‌کشی داخلی تجهیزات کارخانه‌ای، ممکن است فقط عایق‌بندی کافی باشد و نیازی به روکش محافظ بیرونی نباشد. با این حال، در مواردی که کابل‌ها برای اتصال خارجی تجهیزات به کار می‌روند، داشتن روکش الزامی است.

سیستم “شماره استایل” UL برای دسته‌بندی AWM

UL برای هر ساختار AWM تأیید شده، یک “شماره استایل” (Style Number) منحصر به فرد اختصاص می‌دهد. هر شماره استایل دارای یک صفحه مشخصات است که جزئیات فنی مانند محدوده سایز گیج، ماده عایق، درجه حرارت و ولتاژ را فهرست می‌کند. این صفحه همچنین کاربرد عمومی محصول را بر اساس ارزیابی UL مشخص می‌نماید. این سیستم شماره‌گذاری، دسته‌بندی دقیق و منظمی را برای طیف وسیع سیم و کابل‌های AWM فراهم می‌کند و به مهندسان و تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا سیم AWM صحیح را برای الزامات کاربردی خاص خود (مانند دما، ولتاژ، نوع عایق، اندازه هادی، تک‌رشته یا چند‌‌رشته بودن) به دقت انتخاب کنند. این رویکرد سیستماتیک، پیچیدگی انتخاب سیم‌کشی مناسب را کاهش داده و به تضمین انطباق و ایمنی در طراحی و ساخت محصول کمک شایانی می‌کند.

دسته‌بندی استایل‌های AWM بر اساس معیارهایی مانند تک‌رشته یا چند‌‌رشته بودن، نوع روکش (ترموپلاستیک یا ترموست) و روش ساخت عایق یا روکش صورت می‌گیرد. دسته‌بندی کلی استایل‌ها به شرح زیر است:

روش‌های تست و ارزیابی

استاندارد UL 758 شامل الزامات عملکرد و روش‌های تست دقیقی است که برای ارزیابی کیفیت و ایمنی AWM ضروری هستند. این تست‌ها شامل بررسی مقاومت کششی و ازدیاد طول، تست جرقه (Spark Test) و مقاومت در برابر ولتاژ دی‌الکتریک هستند. علاوه بر این، تست‌های مهم دیگری نیز انجام می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که کابل‌ها در شرایط مختلف عملکرد خود را حفظ می‌کنند. این تست‌ها عبارتند از:

• تست خمش که دوام کابل را در برابر خمش مکرر ارزیابی می‌کند.
• تست کشش که استحکام اتصال بین هادی و لایه عایق را می‌سنجد.
• تست مقاومت حرارتی که تضمین می‌کند کابل در دماهای بالا نیز عملکرد خود را حفظ می‌کند.

شرکت UL Solutions (یک شرکت جهانی متخصص در ایمنی و صدور گواهینامه) همچنین خدمات تست گسترده‌ای را ارائه می‌دهد که جنبه‌های محیطی، انتشار شعله، مقاومت مکانیکی، مقاومت شیمیایی و ویژگی‌های الکتریکی کابل‌ها را پوشش می‌دهد. ماهیت جامع این آزمایش‌ها، که شامل بررسی‌های مکانیکی، الکتریکی، حرارتی، قابلیت اشتعال و شیمیایی است، تضمین می‌کند که سیم‌های AWM نه تنها در هنگام نصب اولیه ایمن هستند، بلکه در طول عمر مفید لوازم خانگی نیز قابل اعتماد و بادوام باقی می‌مانند، حتی در شرایط عملیاتی و محیطی متغیر. این رویکرد جامع به کاهش خطرات آتش‌سوزی، شوک الکتریکی و نقص تجهیزات کمک کرده و در نتیجه ایمنی مصرف‌کننده و طول عمر محصول را افزایش می‌دهد. این نشان‌دهنده تعهد UL به ارزیابی ایمنی به صورت کل‌نگر، فراتر از صرفاً عملکرد اولیه است.

سیم‌ها و کابل‌های منطبق با استاندارد AWM

تعداد زیادی از سیم‌ها و کابل‌ها در دسته‌بندی AWM قرار می‌گیرند که هر کدام دارای “شماره استایل” خاص خود هستند و مشخصات و کاربردهای ویژه‌ای دارند.

نمونه‌هایی از استایل‌های AWM رایج

سیم و کابل‌هایی با شماره استایل‌های UL مانند UL Style 1015 ، UL1007 و UL2836 از جمله مواردی هستند که این استاندارد را پاس می‌کنند. این استایل‌ها، هر یک با ویژگی‌های عایقی، دمایی و ولتاژی خاص خود، برای کاربردهای مختلف در لوازم الکتریکی طراحی شده‌اند.

به عنوان مثال، کابل‌ E300956 AWM 10269 6AWM 1000V، نمونه‌ی مشخصی از کابل‌های AWM می‌باشد. در اینجا، E300956 شماره فایل UL مربوط به تولیدکننده (GUANGDONG HAERKN NEW ENERGY CO LTD) است که نشان‌دهنده تأیید این شرکت توسط UL برای تولید مواد سیم‌کشی لوازم الکتریکی است. AWM 10269 به استایل خاص AWM (Appliance Wiring Material) اشاره دارد که توسط UL تأیید شده است.

ویژگی‌های استایل UL 10269: این استایل یک هادی تک‌رشته با عایق اکسترود شده (معمولاً PVC) است. کابل‌های با این استایل برای دماهای ۸۰، ۹۰ و ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد و ولتاژ ۱۰۰۰ ولت AC یا ۱۲۵۰ ولت DC درجه‌بندی شده‌اند. سایز هادی ۶ AWG (American Wire Gauge) که در این کابل‌ها مشاهده می‌شود، در محدوده مجاز این استایل (۳۰AWG – ۲۰۰۰kcmil) قرار دارد. کاربرد اصلی این کابل‌ها برای کابل‌کشی داخلی لوازم خانگی و تجهیزات است، از جمله مواردی که ممکن است در معرض روغن با دمای ۶۰ یا ۸۰ درجه سانتی‌گراد قرار گیرند. همچنین، این کابل می‌تواند برای کابل‌کشی داخلی تجهیزات کنترل و به عنوان کابل‌های اتصال خارجی نیز استفاده شوند و اغلب به عنوان کابل‌های Tri-rated (سه‌استاندارد) شناخته می‌شوند که چندین استاندارد بین‌المللی از جمله UL 758 را برآورده می‌کنند.

کابل‌های Tri-rated (سه‌استاندارد)

کابل‌های Tri-rated (کابل‌های سه‌استاندارد) نمونه‌ای بارز از کابل‌هایی هستند که اغلب با استاندارد UL 758 AWM مطابقت دارند. این کابل‌ها، که به دلیل انعطاف‌پذیری بالا محبوب هستند، معمولاً برای سیم‌کشی داخلی ثابت در فضاهای محدود مانند تابلوهای ابزار دقیق و سوئیچ‌گیر استفاده می‌شوند. نام “Tri-rated” به این معنی است که آن‌ها سه استاندارد ملی (معمولاً UL، CSA و یک استاندارد بریتانیایی مانند BS) را برآورده می‌کنند، که UL 758 یکی از آن‌هاست.

تمایز AWM از سیم‌کشی ساختمانی (NEC)

یک نکته حیاتی که حتماً باید مدنظر قراردهید تفاوت میان هادی‌های AWM و هادی‌های ساختمانیNEC (NFPA 70) است. این هادی‌های خاص در متن کد به جز موارد محدود شناخته نمی‌شوند و به هیچ وجه برای نصب در ساختمان یا سوله به شرط رعایت NEC مجاز شناخته نمی‌شوند. بنابراین، صرف مشاهده علامت AWM یا برچسب این نوع بر روی هادی هیچ‌گونه مجوزی برای استفاده عملی در یک پروژه میدانی نمی‌دهد. این محدودیت به این دلیل وجود دارد که AWM در چارچوب آزمایش‌های کنترل‌شده و محدود در یک محیط ساخت کارخانه‌ای مورد تأیید قرار می‌گیرد و نه به‌عنوان یک هادی مستقل ساختمانی که باید الزامات ایمنی بنیادی NEC را برای شرایط عمومی ساختمانی برآورده کند. جزو این الزامات می‌توان به الزامات مربوط به پرکردن مجاری، محافظت مکانیکی و سطوح رتبه‌بندی آتش‌سوزی برای پوشش‌های در معرض دید اشاره کرد.

این تمایز برای جلوگیری از نصب‌های الکتریکی ناایمن بسیار مهم است. استفاده از سیم‌های AWM برای سیم‌کشی عمومی ساختمان (به عنوان مثال، در دیوارها، سقف‌ها یا مجراهای در معرض دید) که در آن رعایت NEC الزامی است، می‌تواند منجر به خطرات جدی ایمنی، از جمله آتش‌سوزی و شوک الکتریکی شود، زیرا این سیم‌ها برای چنین کاربردهای گسترده‌ای تست یا تأیید نشده‌اند. این موضوع بر اهمیت درک “دامنه” کاربرد یک استاندارد، به جای صرفاً وجود آن، تأکید می‌کند. با این حال، اگر یک هادی هم برای AWM و هم به عنوان یک هادی نوع ساختمانی ارزیابی شده و دارای تأییدیه دوگانه باشد، می‌تواند مطابق با NEC برای نوع هادی ساختمانی مشخص شده روی عایق آن نصب شود.

کاربردهای سیم و کابل‌های AWM

سیم و کابل‌های AWM به طور خاص برای کاربردهای معینی در صنعت الکترونیک و لوازم خانگی طراحی شده‌اند.

سیم‌کشی داخلی لوازم و تجهیزات:

کاربرد اصلی AWM به عنوان سیم‌کشی نصب شده در کارخانه، در داخل محفظه کلی لوازم و سایر تجهیزات است. این شامل طیف وسیعی از کاربردها می‌شود، از جمله مدارهای کنترل، سیم‌کشی عمومی و سیم‌کشی داخلی لوازم خانگی و صنعتی. به عنوان مثال، این سیم‌ها در دستگاه‌هایی مانند یخچال‌ها، سیستم‌های تهویه مطبوع، ماشین‌های لباسشویی اتوماتیک و ماشین‌آلات صنعتی به کار می‌روند. همچنین، کابل‌های AWM به طور گسترده‌ای در تابلوهای ابزار دقیق و سوئیچ‌گیر استفاده می‌شوند.

کابل‌های اتصال خارجی:

AWM همچنین می‌تواند به عنوان کابل اتصال خارجی برای لوازم و تجهیزات مورد استفاده قرار گیرد. در این کاربرد، برای اطمینان از محافظت کافی، کابل‌ها باید حتماً دارای روکش باشند.

استفاده به عنوان اجزای کابل‌های چند‌‌رشته:

علاوه بر کاربردهای فوق، مواد AWM می‌توانند به عنوان هادی‌های تکی در ساخت کابل‌های چند‌‌رشته مورد استفاده قرار گیرند.

نکات مهم و ملاحظات تکمیلی

برای استفاده صحیح و ایمن از سیم و کابل‌های AWM، درک چند ملاحظه کلیدی ضروری است.

پذیرش نهایی وابسته به تجهیزات کامل:

پذیرش نهایی AWM به استفاده آن در تجهیزات کاملی بستگی دارد که با استانداردهای مربوط به آن تجهیزات مطابقت داشته باشد. این بدان معناست که AWM به تنهایی یک محصول نهایی نیست، بلکه جزئی است که باید در یک سیستم تأیید شده به کار رود. این موضوع بر مسئولیت تولیدکنندگان لوازم تأکید دارد که باید اطمینان حاصل کنند سیم‌کشی AWM انتخاب شده، برای کاربرد خاص در محصول نهایی آن‌ها مناسب است و کل محصول، الزامات ایمنی مربوطه را برآورده می‌کند.

اهمیت صحت‌سنجی و انطباق با استانداردها:

با توجه به گستردگی استایل‌ها و کاربردهای AWM، انتخاب سیم یا کابل مناسب بر اساس “شماره استایل” UL و مشخصات فنی دقیق آن برای اطمینان از عملکرد ایمن و مطابق با استاندارد ضروری است. تولیدکنندگان و مهندسان باید از ابزارهایی مانند جستجوی پارامتریک (که UL ارائه می‌دهد) برای یافتن استایل‌های AWM که دقیقاً با الزامات دما، ولتاژ، سایز هادی و مواد عایق مورد نیاز برای کاربرد خاص آن‌ها مطابقت دارند، استفاده کنند. این دقت در انتخاب و صحت‌سنجی، پایه‌ای برای طراحی محصولات ایمن و قابل اعتماد است.

سخن پایانی

استاندارد AWM (Appliance Wiring Material)، که تحت نظارت دقیق UL 758 قرار دارد، یک چارچوب حیاتی برای سیم‌کشی ایمن و قابل اعتماد در طیف گسترده‌ای از لوازم و تجهیزات الکتریکی فراهم می‌کند. این استاندارد با تعیین مشخصات دقیق برای انواع مختلف سیم و کابل، از جمله محدوده‌های دما و ولتاژ، سایز هادی و مواد عایق، تضمین می‌کند که اجزای سیم‌کشی برای کاربردهای خاص خود مناسب هستند.

تمایز کلیدی AWM در این است که به عنوان یک “جزء تأیید شده توسط UL” شناخته می‌شود و عمدتاً برای سیم‌کشی نصب شده در کارخانه طراحی شده است. این بدان معناست که AWM برای سیم‌کشی عمومی ساختمان‌ها تحت “کد ملی برق” (NEC) در نظر گرفته نشده است، مگر اینکه به طور خاص دارای تأییدیه دوگانه برای هر دو کاربرد باشد. این تمایز حیاتی، از نصب‌های ناایمن جلوگیری کرده و بر اهمیت درک دامنه کاربرد هر استاندارد تأکید دارد.

در نهایت، رعایت این استانداردها، درک صحیح کاربردهای AWM و دقت در انتخاب استایل‌های مناسب، نقش مهمی در افزایش ایمنی، قابلیت اطمینان و طول عمر محصولات الکتریکی ایفا می‌کند و به حفظ سلامت مصرف‌کنندگان و کارایی تجهیزات کمک می‌نماید.