الوظائف الأساسية للعزل والغلاف والحماية في تصميم الكابلات

نعلم أن الكابلات تختلف في أدائها، وبالتالي في بنيتها. يتكون الكابل عمومًا من موصل، وطبقة حماية، وطبقة عازلة، وطبقة غلاف، وطبقة حماية خارجية. وتختلف البنية تبعًا للخصائص. مع ذلك، لا يزال الكثيرون غير واضحين بشأن الفروقات بين طبقات العزل والحماية والغلاف في الكابلات. دعونا نشرحها بالتفصيل لفهمها بشكل أفضل.

(1) طبقة عازلة

توفر طبقة العزل في الكابل حماية أساسية بين الموصل والبيئة المحيطة أو الموصلات المجاورة. وتضمن هذه الطبقة انتقال التيار الكهربائي أو الموجات الكهرومغناطيسية أو الإشارات الضوئية التي يحملها الموصل داخله فقط دون تسرب إلى الخارج، مع توفير الحماية للأجسام والأفراد في الخارج. ويحدد أداء العزل بشكل مباشر الجهد المقنن الذي يتحمله الكابل وعمره الافتراضي، مما يجعله أحد المكونات الأساسية للكابل.

يمكن تقسيم مواد عزل الكابلات عمومًا إلى مواد عزل بلاستيكية ومواد عزل مطاطية. كابلات الطاقة المعزولة بالبلاستيك، كما يوحي اسمها، تحتوي على طبقات عزل مصنوعة من البلاستيك المبثوق. تشمل أنواع البلاستيك الشائعة كلوريد البولي فينيل (PVC) والبولي إيثيلين (PE).البولي إيثيلين المتشابك (XLPE)ومركبات البولي إيثيلين المتشابك منخفض الدخان والخالي من الهالوجين (LSZH). ومن بينها، يُستخدم البولي إيثيلين المتشابك على نطاق واسع في كابلات الجهد المتوسط ​​والعالي نظرًا لخصائصه الكهربائية والميكانيكية الممتازة، فضلاً عن مقاومته الفائقة للتقادم الحراري وأدائه العازل.

أما كابلات الطاقة المعزولة بالمطاط، فتُصنع من المطاط الممزوج بمواد مضافة متنوعة، ثم تُعالج لتُصبح عازلة. تشمل مواد العزل المطاطية الشائعة مزيج المطاط الطبيعي مع الستايرين، ومطاط EPDM (مطاط إيثيلين بروبيلين ديين مونومر)، ومطاط البوتيل. تتميز هذه المواد بمرونتها وليونتها، مما يجعلها مناسبة للحركة المتكررة وانحناءات الانحناء الصغيرة. في تطبيقات مثل التعدين والسفن والموانئ، حيث تُعد مقاومة التآكل والزيوت والمرونة من العوامل الحاسمة، تلعب الكابلات المعزولة بالمطاط دورًا لا غنى عنه.

(2) طبقة الغلاف

تُمكّن طبقة الغلاف الكابلات من التكيف مع بيئات الاستخدام المختلفة. تُطبّق هذه الطبقة فوق طبقة العزل، ويتمثل دورها الرئيسي في حماية الطبقات الداخلية للكابل من التلف الميكانيكي والتآكل الكيميائي، مع تعزيز قوته الميكانيكية، وتوفير مقاومة للشد والضغط. يضمن الغلاف حماية الكابل من الإجهاد الميكانيكي والعوامل البيئية كالماء وأشعة الشمس والتآكل البيولوجي والحريق، مما يحافظ على استقرار الأداء الكهربائي على المدى الطويل. وتؤثر جودة الغلاف بشكل مباشر على عمر الكابل.

توفر طبقة الغلاف أيضًا مقاومة للحريق، ومقاومة للاشتعال، ومقاومة للزيوت، ومقاومة للأحماض والقلويات، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية. وبحسب التطبيق، يمكن تقسيم طبقات الغلاف إلى ثلاثة أنواع رئيسية: أغلفة معدنية (بما في ذلك الغلاف الخارجي)، وأغلفة مطاطية/بلاستيكية، وأغلفة مركبة. لا تقتصر فوائد الأغلفة المطاطية/البلاستيكية والمركبة على منع التلف الميكانيكي فحسب، بل توفر أيضًا عزلًا مائيًا، ومقاومة للاشتعال، ومقاومة للحريق، ومقاومة للتآكل. في البيئات القاسية، مثل البيئات ذات الرطوبة العالية، والأنفاق تحت الأرض، والمصانع الكيميائية، يُعد أداء طبقة الغلاف بالغ الأهمية. لا تُطيل مواد الغلاف عالية الجودة عمر خدمة الكابل فحسب، بل تُعزز بشكل كبير السلامة والموثوقية أثناء التشغيل.

(3) طبقة الحماية

تنقسم طبقة الحماية في الكابل إلى طبقة حماية داخلية وطبقة حماية خارجية. تضمن هاتان الطبقتان تلامسًا جيدًا بين الموصل والعازل، وكذلك بين العازل والغلاف الداخلي، مما يمنع زيادة شدة المجال الكهربائي السطحي الناتجة عن خشونة أسطح الموصلات أو الطبقات الداخلية. تحتوي كابلات الطاقة ذات الجهد المتوسط ​​والعالي عمومًا على طبقة حماية للموصل وطبقة حماية للعازل، بينما قد لا تكون بعض كابلات الجهد المنخفض مزودة بطبقات حماية.

يمكن أن يكون التدريع إما تدريعًا شبه موصل أو تدريعًا معدنيًا. تشمل أشكال التدريع المعدني الشائعة لف الشريط النحاسي، وتضفير الأسلاك النحاسية، ولف الشريط الطولي المركب من رقائق الألومنيوم والبوليستر. غالبًا ما تستخدم الكابلات المحمية هياكل مثل تدريع الأزواج الملتوية، أو التدريع الجماعي، أو التدريع الشامل. توفر هذه التصاميم فقدًا عازلًا منخفضًا، وقدرة نقل قوية، وأداءً ممتازًا في مقاومة التداخل، مما يتيح نقلًا موثوقًا للإشارات التناظرية الضعيفة ومقاومة للتداخل الكهرومغناطيسي القوي في البيئات الصناعية. تُستخدم هذه الكابلات على نطاق واسع في توليد الطاقة، والتعدين، والبترول، والصناعات الكيميائية، والنقل بالسكك الحديدية، وأنظمة التحكم الآلي في الإنتاج.

أما بالنسبة لمواد الحماية، فغالباً ما تستخدم الحماية الداخلية ورقاً معدنياً أو مواد شبه موصلة، بينما قد تتكون الحماية الخارجية من شريط نحاسي ملفوف أو أسلاك نحاسية مضفرة. عادةً ما تكون مواد التضفير من النحاس الخام أو النحاس المطلي بالقصدير، وفي بعض الحالات أسلاك نحاسية مطلية بالفضة لتعزيز مقاومة التآكل والتوصيل. لا يُحسّن تصميم الحماية الجيد الأداء الكهربائي للكابلات فحسب، بل يُقلل أيضاً بشكل فعال من تداخل الإشعاع الكهرومغناطيسي مع المعدات المجاورة. في بيئات اليوم شديدة الكهرباء والمعتمدة على المعلومات، تزداد أهمية الحماية بشكل ملحوظ.

ختامًا، هذه هي الفروقات ووظائف طبقات عزل الكابلات، والحماية، والغلاف الخارجي. تُذكّر منظمة "عالم واحد" الجميع بأن الكابلات ترتبط ارتباطًا وثيقًا بسلامة الأرواح والممتلكات. لذا، يجب تجنب استخدام الكابلات غير المطابقة للمواصفات؛ واحرص دائمًا على الشراء من شركات تصنيع كابلات موثوقة.

تركز شركة ون وورلد على توريد المواد الخام للكابلات، وتلتزم بتزويد عملائها بحلول عالية الجودة. تشمل منتجاتنا مواد عزل وتغليف وحماية متنوعة، مثل البولي إيثيلين المتشابك (XLPE)، والبولي فينيل كلوريد (PVC)، والهيدروجين منخفض الكثافة والمنخفض (LSZH)، وشريط مايلر من رقائق الألومنيوم، وشريط النحاس.شريط ميكاوغير ذلك الكثير. بفضل الجودة الثابتة والخدمة الشاملة، نقدم دعماً قوياً لتصنيع الكابلات في جميع أنحاء العالم.