في هندسة الطاقة وتركيب المعدات الصناعية، قد يؤدي اختيار النوع الخاطئ من كابلات الجهد العالي أو المنخفض إلى تعطل المعدات، وانقطاع التيار الكهربائي، وتوقف الإنتاج، بل وحتى حوادث خطيرة في الحالات القصوى. مع ذلك، لا يمتلك الكثيرون سوى فهم سطحي للاختلافات الهيكلية بين النوعين، وغالبًا ما يختارون بناءً على الخبرة أو اعتبارات "توفير التكاليف"، مما يؤدي إلى تكرار الأخطاء. قد لا يتسبب اختيار الكابل الخاطئ في أعطال المعدات فحسب، بل قد يُشكل أيضًا مخاطر محتملة على السلامة. سنتناول اليوم الاختلافات الأساسية بينهما، وأهم ثلاثة أخطاء يجب تجنبها عند الاختيار.
1. التحليل الإنشائي: كابلات الجهد العالي مقابل كابلات الجهد المنخفض
يعتقد الكثيرون أن "كابلات الجهد العالي هي مجرد كابلات جهد منخفض أكثر سمكًا"، لكن في الواقع، تختلف تصميماتها الهيكلية اختلافًا جوهريًا، حيث تُصمم كل طبقة بدقة لتناسب مستوى الجهد. لفهم هذه الاختلافات، ابدأ بتعريف "الجهد العالي" و"الجهد المنخفض":
كابلات الجهد المنخفض: الجهد المقنن ≤ 1 كيلو فولت (عادة 0.6/1 كيلو فولت)، وتستخدم بشكل رئيسي لتوزيع الطاقة في المباني وإمدادات الطاقة للمعدات الصغيرة؛
كابلات الجهد العالي: جهد مقنن ≥ 1 كيلو فولت (عادة 6 كيلو فولت، 10 كيلو فولت، 35 كيلو فولت، 110 كيلو فولت)، تستخدم لنقل الطاقة والمحطات الفرعية والمعدات الصناعية الكبيرة.
(1) قائد الأوركسترا: ليس "الأكثر سمكًا" بل "النقاء هو الأهم"
عادة ما تكون موصلات كابلات الجهد المنخفض مصنوعة من أسلاك نحاسية دقيقة متعددة الخيوط (على سبيل المثال، 19 خيطًا في أسلاك BV)، وذلك بشكل أساسي لتلبية متطلبات "قدرة حمل التيار"؛
تتميز موصلات كابلات الجهد العالي، على الرغم من أنها مصنوعة أيضًا من النحاس أو الألومنيوم، بنقاء أعلى (≥99.95٪) وتعتمد عملية "التجديل الدائري المضغوط" (تقليل الفراغات) لتقليل مقاومة سطح الموصل وتقليل "تأثير الجلد" تحت الجهد العالي (يركز التيار على سطح الموصل، مما يتسبب في التسخين).
(2) طبقة العزل: جوهر "الحماية متعددة الطبقات" لكابلات الجهد العالي
تكون طبقات عزل كابلات الجهد المنخفض رقيقة نسبيًا (على سبيل المثال، سمك عزل كابل 0.6/1 كيلو فولت ~3.4 مم)، وغالبًا ما تكون مصنوعة من مادة PVC أوXLPE، والتي تعمل بشكل أساسي على "عزل الموصل عن الخارج"؛
تتميز طبقات عزل كابلات الجهد العالي بسماكة أكبر بكثير (حوالي 10 مم لكابل 6 كيلو فولت، و20 مم لكابل 110 كيلو فولت)، ويجب أن تجتاز اختبارات صارمة مثل "تحمل جهد تردد الطاقة" و"تحمل جهد نبضات الصواعق". والأهم من ذلك، أن كابلات الجهد العالي تحتوي على أشرطة مانعة لتسرب الماء وطبقات شبه موصلة داخل طبقة العزل.
شريط مانع لتسرب الماء: يمنع دخول الماء (يمكن أن تتسبب الرطوبة تحت الجهد العالي في "تكوّن أشجار مائية"، مما يؤدي إلى انهيار العزل)؛
طبقة شبه موصلة: تضمن توزيعًا موحدًا للمجال الكهربائي (تمنع تركيز المجال الموضعي، والذي قد يتسبب في حدوث تفريغ).
البيانات: تمثل طبقة العزل 40٪ - 50٪ من تكلفة كابلات الجهد العالي (15٪ - 20٪ فقط للجهد المنخفض)، وهو سبب رئيسي لارتفاع تكلفة كابلات الجهد العالي.
(3) الحماية والغلاف المعدني: "الدرع الواقي من التداخل" لكابلات الجهد العالي
لا تحتوي كابلات الجهد المنخفض عمومًا على طبقة حماية (باستثناء كابلات الإشارة)، وتكون أغلفةها الخارجية في الغالب من مادة PVC أو البولي إيثيلين؛
يجب أن تحتوي كابلات الجهد العالي (خاصةً ≥6 كيلو فولت) على درع معدني (مثلًا،شارع النحاس(مثل جديلة النحاس) والأغلفة المعدنية (مثل غلاف الرصاص، غلاف الألومنيوم المموج):
التدريع المعدني: يقيد مجال الجهد العالي داخل طبقة العزل، ويقلل من التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)، ويوفر مسارًا لتيار العطل؛
الغلاف المعدني: يعزز القوة الميكانيكية (مقاومة الشد والسحق) ويعمل كـ "درع تأريض"، مما يقلل من شدة مجال العزل.
(4) الغلاف الخارجي: أكثر متانة لكابلات الجهد العالي
تحمي أغلفة الكابلات ذات الجهد المنخفض بشكل أساسي من التآكل والصدأ؛
يجب أن تتمتع أغلفة كابلات الجهد العالي بمقاومة إضافية للزيت والبرودة والأوزون، وما إلى ذلك (مثل PVC مع إضافات مقاومة للعوامل الجوية). وقد تتطلب التطبيقات الخاصة (مثل الكابلات البحرية) أيضًا تدريعًا بأسلاك فولاذية (مقاومة لضغط الماء وإجهاد الشد).
2. 3 "مزالق" رئيسية يجب تجنبها عند اختيار الكابلات
بعد فهم الاختلافات الهيكلية، يجب عليك أيضًا تجنب هذه "الفخاخ الخفية" أثناء الاختيار؛ وإلا فقد تزداد التكاليف، أو قد تحدث حوادث تتعلق بالسلامة.
(1) السعي الأعمى وراء "الجودة الأعلى" أو "السعر الأرخص"
مفهوم خاطئ: يعتقد البعض أن "استخدام كابلات الجهد العالي بدلاً من كابلات الجهد المنخفض أكثر أمانًا"، أو أنهم يستخدمون كابلات الجهد المنخفض لتوفير المال.
المخاطر: كابلات الجهد العالي أغلى بكثير؛ واختيار كابلات الجهد العالي دون داعٍ يزيد من الميزانية. استخدام كابلات الجهد المنخفض في تطبيقات الجهد العالي قد يؤدي إلى تلف العزل فورًا، مما يتسبب في حدوث ماس كهربائي أو حرائق أو تعريض الأفراد للخطر.
النهج الصحيح: اختر بناءً على مستوى الجهد الفعلي ومتطلبات الطاقة، على سبيل المثال، تستخدم الكهرباء المنزلية (220 فولت / 380 فولت) كابلات منخفضة الجهد، ويجب أن تتوافق المحركات الصناعية عالية الجهد (10 كيلو فولت) مع كابلات عالية الجهد - لا تقم أبدًا "بتخفيض" أو "ترقية" بشكل أعمى.
(2) تجاهل "الضرر الخفي" الناجم عن البيئة
المفهوم الخاطئ: يجب مراعاة الجهد فقط، وتجاهل البيئة، على سبيل المثال، استخدام الكابلات العادية في ظروف رطبة أو ذات درجة حرارة عالية أو ظروف تآكل كيميائي.
المخاطر: يمكن أن تتعرض كابلات الجهد العالي في البيئات الرطبة ذات الدروع أو الأغلفة التالفة لتلف الرطوبة في العزل؛ ويمكن أن تضعف كابلات الجهد المنخفض في المناطق ذات درجات الحرارة العالية (مثل غرف الغلايات) وتتعطل.
النهج الصحيح: توضيح شروط التركيب - كابلات مدرعة للتركيب المدفون، وكابلات مدرعة مقاومة للماء للتركيب تحت الماء، ومواد مصنفة لدرجات حرارة عالية (XLPE ≥90 درجة مئوية) للبيئات الحارة، وأغلفة مقاومة للتآكل في المصانع الكيميائية.
(3) تجاهل مطابقة "سعة حمل التيار وطريقة التمديد"
المفهوم الخاطئ: التركيز فقط على مستوى الجهد، وتجاهل سعة تيار الكابل (أقصى تيار مسموح به) أو الضغط الزائد/الانحناء أثناء التمديد.
المخاطر: عدم كفاية سعة التيار يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة ويسرع من شيخوخة العزل؛ يمكن أن يؤدي نصف قطر الانحناء غير المناسب لكابلات الجهد العالي (مثل السحب القوي، والانحناء المفرط) إلى تلف الحماية والعزل، مما يخلق مخاطر الانهيار.
النهج الصحيح: اختر مواصفات الكابل بناءً على التيار الفعلي المحسوب (ضع في اعتبارك تيار البدء ودرجة الحرارة المحيطة)؛ اتبع متطلبات نصف قطر الانحناء بدقة أثناء التثبيت (عادةً ما يكون نصف قطر انحناء كابل الجهد العالي ≥ 15 ضعف القطر الخارجي للموصل)، وتجنب الضغط والتعرض لأشعة الشمس.
3. تذكر ثلاث "قواعد ذهبية" لتجنب مآزق الاختيار
(1) فحص البنية مقابل الجهد:
تُعد طبقات العزل والحماية للكابلات ذات الجهد العالي أساسية؛ أما الكابلات ذات الجهد المنخفض فلا تتطلب تصميمًا مفرطًا.
(2) مطابقة الدرجات بشكل مناسب:
يجب أن تتوافق الفولتية والطاقة والبيئة؛ لا تقم بالترقية أو التخفيض بشكل أعمى.
(3) التحقق من التفاصيل وفقًا للمعايير:
يجب أن تتبع قدرة حمل التيار ونصف قطر الانحناء ومستوى الحماية المعايير الوطنية - لا تعتمد فقط على الخبرة.
تاريخ النشر: 29 أغسطس 2025