في هندسة الطاقة وتركيب المعدات الصناعية، قد يؤدي اختيار نوع خاطئ من "كابل الجهد العالي" أو "كابل الجهد المنخفض" إلى تعطل المعدات، وانقطاع التيار الكهربائي، وتوقف الإنتاج، أو حتى حوادث السلامة في الحالات الحرجة. ومع ذلك، لا يمتلك الكثيرون سوى فهم سطحي للاختلافات الهيكلية بينهما، وغالبًا ما يختارون بناءً على الخبرة أو اعتبارات "توفير التكلفة"، مما يؤدي إلى تكرار الأخطاء. قد لا يؤدي اختيار الكابل الخاطئ إلى أعطال المعدات فحسب، بل قد يُشكل أيضًا مخاطر محتملة على السلامة. دعونا نناقش اليوم الاختلافات الجوهرية بينهما، بالإضافة إلى "المخاطر" الرئيسية الثلاثة التي يجب تجنبها أثناء الاختيار.
1. التحليل الهيكلي: كابلات الجهد العالي مقابل كابلات الجهد المنخفض
يعتقد الكثيرون أن كابلات الجهد العالي هي مجرد كابلات جهد منخفض أكثر سُمكًا، ولكن في الواقع، تختلف تصميماتها الهيكلية اختلافًا جوهريًا، وكل طبقة مُكيّفة بدقة مع مستوى الجهد. لفهم الاختلافات، ابدأ بتعريفي "الجهد العالي" و"الجهد المنخفض":
كابلات الجهد المنخفض: الجهد المقدر ≤ 1 كيلو فولت (عادة 0.6/1 كيلو فولت)، تستخدم بشكل أساسي لتوزيع المباني وإمدادات الطاقة للمعدات الصغيرة؛
كابلات الجهد العالي: جهد مقدر ≥ 1 كيلو فولت (عادة 6 كيلو فولت، 10 كيلو فولت، 35 كيلو فولت، 110 كيلو فولت)، تستخدم في نقل الطاقة، ومحطات الطاقة الفرعية، والمعدات الصناعية الكبيرة.
(1) الموصل: ليس "أكثر سمكًا" ولكن "النقاء مهم"
عادةً ما تكون موصلات الكابلات ذات الجهد المنخفض مصنوعة من أسلاك نحاسية دقيقة متعددة الخيوط (على سبيل المثال، 19 خيطًا في أسلاك الجهد المنخفض)، وذلك بشكل أساسي لتلبية متطلبات "القدرة على حمل التيار"؛
تتمتع موصلات الكابلات ذات الجهد العالي، على الرغم من أنها مصنوعة أيضًا من النحاس أو الألومنيوم، بنقاء أعلى (≥99.95٪) وتعتمد على عملية "التجعيد الدائري المضغوط" (تقليل الفراغات) لتقليل مقاومة سطح الموصل وتقليل "تأثير الجلد" تحت الجهد العالي (يركز التيار على سطح الموصل، مما يسبب التسخين).
(2) طبقة العزل: جوهر "الحماية متعددة الطبقات" لكابلات الجهد العالي
طبقات عزل الكابلات ذات الجهد المنخفض رقيقة نسبيًا (على سبيل المثال، سمك عزل الكابلات 0.6/1 كيلو فولت ~3.4 مم)، ومعظمها من مادة PVC أوXLPE، والتي تعمل بشكل أساسي على "عزل الموصل عن الخارج"؛
طبقات عزل كابلات الجهد العالي أكثر سماكة بكثير (كابل 6 كيلو فولت ~ 10 مم، كابل 110 كيلو فولت حتى 20 مم) ويجب أن تجتاز اختبارات صارمة مثل "تحمل جهد تردد الطاقة" و"تحمل جهد نبضات الصواعق". والأهم من ذلك، تُضاف إلى كابلات الجهد العالي أشرطة مانعة لتسرب الماء وطبقات شبه موصلة داخل العزل.
شريط مانع لتسرب المياه: يمنع دخول المياه (الرطوبة تحت الجهد العالي يمكن أن تسبب "تشقق الماء"، مما يؤدي إلى انهيار العزل)؛
الطبقة شبه الموصلة: تضمن توزيعًا موحدًا للمجال الكهربائي (تمنع تركيز المجال المحلي، مما قد يتسبب في التفريغ).
البيانات: تشكل طبقة العزل ما بين 40% إلى 50% من تكلفة الكابلات ذات الجهد العالي (15% إلى 20% فقط للكابلات ذات الجهد المنخفض)، وهو السبب الرئيسي وراء ارتفاع تكلفة الكابلات ذات الجهد العالي.
(3) الدروع والغلاف المعدني: "الدرع ضد التداخل" للكابلات عالية الجهد
لا تحتوي الكابلات ذات الجهد المنخفض بشكل عام على طبقة حماية (باستثناء كابلات الإشارة)، وتكون الأغلفة الخارجية في الغالب من مادة PVC أو البولي إيثيلين؛
يجب أن تحتوي الكابلات ذات الجهد العالي (خاصةً ≥6 كيلو فولت) على درع معدني (على سبيل المثال،شريط نحاسي(مثل الضفائر النحاسية) والأغلفة المعدنية (مثل غلاف الرصاص، غلاف الألومنيوم المموج):
الحماية المعدنية: تعمل على تقييد مجال الجهد العالي داخل طبقة العزل، وتقليل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)، وتوفير مسار لتيار الخطأ؛
الغلاف المعدني: يعزز القوة الميكانيكية (مقاومة الشد والسحق) ويعمل بمثابة "درع أرضي"، مما يقلل من شدة مجال العزل.
(4) الغلاف الخارجي: أكثر متانة للكابلات عالية الجهد
توفر أغطية الكابلات ذات الجهد المنخفض الحماية بشكل أساسي ضد التآكل والتآكل؛
يجب أن تكون أغلفة كابلات الجهد العالي مقاومةً أيضًا للزيت والبرد والأوزون، وما إلى ذلك (مثل كلوريد البوليفينيل + إضافات مقاومة للعوامل الجوية). قد تتطلب تطبيقات خاصة (مثل الكابلات البحرية) أيضًا تسليحًا بأسلاك فولاذية (لمقاومة ضغط الماء والإجهاد الشد).
2. 3 أخطاء رئيسية يجب تجنبها عند اختيار الكابلات
بعد فهم الاختلافات الهيكلية، يجب عليك أيضًا تجنب هذه "الفخاخ الخفية" أثناء الاختيار؛ وإلا فقد تزيد التكاليف، أو قد تحدث حوادث تتعلق بالسلامة.
(1) السعي الأعمى وراء "الجودة الأعلى" أو "السعر الأرخص"
مفهوم خاطئ: يعتقد بعض الناس أن "استخدام الكابلات ذات الجهد العالي بدلاً من الكابلات ذات الجهد المنخفض أكثر أمانًا"، أو أنهم يستخدمون الكابلات ذات الجهد المنخفض لتوفير المال.
المخاطر: كابلات الجهد العالي أغلى بكثير؛ واختيار كابلات الجهد العالي غير الضرورية يزيد الميزانية. استخدام كابلات الجهد المنخفض في ظروف 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 الجهد المنخفض، ويجب أن تتوافق المحركات الصناعية ذات الجهد العالي (10 كيلو فولت) مع كابلات الجهد العالي - لا تقم أبدًا "بتخفيض" أو "ترقية" بشكل أعمى.
(2) تجاهل "الأضرار الخفية" الناجمة عن البيئة
مفهوم خاطئ: ضع في اعتبارك الجهد فقط، وتجاهل البيئة، على سبيل المثال، استخدام الكابلات العادية في ظروف رطبة أو عالية الحرارة أو تآكل كيميائي.
المخاطر: يمكن أن تتعرض الكابلات ذات الجهد العالي في البيئات الرطبة ذات الدروع أو السترات التالفة لشيخوخة الرطوبة العازلة؛ يمكن أن تلين الكابلات ذات الجهد المنخفض في المناطق ذات درجات الحرارة العالية (مثل غرف الغلايات) وتفشل.
النهج الصحيح: توضيح ظروف التثبيت - الكابلات المدرعة للتثبيت المدفون، الكابلات المدرعة المقاومة للماء للتثبيت تحت الماء، المواد المقدرة لتحمل درجات الحرارة العالية (XLPE ≥90℃) للبيئات الساخنة، والسترات المقاومة للتآكل في المصانع الكيميائية.
(3) تجاهل مطابقة "القدرة الاستيعابية الحالية وطريقة التمديد"
مفهوم خاطئ: التركيز فقط على مستوى الجهد، وتجاهل سعة تيار الكابل (الحد الأقصى المسموح به من التيار) أو الضغط الزائد/الانحناء أثناء التركيب.
المخاطر: تؤدي سعة التيار غير الكافية إلى ارتفاع درجة الحرارة وتسريع شيخوخة العزل؛ يمكن أن يؤدي نصف قطر الانحناء غير المناسب لكابلات الجهد العالي (على سبيل المثال، السحب الشديد، الانحناء المفرط) إلى إتلاف الحماية والعزل، مما يخلق مخاطر الانهيار.
النهج الصحيح: اختر مواصفات الكابل بناءً على التيار الفعلي المحسوب (مع مراعاة التيار المبدئي ودرجة الحرارة المحيطة)؛ واتبع بدقة متطلبات نصف قطر الانحناء أثناء التثبيت (نصف قطر انحناء الكابل عالي الجهد عادةً ≥15 × القطر الخارجي للموصل)، وتجنب الضغط والتعرض لأشعة الشمس.
3. تذكر 3 "قواعد ذهبية" لتجنب أخطاء الاختيار
(1) التحقق من الهيكل مقابل الجهد:
تشكل طبقات العزل والحماية للكابلات ذات الجهد العالي الأساس؛ ولا تتطلب الكابلات ذات الجهد المنخفض تصميمًا زائدًا.
(2) تطابق الدرجات بشكل مناسب:
يجب أن يتوافق الجهد والطاقة والبيئة؛ لا تقم بالترقية أو التخفيض بشكل أعمى.
(3) التحقق من التفاصيل وفقًا للمعايير:
يجب أن تتبع القدرة على حمل التيار، ونصف قطر الانحناء، ومستوى الحماية المعايير الوطنية - ولا تعتمد فقط على الخبرة.
وقت النشر: ٢٩ أغسطس ٢٠٢٥