كيفية اختيار الكابلات المقاومة للبرد في ظروف الشتاء القاسية؟

في المناطق المغطاة بالجليد والثلج، قد يؤثر اختيار كابل واحد على سلامة واستقرار نظام الطاقة بأكمله. ففي بيئات الشتاء القاسية، قد تصبح كابلات العزل والغلاف المصنوعة من مادة PVC القياسية هشة، وتتشقق بسهولة، مما يقلل من الأداء الكهربائي، وقد يتسبب ذلك في أعطال أو مخاطر على السلامة. ووفقًا لمعيار تصميم كابلات هندسة الطاقة، تتطلب المناطق التي تقل فيها درجات الحرارة السنوية الدنيا عن -15 درجة مئوية كابلات مخصصة لدرجات الحرارة المنخفضة، بينما تحتاج المناطق التي تقل فيها درجات الحرارة عن -25 درجة مئوية إلى كابلات طاقة مصممة خصيصًا لمقاومة البرد، أو كابلات مدرعة، أو كابلات مدرعة بشريط فولاذي.

1. تأثير البرد الشديد على الكابلات

تواجه الكابلات في درجات الحرارة المنخفضة تحديات متعددة. يُعدّ التقصّف الناتج عن درجات الحرارة المنخفضة المشكلة الأبرز. تفقد كابلات الطاقة القياسية المغلفة بمادة PVC مرونتها، وتتشقق عند ثنيها، وقد لا تفي بمتطلبات البيئات القاسية. قد تتدهور مواد العزل، وخاصة PVC، مما يؤدي إلى أخطاء في نقل الإشارة أو تسرب الطاقة. تتطلب الكابلات المدرعة، بما في ذلك الكابلات المدرعة بشريط فولاذي، درجات حرارة تركيب أعلى من -10 درجة مئوية، بينما تخضع كابلات الطاقة غير المدرعة لمتطلبات أكثر صرامة.XLPEيجب تهيئة الكابلات المعزولة، والكابلات المغلفة بمادة البولي إيثيلين، والكابلات المغلفة بمادة LSZH مسبقًا في بيئة ساخنة لمدة 24 ساعة على الأقل عند درجة حرارة ≥15 درجة مئوية قبل التركيب للحفاظ على الأداء الأمثل.

2. فهم رموز طرازات الكابلات

يبدأ اختيار الكابل المناسب بفهم رمز النموذج الخاص به، والذي يشير إلى نوع الكابل، ومادة الموصل، والعزل، والغلاف الداخلي، والهيكل، والغلاف الخارجي، والخصائص الخاصة.

مواد الموصلات: يُفضل استخدام النوى النحاسية ("T") في المناطق الباردة لتوصيلها الفائق في درجات الحرارة المنخفضة. أما النوى المصنوعة من الألومنيوم فتُرمز لها بالحرف "L".

مواد العزل: V (PVC)، YJ (XLPE)، X (مطاط). تتميز الكابلات المعزولة بـ XLPE (YJ) والمطاط بأداء فائق في درجات الحرارة المنخفضة.

مواد الغلاف: يتميز البولي فينيل كلوريد (PVC) بحدود درجات حرارة منخفضة. أما أغلفة البولي إيثيلين (PE) والبولي يوريثان (PUR) والتفلون (PTFE) والهيدروجين منخفض الكبريت والخالي من الكبريت (LSZH) فتُوفر مقاومة أفضل للبرودة لكابلات الطاقة وكابلات التحكم وكابلات الجهد المنخفض.

قد تكون العلامات الخاصة التالية ذات صلة: TH (للمناطق الاستوائية الرطبة)، TA (للمناطق الاستوائية الجافة)، ZR (مثبط للهب)، NH (مقاوم للحريق). قد تستخدم بعض الكابلات المدرعة أو كابلات التحكم أيضًا هذه العلامات.شريط مايلر or شريط مايلر من رقائق الألومنيومللفصل، أو الحماية، أو الحماية الميكانيكية المعززة.

3. اختيار الكابل حسب درجة الحرارة

تتطلب البيئات الباردة المختلفة مواد وبنية كابلات متطابقة لمنع أعطال النظام:

عند درجة حرارة أقل من -15 درجة مئوية: يمكن استخدام كابلات الطاقة القياسية المغلفة بمادة PVC، ولكن يجب أن تكون درجة حرارة التركيب أعلى من 0 درجة مئوية. العزل: PVC، PE، XLPE.
عند درجات حرارة أقل من -30 درجة مئوية: يجب أن تشمل مواد الغلاف البولي إيثيلين، أو البولي فينيل كلوريد المقاوم للبرودة، أو أغلفة مركبة من النتريل. العزل: البولي إيثيلين، البولي إيثيلين المتشابك. درجة حرارة التركيب ≥ -10 درجة مئوية.
عند درجة حرارة أقل من -40 درجة مئوية: يجب أن تكون مواد الغلاف من البولي إيثيلين أو البولي يوريثان أو البولي تترافلوروإيثيلين. العزل: البولي إيثيلين أو البولي إيثيلين المتشابك. درجة حرارة التركيب ≥ -20 درجة مئوية. يُفضل استخدام الكابلات المدرعة، والكابلات المدرعة بشريط فولاذي، والكابلات ذات الغلاف منخفض الكبريت والهيدروجين لتحقيق أقصى قدر من الموثوقية.

4. التركيب والصيانة

يتطلب تركيب الكابلات المقاومة للبرودة تحضيرًا دقيقًا. يُعد تسخين الكابلات مسبقًا ضروريًا عند انخفاض درجات الحرارة عن الحدود الموصى بها: 5-10 درجات مئوية (لمدة 3 أيام تقريبًا)، 25 درجة مئوية (لمدة يوم واحد تقريبًا)، 40 درجة مئوية (لمدة 18 ساعة تقريبًا). يجب إتمام التركيب في غضون ساعتين من إخراج الكابلات من مكان التخزين الدافئ. تعامل مع الكابلات برفق، وتجنب إسقاطها، وقم بتدعيم الانحناءات والميول ونقاط الشد. افحص جميع الكابلات بعد التركيب، بما في ذلك الكابلات المدرعة، للتأكد من خلوها من أي تلف في الغلاف أو تشققات أو مشاكل في العزل. استخدم شريط مايلر أو شريط مايلر من رقائق الألومنيوم حسب الحاجة للحماية أو الفصل في كابلات الإشارة والطاقة.

5. اعتبارات شاملة

إلى جانب درجة الحرارة، ضع في اعتبارك هذه العوامل عند اختيار الكابلات المقاومة للبرودة:

بيئة التركيب: يؤثر الدفن المباشر أو خندق الكابلات أو الصواني على تبديد الحرارة والحماية الميكانيكية. يجب مطابقة أغلفة PE وPUR وPTFE وLSZH وفقًا لذلك.

متطلبات الطاقة والإشارة: قيّم تصنيف الجهد، وقدرة تحمل التيار، وسلامة الإشارة، ومقاومة التداخل. قد يلزم استخدام شريط مايلر من رقائق الألومنيوم لحماية كابلات الجهد المنخفض، أو كابلات التحكم، أو كابلات أجهزة القياس.

متطلبات مقاومة اللهب والحريق: قد تكون هناك حاجة إلى ZR و NH و WDZ (خالية من الهالوجين ومنخفضة الدخان) للأماكن الداخلية أو الأنفاق أو الأماكن المغلقة.

الاقتصاد والعمر الافتراضي: تتميز الكابلات المقاومة للبرودة المصنوعة من XLPE أو PE أو PUR أو PTFE أو المدرعة أو المدرعة بشريط فولاذي بتكاليف أولية أعلى ولكنها تقلل من الاستبدال ووقت التوقف بسبب التلف الناتج عن درجات الحرارة المنخفضة.

يضمن اختيار مواد الكابلات المقاومة للبرودة المناسبة، بما في ذلك PVC وXLPE وPE وPUR وPTFE وLSZH والكابلات المدرعة والكابلات المدرعة بشريط فولاذي، موثوقية نظام الطاقة، والتشغيل الآمن، والأداء طويل الأمد في ظروف الشتاء القاسية. يُعدّ اختيار الكابلات المناسبة أمرًا بالغ الأهمية ليس فقط لاستقرار الطاقة، بل أيضًا للسلامة الكهربائية الشاملة.