في منتجات الأسلاك والكابلات، تُقسّم هياكل الحماية إلى مفهومين مختلفين: الحماية الكهرومغناطيسية وحماية المجال الكهربائي. يُستخدم الحماية الكهرومغناطيسية بشكل أساسي لمنع كابلات الإشارة عالية التردد (مثل كابلات التردد اللاسلكي والكابلات الإلكترونية) من التسبب في تداخل مع البيئة الخارجية، أو لمنع الموجات الكهرومغناطيسية الخارجية من التداخل مع الكابلات التي تنقل تيارات ضعيفة (مثل كابلات الإشارة والقياس)، بالإضافة إلى تقليل التداخل المتبادل بين الكابلات. أما حماية المجال الكهربائي، فهي مصممة لموازنة المجالات الكهربائية القوية على سطح الموصل أو سطح العازل لكابلات الطاقة متوسطة وعالية الجهد.
1. بنية ومتطلبات طبقات الحماية من المجال الكهربائي
يُقسم حجب كابلات الطاقة إلى حجب الموصلات، وحجب العوازل، وحجب المعادن. ووفقًا للمعايير ذات الصلة، يجب أن تحتوي الكابلات التي يزيد جهدها المقنن عن 0.6/1 كيلو فولت على طبقة حجب معدنية، تُوضع على النوى المعزولة الفردية أو على قلب الكابل بأكمله. بالنسبة للكابلات التي لا يقل جهدها المقنن عن 3.6/6 كيلو فولت والمستخدمة مع عزل XLPE (البولي إيثيلين المتشابك)، أو الكابلات التي لا يقل جهدها المقنن عن 3.6/6 كيلو فولت والمستخدمة مع عزل EPR (مطاط الإيثيلين والبروبيلين) الرقيق (أو عزل سميك لا يقل جهده المقنن عن 6/10 كيلو فولت)، يلزم أيضًا استخدام هيكل حجب شبه موصل داخلي وخارجي.
(1) حماية الموصلات وحماية العوازل
حماية الموصل (الحماية شبه الموصلة الداخلية): يجب أن تكون غير معدنية، وتتكون من مادة شبه موصلة مبثوقة أو مزيج من شريط شبه موصل ملفوف حول الموصل يتبعه مادة شبه موصلة مبثوقة.
درع العزل (الدرع شبه الموصل الخارجي): يتم ضغطه مباشرة على السطح الخارجي لكل قلب معزول ويتم ربطه بإحكام بطبقة العزل أو يمكن تقشيره منها.
يجب أن تكون الطبقات شبه الموصلة الداخلية والخارجية المبثوقة ملتصقة بإحكام بالعازل، مع سطح أملس خالٍ من علامات تجعيد الموصل الملحوظة، أو الحواف الحادة، أو الجسيمات، أو الحرق، أو الخدوش. يجب ألا تتجاوز المقاومة قبل وبعد التقادم 1000 أوم متر لطبقة حماية الموصل، ولا تتجاوز 500 أوم متر لطبقة حماية العازل.
تُصنع مواد التدريع شبه الموصلة الداخلية والخارجية بخلط مواد عازلة مماثلة (مثل البولي إيثيلين المتشابك (XLPE) ومطاط الإيثيلين والبروبيلين (EPR)) مع إضافات مثل الكربون الأسود، وعوامل مقاومة الشيخوخة، وكوبوليمر أسيتات الإيثيلين-فينيل. يجب توزيع جزيئات الكربون الأسود بالتساوي في البوليمر، دون تكتل أو تشتت ضعيف.
يزداد سمك طبقتي العزل شبه الموصلة الداخلية والخارجية مع زيادة الجهد. ولأن شدة المجال الكهربائي على طبقة العزل تكون أعلى من الداخل وأقل من الخارج، ينبغي أن يكون سمك طبقتي العزل شبه الموصلة أكثر سماكة من الداخل وأقل سماكة من الخارج. بالنسبة للكابلات المصنفة بجهد يتراوح بين 6 و10 و35 كيلو فولت، يتراوح سمك الطبقة الداخلية عادةً بين 0.5 و0.6 و0.8 مم.
(2) الدروع المعدنية
يجب أن تُزوَّد الكابلات ذات الجهد المُصنَّف الذي يزيد عن 0.6/1 كيلو فولت بطبقة حماية معدنية. تُغطي هذه الطبقة السطح الخارجي لكل نواة معزولة أو نواة الكابل. يمكن أن تتكون هذه الطبقة من شريط معدني واحد أو أكثر، أو ضفائر معدنية، أو طبقات متحدة المركز من أسلاك معدنية، أو مزيج من الأسلاك والأشرطة المعدنية.
في أوروبا والدول المتقدمة، حيث تُستخدم أنظمة ثنائية الدائرة مؤرضة بالمقاومة وتيارات قصر الدائرة أعلى، غالبًا ما يُستخدم حجب الأسلاك النحاسية. في الصين، تُعد أنظمة إمداد الطاقة أحادية الدائرة المؤرضة بملفات كبت القوس الكهربائي أكثر شيوعًا، لذا يُستخدم حجب أشرطة النحاس عادةً. يقوم مصنعو الكابلات بمعالجة أشرطة النحاس الصلبة المشتراة عن طريق التقطيع والتلدين لتليينها قبل الاستخدام. يجب أن تتوافق أشرطة النحاس اللينة مع معيار GB/T11091-2005 "أشرطة النحاس للكابلات".
يجب أن يتكون درع شريط النحاس من طبقة واحدة من شريط النحاس الناعم المتداخل أو طبقتين من شريط النحاس الناعم المغلف بفجوة. يجب أن يكون متوسط معدل التداخل 15% من عرض الشريط، مع حد أدنى لا يقل عن 5%. يجب ألا يقل السُمك الاسمي لشريط النحاس عن 0.12 مم للكابلات أحادية النواة، ولا يقل عن 0.10 مم للكابلات متعددة النواة. يجب ألا يقل السُمك الأدنى عن 90% من القيمة الاسمية.
يتكون درع الأسلاك النحاسية من أسلاك نحاسية ناعمة ملفوفة بشكل فضفاض، مع تثبيت سطحها بأسلاك نحاسية ملفوفة بشكل عكسي أو أشرطة. يجب أن تتوافق مقاومتها مع معيار GB/T3956-2008 "موصلات الكابلات"، وتُحدد مساحة مقطعها العرضي الاسمية بناءً على سعة تيار العطل.
2. وظائف طبقات الحماية وعلاقتها بتقييمات الجهد
(1) وظائف الحماية شبه الموصلة الداخلية والخارجية
تتكون موصلات الكابلات عادةً من أسلاك متعددة الجدائل ومضغوطة. أثناء عملية بثق العزل، قد تتسبب الفجوات الموضعية أو النتوءات أو عدم انتظام السطح بين سطح الموصل وطبقة العزل في تركيز المجال الكهربائي، مما يؤدي إلى تفريغ جزئي وتفريغ ذري، مما يُضعف الأداء الكهربائي. ببثق طبقة من مادة شبه موصلة (حاجز الموصل) بين سطح الموصل وطبقة العزل، يمكن أن تلتصق بإحكام بالعزل. ولأن جهد الطبقة شبه الموصلة مساوي لجهد الموصل، فإن أي فجوات بينهما لن تتأثر بتأثيرات المجال الكهربائي، مما يمنع التفريغ الجزئي.
وبالمثل، يمكن أن تؤدي الفجوات بين سطح العزل الخارجي والغلاف المعدني (أو الدرع المعدني) إلى تفريغ جزئي، خاصةً عند مستويات الجهد الأعلى. ببثق طبقة من مادة شبه موصلة (درع عازل) على سطح العزل الخارجي، تُشكل سطحًا متساوي الجهد مع الغلاف المعدني، مما يُزيل تأثيرات المجال الكهربائي داخل الفجوات ويمنع التفريغ الجزئي.
(2) وظائف الدروع المعدنية
تشمل وظائف الدروع المعدنية: توصيل التيارات السعوية في الظروف العادية، وتوفير مسار لتيارات قصر الدائرة (العطل)، وحصر المجال الكهربائي داخل العازل (مما يُقلل التداخل الكهرومغناطيسي مع البيئة الخارجية)، وضمان انتظام المجالات الكهربائية (الحقول الكهربائية الشعاعية). في الأنظمة ثلاثية الطور رباعية الأسلاك، تعمل الدروع المعدنية أيضًا كخط محايد، ناقلةً التيارات غير المتوازنة، وتوفر عزلًا شعاعيًا للماء.
3. حول OW Cable
بصفتها موردًا رائدًا للمواد الخام للأسلاك والكابلات، توفر شركة OW Cable البولي إيثيلين المتشابك عالي الجودة (XLPE)، وأشرطة النحاس، والأسلاك النحاسية، ومواد عزل أخرى تُستخدم على نطاق واسع في تصنيع كابلات الطاقة، وكابلات الاتصالات، والكابلات الخاصة. منتجاتنا مطابقة للمعايير الدولية، ونلتزم بتقديم حلول عزل كابلات موثوقة لعملائنا.
وقت النشر: ٢٤ مارس ٢٠٢٥