يتضمن الهيكل الأساسي للأسلاك والكابلات الموصل والعزل والحماية والغلاف وأجزاء أخرى.
1. قائد الفرقة
الوظيفة: الموصل هو أحد مكونات السلك والكابل الذي ينقل الطاقة الكهربائية (المغناطيسية) والمعلومات ويحقق وظائف محددة لتحويل الطاقة الكهرومغناطيسية.
المادة: توجد بشكل رئيسي موصلات غير مطلية، مثل النحاس والألومنيوم وسبائك النحاس وسبائك الألومنيوم؛ وموصلات مطلية بالمعدن، مثل النحاس المطلي بالقصدير والنحاس المطلي بالفضة والنحاس المطلي بالنيكل؛ وموصلات مغلفة بالمعدن، مثل الفولاذ المغلف بالنحاس والألومنيوم المغلف بالنحاس والفولاذ المغلف بالألومنيوم، إلخ.
2. العزل
الوظيفة: يتم لف الطبقة العازلة حول الموصل أو الطبقة الإضافية للموصل (مثل شريط الميكا المقاوم للحرارة)، ووظيفتها هي عزل الموصل عن تحمل الجهد المقابل ومنع تسرب التيار.
المواد الشائعة الاستخدام في العزل المبثوق هي كلوريد البولي فينيل (PVC)، والبولي إيثيلين (PE)، والبولي إيثيلين المتشابك (XLPE)، والبولي أوليفين منخفض الدخان والخالي من الهالوجين والمثبط للهب (LSZH/HFFR)، والفلوروبلاستيك، واللدائن الحرارية المرنة (TPE)، ومطاط السيليكون (SR)، ومطاط الإيثيلين بروبيلين (EPM/EPDM)، إلخ.
3. الحماية
الوظيفة: الطبقة الواقية المستخدمة في منتجات الأسلاك والكابلات لها في الواقع مفهومان مختلفان تمامًا.
أولاً، يُطلق على بنية الأسلاك والكابلات التي تنقل موجات كهرومغناطيسية عالية التردد (مثل كابلات الترددات الراديوية والإلكترونية) أو تيارات ضعيفة (مثل كابلات الإشارة) اسم التدريع الكهرومغناطيسي. والغرض منه هو منع تداخل الموجات الكهرومغناطيسية الخارجية، أو منع إشارات التردد العالي في الكابل من التداخل مع العالم الخارجي، ومنع التداخل المتبادل بين أزواج الأسلاك.
ثانيًا، يُطلق على بنية كابلات الطاقة ذات الجهد المتوسط والعالي، والتي تعمل على معادلة المجال الكهربائي على سطح الموصل أو السطح العازل، اسم "التدريع الكهربائي". وبالمعنى الدقيق، لا يتطلب التدريع الكهربائي وظيفة "الحماية"، بل يقتصر دوره على توحيد المجال الكهربائي. وعادةً ما يكون الغلاف المحيط بالكابل موصولًا بالأرض.
* هيكل ومواد الحماية الكهرومغناطيسية
① التدريع المضفر: يستخدم بشكل أساسي سلك نحاسي عاري، وسلك نحاسي مطلي بالقصدير، وسلك نحاسي مطلي بالفضة، وسلك من سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم، وشريط نحاسي مسطح، وشريط نحاسي مسطح مطلي بالفضة، وما إلى ذلك، ليتم تجديله خارج النواة المعزولة، أو زوج الأسلاك، أو نواة الكابل؛
② التدريع بشريط نحاسي: استخدم شريطًا نحاسيًا ناعمًا لتغطية أو لف الجزء الخارجي من قلب الكابل بشكل عمودي؛
③ التدريع بشريط مركب معدني: استخدم شريط مايلر من رقائق الألومنيوم أو شريط مايلر من رقائق النحاس للف حول زوج الأسلاك أو قلب الكابل أو لفه عموديًا؛
④ الحماية الشاملة: تطبيق شامل باستخدام أشكال مختلفة من الحماية. على سبيل المثال، لف (1-4) أسلاك نحاسية رفيعة عموديًا بعد لفها بشريط مايلر من رقائق الألومنيوم. يمكن للأسلاك النحاسية أن تزيد من تأثير التوصيل للحماية؛
⑤ الحماية المنفصلة + الحماية الشاملة: يتم حماية كل زوج من الأسلاك أو مجموعة من الأسلاك بواسطة شريط مايلر من رقائق الألومنيوم أو سلك نحاسي مضفر بشكل منفصل، ثم تتم إضافة هيكل الحماية الشامل بعد التوصيل؛
⑥ تغليف الحماية: استخدم سلك نحاسي رفيع، أو شريط نحاسي مسطح، وما إلى ذلك للف حول قلب السلك المعزول، أو زوج الأسلاك، أو قلب الكابل.
* هيكل ومواد الحماية من المجال الكهربائي
التدريع شبه الموصل: بالنسبة لكابلات الطاقة ذات الجهد 6 كيلوفولت وما فوق، تُلصق طبقة رقيقة من التدريع شبه الموصل على سطح الموصل والسطح العازل. طبقة تدريع الموصل عبارة عن طبقة شبه موصلة مصنعة بالبثق. يتكون تدريع الموصل ذو المقطع العرضي 500 مم² وما فوق عمومًا من شريط شبه موصل وطبقة شبه موصلة مصنعة بالبثق. طبقة التدريع العازلة ذات بنية مصنعة بالبثق.
لف الأسلاك النحاسية: يُستخدم السلك النحاسي الدائري بشكل أساسي للفّ في اتجاه واحد، حيث تُلف الطبقة الخارجية بشكل عكسي وتُثبّت بشريط نحاسي أو سلك نحاسي. يُستخدم هذا النوع من التركيب عادةً في الكابلات ذات تيار قصر الدائرة العالي، مثل بعض كابلات الطاقة أحادية النواة ذات المقطع العرضي الكبير بجهد 35 كيلوفولت.
لف الشريط النحاسي: اللف بشريط نحاسي ناعم؛
④ غلاف من الألومنيوم المموج: يعتمد على البثق الساخن أو اللف الطولي لشريط الألومنيوم واللحام والنقش وما إلى ذلك. يتميز هذا النوع من الحماية أيضًا بمقاومة ممتازة للماء، ويستخدم بشكل أساسي لكابلات الطاقة ذات الجهد العالي والجهد العالي جدًا.
4. غمد
تتمثل وظيفة الغلاف في حماية الكابل، بينما تتمثل وظيفة اللب في حماية العازل. ونظرًا لتغير بيئة الاستخدام وظروفه ومتطلبات المستخدمين باستمرار، فإن أنواع وأشكال ومتطلبات أداء هيكل الغلاف تتنوع أيضًا، ويمكن تلخيصها في ثلاث فئات:
يتمثل أحدها في الحماية من الظروف المناخية الخارجية، والقوى الميكانيكية العرضية، وطبقة حماية عامة تتطلب حماية عامة من التسرب (مثل منع تسرب بخار الماء والغازات الضارة)؛ إذا كانت هناك قوة ميكانيكية خارجية كبيرة أو تحمل وزن الكابل، فيجب أن يكون هناك هيكل طبقة حماية من طبقة الدرع المعدني؛ أما الثالث فهو هيكل طبقة الحماية ذو المتطلبات الخاصة.
لذا، يُقسّم غلاف الأسلاك والكابلات عمومًا إلى مكونين رئيسيين: الغلاف الداخلي (الكم) والغلاف الخارجي. يتميز الغلاف الداخلي ببنية بسيطة نسبيًا، بينما يتضمن الغلاف الخارجي طبقة التدريع المعدني وطبقة البطانة الداخلية (لحماية الغلاف الداخلي من التلف)، بالإضافة إلى الغلاف الخارجي الذي يحمي طبقة التدريع. أما بالنسبة للمتطلبات الخاصة المتنوعة، مثل مقاومة اللهب، ومقاومة الحريق، ومقاومة الحشرات (النمل الأبيض)، ومقاومة الحيوانات (عضة الجرذ، نقر الطيور)، فيتم تلبية معظمها بإضافة مواد كيميائية مختلفة إلى الغلاف الخارجي؛ بينما تتطلب بعض الحالات إضافة مكونات ضرورية إلى بنية الغلاف الخارجي.
المواد الشائعة الاستخدام هي:
كلوريد البولي فينيل (PVC)، والبولي إيثيلين (PE)، والبولي بيرفلوروإيثيلين بروبيلين (FEP)، والبولي أوليفين منخفض الدخان والخالي من الهالوجين والمثبط للهب (LSZH/HFFR)، واللدائن الحرارية المرنة (TPE)
تاريخ النشر: 30 ديسمبر 2022