الكابل المحمي، كما يوحي اسمه، هو كابل ذو قدرة على مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي، مُصمم على شكل كابل نقل مزود بطبقة حماية. يُعدّ ما يُسمى "الحماية" على هيكل الكابل إجراءً لتحسين توزيع المجالات الكهربائية. يتكون موصل الكابل من خيوط متعددة من الأسلاك، مما يُسهل تكوين فجوة هوائية بينه وبين طبقة العزل، كما أن سطح الموصل غير أملس، مما يُسبب تركيز المجال الكهربائي.
1. طبقة حماية الكابلات
(1) تُضاف طبقة حماية من مادة شبه موصلة على سطح الموصل، بحيث تكون متساوية الجهد مع الموصل المحمي، وملامسة جيدًا لطبقة العزل، وذلك لتجنب التفريغ الجزئي بين الموصل وطبقة العزل. تُعرف هذه الطبقة أيضًا باسم طبقة الحماية الداخلية. قد تظهر فجوات في التلامس بين سطح العزل والغلاف، وعند ثني الكابل، يُصبح سطح العزل الورقي الزيتي سهل التشقق، مما يُسبب التفريغ الجزئي.
(2) أضف طبقة حماية من مادة شبه موصلة على سطح طبقة العزل، بحيث يكون لها اتصال جيد مع طبقة العزل المحمية وإمكانات متساوية مع الغلاف المعدني، وذلك لتجنب التفريغ الجزئي بين طبقة العزل والغلاف.
لضمان توصيل النواة بالتساوي وعزل المجال الكهربائي، عادةً ما تحتوي كابلات الطاقة ذات الجهد المتوسط والعالي بجهد 6 كيلو فولت فأكثر على طبقة حماية موصلة وطبقة حماية عازلة، بينما لا تحتوي بعض كابلات الجهد المنخفض على طبقة حماية. هناك نوعان من طبقات الحماية: حماية شبه موصلة وحماية معدنية.
2. كابل محمي
طبقة الحماية لهذا الكابل مُضفرة في الغالب على شكل شبكة من الأسلاك المعدنية أو غشاء معدني، وتتوفر طرق مختلفة للحماية الفردية والحماية المتعددة. يشير مصطلح "الحماية الفردية" إلى شبكة حماية واحدة أو غشاء حماية، يُمكنه لف سلك واحد أو أكثر. أما وضع الحماية المتعددة فهو عبارة عن شبكات حماية متعددة، حيث يكون غشاء الحماية في كابل واحد. يُستخدم بعضها لعزل التداخل الكهرومغناطيسي بين الأسلاك، بينما يُستخدم بعضها الآخر كحماية مزدوجة الطبقات لتعزيز تأثير الحماية. تتمثل آلية الحماية في تأريض طبقة الحماية لعزل جهد التداخل المُستحث للسلك الخارجي.
(1).درع شبه موصل
عادةً ما تُرتَّب طبقة التدريع شبه الموصلة على السطح الخارجي لقلب السلك الموصل والسطح الخارجي لطبقة العزل، ويُطلق عليهما على التوالي اسم طبقة التدريع شبه الموصلة الداخلية وطبقة التدريع شبه الموصلة الخارجية. تتكون طبقة التدريع شبه الموصلة من مادة شبه موصلة ذات مقاومة كهربائية منخفضة جدًا وسمك رقيق. صُمِّمت طبقة التدريع شبه الموصلة الداخلية لتوحيد المجال الكهربائي على السطح الخارجي لقلب الموصل وتجنب التفريغ الكهربائي الجزئي للموصل والعزل الناتج عن سطح الموصل غير المستوي والفجوة الهوائية الناتجة عن القلب المجدول. يكون الدرع شبه الموصل الخارجي على اتصال جيد بالسطح الخارجي لطبقة العزل، وهو متساوي الجهد مع الغلاف المعدني لتجنب التفريغ الكهربائي الجزئي مع الغلاف المعدني الناتج عن عيوب مثل الشقوق على سطح عزل الكابل.
(2). درع معدني
بالنسبة لكابلات الطاقة متوسطة ومنخفضة الجهد بدون أغلفة معدنية، بالإضافة إلى وضع طبقة درع شبه موصلة، يُضاف أيضًا طبقة درع معدنية. عادةً ما تُغلَّف طبقة الدرع المعدنية بـشريط نحاسيأو سلك النحاس، الذي يلعب بشكل أساسي دور حجب المجال الكهربائي.
نظرًا لضخامة التيار المار عبر كابل الطاقة، سيتولد مجال مغناطيسي حوله، مما يمنع تأثيره على المكونات الأخرى، لذا تستطيع طبقة الحماية حجب هذا المجال الكهرومغناطيسي في الكابل. بالإضافة إلى ذلك، تلعب طبقة الحماية دورًا هامًا في حماية التأريض. في حال تلف قلب الكابل، يمكن للتيار المتسرب أن يتدفق عبر التدفق الصفائحي للحماية، مثل شبكة التأريض، مما يعزز السلامة. ومن الواضح أن دور طبقة الحماية لا يزال كبيرًا جدًا.
وقت النشر: ١٤ نوفمبر ٢٠٢٤