لماذا تُعد طبقة عزل الكابلات بالغة الأهمية للأداء؟

يتكون الهيكل الأساسي لكابل الطاقة من أربعة أجزاء: السلك الداخلي (الموصل)، طبقة العزل، طبقة الحماية، وطبقة الحماية الخارجية. تعمل طبقة العزل على عزل السلك الداخلي كهربائيًا عن الأرض وعن مختلف أطوار السلك الداخلي لضمان نقل الطاقة الكهربائية، وهي جزء لا غنى عنه في هيكل كابل الطاقة.

دور طبقة العزل:

يتكون قلب الكابل من موصل. ولمنع تلف المعدات الناتج عن قصر الدائرة الكهربائية للأسلاك المكشوفة، وإلحاق الضرر بالأفراد بسبب تجاوز جهد الأمان، يجب إضافة طبقة عازلة واقية إلى الكابل. تتميز الموصلات المعدنية في الكابل بمقاومة كهربائية منخفضة للغاية، بينما تتميز العوازل بمقاومة كهربائية عالية جدًا. ويعود سبب عزل العوازل إلى أن الشحنات الموجبة والسالبة في جزيئاتها مترابطة بقوة، مما يقلل من عدد الجسيمات المشحونة التي تتحرك بحرية، ويرفع المقاومة الكهربائية بشكل كبير. لذا، يمكن إهمال التيار الكلي الناتج عن حركة الشحنات الحرة تحت تأثير المجال الكهربائي الخارجي، وبالتالي يُعتبر العازل مادة غير موصلة. يوجد في العوازل جهد انهيار كهربائي يمنح الإلكترونات طاقة كافية لإثارتها. وبمجرد تجاوز هذا الجهد، تفقد المادة قدرتها على العزل.

ما هو تأثير سمك العزل غير المؤهل على الكابل؟

يؤدي عدم استيفاء نقطة الرقة في غلاف الكابل للمتطلبات إلى تقصير عمره الافتراضي. فبعد التشغيل لفترات طويلة، وخاصة في البيئات المدفونة أو المغمورة أو المكشوفة أو المعرضة للتآكل، سيقل مستوى العزل والكفاءة الميكانيكية لنقطة الرقة في الغلاف نتيجةً للتآكل المستمر بفعل العوامل الخارجية. وقد يؤدي اكتشاف عطل في تأريض الخط أو أثناء اختبارات الغلاف الروتينية إلى تلف نقطة الرقة، مما يُفقد غلاف الكابل فعاليته الوقائية. إضافةً إلى ذلك، لا يمكن إغفال الاستهلاك الداخلي، حيث ينتج عن تشغيل الأسلاك والكابلات لفترات طويلة كمية كبيرة من الحرارة، مما يُقصر عمرها الافتراضي. وإذا لم تكن الجودة مطابقة للمعايير، فقد يتسبب ذلك في نشوب حرائق ومخاطر أخرى على السلامة.

تزيد سماكة الغلاف من صعوبة عملية التركيب، لذا يجب مراعاة ترك فجوة لتبديد الحرارة المتولدة بعد توصيل الطاقة بالأسلاك والكابلات. كما أن زيادة سماكة الغلاف تزيد من صعوبة التركيب، لذا يجب الالتزام الصارم بالمعايير ذات الصلة فيما يتعلق بسماكة الغلاف، وإلا فلن يؤدي وظيفته في حماية الأسلاك والكابلات. وتتجلى جودة المنتج في مظهره الخارجي. سواء كان كابل طاقة أو سلكًا عاديًا، يجب الاهتمام بجودة طبقة العزل أثناء الإنتاج، ويجب فحصها واختبارها بدقة.

ربما سيشعر الكثير من الناس بالشكوك، نظراً لأن دور طبقة العزل كبير جداً، فإن سطح كابلات الإضاءة وكابلات الجهد المنخفض مغطى بطبقة من العزل البلاستيكي أو المطاطي، بينما كابلات الجهد العالي في الميدان غير مغطاة بالعزل.

لأن الجهد العالي جدًا يُحوّل بعض المواد العازلة، كالمطاط والبلاستيك والخشب الجاف، إلى موصلات كهربائية، فتفقد قدرتها على العزل. لذا، يُعدّ تغليف كابلات الجهد العالي بالعزل هدرًا للمال والموارد. فسطح السلك غير المعزول قد يُعرّضه للتسرب الكهربائي عند تعليقه على برج عالٍ، ما قد يؤدي إلى تلامسه مع البرج. ولمنع هذه الظاهرة، يُعلّق السلك دائمًا تحت سلسلة طويلة من الزجاجات الخزفية المعزولة جيدًا، لعزله عن البرج. إضافةً إلى ذلك، عند تركيب كابلات الجهد العالي، يجب تجنب جرّها على الأرض، وإلاّ فإن الاحتكاك بين السلك والأرض يُتلف طبقة العزل الملساء، مُسببًا نتوءات تُؤدي إلى تفريغ كهربائي عند الأطراف، ما يُسبب التسرب.

تُحدد طبقة العزل في الكابل وفقًا لاحتياجاته. وفي عملية الإنتاج، يتعين على المصنّعين التحكم بدقة في سُمك العزل بما يتوافق مع معايير العملية، وتحقيق إدارة شاملة للعملية، وضمان جودة الأسلاك والكابلات.