[smart power]

1- مقدمة:
وظيفة الكابلات هى نقل الطاقة بطريقة سليمة من المصدر إلى أجهزة الاستخدام وأثناء عملية نقل الطاقة تحدث بعض الظواهر مثل إرتفاع درجة حرارة الكابل نتيجة للمفاقيد وكذلك هبوط الجهد وتكوين المجالات الكهرومغناطيسية حول الكابل بالإضافة إلى الحث المتبادل بين دائرة الكابل والدوائر المجاورة .

2- المكونات :
تصنع الكابلات إما بقلب واحد Single Core أو قلبين أو ثلاثة قلوب Three-Cores وربما أكثر من ذلك ويمكن القول بصفة عامة أن استخدام الكابلات ثلاثية القلب يؤدي إلى خفض التكاليف وخفض هبوط الجهد أما الكابل أحادي القلب فهو أكثر مرونة واسهل في التركيب والتوصيل وعلى ذلك فإن استخدام الكابلات وحيدة القلب يكون أفضل داخل المباني التجارية نظرًا لكثرة تعرض الكابل من انحنائات وكذلك كثرة التفريعات والتوصيلات على الكابل .و يتكون الكابل وحيد القلب من:
§ الموصل
§ العازل
§ غطاء
§ والحماية الخارجية .
أما الكابل ثلاثي القلب فيتكون من:
§ الموصل
§ العازل
§ مادة الحشو
§ وحزام الربط Belt و ستارة Screen
§ الغطاء والحماية الخارجية .
2-1 القلب (الموصل ):
يصنع قلب الكابل من مادة عالية التوصيليه الكهربية و يستعمل النحاس أو الألومنيوم في صناعة الموصل للكابل وعادة ما يفضل استخدام موصلات النحاس لسبب خواصها الكهربية والميكانيكية والكيماوية الأفضل أما موصلات الألومنيوم فإنها تستخدم ايضًا على نطاق واسع بسبب رخص ثمنها وخفة وزنها بالنسبة للموصلات النحاس وذلك لنفس قيمة التيار . و في المبانى السكنية و المنشآت التجارية والإدارية تستخدم الموصلات النحاسية المصمته حتى قطاع (16) مم 2 على الأكثر وتستعمل الموصلات المجدولة للقطاعات الأعلي من ذلك للحصول على المرونة وقد حددت اللجنة الدولية الكهروتقنية IEC المقياس العلمي للمقاومة Resistivity النحاس المخمر Annealed علىأساس أن 1.724 ميكرو أوم سم عند 20م تكافئ مقاومة 100% ويحتاج موصلات من الألومنيوم إلى 160% من قطاع الموصلات النحاسي للحصول على نفس التوصيل الكهربي ويجب الاحتياط عند استخدام الموصلات الألومنيوم من عوامل البيئة المحيطة .

2-2- العازل :
تستخدم المواد البوليمرية Polymeric Materials الآن في صناعات جميع الكابلات المستخدمة فى المباني التجارية على اختلاف جهودها والمواد البوليمرية هى مواد مستخرجة من صناعات البتروكيماويات وهناك نوعان أساسيان من هذه المواد يستخدمان في صناعة عوازل الكابلات :
- اللدائن الحرارية Thermoplastics:
وهي أنواع البوليمر تلين بالحرارة وتصلد بالبرودة . وأهم أنواعها البولي فينايل وكلوريد PVC ويتميز بخواص كهربية ممتازة حتى جهد 3 ك.ف : وهو غير مناسب للجهود الأعلي من ذلك إلا بأستخدام أنواع خاصة منها وكما ذكرنا فهو يتصلد بالبرودة ويلين بالحرارة ومن الأفضل عدم تعريضه لدرجات حرارة تقل عن الصفر أو تزيد عن 70 م بصفة مستمرة وهو يتميز أيضًا بخاصية الإطفاء الذاتي للهب فهو يحترق عندما يلمس اللهب مباشرة ولكنه ينطفئ بمجرد إبعاد مصدر اللهب وينتج عن احتراقه غازات سامة ويجب الا تزيد درجة حرارة الموصل عن 160 درجة مئوية أثناء فترات قصر الدائرة وإلا تلف العازل وهو يقاوم الأوزون بصورة جيدة ويتلف بتعرضه للكلور .
- الجوامد الحرارية Thermosettings :
وهي المواد التى لا تلين بالحرارة حتى درجة حرارة إحتراقها أو تحللها وأهم أنواعها – البولي إيثلين التشابكي (XLPE) ويتميز بخواص كهربية وفيزيائية وكيميائية ممتازة ويمكن استخدامها في درجة حرارة مستمرة للموصل حتى 90 درجة مئوية وبدرجة حرارة 250 درجة مئوية في فترات قصر الدائرة وتعتبر مقاومته ممتازة للرطوبة ولغاز الأوزون الذي يتصاعد نتيجة لظاهرة الكرونا Coronaالناشئة من زيادة شدة المجال الكهربي للعازل ولكنه غير مقاوم للكلور وهو مادة صلدة جدًا غير قابلة للاشتعال تستخدم عادة في الكابلات ذات الجهد الأعلي من 3ك ف حيث أن استعمالها في الجهود الأقل من ذلك لا مبرر له لارتفاع ثمنها .
ويوضح الجدول رقم (1) أهم المواد البوليميرية المستخدمة في صناعة عوازل الكابلات وخواصها الكهربية والفيزيايئة بصفة عامة .
جدول (1) : المواد العازلة المستخدمة البوليميرية في الكابلات

الاسم الشائع
الخواص الكهربية
الخواص الفيزيائية

الجوامد الحرلرية:
البولي اثيلين التشايكي XLPE
مطاط الثيلين بروبلين الناشف HEPR
المطاط السيلوكوني SR
النيوبرين

ممتاز
ممتاز
جيد
متوسط

ممتاز
ممتاز
جيد
جيد

اللدائن الحرارية :
البولي فينايل كلورايد PVC
البولي ايثلين PE
النايلون

جيد
ممتاز
متوسط

جيد
جيد
ممتاز

2-3– الغلاف المعدني :
تشترط المواصفات المحلية والعالمية تزويد الكابل بغلاف معدني Shielding (Metallic Sheath إذا تجاوز جهد الكابل حدًا معينًا (1ك ف طبقًا للمواصفات IEC-502 و2 ك ف طبقًا للمواصفة NEC – 1993) ويصنع الغلاف المعدني إما من مادة موصلة (رصاص - سبيكة رصاص - سبيكة ألومنيوم ) أو من مادة شبه موصلة أو من الاثنين معًا ويصنع الغلاف المعدني على أشكال مختلفة منها:
- شريط من النحاس أو الصلب يلف على العازل بطريقة لولبية
- شريط معرج من النحاس يوضع على العازل بطريقة طولية ويثبت عن طريق اللحام الطولى .
- أسلاك من النحاس تلف على العازل العازل بطريقة لولبية
- غلاف مصمت من الرصاص يتم إلصاقه بطول العازل عن طريق البثق Extruded Lead Sheath .
وتحتوي أنواع كثيرة من الكابلات على غلاف معدني داخلي يتم وضعه على الموصل أو قريبًا منه وغلاف معدني خارجي أي أن العازل يكون محاطًا بغلافين من الداخل والخارج .
ويحقق الغلاف المعدني مزايا عديدة منها :
- حصر المجال الكهربي داخل الكابل
- توفير مسار لتيار القصر الأرضي
- خفض الاجهادات الكهربية على العازل وخاصة المجالات المماسة لسطح العازل التى تسبب في تلفه
- الحد من التشويش على أجهزة الاتصالات
- خفض مخاطر الصدمات الكهربية في حالة التأريض الجيد للكابل
- حماية ميكانيكية وكيماوية وطبيعية لمادة العازل

2-4- الحماية الخارجية :
تستخدم الحماية الخارجية أو الغالاف الخارجي لحماية طبقات الكابل التى تحتها من ظروف البيئة والتركيب ويعتمد اختيار مادة الحماية الخارجية على نفس عوامل اختيار العازل أي على الخواص الكهربية والميكانيكية والفيزيائية والكيميائية كما يمكن تزويد الكابل بحماية معدنية أو غير معدنية أو الاثنين معًا :
الحماية غير المعدنية :
وهي إما على صورة سترة مبثوقة Extruded jacket على الغلاف المعدني من مادة XLPE , PVC أو غيرها وإما على شكل الياف عريضة مجدولة Fiber Braids تلف حول الغلاف المعدني وتصنع من الألياف الزجاجية أو الأسبستوس أو غيره . وتحتاج جميع الألياف إلى مادة مشبعة Saturant أو غامسة لتحقيق قدر من المقاومة ضد الرطوبة والمذيبات والـتآكل والعوامل الجوية وهناك أنواع خاصة من المواد المستخدمة في الحماية الخارجية لها خواص مقاومة لاتفاع درجة الحرارة وإبطاء اللهب ومقاومة الزيوت المذيبة .
الحماية المعدنية :
تظهر الحاجة إلى حماية خارجية معدنية إذا كان الكابل معرضًا لاجهادات ميكانيكية عالية أو مواد كيميائية قاسية أو اجهادات حرارية عالية أثناء قصر الدائرة . تتوفر الحماية الخارجية المعدنية بأشكال ومواد مختلفة ويستخدم في ذلك الصلب المجلفن والألومنيوم والبرونز والرصاص والنحاس ويتم عمل طبقة الحماية الخارجية على شكل تسليح Armouring بأحد التكوينات الآتية :
· تسليح متواشج Interlock من الصلب المجلفن
· غلاف معدني متعرج ملحوم طويلا على إمتداد الكابل
· مغذي معدني من الرصاص أو النحاس أو الألومنيوم
· أسلاك من الصلب تلف لولبيًا بإمتداد الكابل ويجب الرجوع إلى النشارات الفنية الخاصة بالكابلات للتعرف على الخواص الكهربية والميكانيكية لكل أنواع الحماية الخارجية

[ابوقشه]

السلام عليكم ورحمة الله تعالى وبركاته
اخى الحبيب smart power موضوع رائع ومفيد جدا هل للموضوع بقيه من جداول وخلافه ولا اذا كنت محتاج اضافت بعض الجداول من طرفى فانا تحت امرك اما بالنسبه للخطا اقصى تيار يسمح بمروره للمقطع الاسمى 10 مم مربع فهو 35 امبير بدلا من 25 امبير وتم تصحيح الخطا بالملف وشكرا حبيبى على التنويه واى خدمه فانا تحت امرك

[حيدر علاج حسن]

طيب يا مهندسنا العزيز انا عندي سؤال . وهو سؤال عملي قمت بتطبيقه عمليا و توصلت الى الطريقة الصحيحة في توصيل الكيبلات و لكن ما احتاجه التفسير الصحيح لنجاح ما قمت به من تغيير
عندنا ثلاث مضخات قدرة كل منها 100KW . وهي تبعد عن المولد بمسافة 200 متر . قمنا بتوصيلها الى المولد باستخدام 4 كيبلات المنيوم قياس كل منهم 4*120ملم2 . طريقة التوصيل كانت ان وصلنا كل كيبل باطرافه الاربعة الى احد الفيزات و خصصنا و الرابع للمحايد . فوجدنا ان هناك فقد بالجهد عالي جدا لا يمكن التشغيل معه .
ثم غيرنا طريقة التوصيل بحيث اخذنا من كل كيبل طرف واحد الى احد الفيزات و هنا اصبح كل كيبل يساهم بطرف واحد مع كل فيز . فلاحظنا ان العملية تمت بنجاح و الفقد في الجهد اصبح لايتجاوز 10 فولت .
انا وضعت تفسيرا ربما يكون منطقي و لكن بحاجة الى رايكم في الموضوع .
مع جزيل شكري لكل من يساهم في رفد هذا المنتدى العلمي بالمعلومات المفيدة

[اشرف]

اقتباس المشاركة الأصلية كتبت بواسطة حيدر علاج حسن طيب يا مهندسنا العزيز انا عندي سؤال . وهو سؤال عملي قمت بتطبيقه عمليا و توصلت الى الطريقة الصحيحة في توصيل الكيبلات و لكن ما احتاجه التفسير الصحيح لنجاح ما قمت به من تغيير عندنا ثلاث مضخات قدرة كل منها 100KW . وهي تبعد عن المولد بمسافة 200 متر . قمنا بتوصيلها الى المولد باستخدام 4 كيبلات المنيوم قياس كل منهم 4*120ملم2 . طريقة التوصيل كانت ان وصلنا كل كيبل باطرافه الاربعة الى احد الفيزات و خصصنا و الرابع للمحايد . فوجدنا ان هناك فقد بالجهد عالي جدا لا يمكن التشغيل معه . ثم غيرنا طريقة التوصيل بحيث اخذنا من كل كيبل طرف واحد الى احد الفيزات و هنا اصبح كل كيبل يساهم بطرف واحد مع كل فيز . فلاحظنا ان العملية تمت بنجاح و الفقد في الجهد اصبح لايتجاوز 10 فولت . انا وضعت تفسيرا ربما يكون منطقي و لكن بحاجة الى رايكم في الموضوع . مع جزيل شكري لكل من يساهم في رفد هذا المنتدى العلمي بالمعلومات المفيدة

الاخ حيدر ارجو شرح الامر بطريقة اخري تكون اكثر وضوحا لارتباط الامر في ذهني بامر ذو صلة قد يمكن تفسير الامر معه ..


اشرف

[حيدر علاج حسن]

نعم استاذ اشرف . دعنا نترك التفاصيل و نتكلم مباشرة في طريقة توصيل الحمل .
الحمل كان ثلاثي الطور . و تم توصيله باستخدام 4 قابلوات فئة (4 *120ملم2) فعندما اوصلنا كل كيبل باطرافه الاربعة (الاحمر و الاسود و الازرق و الاصفر ) الى فيز و الرابع للمحايد . حصل فقد عالي بالجهد لم يمكننا من التشغيل .
ثم غيرنا التوصيل فجعلنا اللون الاحمر من كل كيبل للفيز الاول و اللون الاسود من كل كيبل للفيز الثاني و اللون الازرق للفيز الثالث و اللون الاصفر ايضا من كل كيبل للمحايد . هنا نجحت طريقة التوصيل .
ارجو ان تكون الصورة واضحة .
السؤال هو ما الفرق بين الطريقتن الذي ادى الى هذا الاختلاف الكبير في النتائج ؟
و دمت بالف خير

[اشرف]

مهندس حيدر السلام علسك ورحمة الله

كما اتوقع .. تواجهنا هذه المشكلة في اسلاك الشبكات المجدولة (مثال CAT5 ) والتي تحتوي علي 8 اسلاك مجدولة بصورة ثنائية .. تختلف طريقة التوصيل حسب المسافة او طول السلك المستخدم.. وكلما كانت المسافة اطول نستخدم طريقة مباعدة الازواج المجدولة عن بعضها فتكون النتيجة مذهلة وجودة في التوصيل لمسافات بعيدة كما حدث معكم ..

بالطبع يعود الامر لوجود attenuation (لا اعلم ترجمة جيدة للكلمة)يكبر ويؤثر علي جودة التوصيل كلما كبر طول السلك .. وتوزيع الحمل ومباعدة اسلك التحميل عن بعضها يقلل من هذا attenuation ويرفع جودة التوصيل وتقليل الفاقد ..

الشرح اعلاه اعتمادا علي اسلاك الشبكات المجدولة .. والله اعلم


اشرف

[حيدر علاج حسن]

attenuation تعني الاضمحلال لكن هذا المصطلح اعتقد انه يخص الموجات الكهرومغناطيسية .
انا في الحقيقة اعزي سبب نجاح الطريقة الثانية في التوصيل الى اجتماع تيارات الخطوط الثلاثة في كل كيبل و بما ان الحمل متوازن فهنا ستكون زاوية فرق الطور بين الرادات الحثية 120 درجة و بالتالي يكون الجمع الاتجاهي لهذه الرادات صفر في كل كيبل . و بذلك نكون قد تخلصنا من الرادة الحثية للكيبل و تبقى المقاومة فقط و هذا يعتمد على طول الكيبل كما تفضلت .
انا اجريت الجمع الاتجاهي لثلاث قوى الزوايا بينها 120 درجة و وجدت ان الناتج يكون صفر فعلا .