اختراعات

كيفية اختيار الكابل المناسب

كيفية اختيار الكابل المناسب



يعتمد الاختيار السليم للكابل على عدة عوامل منها :

1- خواص الحمل :

وذلك من حيث جهد التشغيل وتيار الحمل المتواصل ودورة الحمل ومدي تجاوز التحميل في فترات الطوارئ والفترة الزمنية المسموح بها لتجاوز الحمل وكذلك حدود التغير في الجهد.

2– مقنن الجهد :

يجب تحديد قييمتين لجهد الكابل :
-جهد التشغيل U وهوالجهد المقنن بين الموصل والأرض اثناء التشغيل العادي
-جهد العزل UO وهو أقصي جهد خطي (line-to-line ) يمكن أن يتحمله الكابل عند استخدام الكابلات في نظام مؤرض فيمكن أن يكون (U= 3 UO) أما في حالة الشبكات غيرالمؤرضة يجب أن تزيد قيمة U إلى 133% أو 173% من القيمة 3U0وذلك نظرًا لإرتفاع جهد الكابل أثناء فترات القصر الأرضي

3– مساحة مقطع الموصل :

يتم اختيار مساحة مقطع الموصل تبعًا لعدة عوامل على النحو التالي :
-قدرة حمل التيار
-تجاوز التحميل في فترات الطوارئ
-حدود هبوط الجهد المسموح بها
-خواص وتأثيرات تيارات القصر
-شروط التركيب من حيث طريقة التركيب ودرجة حرارة الموصل والكابلات المجاورة وغيرها
-متطلبات توصيل نهاية الكابل
يتم أولا تحديد مساحة مقطع الموصل تبعًا لقدرة حمل التيار وذلك من خلال جداول مصنع الكابلات يجب بعد ذلك تصحيح مساحة المقطع هذه تبعًا لظروف التركيب وإختلافها عن الظروف القياسية المناظر لها الجداول , فيجب استخدام معاملات خفض التقنين Derating Factors على النحو المعروف في النشرات الفنية الخاصة بالكابلات حتى يمكن تحديد المساحة الصحيحة لمقطع الموصل .
ويجب عند اختيار الكابل معرفة مقدار الهبوط في الجهد بين طرفين عند مرور التيار المقنن وذلك لتحديد مقدار تنظيم الجهد وقد جرت العادة على أن يعطي الهبوط الذي يسببه مرور التيار في الكابل على أساس كل موصل على حدة ويحسب عادة بالمللي فولت لكل أمبير لكل متر من طول الكابل ويمكن حسابه كما يأتي :
لدائرة أحادية الطور : mv = 2 Z
لدائرة ثلاثية الأطوار : mV = 3 Z
حيث (mV ) هو هبوط الجهد بالمللي فولت كل أمبير لكل متر من طول الكابل و (Z) الممانعة لكل موصل لكل كم من طول الكابل بالأوم عند أقصي درجة حرارة تشغيل وتحسب قيمة (Z) لموصلي الدائرة فى دائرة الوجه الواحد وللطور الواحد في الدائرة ثلاثية الأطوار ولإيجاد النسبة المئوية لهبوط الجهد تقسم قيمة الهبوط في الجهد على جهد الطور في دائرة الطور الواحد وعلى جهد الخط في الدائرة ثلاثية الأطوار .
يحدث في بعض الأحيان أن يكون العامل المحدد لاختيار مساحة مقطع الموصل هو قدرة الكابل على حمل تيارات القصر وليست قدرته على حمل التيار في ظروف التحميل العادية. ينشأ عن تيارات القصر التى يصل مقدارها إلى أكثر من عشرين مرة من تيار الحمل المقنن اجهادات ميكانيكية وحرارية يتحدد تبعًا لها أقصي مقدار للفترة الزمنية التى يمكن للكابل أن يتحملها بوجود تيار القصر ويعتبر عازل الكابل هو أكثر الأجزاء تأثرًا بهذه الاجهادات وتتغير أقصي فترة زمنية مسموح بها لتيار القصر تغيرًا عكسيًا مع مربع تيار القصر وتعطي مصانع الكابلات طريقة هذا التغير على شكل خرائط .

4- طريقة التركيب :

يمكن أن يدفن الكابل في الأرض مباشرة أو داخل مجاري كما يمكن أن يوضع على أرفف أو داخل أنابيب هوائية وفى جميع هذه الحالات يجب معرفة الحيز المخصص لمرور الكابلات ومدي تقاربها من بعضها خاصة إذا كانت هذه الكابلات تعمل على جهود مختلفة .

5- خواص حالات قصر الدائرة ونظام الحماية :

يجب تحديد قيم تيارات القصر ونظام الحماية على الكابل وأقصي فترة قصر دائرة يمكن أن يتعرض لها الكابل وذلك تبعًا لخواص وطريقة ضبط أجهزة الحماية .

6– البيئة المار فيها الكابل :

قد يمر مسار الكابل بمناطق ذات درجات حرارة مرتفعة مما يتطلب أنواعًا خاصة من العازل كما قد يمر الكابل بمناطق خطرة أو معرضة للحرائق أو الإنفجارات أو تحتوي على مواد كيماوية حارقة أو معرضة لإجهادات ميكانيكية عالية وفى مثل هذه الحالات يجب اختيار الكابل المناسب من حيث مواد العزل والحماية الخارجية أو التسليح الميكانيكي وقد يتطلب الأمر في بعض الأحيان اختيار كابل بمرونة عالية نظرًا لتعرض مساره للانحناءات الحادة المتكررة .

مواصفات الكابلات :

بمجرد الإنتهاء من الاختيار المناسب للكابل فإن كتابة مواصفاته تصبح عملا روتنيًا بحيث تتضمن:
-عدد الموصلات أو القلوب
-مادة الموصل ومساحة مقطعه
-نوع العازل
-الجهد المقنن ( جهد التشغيل الطوري وجهد العزل ) .
-طريقة الحماية بواسطة الغلاف المعدني
-الحماية الخارجية
-قدرة الكابل على احتمال تيارات القصر
-أية تجهيزات مطلوبة أخري

7- احتياطيات التركيب :

تحتاج عملية تركيب الكابل إلى احتياطات خاصة لتجنب تلفه توجز فيما يلي :
-الا يتم تركيب الكابلات التى تدخل مادة PVC في مكوناتها في الأجواء شديدة البرودة حيث يكون العازل أو طبقة الحماية الخارجية شديد القصافة Brittle وسهل التعرض للشروخ
-إن أحد العيوب الاساسية في موصلات الألومنيوم هو تكون طبقة صلدة رقيقة من الأكسيد على سطح الموصل ورغم أن هذه الطبقة تهيئ حماية ضد تآكل الموصل إلا أنها تتسبب في العديد من المشاكل خصوصًا عند عمليات اللحام والتوصيل وتثبيت نهايات الكابل وعلى ذلك فيجب إتباع النشرات الفنية الخاصة بتركيب كابلات الألومنيوم بكل دقة ويمكن الحصول على هذه النشرات من مصانع الكابلات .
-عدم وجود أركان حادة لإنها قد تتسبب في إتلاف الكابل اثناء سحبه داخل المجري.
-عدم تعريض الكابل لقوي شد أكثر من المسموح بها اثناء عملية سحبه
-إحكام قفل نهايات الكابل لمنع دخول الماء أو الرطوبة إلى داخله والوصول إلى قلبه وتزيد أهمية هذه النقطة إذا كان الكابل موضوعًا في بيئة معرضة للماء أو الرطوبة .
-ألا يقل نصف قطر الثني للكابل عن الحد المسموح به

8- الاختبـــــــــــــــــــــارات :

رغم أن معظم الاختبارات الخاصة بالكابلات تتم في المصنع , إلا أنه يجب إجراء بعض الاختبارات عند استلام و بعد التركيب و من أهم هذه الاختبارات :
-الأبعاد : يتم قياس قطر الموصل وسمك العزل والغلاف وباقي مكونات الكابل بعناية تامة عن الاستلام ويسعمل في ذلك ميكرومتر خاص . ويجب التأكد من أنها مطابقة للمواصفات المعطاة من المصنع كما يجب الاهتمام بسمك العازل بصفة خاصة ومطابقة ذلك بالمواصفات القياسية
-مقاومة وسعة العازل : يتم قياس مقاومة العازل وسعته باستخدام أجهزة وطرق القياس العادية ويمكن إجراء هذا الاختبار بسهولة لقياس المقاومة بين كل موصل والغلاف وبين كل موصل والأرض وبين كل موصلين ويمكن إجراء هذا القياس بعد التركيب ثم بعد التشغيل على فترات دورية
-اختبار الجهد العالي : يتم هذا الاختبار بتسليط جهد كهربي على الكابل ثم رفع هذا الجهد حتى أربعة أمثال جهد العزل المقنن لفترة 15 دقيقة وذلك إما على مرحلة واحدة أو عدة مراحل ويمكن إجراء هذا الاختبار باستخدام جهد ثابت أو جهد متردد ويفضل استخدام الجهد الثابت وخاصة بعد عملية تركيب الكابل .