كابل كهرباء
كابل كهرباء Power cable هي إحدى مكونات نظام القدرة الكهربائية, تقوم بنقل القدرة الكهربائية من مكان إلى آخر وتوفير التغذية الكهربائية للأحمال الكهربائية على سويات توتر مختلفة. وغالباً ما يتم استخدامها في شبكات التوزيع والتوصيل. تمدد الكبول خارج الأبنية إما مدفونة بالأرض ضمن خندق خاص (الشكل1)، وإما ضمن قناة بيتونية خاصة، وإما أن تكون هوائية على أعمدة. ويتم تمديدها داخل الأبنية إما مخفية ضمن أنابيب بلاستيكية، وإما ظاهرة على حوامل معدنية.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
التاريخ
البناء
يتألف الكبل من:
1 ـ مادة ناقلة كهربائياً (أو نواقل عدة).
2 ـ مادة عازلة كهربائياً تحيط بالناقل (أو بكل من النواقل على حده).
3 ـ الغلاف، وأهم أنواعه الرصاص والألمنيوم واللدائن.
4 ـ التسليح، يتم ذلك لضعف الكابلات المعزولة ميكانيكياً، ويتم التسليح بطبقة واحدة أو طبقات عدة من الشريط أو أسلاك فولاذية أو غيرها، وتضاف عادة مواد حشوة (ورق وخيش غالباً) بين طبقة التسليح وبين الغلاف.
5 ـ الغطاء الواقي: حيث تغطى الكابلات بمادة من اللدائن أو المطاط لتقيها من الصدأ.
أنواع الكابلات
تصنف الكابلات الكهربائية على النحو الآتي:
1 ـ تبعاً لسوية التوتر التي تعمل عليها:
آ ـ كابلات تعمل على التوتر المنخفض التي بدورها تصنف لكابلات تيار قوي (تعمل على توتر 380 أو 220 فولت عموماً) وهي خاصة بالإنارة والمآخذ (الشكل 2)، وكبول تيار ضعيف تعمل على التوتر المنخفض كالكبول التي تغذي الهواتف والإنذار عن الحريق وشبكة الحواسيب والمراقبة والهوائي المشترك والرائي (التلفاز) وكبول الفيديو والمضخمات…إلخ (الشكل3).
.jpg)
ب ـ كابلات تعمل على التوتر المتوسط أو العالي وتستخدم لنقل الاستطاعات داخل المدن بجهود كهربائية.
الفولت العالي
2 ـ حسب عدد النواقل:
أ ـ أحادي النواة/طور واحد (الشكل4).
ب ـ ثلاثية الأطوار(النواقل).
3 ـ حسب عدد النواقل في الطور الواحد ضمن الكبل:
أ ـ كابلات مفردة.
ب ـ كابلات مجمعة.
4 ـ حسب نوع المادة العازلة وعدد طبقات العزل وأهمها:
أ ـ الورق المشرب.
ب ـ المطاط، إلا أن الكبول المعزولة بها لا تتحمل أي صدمات أو ضغوط ميكانيكية؛ لذلك يجب وضعها ضمن أنابيب أو قساطل لدائنية ذات تحمل عالٍ لحمايتها.
ج ـ المواد اللدائنية
د ـ زيتية
هـ ـ غاز مضغوط.
5 ـ حسب طريقة البناء:
أ ـ كبل محزوم يمكن أن يكون ثلاثي الأغلفة أيضاً ومملوءاً بالزيت.
ب ـ ثلاثي الأغلفة.
ج ـ أحادي الناقل.
6 ـ حسب شكل مقطع الكبل الواحد:
أ ـ دائري مصمت.
ب ـ شعري دائري.
ج ـ شعري مبسط.
د ـ مصمت مبسط.
7 ـ حسب نوع القطاع الذي تعمل به:
أ ـ كابلات قوى.
ب ـ كابلات اتصالات.
ج ـ كابلات نقل معلومات (الشكل 6).
عملياً تدمج كثير من هذه التصنيفات مع بعضها، فيقال مثلاً: كبل قوى ثلاثي الأطوار رباعي النواة معزول (بمادة عازلة معينة) مع مادة حماية ميكانيكية معينة.
8 ـ الخطوط المعزولة: وهي نواقل نحاسية أو من الألمنيوم، معزولة بالمطاط أو اللدائن. وتكون أحادية القلب single- core أو متعددة القلوب multi- cores.
9 ـ كابلات تيار مستمر: تستخدم للتيار المستمر، وتكون ضياعاتها أقل من ضياعات كبول التيار المتناوب.
مكونات الكابلات تبعاً لأنواعها والمواد التي تصنع منها: نظراً لتعدد أنواع الكبول فقد تم ترتيبها (للقدرة) باستخدام رموز تدل على مكوناتها وهي عموماً على النحو الآتي:
N تعني أن الكبل هو كبل قوى
A الناقل مصنوع من مادة الألمنيوم، وإذا لم يذكر الرمز فهو من النحاس
Y أي إن الناقل معزول بمادة لدائنية، وإذا لم تذكر فهو معزول بالورق
Y غلافه الخارجي من اللدائن.
H الناقل محاط بطبقة معدنية.
K غلافه من الرصاص
C مسلح بأسلاك نحاسية
Q مسلح بأسلاك حديدية
B مسلح بأسلاك فولاذية
SE مغلف برقائق نحاسية.
أمثلة على تصنيف مكونات الكبلات
NYY ـ كبل قوى نواقله معزولة باللدائن، غلافه من اللدائن، نواقله من النحاس.
NYCY ـ مثل السابق لكنه مسلح بأسلاك نحاسية.
NYQY ـ مثل NYY، لكنه مسلح بأسلاك حديدية.
NYBY ـ مثلNYY ، لكنه مسلح بأسلاك فولاذية.
NAK ـ كبل قوى نواقله من الألمنيوم، عازله من الورق وغلافه من الرصاص.
NAKY ـ مثل NAK، لكنه محاط بغطاء واقٍ لدائني.
NAYY ـ كبل قوى نواقله من الألمنيوم، نواقله معزولة باللدائن وغلافه من اللدائن.
NAKBY ـ كبل قوى نواقله من الألمنيوم، غلافه من الرصاص، مسلح بصفائح فولاذية، غلافه الخارجي من اللدائن والناقل معزول بالورق.
وكمواد للعزل، يستخدم الورق (الذي يمكن أن يكون مشرَّباً أو غير مشرَّب بالزيت)، كما تستخدم المواد اللدائنية، وأهمها البولي إيتلين PVC والبولي فينيل كلوريدPE والبولي بروبلين PB والبولي إيتلين المشبك XLPE وغيرها، وتتميز باستقرارها الكيميائي وتحملها الميكانيكي ومرونتها الكبيرة.
كابلات التيار الضعيف (الشبكات الحاسوبية)
يتم عبر كابلات الشبكات الحاسوبية نقل البيانات على الشبكة وحمل الإشارات المتبادلة بين الحواسيب، وتستخدم ثلاث مجموعات منها كثيراً لربط الغالبية العظمى من شبكات الحواسيب وهي:
1 ـ الكابلات المحورية coaxial cables.
2 ـ كابلات الأزواج المفتولة twisted pair، وتكون إما محمية shielded، وإما غير محمية unshielded.
3 ـ كابلات الألياف البصرية fiber optic.
استخدمت الكابلات المحورية سابقاً لرخص ثمنها وخفة وزنها وسهولة استعمالها ومقاومتها للتداخل، وهي إما نحيفة thin net وإما سميكة thick net، ونواتها النحاسية أكبر من النواة النحاسية للنحيفة ويتم خلالها نقل الإشارات لمسافات أطول.
يمكن أن يحتوي الكبل المحوري على طبقة واحدة من العزل foil insulation أو أكثر، فمثلاً تتألف الكبول رباعية الحماية من طبقتين من العزل وطبقتين من الحاجب المعدني المجدول، وتستخدم في الأماكن المعرضة لمستويات عالية من التشويش وتداخل الإشارات.
بعض النماذج لكابلات أزواج مفتولة
تؤدي عملية جدل الأسلاك في كابلات الأزواج المفتولة (الشكل 7) إلى القضاء على الضجيج الكهربائي الناتج من أي مصادر للتشويش.
تستخدم كابلات الألياف البصرية (الشكل 8) لنقل إشارات البيانات الرقمية على شكل نبضات معدلة من الضوء حيث تعدّ طريقة آمنة لإرسال البيانات؛ وذلك لعدم نقل نبضات كهربائية عبر كبل الليف البصري وهي جيدة للسرعات العالية جداً، ولمعدلات النقل عالية السعة؛ وذلك لانعدام التخامد ونقاوة الإشارة.
أما الألياف البصرية فتتألف من أنابيب زجاجية رفيعة جداً تدعى النواة تحيط بها طبقة من الزجاج تعرف بطبقة البطانة وتصنع الألياف أحياناً من اللدائن، وهو أسهل للتركيب لكنه غير قادر على نقل النبضات الضوئية لمسافات بعيدة كالزجاج. ويحتوي كبل الليف البصري على العديد من الشعيرات وإذا كانت الدارة بسيطة فيكون الكبل مؤلفاً من شعيرتين واحدة للإرسال وأخرى للاستقبال. وتحاط كل شعيرة بطبقة تقوية من اللدائن.
يتم اختيار الكابلات المناسبة لشبكة معينة حسب كثافة الرسائل والبيانات المارة في الشبكة الحاسوبية، والاحتياجات الأمنية للشبكة، وأطوال الكبول اللازمة، ونوعية الكبول المتوافرة، والميزانية المخصصة للشبكة وسرعة نقل البيانات المطلوبة.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
انظر أيضاً
- High voltage cable
- Cable
- Electrical wiring
- American wire gauge -- For a table of cross section sizes
- Ampacity -- For a description of current carrying capacity of wires and cables
- Voltage drop -- For another consideration necessary in selecting proper cable sizes
- Cross-linked polyethylene
- Ethylene propylene rubber (EPR)
- Restriction of Hazardous Substances Directive
- Portable cord
- Overhead power line
- AC power plugs and sockets
- Industrial and multiphase power plugs and sockets
المصادر
- محمد صالح الأيوبي. "كابل كهرباء". الموسوعة العربية.