تصميم سلك الطاقة
كيف تعمل أسلاك الكهرباء
تتكون كابلات الطاقة من العناصر الأساسية التالية: الموصلات والعزل والأغلفة والأغطية الواقية. بالإضافة إلى العناصر الرئيسية ، يمكن أن يشتمل هيكل الكبل على دروع وأرضيات واقية ومواد مالئة.
تختلف كابلات الطاقة: حسب نوع المعدن من الأسلاك - الكابلات بأسلاك الألمنيوم والنحاس ، حسب نوع المواد التي تعزل الأسلاك الحاملة للتيار والكابلات بالورق والبلاستيك والعزل المطاطي ، حسب نوع الحماية عزل أسلاك الكابلات من تأثير البيئة الخارجية - الكابلات المعدنية والبلاستيكية والمطاطية ، وفقًا لطريقة الحماية من التلف الميكانيكي - المدرعة وغير المدرعة ، وفقًا لعدد النوى - واحد ، اثنان ، ثلاثة - ، أربعة وخمسة النواة.
كل تصميم كابل له التسمية والعلامة التجارية الخاصة به. تتكون ماركة الكبل من الأحرف الأولية للكلمات التي تصف بناء الكابل.
أرز. 1.المقاطع العرضية لكابلات الطاقة: كبلات ثنائية النواة مع موصلات دائرية ومجزأة ، وكابلات ثنائية النواة مع عزل حزام وأغلفة منفصلة ، وكابلات ذات أربعة نوى مع موصل صفري لدائرة وقطاعية وشكل مثلثي ، 1 - سلك موصل ، 2 - موصل محايد ، 3 - عزل أساسي ، 4 - درع على قلب موصل ، 5 - عزل حزام ، 6 - حشو ، 7 - درع عازل أساسي ، 8 - غلاف ، 9 - ممتص الصدمات ، 10 - واقي خارجي غطاء
العناصر الهيكلية لكابلات الطاقة والغرض منها.
موصلات كابلات الطاقة مصنوعة من الألومنيوم والنحاس وسلك واحد ومتعدد الأسلاك. وفقًا للشكل ، تصنع الأوردة مستديرة أو قطاعية أو قطاعية (انظر الشكل 1).
موصلات الكابلات المصنوعة من الألومنيوم تصل إلى 35 مم 2 وتشتمل على سلك واحد ، 50-240 مم 2 - سلك واحد أو متعدد الأسلاك ، 300-800 مم 2 - متعدد الأسلاك.
الأسلاك النحاسية التي يصل حجمها إلى 16 مم 2 شاملة الأسلاك المفردة ، 25-95 مم 2 - أحادية الأسلاك أو متعددة الأسلاك ، 120-800 مم 2 - متعددة الأسلاك.
الموصل المحايد أو الموصل الأرضي الواقي ، كقاعدة عامة ، له مقطع عرضي منخفض مقارنة بالموصلات الرئيسية. يمكن أن يكون مستديرًا أو قطاعيًا أو مثلثًا ويقع في وسط الكبل أو بين موصلاته الرئيسية (انظر الشكل 1).
يتم استخدام الموصل الأرضي الواقي لتوصيل الأجزاء المعدنية غير النشطة للتركيبات الكهربائية بدائرة أرضية واقية.
يُطلق على العزل المطبق على قلب الكبل اسم الموصل المعزول ، ويوضع أعلى الموصلات المعزولة الملتوية أو الموازية للكابل متعدد النواة يسمى عزل الخصر.
عزل الكابلات الورقية مشربة بمركبات تشريب لزجة (زيت الصنوبري أو مواد تركيبية عازلة للكهرباء).
إن عيب الكابلات ذات تركيبة التشريب اللزج هو إمكانية محدودة للغاية لوضعها على مسارات مائلة ، أي يجب ألا يتجاوز فرق الارتفاع بين تركيبات نهاياتها: للكابلات المشبعة اللزجة حتى 3 كيلو فولت ، المدرعة وبدون دروع في غلاف ألومنيوم - 25 مترًا ، بدون درع في غلاف الرصاص - 20 مترًا ، مدرع في غلاف رصاص - 25 مترًا ، للكابلات ذات التشريب اللزج 6 كيلو فولت ، مصفحة وبدون دروع في غلاف الرصاص - 15 مترًا ، من الألومنيوم - 20 مترًا ، للكابلات مع تشريب لزج 10 كيلو فولت ، مصفح وغير مدرع في غلاف من الرصاص والألومنيوم - 15 م.
تسمى الكابلات التي تحتوي على مركب تشريب لزج ، تمت إزالة الجزء الحر منها ، بالكابلات المشبعة الخالية من الدهون. يتم استخدامها عند التمديد على مسارات رأسية ومائلة ، دون الحد من اختلاف المستوى ، إذا كانت هذه الكابلات غير مدرعة ومصفحة في غلاف من الألومنيوم لجهود تصل إلى 3 كيلو فولت ، وبفارق مستوى يصل إلى 100 متر - لأي كبلات أخرى مع عزل مشرب مستنفد.
يتكون العزل المطاطي من طبقة كثيفة من المطاط أو من أشرطة مطاطية مع تقسية المطاط. تستخدم كابلات الطاقة ذات العزل المطاطي في شبكات التيار المتناوب حتى 1 كيلو فولت والتيار المباشر حتى 10 كيلو فولت.
كابلات كهرباء بعزل بلاستيك لها عازل من بلاستيك عديد كلوريد الفينيل على شكل طبقة متصلة أو من تركيبات البولي إيثيلين. كما تستخدم الكابلات ذاتية الإطفاء (الإطفاء الذاتي) والبولي إيثيلين المفلكن.
تُستخدم الشاشات لحماية الدوائر الخارجية من تأثير المجالات الكهرومغناطيسية للتيارات التي تمر عبر الكبل ولضمان تناسق المجال الكهربائي حول نوى الكبل. تصنع الشاشات من ورق أشباه الموصلات والألمنيوم أو رقائق النحاس.
تعتبر البدائل ضرورية لإزالة الفجوات الحرة بين العناصر الهيكلية للكابل ، وضغطها ، وإعطاء الشكل اللازم والاستقرار الميكانيكي لهيكل الكابل. تُستخدم حزم الأشرطة الورقية أو خيوط الكابلات أو الخيوط البلاستيكية أو المطاطية كمواد مالئة.
أغلفة كبلات الطاقة ... تعمل أغلفة الكابلات المصنوعة من الألومنيوم والرصاص والفولاذ المموج والبلاستيك والمطاط غير القابلة للاحتراق (النتريت) على حماية الأجزاء الداخلية للكابلات من التلف بسبب الرطوبة والأحماض والغازات وما إلى ذلك.
يُسمح باستخدام غلاف الألومنيوم لكابلات الإمداد للجهود التي تصل إلى 1 كيلو فولت كموصل رابع (محايد) في شبكات التيار المتردد بأربعة أسلاك مع محايد مؤرض بقوة ، باستثناء التركيبات ذات الأجواء المتفجرة والتركيبات التي يكون فيها التيار في يكون الموصل المحايد في الظروف العادية أكثر من 75٪ من التيار في سلك الطور.
الأغطية الواقية لكابلات الطاقة ... نظرًا لأن أغلفة الكابلات يمكن أن تتلف بل وتتلف بسبب التأثيرات الكيميائية والميكانيكية ، فهي مغطاة بأغطية واقية.
وسادة موضوعة على الشاشة أو الغلاف لحمايتها من التآكل والتلف الناتج عن الشرائط أو الصدمات. الوسادة مصنوعة من طبقات من خيوط كبل مشربة ، بولي فينيل كلوريد ، بولي أميد وأشرطة مكافئة أخرى ، ورق كريب ، مركب بيتومين أو بيتومين.
لحمايتهم من التلف الميكانيكي ، يتم لف أغلفة الكابلات ، حسب ظروف التشغيل ، بحزام فولاذي أو درع سلكي ... السلك المدرع مصنوع من أسلاك مستديرة أو مسطحة.
يحمي درع الأشرطة الفولاذية المسطحة الكابلات من التلف الميكانيكي فقط.يمتص درع الأسلاك الفولاذية أيضًا قوى الشد ، وتحدث هذه القوى في الكابلات عندما توضع الكابلات عموديًا على ارتفاعات كبيرة أو على طول مسارات شديدة الانحدار.
لحماية درع الكبل من التآكل ، يتم تغطيته بغطاء خارجي مصنوع من طبقة من الكابلات أو خيوط زجاجية مشربة بتركيبة البيتومين ، وفي بعض الهياكل ، يتم تطبيق قار بولي فينيل كلوريد مضغوط أو خرطوم بولي إيثيلين على طبقات الغزل.
في المناجم والغرف الخطرة والمتفجرة ، لا يُسمح باستخدام الكابلات المدرعة ذات التصميم التقليدي نظرًا لوجود "وسادة" بين الغلاف ودروع الكبل المحتوي على البيتومين القابل للاحتراق. في هذه الحالات ، يجب استخدام الكابلات ذات "الوسادة" غير القابلة للاحتراق والغطاء الخارجي المصنوع من خيوط الألياف الزجاجية الأساسية.