Anhui Zhishang Cable Technology Co., Ltd.

كابل الطاقة

احصل على المزيد من المحتوى الذي يمكن أن يساعدك

بيت / منتج / كابل الطاقة
منتجات

كابل الطاقة

أنا. التعريف والميزات الأساسية
كابلات الطاقة هي أنظمة كابلات معزولة مصممة لنقل وتوزيع الطاقة الكهربائية عالية الطاقة، وتعمل كوسيلة نقل أساسية في شبكات الطاقة. الهدف من تصميمها هو توصيل الطاقة الكهربائية بأمان وموثوقية وكفاءة في ظل ظروف بيئية مختلفة.

الميزات الأساسية:
الجهد العالي وسعة التيار: يتراوح الجهد المقدر من 0.6/1 كيلو فولت إلى أكثر من 500 كيلو فولت، مع قدرة حمل التيار التي تصل إلى آلاف الأمبير.
هيكل وقائي متعدد الطبقات: تصميم مركب يشتمل على موصل + عزل + درع + غلاف + (درع اختياري).
القدرة على التكيف البيئي: مناسبة للتركيب في البيئات المعقدة مثل الدفن المباشر، وتحت الماء، والأنفاق، والمنحدرات الشديدة.
النقل لمسافات طويلة: يمكن أن تمتد أطوال المقطع الواحد لعدة كيلومترات، مما يقلل من نقاط الصدع عند المفاصل.

الثاني. الأنواع الرئيسية وسيناريوهات التطبيق
التطبيقات الصناعية النموذجية:
الطاقة والكهرباء: خطوط الطاقة الصادرة من محطات الطاقة، وتوصيلات المحطات الفرعية، وأنظمة تجميع الطاقة المتجددة (طاقة الرياح والطاقة الشمسية).
البنية التحتية الحضرية: أنفاق المرافق تحت الأرض، وإمدادات الطاقة للمترو والأنفاق، وشبكات الإضاءة الحضرية الأساسية.
التصنيع الصناعي: مغذيات المحركات الكبيرة، مصدر الطاقة الرئيسي لخط الإنتاج، توزيع طاقة مركز البيانات.
النقل: الطاقة على شاطئ الميناء، وإمدادات الطاقة من السكك الحديدية، وإضاءة مدرج المطار.

ثالثا. ملخص المزايا الأساسية
المزايا التقنية:
1. كفاءة نقل عالية (الخسارة ≤ 0.5%).
2. قدرة عالية على حدوث ماس كهربائي (تلبي متطلبات تيار الاستقرار الحراري).
3. دورة حياة طويلة (عمر التصميم ≥ 30 سنة).

مزايا السلامة:
1. أداء ممتاز في مقاومة الحرائق (مقاومة اللهب من الفئة أ).
2. مقاوم للماء والرطوبة (هيكل شعاعي يحجب الماء).
3. تأريض موثوق (حماية معدنية مستمرة).

المزايا الاقتصادية:
1. انخفاض التكلفة الإجمالية (مقارنة بالخطوط الهوائية).
2. تكاليف صيانة منخفضة (تصميم خالٍ من الصيانة).
3. توفير المساحة (يسمح بالتركيب متعدد الدوائر).

المزايا البيئية:
1. لا يوجد تلوث كهرومغناطيسي (تصميم الحماية).
2. المواد القابلة لإعادة التدوير (معدل استرداد النحاس/الألومنيوم > 95%).
3. عمليات الإنتاج الصديقة للبيئة (التصنيع منخفض الطاقة).

Anhui Zhishang Cable Technology Co., Ltd.

إضاءة آلاف المشاريع ربط مستقبل العالم.

تقع شركة آنهوي تشيشانغ لتكنولوجيا الكابلات المحدودة في منطقة شوانزو، مدينة شوانتشنغ، مقاطعة آنهوي —مدينة رئيسية في دلتا نهر اليانغتسي. الشركة هي مؤسسة متخصصة تعمل على دمج البحث والتطوير والتصنيع وبيع الأسلاك والكابلات. وهي تدير منشأة إنتاج حديثة تغطي مساحة تبلغ حوالي 5000 متر مربع وتوظف أكثر من 50 موظفًا، بما في ذلك العديد من مهندسي الجودة وفنيي البحث والتطوير الذين يتمتعون بخبرة تزيد عن 10 سنوات في الصناعة.

شهادة الشرف
  • جامعة لولو
  • جامعة لولو
  • جامعة لولو
  • جامعة لولو
  • جامعة لولو
  • جامعة لولو
  • جامعة لولو
  • جامعة لولو
  • 3ج
  • 3ج
  • 3ج
  • شهادة الامتثال
أخبار
كابل الطاقة معرفة الصناعة

معرفة الصناعة

كيف تحدد فئة الجهد بنية كابلات الطاقة من الداخل إلى الخارج

تصنيف الجهد هو معلمة التصميم الأكثر أهمية بالنسبة لـ a كابل الطاقة ، وهو يقود قرارات البناء في كل طبقة - الموصل، والعزل، والتدريع، والسترة. تنقسم كابلات الطاقة بشكل عام إلى الجهد المنخفض (LV، حتى 1 كيلو فولت)، والجهد المتوسط ​​(MV، 1 كيلو فولت إلى 35 كيلو فولت)، والجهد العالي (HV، فوق 35 كيلو فولت). تقدم كل خطوة للأعلى في فئة الجهد متطلبات بناء تتجاوز مجرد زيادة سمك جدار العزل.

عند مستوى الجهد المنخفض، تتمثل وظيفة العزل الأساسية في منع الاتصال بالموصلات النشطة وتحمل تدرجات المجال الكهربائي المتواضعة الموجودة. تعتبر الجدران العازلة PVC و XLPE التي يبلغ سمكها 0.7-1.0 مم كافية للكابلات ذات التصنيف 0.6/1 كيلو فولت. يكون توزيع المجال الكهربائي عند هذا الجهد منتظمًا نسبيًا، ولا توجد حاجة لطبقات تصنيف المجال. ومع ذلك، تعمل الكابلات ذات الجهد المتوسط ​​تحت شدة المجال الكهربائي، حيث يمكن لتركيز المجال عند عدم انتظام سطح الموصل - حواف الجدائل، والأكسدة السطحية، والنتوءات المجهرية - أن يؤدي إلى تفريغ جزئي يؤدي إلى تآكل العزل بمرور الوقت. ولهذا السبب تتطلب الكابلات ذات الجهد المتوسط ​​شاشة موصل: طبقة من مركب شبه موصل يتم تطبيقها مباشرة فوق الموصل والتي تعمل على تنعيم المجال الكهربائي من خلال تقديم سطح متساوي الجهد ومستمر للعزل. تؤدي شاشة العزل المقابلة الموجودة على السطح الخارجي للعزل نفس الوظيفة عند واجهة درع العزل.

يجب أن تكون شاشة العزل في كابلات الجهد المتوسط ​​مرتبطة (غير قابلة للنزع) أو شبه مرتبطة (قابلة للنزع) اعتمادًا على طريقة الإنهاء. تتطلب الشاشات غير القابلة للتقطيع أدوات قطع وتقنية دقيقة عند أطراف الكابلات لتجنب خدش السطح العازل؛ تسمح الشاشات القابلة للتجريد بتقشير الطبقة شبه الموصلة بشكل نظيف، ولكنها تقدم واجهة محددة يجب إدارتها لمنع دخول الرطوبة عند حدود عزل الشاشة. عند الفولتية التي تزيد عن 15 كيلو فولت، يجب أن تحمل الشاشة المعدنية الموجودة فوق الشاشة العازلة تيار الشحن السعوي الكامل للكابل، والذي يصبح مهمًا على مدار الكابلات الطويلة - وهو العامل الذي يحدد المقطع العرضي لموصل الشاشة بشكل مستقل عن أي متطلبات تيار عطل.

مقارنة عزل XLPE وإي بي آر في تطبيقات كابلات الطاقة ذات الجهد المتوسط

للجهد المتوسط كابل الطاقة يعد الاختيار بين عزل البولي إيثيلين المتشابك (XLPE) ومطاط الإيثيلين بروبيلين (EPR) أحد أكثر القرارات أهمية فيما يتعلق بالمواد، وغالبًا ما يتم اتخاذه على أساس السعر وحده - مما يؤدي باستمرار إلى عدم تطابق الأداء في البيئات الصعبة. تتمتع كل مادة بملف أداء مختلف تمامًا يتوافق مع ظروف تطبيق محددة.

الملكية XLPE EPR
أقصى درجة حرارة للموصل (مستمر) 90 درجة مئوية 90 درجة مئوية
ثابت العزل الكهربائي (εr) ~2.3 (منخفض جدًا) ~2.8-3.5 (معتدل)
مقاومة شجرة الماء معتدل (يتطلب درجات مقاومة للأشجار في البيئات الرطبة) ممتاز (مقاوم بطبيعته)
المرونة قاسية، وخاصة في درجات الحرارة المنخفضة مرنة عبر نطاق درجة حرارة واسعة
تيار الشحن بالسعة أقل (بسبب انخفاض εr) أعلى (يحد من طول الكابل القابل للاستخدام عند الجهد العالي)
التكلفة النموذجية المتعلقة بـ XLPE خط الأساس قسط 20-40%

الفرق الأكثر أهمية عمليًا بين المادتين هو مقاومة شجرة الماء. أشجار المياه عبارة عن قنوات تحلل شجرية تنتشر من خلال العزل المعتمد على البولي إيثيلين في وجود الرطوبة وضغط المجال الكهربائي المتردد. يكون معيار XLPE عرضة لتشجير المياه على مدى فترات خدمة تتراوح من 10 إلى 20 عامًا في المنشآت الرطبة أو المدفونة مباشرة. تتوفر مركبات XLPE (TR-XLPE) المقاومة للأشجار مع إضافات تمنع بدء الشجرة وتستخدم على نطاق واسع في كابلات توزيع المرافق، ولكنها تضيف تكلفة وتتطلب من الشركة المصنعة توفير تركيبات مركبة محددة وتأهيلها. EPR، كونه مركبًا مطاطيًا له بنية جزيئية مختلفة تمامًا وخصائص نفاذية للرطوبة، فهو مقاوم بطبيعته لتشجير المياه دون إضافات إضافية. بالنسبة للكابلات المثبتة في الدفن المباشر، أو القنوات المغمورة بالمياه، أو التطبيقات تحت الماء، فإن مقاومة الرطوبة EPR تجعلها الاختيار الصحيح من الناحية الفنية بغض النظر عن علاوة التكلفة.

يمنح ثابت العزل الكهربائي المنخفض لـ XLPE ميزة في كفاءة النقل مقارنة بالكابلات الطويلة التي تعمل بجهد متوسط ​​وعالي، لأن تيار الشحن السعوي - الذي يتدفق حتى في حالة عدم توصيل أي حمل - يتناسب مع ثابت العزل الكهربائي. في أنظمة الكابلات حيث يمثل تيار الشحن جزءًا مهمًا من السعة الحرارية للكابل (عادةً الكابلات الأطول من 10-15 كم عند 33 كيلو فولت)، يُترجم انخفاض εr الخاص بـ XLPE مباشرةً إلى قدرة حمل حمولة قابلة للاستخدام.

اختيار الدروع لكابلات الطاقة: مقارنة الأسلاك الفولاذية والشريط الفولاذي وأسلاك الألمنيوم

تكون الحماية الميكانيكية من خلال التدريع مطلوبة عندما يجب أن يتحمل كابل الطاقة ضغوط التثبيت - سحب التوتر، أو الضغط من الردم، أو التأثير الناتج عن آلات الحفر، أو الضغط الناتج عن بقاء الكابلات على هياكل الدعم على مدى فترات طويلة. لا يؤثر اختيار نوع الدرع على الأداء الميكانيكي فحسب، بل يؤثر أيضًا على السلوك الكهربائي للتيار المتردد للكابل، ووزنه، ومقاومته للتآكل بطرق يتم تجاهلها كثيرًا في مرحلة المواصفات.

درع الأسلاك الفولاذية (SWA)

يتكون درع الأسلاك الفولاذية من أسلاك فردية مجلفنة أو من الفولاذ المقاوم للصدأ يتم تطبيقها بشكل حلزوني على طبقة الفراش أسفل الغلاف الخارجي. توفر SWA أعلى قوة شد لأي نوع من أنواع الدروع، مما يجعلها الاختيار الصحيح للكابلات الخاضعة لقوى سحب محورية كبيرة أثناء التثبيت - مثل الكابلات التي يتم سحبها عبر قناة عبر مسافات طويلة، أو الكابلات البحرية الخاضعة لشد التثبيت. يتم تحديد عدد الأسلاك وقطرها لتحقيق حمل كسر الهدف؛ بالنسبة لكابلات الطاقة الكبيرة، يمكن تحقيق أحمال كسر SWA تتراوح من 50 إلى 200 كيلو نيوتن. ومع ذلك، فإن درع الأسلاك الفولاذية الموجود على كابلات طاقة التيار المتردد أحادية النواة يخلق آلية فقدان مغناطيسية كبيرة: يشكل الدرع دائرة مغناطيسية مغلقة حول الموصل الحامل للتيار، وتولد التيارات المستحثة في أسلاك الدرع حرارة. في الكابلات أحادية النواة، يمكن أن تصل خسائر SWA إلى 30-50% من خسائر الموصل، مما يقلل بشدة من القدرة الفعالة. لهذا السبب، يجب أن تستخدم كابلات التيار المتردد أحادية النواة التي يزيد حجمها عن 70 مم² تقريبًا درع أسلاك الألمنيوم (AWA) بدلاً من الفولاذ.

درع الشريط الفولاذي (STA)

يستخدم الدرع الشريطي الفولاذي شريطين فولاذيين متداخلين يتم تطبيقهما في اتجاهين متعاكسين لتوفير مقاومة الضغط الشعاعي والحماية ضد قوى التكسير. STA أخف من SWA وأكثر اقتصادا، ولكنها توفر الحد الأدنى من قوة الشد - فهي غير مصنفة لسحب التثبيت وسيتم فك ضغطها تحت الحمل المحوري. يعتبر STA مناسبًا للكابلات المدفونة مباشرة في الأرض المستقرة حيث تكون الحماية الميكانيكية ضد التأثيرات العرضية وهجمات القوارض هي الشاغل الرئيسي، ولكن عندما لا يُتوقع حدوث شد كبير في السحب. كما يوفر بناء الشريط على الشريط تغطية أقل اتساقًا من الدروع السلكية، مما يترك فجوات حلزونية بين طبقات الشريط حيث يمكن أن تخترق قوة التأثير المركزة.

درع أسلاك الألمنيوم (AWA)

إن درع أسلاك الألمنيوم يعادل ميكانيكيًا SWA في أداء الشد (مع أقطار سلك أكبر قليلاً للتعويض عن قوة الشد المنخفضة للألمنيوم) ولكنه يزيل مشكلة فقدان المغناطيسية في كابلات التيار المتردد أحادية النواة. نظرًا لأن الألومنيوم غير مغناطيسي، فإن AWA لا يشكل دائرة مغناطيسية حول الموصل ولا يولد أي فقد كبير للتيار المستحث. كما أن AWA أخف بشكل ملحوظ من SWA - حيث تبلغ كثافة الألومنيوم حوالي ثلث كثافة الفولاذ - مما يقلل من وزن التركيب وجهد سحب الكابلات في التركيبات الكبيرة. تتمثل المقايضة في مقاومة التآكل في بيئات التربة العدوانية كيميائيًا: يتطلب درع الألومنيوم طبقة قوية وحماية مفرطة في التربة الحمضية أو المناطق ذات النشاط الكهروكيميائي، حيث يمكن أن يتسبب التآكل الجلفاني بين درع الألومنيوم وأي هياكل فولاذية متلامسة في تدهور سريع للدرع.

التصنيف الحالي للدائرة القصيرة: ماذا يعني وكيف يتم حسابه لكابلات الطاقة

يحتوي كل كابل طاقة على تصنيفين تيارين متميزين يجب استيفاءهما في أي تثبيت: تصنيف التيار المستمر (السعة) للتشغيل العادي، وتصنيف تيار الدائرة القصيرة لظروف الأعطال. غالبًا ما يكون تصنيف الدائرة القصيرة غائبًا عن عمليات اختيار الكابلات المبسطة، ومع ذلك فإن الكابل الذي لا يمكنه النجاة من تيار العطل المحتمل عند نقطة التثبيت الخاصة به يمكن أن يحترق ويتسبب في نشوب حريق وتلف المعدات ومخاطر الأفراد خلال حدث العطل الأول.

يتم حساب تصنيف تيار الدائرة القصيرة بناءً على افتراض التسخين الأديابي: خلال مدة الخطأ القصيرة (عادةً من 0.1 إلى 3 ثوانٍ قبل أن تقوم الأجهزة الواقية بإزالة العطل)، تقوم كل طاقة العطل بشكل أساسي بتسخين الموصل بسبب عدم وجود وقت كافٍ لنقل الحرارة إلى المادة العازلة أو الوسط المحيط. تتعلق معادلة ارتفاع درجة الحرارة الأديباتية بتيار الدائرة القصيرة المسموح به (I)، والمقطع العرضي للموصل (S)، ومدة الخطأ (t)، وثوابت مادة الموصل:

يتم تحديد درجة حرارة الموصل القصوى المسموح بها أثناء حدوث خطأ بواسطة المادة العازلة: يسمح XLPE وEPR بحد أقصى لدرجة حرارة موصل الدائرة القصيرة تبلغ 250 درجة مئوية (من درجة حرارة البداية عند أقصى تشغيل مستمر يبلغ 90 درجة مئوية)، بينما تقتصر الكابلات المعزولة بـ PVC على 160 درجة مئوية أو 140 درجة مئوية اعتمادًا على المقطع العرضي للموصل. توجد هذه الحدود لأن تجاوزها يؤدي إلى تلف العزل بشكل لا رجعة فيه - الانصهار أو الكربنة أو فقدان السلامة الميكانيكية - حتى لو بقي الموصل نفسه على قيد الحياة. توفر معايير IEC 60364-5-54 وIEC 60949 الثوابت المحددة لموصلات النحاس والألومنيوم بأنظمة عزل مختلفة.

أحد الجوانب الحاسمة والتي يتم التغاضي عنها عادة في تصنيف الدائرة القصيرة هو أنه يجب التحقق منها مقابل الحد الأقصى لتيار العطل المحتمل عند نقطة تركيب الكابل، وليس عند نقطة الإمداد. يتناقص تيار العطل المحتمل مع المسافة من المصدر بسبب مقاومة الكابلات والمحولات المتداخلة. سوف يشهد كابل على بعد 200 متر من المحول تيار عطل أقل من الكابل الموجود في أطراف المحولات، مما يسمح لمقطع عرضي أصغر بتلبية متطلبات الدائرة القصيرة في الموقع البعيد. إن إجراء هذا الحساب في كل مقطع كبل بدلاً من تطبيق قيمة متحفظة واحدة في جميع أنحاء النظام يمكن أن يقلل بشكل كبير من متطلبات المقطع العرضي للموصل وتكلفة التثبيت الإجمالية.

كابلات الطاقة المقاومة للهب الخالية من الهالوجين: حيث تكون مطلوبة وما الذي تختبره المعايير فعليًا

أصبحت مواصفات الكابلات الخالية من الهالوجين ومثبطات اللهب (HFFR) أو الكابلات الخالية من الهالوجين منخفض الدخان (LSHF/LS0H) شائعة بشكل متزايد في مشاريع البناء والبنية التحتية، ولكن غالبًا ما يتم تطبيق المواصفات دون فهم كامل لما تقيسه الاختبارات وراء التعيين - وما لا تقيسه.

عند حرق الكابلات القياسية المعزولة بمادة PVC، فإنها تطلق غاز كلوريد الهيدروجين (HCl) حيث يتفاعل الكلور الموجود في مركب PVC مع منتجات الاحتراق. يعد حمض الهيدروكلوريك مادة أكالة، مما يؤدي إلى إتلاف المعدات الإلكترونية حتى عند تركيزات أقل بكثير من تلك السامة للإنسان. في الأماكن المغلقة - الأنفاق والسفن ومراكز البيانات وأنظمة النقل تحت الأرض - يمكن لحمض الهيدروكلوريك المنبعث من الكابلات المحترقة أن يدمر الأنظمة الإلكترونية في جميع أنحاء الفضاء ويجعل البيئة مسببة للتآكل لعدة أشهر بعد وقوع حريق. تحل مركبات HFFR محل PVC بمواد قائمة على البولي أوليفين تحتوي على حشوات مثبطة للهب من هيدروكسيد المعدن (عادةً ثلاثي هيدرات الألومنيوم أو هيدروكسيد المغنيسيوم)، والتي تطلق بخار الماء عند تسخينها وتبريد منطقة الاحتراق دون إنتاج غازات حمضية.

تشمل المعايير الرئيسية التي تحكم أداء كابل HFFR ما يلي:

  • IEC 60332-1 (انتشار لهب كابل واحد): يختبر ما إذا كان كابل واحد ينطفئ ذاتيًا عند تطبيق لهب محدد لمدة 60 ثانية. هذا هو الحد الأدنى الذي يمكن لجميع الكابلات التي تحتوي على أي محتوى مثبط للهب أن تتجاوزه تقريبًا. لا يشير اجتياز هذا الاختبار إلى الأداء في التثبيت الحقيقي باستخدام الكابلات المجمعة.
  • IEC 60332-3 (انتشار لهب الكابل المجمع - الفئات أ، ب، ج، د): يتم اختبار حزمة من الكابلات المثبتة على صينية سلم تحت لهب محدد لمدة 20 دقيقة. تمثل الفئة (أ) أعلى حجم للكابلات المثبتة (7 لترات لكل متر) وهي الأكثر تطلبًا. يعد اجتياز الفئة A IEC 60332-3 مؤشرًا ذا معنى لأداء انتشار اللهب في تركيبات حوامل الكابلات الحقيقية.
  • IEC 60754-1 و-2 (محتوى الهالوجين): يختبر انبعاث الغاز الحمضي ودرجة الحموضة لغازات الاحتراق. يحتوي الكابل الذي يتوافق مع المواصفة IEC 60754-2 على درجة حموضة أعلى من 4.3 وموصلية أقل من 10 ميكرو سيميز/مم في اختبار الاحتراق، مما يؤكد انخفاض محتوى الهالوجين. هذا هو الاختبار الذي يميز HFFR عن كابلات PVC القياسية المقاومة للهب.
  • IEC 61034 (كثافة الدخان): يقيس نفاذية الضوء من خلال الدخان المنبعث من عينة كابل محترق في غرفة اختبار 3 م × 3 م × 3 م. إن الحد الأدنى من النفاذية بنسبة 60% هو الحد الأدنى لتعيين منخفض الدخان، ذو الصلة برؤية الإخلاء في حرائق المباني.

فارق بسيط مهم هو أن "مثبطات اللهب" و"الخالية من الهالوجين" هي خصائص مستقلة قد يتم أو لا يتم دمجها في كابل معين. يمكن أن يكون الكابل خاليًا من الهالوجين دون أن يكون مثبطًا للهب بشكل خاص (البولي أوليفين النقي بدون حشوات مثبطة للهب)، أو مثبط اللهب دون أن يكون خاليًا من الهالوجين (FR-PVC القياسي). يتطلب تحديد LSHF أو HFFR كلا الخاصيتين في وقت واحد، ويجب أن تشير وثيقة الشراء إلى معايير اختبار IEC المحددة التي يجب اجتيازها بدلاً من الاعتماد على وضع العلامات وحدها، حيث لم يتم تعريف هذه المصطلحات بشكل موحد عبر الأسواق.

تصميم كابل الطاقة المخصص: ترجمة متطلبات التطبيق إلى مواصفات البناء

يبدأ شراء كابلات الطاقة المخصصة بتعريف المتطلبات الذي يتجاوز تحديد تصنيف الجهد والمقطع العرضي للموصل. يغطي كبل الطاقة المخصص المحدد بشكل صحيح ست مجموعات من المعلمات المترابطة، كل منها يحد من مساحة التصميم المتاحة للشركة المصنعة:

  • المعلمات الكهربائية: جهد النظام (U0/U)، والحد الأقصى للتيار المستمر في حالة التثبيت المقصودة (وليس سعة الهواء الحر)، وتيار الدائرة القصيرة المحتمل ووقت إزالة الخطأ، وأي قيود على جودة الطاقة مثل المحتوى التوافقي الذي يؤثر على الحجم المحايد.
  • شروط التثبيت الميكانيكية: طريقة التثبيت (الدفن المباشر، القناة، علبة الكابلات، الهوائي، الغواصة)، سحب التوتر أثناء التثبيت، الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء، ما إذا كان الكابل سيواجه حركة مستمرة بعد التثبيت، وأي قيود على الوزن أو القطر تفرضها نسب تعبئة القناة أو حدود حمل علبة الكابلات.
  • التعرض البيئي: نطاق درجة الحرارة المحيطة، والرطوبة والتعرض للماء، ومدة التعرض للأشعة فوق البنفسجية وكثافته، والاتصال الكيميائي (قائمة المواد المحددة)، ومقاومة التربة للكابلات المدفونة (والتي تؤثر على كل من متطلبات الحماية من السعة والتآكل)، وما إذا كانت الحماية من هجمات القوارض مطلوبة.
  • متطلبات أداء الحرائق: ما إذا كان التثبيت يتطلب الحد من انتشار اللهب (فئة IEC 60332)، أو سلامة الدائرة تحت النار (IEC 60331 — للكابلات التي يجب أن تستمر في العمل أثناء الحريق، مثل إمداد الطاقة في حالات الطوارئ)، أو الحد من الغاز الحمضي (IEC 60754)، أو الحد من كثافة الدخان (IEC 61034).
  • المتطلبات التنظيمية وإصدار الشهادات: ما هي المعايير الوطنية أو الإقليمية التي يجب أن يفي بها الكابل (IEC، وBS، وUL، وCSA، وGB/T)، وما إذا كانت شهادة الطرف الثالث من مركز اختبار معترف به مطلوبة للإنشاء المحدد المطلوب بدلاً من كابل مرجعي مماثل.
  • توقع عمر الخدمة: يؤثر عمر التصميم الذي يبلغ 20 أو 30 أو 40 عامًا على اختيار المواد العازلة (معدل التعتيق الحراري XLPE مقابل EPR) ومستوى اختبار التقادم المتسارع المطلوب للتحقق من صحة التصميم. غالبًا ما يتم تحديد كابلات تطبيقات البنية التحتية بعمر خدمة يبلغ 40 عامًا، الأمر الذي يتطلب بيانات نسب المواد العازلة التي توضح الاستقرار الحراري على المدى الطويل.

عندما يتم تحديد جميع مجموعات المعلمات الست، يمكن للشركة المصنعة تطوير بناء يرضي كل قيد دون المبالغة في هندسة أي عنصر فردي. إن الإفراط في المواصفات في منطقة واحدة مع التقليل من التحديد في منطقة أخرى هو خطأ شائع في شراء الكابلات المخصصة: المشتري الذي يحدد التدريع للحصول على أقصى قوة شد ولكنه يتجاهل بيئة التعرض للمواد الكيميائية قد يتلقى كابلًا مدرعًا من الفولاذ يتآكل خلال ثلاث سنوات في تربة صناعية حمضية، على الرغم من استيفاء كل المواصفات المذكورة.

طرق ربط الشاشة في كابلات الطاقة ذات الجهد المتوسط وتأثيرها على الفقد والسلامة

تخدم الشاشة المعدنية أو الغلاف المعدني لكابل الطاقة متوسط الجهد غرضين: فهي توفر مسار عودة لتيار الشحن السعوي وتيار العطل، كما أنها تحد من المجال الكهربائي خارج الكابل إلى ما يقرب من الصفر، مما يحمي الأفراد والمعدات المجاورة. إن كيفية ربط الشاشة عند نهايات الكابلات ومفاصلها - طريقة ربط الشاشة - لها تأثير كبير يتم الاستهانة به في كثير من الأحيان على توليد الحرارة لنظام الكابلات، والسعة، وسلامة الموظفين.

في النظام المرتبط بنقطة واحدة، يتم توصيل شاشة الكابل بالأرض من طرف واحد فقط، وترك الطرف المقابل عائمًا (أو متصلاً بالأرض من خلال جهاز حماية من زيادة التيار). يمنع هذا التيارات المتداولة من التدفق عبر الشاشة - المصدر الرئيسي لفقدان الشاشة في الأنظمة المرتبطة بقوة - ويمكن أن يزيد سعة الكابل بنسبة 10-30% مقارنة بالترابط الصلب، لأنه يتم التخلص من خسائر I²R في الشاشة. والمقايضة هي أن الجهد يتراكم على طول الشاشة من الطرف المؤرض إلى الطرف المكتشف تحت الحمل العادي. يزداد "جهد الغلاف المستحث" هذا مع طول الكابل، وتيار الحمل، والتباعد بين المراحل، ويجب حسابه للتحقق من بقائه ضمن الحدود الآمنة للموظفين الذين قد يتصلون بنهاية الشاشة المكتشفة أثناء التشغيل المباشر. بالنسبة لأنظمة الكابلات الطويلة، يمكن أن يصل الجهد المستحث عند الطرف المفتوح إلى مئات الفولتات عند التحميل الكامل، مما يتطلب إدارة دقيقة لإمكانية الوصول إلى نهاية الشاشة واستخدام محددات جهد التيار الزائد لمنع الجهد الزائد أثناء تبديل المراحل العابرة أو حالات الخطأ.

يتم استخدام الترابط المتقاطع في أنظمة الكابلات الطويلة المقسمة إلى ثلاثة أقسام ثانوية متساوية تقريبًا. يتم نقل شاشات مراحل الكابل الثلاثة عند كل مفصل قسم صغير - تتصل شاشة المرحلة A بشاشة المرحلة B، والمرحلة B بالمرحلة C، والمرحلة C إلى المرحلة A - بحيث ترى كل شاشة على مدى ثلاثة أقسام ثانوية ثلث مساهمة الجهد التسلسلي الإيجابي من كل مرحلة. إذا كانت المقاطع متساوية في الطول، فإن الفولتية المستحثة في أجزاء الشاشة الثلاثة تلغي بالكامل تقريبًا، مما يؤدي إلى تيار شاشة متداول قريب من الصفر وجهد مستحث قريب من الصفر عند نهايات القسم الرئيسي. يجمع الترابط المتقاطع بين ميزة الفقد المنخفض للترابط أحادي النقطة مع ميزة الجهد المنخفض للترابط الصلب، مما يجعله الطريقة المفضلة لدوائر الكابلات الأطول من 500 متر تقريبًا عند 11 كيلو فولت وما فوق. يتطلب الأمر تعقيدًا أعلى في التثبيت — ستة توصيلات للشاشة عند كل مفصل بدلاً من واحدة — وموازنة دقيقة لطول القسم أثناء التصميم.