لماذا يفكر المشترون بالطبقات
تعرض ورقة البيانات الكابل مكدساً: موصل، عزل، تجميع، وربما شاشة أو درع، ثم غلاف خارجي. والمصنع يسعّره بالطريقة نفسها طبقة بعد طبقة، لأن كل طبقة مادة مستقلة وكثيراً ما تمر بمكينة منفصلة. وحين يبدو عرض رخيصاً، فالتوفير مختبئ غالباً في طبقة واحدة: موصل بأسلاك أقل أو أرفع، جدار عزل عند الحد الأدنى من السماحية، حشو استُبدل بمادة أقل، أو غلاف أرق مما يطلبه المعيار.
يصف IEC 60502-1، وهو المرجع الشائع لكابلات الطاقة 0.6/1 kV، الطبقات الممكنة بالترتيب: الموصل، العزل، الحشو والتغطية الداخلية، الطبقات المعدنية كالشاشة أو الدرع، ثم الغلاف الخارجي. وليس كل تصميم فيه كل الطبقات؛ فللسلك المباني طبقتان، ويمكن لكابل جهد متوسط مدرَّع أن يضم تسع أو عشر. والفقرات التالية تستعرضها من المركز إلى الخارج.
الموصل والعزل
يتيّر الموصل التيار وهو عادة أكبر بند تكلفة، إذ يشكّل النحاس والألومنيوم نحو 80% من تكلفة الكابل النمطي بحسب إفصاحات المصنّعين المدرجين. ويُحدَّد بالمادة والمقطع والفئة وفق IEC 60228: الفئة 1 مصمت، والفئة 2 مجدول، والفئة 5 مرن، والفئة 6 فائق المرونة. والاختبار الحاسم هو أقصى مقاومة مستمرة (DC) عند 20 درجة مئوية؛ فموصل نحاس فئة 2 بمقطع 25 mm2 لا تتجاوز مقاومته 0.727 ohm/km. والموصل الذي يجتاز هذه القيمة يحمل معدنًا كافياً أياً كان قطره الظاهر. والمزيد عن المواد في صفحة مواد الموصلات.
والعزل هو الطبقة المبثوقة التي تحتمل الجهد. يُصنَّف PVC لدرجة حرارة موصل 70 درجة مئوية؛ بينما يُصنَّف XLPE لـ 90 درجة مئوية استمراراً و250 درجة مئوية عند القصر، ولهذا تستخدم معظم كابلات الطاقة 0.6/1 kV اليوم XLPE. وفي الكابل المرجعي 0.6/1 kV Cu/XLPE/PVC 4x25 mm2 من كتالوج مصنع شريك، جدار XLPE سماكته 0.9 mm. وتُقاس السماكة على عينات من البكرة وتقارن بالقيم الاسمية والدنيا في المعيار.
وتضيف كابلات الجهد المتوسط شاشتين شبه موصلتين رقيقتين، إحداهما تحت العزل والأخرى فوقه، لإبقاء المجال الكهربائي متجانساً. وفي الكابل المرجعي 8.7/15 kV 3x95 mm2، جدار XLPE بينهما 4.5 mm أي خمسة أضعاف قيمة الجهد المنخفض. وتقارن صفحة العزل والأغلفة المركبات.
تمييز القلوب والحشو وشريط الربط
يُميَّز كل قلب معزول، عادة باللون في كابلات الطاقة وبأرقام مطبوعة في كابلات التحكم متعددة القلوب. ويجب أن يطابق التمييز السوق: بني وأسود ورمادي وأزرق وأخضر-أصفر وفق اصطلاح IEC، ومخططات أخرى في أسواق أخرى، كما في مقالنا عن رموز ألوان قلوب الكابلات.
وعند تجميع عدة قلوب معاً، تُحشى الفراغات بينها بـمواد حشو ليبقى الكابل دائرياً، ويمسك الحزمة شريط ربط. وفي الكابل المرجعي للجهد المنخفض تكون المادة حشو PP وشريطاً غير منسوج. تبدو مواد الحشو تفصيلاً هامشياً، لكنها تحدد استدارة الكابل، وهي تؤثر في إحكام إغلاق الجلندات وكيفية استقرار الكابل على البكرة.
الغلاف الداخلي والشواشات والدرع
تحتاج الكابلات المدرَّعة إلى سرير للدرع. الغلاف الداخلي طبقة مبثوقة فوق القلوب المجمَّعة؛ وفي الكابل المرجعي 0.6/1 kV Cu/XLPE/STA/PVC 4x35 mm2 هو PVC بسماكة 1.2 mm. وفوقه يقع الدرع: شريط فولاذي (STA بسماكة 0.2 mm في الطراز المرجعي)، أو سلك فولاذي (SWA) للكابلات متعددة القلوب، أو سلك ألومنيوم (AWA) للكابلات أحادية القلب بالتيار المتردد حيث يسخن الفولاذ بفعل تيارات الدوامة. ويعرض صفحة الكابلات المدرَّعة التركيبة كاملة.
وتحمل كابلات الجهد المتوسط شاشة معدنية بدلاً من الدرع أو إضافة إليه. وفي الكابل المرجعي للجهد المتوسط هي شاشة من شريط نحاسي فوق كل قلب، تمرر تيارات الشحن والأعطال وتمنح الكابل جهداً أرضياً محدداً. وتُشرح الشواشات والدرع جنباً إلى جنب في صفحة الدرع والشواشات.
الغلاف الخارجي والعلامات
يحمي الغلاف الخارجي كل ما بداخله من الماء والاحتكاك وأشعة الشمس والمناولة. PVC هو الخيار الشائع؛ وتُستخدم مركبات LSZH حيث يهم الدخان وغاز الهالوجين، وتُختبر وفق IEC 61034 وIEC 60754؛ ويُستخدم PE حيث تسبق مقاومة الماء أو الدفن سلوك الحريق. وفي الكابل المرجعي للجهد المنخفض سماكة غلاف PVC هي 1.8 mm، وفي المرجعي للجهد المتوسط 2.8 mm. ويحمل الغلاف أيضاً نص الطباعة وعلامات الأمتار، وهو موضوع مقالنا عن طباعة الغلاف.
| الطبقة | 0.6/1 kV 4x25 mm2 XLPE | 0.6/1 kV 4x35 mm2 STA | 8.7/15 kV 3x95 mm2 |
|---|---|---|---|
| الموصل | نحاس مجدول مُلَدَّن | نحاس مجدول مُلَدَّن | نحاس مضغوط |
| الشواشات شبه الموصلة | لا يوجد | لا يوجد | شاشة الموصل وشاشة العزل |
| العزل | XLPE 0.9 mm | XLPE 0.9 mm | XLPE 4.5 mm |
| الحشو والشريط | حشو PP وشريط غير منسوج | حشو وشريط | حشو وشريط |
| الغلاف الداخلي | لا يوجد | PVC 1.2 mm | لا يوجد |
| الطبقة المعدنية | لا يوجد | شريط فولاذي 0.2 mm | شاشة شريط نحاسي |
| الغلاف الخارجي | PVC 1.8 mm | PVC 1.8 mm | PVC 2.8 mm |
| القطر الكلي | نحو 25 mm | نحو 30 mm | نحو 61 mm |
| الوزن | نحو 1,292 kg/km | نحو 2,067 kg/km | نحو 5,403 kg/km |
يُظهر الجدول سرعة تصاعد الوزن مع إضافة الطبقات: الدرع والغلاف الداخلي يرفعان كابلاً رباعي القلوب من نحو 1.3 إلى نحو 2.1 طن لكل كيلومتر، مع أن الموصل يكبر درجة واحدة فقط. وهذا الوزن يحدد حجم البكرة والشحن والمناولة.
استخدام الطبقات لمقارنة العروض
حين يتباعد عرضان لنفس الوصف، قارنهما طبقة بطبقة قبل مقارنة السعر للمتر:
- الموصل: اطلب الفئة وسجل المقاومة المستمرة لكل بكرة، لا الحجم الاسمي وحده.
- العزل: قارن المركب والسماكة الاسمية؛ قد يعرض عرض أرخص PVC حيث طلبت XLPE.
- التجميع: تحقق من عدد القلوب والحشو ووجود غلاف داخلي تحت الدرع.
- الطبقات المعدنية: أكِّد نوع الدرع ومقاسه، أو نوع الشاشة ومقطعها في كابلات الجهد المتوسط.
- الغلاف: قارن المادة والسماكة الاسمية والقطر الكلي؛ فقطر أقل بكثير من ورقة البيانات علامة تحذير.
يُدرج المكتب هذا الجدول في كل ورقة مواصفات ويطابقه بسجلات الاختبارات الروتينية قبل الشحن. ولبدء واحد، أرسل الرمز والكميات عبر نموذج عرض السعر، أو اقرأ أولاً كيف تُفك رموز الكابلات.