شواشات الكابلات: شريط نحاسي وشاشة سلك وضفيرة مقارنة

وظيفتان بكلمة واحدة

شاشة الكابل (وتسمى shield في الاستخدام الأمريكي) طبقة موصلة تحيط قلباً معزولاً أو أكثر. وما تُصنَع لأجله يتوقف على الكابل:

• شواشات الطاقة في كابل الجهد المتوسط تُبقي خارجَ العزل عند جهد الأرض، فيبقى المجال الكهربائي داخل العزل وموزعاً بانتظام. وتحمل الشاشة المعدنية أيضاً تيارَ الشحن، وأثناء عطل أرضي تيارَ العطل عائداً إلى المصدر. وهي طبقة سلامة وأداء، يقاسها المصمم.
• شواشات التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) في كابل القياس والتحكم والبيانات والمحوري تقلل التداخل الكهربائي. فتبقي الضجيج الخارجي بعيداً عن الإشارات ضعيفة المستوى، وتمنع إشارات الكابل نفسه من الإشعاع. وهنا المقياس تغطيةٌ ومعاوقة انتقال لا تيار عطل.

وكلاهما نحاس أو ألومنيوم، وكلاهما مؤرَّض، وكلاهما يظهر في ورقة البيانات «شاشة». لكن شاشة شريط نحاسي مصممة لكابل جهد متوسط ليست بديلاً عن ضفيرة في كابل قياس، والعكس صحيح بالتساوي.

أنواع الشواشات جنباً إلى جنب

والنظرة الشاملة لطبقات الشاشة والدرع في صفحة الدرع والشواشات.

الجهد المتوسط: شريط نحاسي أم سلك نحاسي

تركيبة الجهد المتوسط المرجعية في صفحة كابلات الجهد المتوسط هي كابل 8.7/15 kV Cu/XLPE/CTS/PVC 3x95 mm2 من كتالوج مصنع شريك: موصل نحاس مضغوط، وشاشة موصل، و4.5 mm عزل XLPE، وشاشة عزل، ثم شاشة شريط نحاسي على كل قلب، تُجمَّع بحشو تحت غلاف PVC بسماكة 2.8 mm، وقطر كلي نحو 61 mm. ويجلس شريطُ النحاس فوق شاشة العزل شبه الموصلة، المشروحة في مقال الطبقات شبه الموصلة.

شريط النحاس مقتصد وشائع في الكابلات ثلاثية القلوب. وشاشة السلك النحاسي، كثيراً ما تكون بشريط حَلزوني مضاد، شائعة في الكابلات أحادية القلب وحيث يكون تيار العطل الأرضي للشبكة عالياً، لأن مقطع الشاشة يمكن زيادته ببساطة بإضافة أسلاك. والمقطع المطلوب للشاشة يأتي من مستوى العطل الأرضي للشبكة ومدته، ولا يعرفهما سوى المصمم أو المرافق. ولا ينبغي للمشتري أبداً أن يختار شاشة الجهد المتوسط بالعادة؛ فالمواصفة يجب أن تذكرها، وعلى المصنع أن يؤكد التركيبة في تغطية اختباره النمطي.

القياس والتحكم: الضفيرة والرقاقة

إشارات القياس مثل حلقات 4-20 mA وخطوط المزدوجات الحرارية والحساسات تعمل بمستويات منخفضة بجوار كابلات طاقة ومشغلات، فهي تحتاج حماية من التداخل. وتركيبة القياس المرجعية في صفحة كابلات القياس هي كابل 450/750 V 4x1.5 mm2 بشاشة كلية (نوع KVVP): موصلات نحاس، وعزل PVC سماكة 0.7 mm، وحشو، وشريط بولستر، وضفيرة سلك نحاسي، وغلاف PVC سماكة 1.2 mm، بقطر كلي لا يزيد عن 12.2 mm.

الضفيرة مرنة قوية وتعمل جيداً ضد التداخل منخفض التردد؛ وترتفع فعاليتها مع التغطية، المذكورة في كل ورقة بيانات. والرقاقة تعطي تغطية كاملة وتعمل جيداً عند الترددات الأعلى، لكنها رقيقة وتقترن عادة بسلك تصريف عاري كي يمكن إنهاء توصيلها. وتحدد مصانع عمليات كثيرة أزواجاً مزوَّدة بشاشة فردية زائداً شاشة كلية، مبنية وفق معايير مثل EN 50288-7 أو PAS 5308. وتلك التركيبات خارج الكتالوج الشريك خلف صفحة القياس لدينا، وتُطابَق بمصانع متخصصة.

وكيفية تأريض شاشة الإشارة قرار تصميمي. وتأريض نقطة واحدة لشواشات القياس ممارسة شائعة لتجنب حلقات الأرضي، لكن معيار قياسات المشروع هو من يضع القاعدة.

كابل البيانات والمحوري

كابل بيانات الفئات يأتي غير مزوَّد بشاشة (U/UTP، مثل مرجع Cat6 في صفحة كابلات الشبكات والمحورية) أو برقائق وضفائر بتوليفات عدة، كما في مقال UTP مقابل FTP مقابل S/FTP. والكابل المحوري مثل RG6 له شاشة دائماً، لأن الشاشة هي الموصل الخارجي لخط النقل: فتركيبة RG6 المرجعية تستخدم رقاقة ألومنيوم ملتحمة زائداً ضفيرة، بمادة الضفيرة وتغطيتها وفق ورقة البيانات. وفي العائلتين، لا يؤدي الكابلُ المزوَّد بشاشة غرضه إلا عندما تواصل الموصلاتُ ولوحات الباتش الشاشةَ إلى الأرض.

وتغيّر الشواشات الكابل فيزيائياً أيضاً. الرقاقة والضفيرة تضيفان قطراً ووزناً وصلابة، فكابل البيانات المزوَّد بشاشة يملأ المجاري والمواسير أسرع ويحتاج نصف قطر انحناء أكبر من نظيره غير المزوَّد. ومادة الضفيرة نقطة تأكيد أخرى: بعض الكابلات المحورية وكابلات البيانات منخفضة الكلفة تستخدم ضفيرة ألومنيوم أو ألومنيوم-مغنيسيوم حيث قد يفترض المشتري نحاساً. وليس كلاهما خاطئاً لكل استخدام، لكن ينبغي أن تذكره ورقة البيانات وأن تطابقه العينة. وفي فحص ما قبل الشحن، يقطع المكتب طرفاً قصيراً من بكرة ويفحص طبقات الشاشة ضد التركيبة المتفق عليها.

كيف تفحص الشواشات في طلب

1. اذكر الغرض: شاشة تيار عطل للجهد المتوسط، أو شاشة EMC للإشارات.
2. اذكر التركيبة: شريط نحاسي أو سلك نحاسي أو ضفيرة أو رقاقة مع سلك تصريف أو رقاقة زائد ضفيرة، وهل الشاشة كلية أم فردية لكل زوج أم كلاهما.
3. اذكر الأرقام المهمة: مقطع الشاشة للجهد المتوسط؛ وتغطية الضفيرة ومقاس سلك التصريف لكابل القياس، وفق ورقة البيانات.
4. افحص السجلات: للجهد المتوسط، اختبارات الجهد والتفريغ الجزئي الروتينية لكل بكرة؛ ولكابل الإشارة المزوَّد بشاشة، استمرارية الشاشة عند الفحص.

والكابلات المزوَّدة بشاشة تضيف خطوة معالجة، فقد تكون مدة التسليم أطول من التركيبات العادية؛ وتؤكَّد كتابياً لكل طلب، والنطاقات النمطية في صفحة الحد الأدنى للطلب ومدة التسليم. أرسل قائمة الكابلات مع متطلب الشاشة عبر نموذج عرض السعر.