اختيار مقطع الكابل: التيار وهبوط الجهد والقصر

لماذا لا يوجد جدول تحجيم واحد

ابحث عن جدول مقاسات كابلات وستجد جداول تربط مقطعاً برقم تيار. تلك الجداول صالحة فقط لطريقة تركيب واحدة ودرجة حرارة محيطة واحدة ونوع عزل واحد وترتيب تجميع واحد. وغيّر أيّاً منها تتغير النتيجة. لهذا لا ينشر هذا الموقع تصنيفات تيارية بالأمبير: فالتصنيف لمقاس معين يتوقف على كيفية تركيب الكابل، ويجب أن يأتي من IEC 60364-5-52 أو BS 7671 أو NEC بحسب الانطباق، مطبَّقاً من مهندس المشروع.

وما يستطيع المشتري فعله هو فهم الطريقة. فاختيار مقطع الكابل هو أكبر ثلاث نتائج، وأحياناً أربع: المقاس اللازم لحمل تيار الحمل بلا تسخين مفرط، والمقاس اللازم لإبقاء هبوط الجهد داخل الحد، والمقاس اللازم للصمود أمام قصر حتى يفصل جهاز الحماية، وفي قواعد تمديدات كثيرة، المقاس اللازم لإبقاء معاوقة حلقة العطل الأرضي منخفضة بما يكفي للفصل التلقائي. وأي فحص يطلب أكبر موصل هو من يحدد المقاس.

الفحص 1: قدرة حمل التيار

يسأل الفحص الأول هل يستطيع الموصل حمل تيار التصميم باستمرار دون أن يتجاوز عزله حرارته القصوى. ويتوقف ذلك الحد على العزل: فـ XLPE مصنف 90 درجة مئوية استمراراً و PVC 70 درجة مئوية، ولهذا يستطيع كابل XLPE بالمقاس نفسه عادة حمل أكثر من كابل PVC. ويغطي مقال XLPE مقابل PVC هذا الفرق.

وطريقة التركيب لا تقل أهمية عن العزل. فـ IEC 60364-5-52 يعرّف طرائق تركيب مرجعية، مثل كابلات في مواسير في جدار معزول، والتثبيت المباشر، وعلى مجرى مثقّب، في هواء حر، أو مدفونة في الأرض، ويعطي قدرة مختلفة لكل منها. ثم تعدّل معاملات التصحيح لـ:

• الحرارة المحيطة: غرفة مصنع حارة أو سقف تحت الشمس تقلل القدرة.
• التجميع: عدة دوائر محمّلة في المجرى أو القناة أو الخندق نفسه تسخن بعضها.
• ظروف التربة: للكابلات المدفونة، المقاومة الحرارية للتربة وعمق التمديد.
• العزل الحراري: كابلات محاطة بعزل بناء تفقد قدرتها بأكبر قدر.
• التوافقيات: في كابلات رباعية القلوب، قد تتطلب تيارات التوافقية في المحايد مقاساً أكبر.

الفحص 2: هبوط الجهد

لكل موصل مقاومة، فالتيار الساري فيه يفقد جهداً على الطريق. وعلى المسارات القصيرة هذا صغير. وعلى المسارات الطويلة، مثل مغذيات عبر موقع أو دوائر مضخات في حقل أو سلاسل DC وتجميع AC في محطة شمسية، كثيراً ما يكون هبوط الجهد هو الفحص الذي يحدد المقاس، وينتهي الموصل أكبر مما يتطلبه فحص التيار وحده. ويأتي الحد من قواعد التمديدات أو مواصفة المشروع، ويذكر عادة نسبة مئوية من الجهد الاسمي للدائرة أو للتركيب كلها.

والمدخلات هي طول المسار وتيار التصميم ومقاومة الموصل من IEC 60228 أو ورقة البيانات، وللكابلات AC الأكبر المفاعلة. ويعمل مقال هبوط الجهد الحسابَ بأرقام مقاومة، دون أي تصنيفات تيارية.

الفحص 3: تحمل القصر

عند وقوع عطل يسري تيار مرتفع جداً حتى يفتح جهاز الحماية. وخلال تلك الأجزاء من الثانية أو الثواني يسخن الموصل سريعاً، ويجب ألا يتجاوز حد حرارة القصر لعزله: 250 درجة مئوية لـ XLPE. والفحص، المسمّى عادة الفحص الأدياباتي، يقارن الطاقة التي يمررها الجهاز بما يستطيع الموصل استيعابه، وفي دوائر قريبة من محول كبير قد يدفع المقاس صعوداً، خصوصاً لموصلات الأرضي والشاشة.

ولكابلات الجهد المتوسط ينطبق المفهوم نفسه على الشاشة المعدنية، التي يجب أن تحمل تيار العطل الأرضي للمدة المحددة. ولهذا يحتاج استفسار الجهد المتوسط مستوى العطل الأرضي ومدته، لا تيار الأطوار وحده؛ وتعرض صفحة كابلات الجهد المتوسط تركيبة شاشة الشريط النحاسي التي توردها المصانع الشريكة.

المدخلات التي ينبغي للمشتري جمعها

لا يحجّم المكتب الكابلات، ولا يحل محل مهندس المشروع. لكن طلب عرض سعر يحمل مدخلات التحجيم مسبقاً يمكّن المصانع الشريكة من تأكيد التركيبة، ويستطيع مهندس مراجعة المقاسات سريعاً. اجمع البيانات في الجدول أدناه.

خطة عمل للطريقة

1. اختر التركيبة: نحاس أو ألومنيوم، XLPE أو PVC، عدد القلوب، والدرع إذا دُفنت.
2. جد القدرة الأساسية: من الجداول المنطبقة لطريقة التركيب.
3. طبِّق معاملات التصحيح: حرارة وتجميعاً وتربة وعزلاً حرارياً، واختر أصغر مقاس تغطي قدرته المصحَّحة تيارَ التصميم.
4. افحص هبوط الجهد: بالمقاومة والطول؛ وارفع المقاس إذا تجاوز الحد.
5. افحص القصر والعطل الأرضي: وارفع المقاس مرة أخرى إذا لزم.
6. سجّل الاستدلال: الفحص الحاكم لكل دائرة، حتى يمكن الحكم على البدائل لاحقاً.

ثلاثة أخطاء تتكرر في جداول الكميات التي يراجعها المكتب. مقاسات منسوخة من جدول لكابلات في هواء حر تُستخدم لكابلات في مواسير أو مدفونة مجمَّعة. ومقاس فُحص للتيار لا يُفحص أبداً لهبوط الجهد على مسار طويل. وتصميم نحاسي يُحوَّل إلى ألومنيوم أو إلى معيار مختلف دون تكرار أي من الفحوص. كل واحد منها ينتج كابلاً ناقص المقاس قد يجتاز كل اختبار مصنع، لأن المصنع يفحص الموصل ضد مقاسه الاسمي لا ضد الدائرة.

ثم يصبح المقاس النهائي جزءاً من الرمز في أمر الشراء، ويُتحقق منه عند الوصول باختبار مقاومة الموصل. وتغيير المعدن يغيّر كل خطوة: ويشرح مقال النحاس مقابل الألومنيوم لماذا ينتهي الألومنيوم أكبر عادة. وللطريقة الأوسع، اقرأ دليل تحجيم الكابلات، وحين تُعتمد المقاسات، أرسلها مع أطوال مساراتك عبر نموذج عرض السعر.