يتم تغذية الأحمال الكهربائية من خلال الموصلات الكهربية (أسلاك وكوابل) التي لا بد من حسن اختيارها بشكل جيد لنقل التيار الكهربائي بشكل آمن وذلك من خلال اختيار جيد لنوع ومواصفات الموصلات. وتصنع عادة الكابلات الكهربائية المستخدمة في التمديدات المنزلية والتجارية وفي المباني العامة من موصلات دائرية نحاسية ومعزولة بمادة البولي فنيل كلوريد (PVC)، وهي كابلات أحادية القلب أو متعددة القلوب، ويمكن أن تكون من النوع المصمت أو المجدول وفيما يلبي شرح أنواع الكابلات مع الصور.
أنواع الكابلات بحسب نوع المادة العازلة
من أشهر العوازل المستخدمة في الكابلات هي العوازل الورقية والعوازل البلمرية، وتُستخدم العوازل البلمرية (الصناعية) بشكل أوسع حديثاً. وهناك أنواع مختلفة منها، إلا أن النوعين الأكثر شيوعًا، هما الكابلات المعزولة بالبولي فينيل كلوريد (PVC)، والكابلات المعزولة بمادة البولي اثيلين المتشابك (XLPE).
كابلات PVC
الكابلات المعزولة بالبولي اثيلين فينيل كلوريد (PVC) نتميز بخواص كهربائية ممتازة عند الجهود المنخفضة ودرجات الحرارة المنخفضة إلى جانب رخص الثمن مقارنة بالكيابل ذات العوازل الأخرى ولذلك تعتبر الكابلات المعزولة بمادة PVC هي الاختيار الأفضل في جميع أنحاء العالم حتى جهد 3.3KV إلا أنها غير مناسبة للجهود الأكبر من ذلك حيث ترتفع مفقودات العزل.
تتميز كابلات بي في سي بالعديد من الخصائص الكهربائية والطبيعية التي تميزها عن العوازل الأخرى من حيث
- لها متانة كهربائية وميكانيكية عالية.
- ارتفاع مقاومة العزل فيها.
- انخفاض معامل الفقد لها.
- لها خاصية عدم امتصاص الرطوبة من الوسط المحيط.
- غير نشطة كيميائيا (خاملة) لا تتفاعل مع الأحماض أو القلويات
- لا تتأثر بالمذيبات أو الشحوم.
- لا تتأثر بالمياه ولها خاصية عدم امتصاص الرطوبة من الوسط المحيط.
- ارتفاع مقاومتها للحرارة وتصل حتى 70 درجة مئوية تشغيلية حيث ينصهر العازل عند درجة حرارة 115 درجة.
يعيب كابل الـ PVC أن عازليته تتأثر بدرجة الحرارة ومن ثم لا يصلح في التطبيقات ذات الحرارة العالية، فعند ارتفاع درجات الحرارة تكون مادة (PVC) أكثر ليونة وهذا بالطبع غر مرغوب فيه. كما أن مقاومته تكون ضعيفة في درجات الحرارة المنخفضة جدا و يمكن أن يحدث به تشققات. وأخيرًا، يجب أن يراعى ألا يتعرض PVC إلى الانحناءات الحادة فيو ليس مثل المطاط مثلا في هذه الخاصية.
كابلات الـ XLPE
الكابلات المعزولة بمادة البولي إثيلين المتشابك (XLPE) تتميز بمقاومة عالية للرطوبة وتحمل درجات حرارة مرتفعة نسبيا أثناء التحميل العادي وكذلك عند زيادة الحمل أو في حالات القصر والفقد في العزل أصغر مقارنة بمعظم مواد العزل الأخرى وهي أصلد العوازل المعروفة ولذا لا يحتاج إلى تسليح إلا عند توقع تعرضه لإجهادات ميكانيكية عنيفة ولذلك تستخدم ف الجهود الأعلى من 3.3KV وحتى 275KV واكثر
وهذه الكابلات شائعة الاستعمال في منظومات التوزيع وتستخدم في مدى واسع من الجهود وأكبر من تلك المستعملة في مادة (PVC)، ولأن XLPE أصلد العوازل المعروفة فإنه يجب مراعاة ذلك عند تركيب الكابل حيث إنه يكون غير مناسب لعمل انحناءات.
وتتمتع مادة XLPE بخصائص أفضل من مادة (PVC)، ومنها:
- احتمالية فقد ضعيف للعزل الكهربائي.
- تحملها لتيارات ومتانة كهربائية أعلى.
- استقرارها عند درجات الحرارة العالية بالمقارنة مع مادة (PVC)، حيث تصل درجة حرارة تشغيل الـ XLPE إلى 90 درجة مئوية، وتتحمل درجات حرارة قد تصل إلى 250 درجة في حالة القصر وذلك لفترة زمنية قصيرة
- أكثر شيوعاً واستعمالاً للجهود العالية.
- ذات خدمة عمرية طويلة ( لا تهرم بسرعة).
من عيوب كابلات XLPE ارتفاع ثمنها وصعوبة ثنيها وتداولها في المسارات الضيقة نظراً لقساوة عازلها، ويستلزم تجنب تعرضه لانحناءات شديدة أثناء التمديد.
كابلات EPR
العوازل المطاطية وأهمها الإيثلين بروبلين EPR تستعمل عند الحاجة لخواص معينة، إلا أن الاتجاه العام هو تفضيل استخدام XLPE في الأحوال العادية
أنواع الأسلاك بحسب التسليح
تًصنف الكابلات أيضًا إلى كابلات مسلحة Armored و غير مسلحة Non—Armored.
كابلات مسلحة Armored
يقصد بالتسليح الشريط (الغلاف) الصلب (الذي يلف حول الكابل من الخارج لإعطائه صلابة ميكانيكية تحميه من الضغوط لخارجية التي تقع على الكابل مثل وزن التربة و السيارات المارة فوقها سمك هذا الغلاف حوالى (0.5—0.1 ملم). مع ملاحظة أن التسليح يقلل كثيرا من مرونة الكابل وسهولة التعامل معه.
كابلات غير مسلحة Non-Armored
وهي كابلات لا تحتوي على غلاف صلب يحيط بها وعادة ما تستخدم الكابلات غير مسلحة Non-Armored في الحالات التي توضع داخل المباني أو فوق حاملات الكابلات لأنها لا تكون عرضة لأي ضغوط ميكانيكية.
أنواع الكابلات بحسب عدد القلوب Cores
تُصنع الكابلات إما بقلب واحد Single Core أو قلبين أو ثلاثة قلوب وربما أكثر من ذلك. وقلب الكابل عبارة عن موصل يحيط به مادة عازلة تعزله عن باقي القلوب وكذلك مكونات الكابل
كابل وحيد القلب Single Core
عبارة عن موصل يحيط به مادة عازلة، يتميز الكابل وحيد القلب بمرونة أفضل وسهولة في التركيب والتوصيل ولذلك يفضل استخدام الكابلات وحيدة القلب داخل المباني نظرا لكثرة تعرض الكابل للانحناءات وكذلك كثرة عمل التفريعات والتوصيلات على الكابل.
كابل متعدد القلوب Multi-Core
وهي كابلات تحتوي على أكثر من موصل معزول في غلاف واحد حيث تكون الأوجه الثلاثة وكابل التعادل (Neutral +3 Phases) كلهم داخل عازل الكابل الخارجي أو قلبين أو ثلاثة قلوب. ويؤدي استخدام الكابلات عديدة القلوب إلى خفض تكاليف الكابل وكذلك خفض هبوط الجهد بالإضافة إلى استخدام اقتصادي معين أفضل لمجاري الكابلات.
والمفاضلة بين اختيار كابل وحيد القلب Single-Core Cable أو كابل عديد القلوب Multicore Cable تخضع لعوامل كثيرة منها ما هو فني تقتضيه الظروف للحصول على أداء تحت شروط معينة ومنها ما هو اقتصادي.
وعمومًا يفضل النوع الـ Multi-core لسهولة التعامل معه من حيث نقله وتمديده في المواسير. أما مع المقاطع الكبيرة (غالبا أكبر من 240 ملم2) فتصبح هناك صعوبة في لف الكابل حول البكرات التي تنقله من المصنع إلى المستهلك، كما تصبح هناك صعوبة بالنسبة للعمال في تمديد الكابل داخل المواسير وحتى داخل خنادق الكابلات بسبب وزنه الزائد، ومن ثم ففي هذه الحالات يفضل استخدام كابلات من النوع ال Single-Core.
ويمكن أن تكون الكابلات من النوع المصمت أو المجدول، حيث أن موصل الكابل أحيانا من حزمة من الموصلات المتماثلة بدلاً من استخدام موصل واحد ذي قطر كبير (مصمت Solid) وذلك لإعطاء الكابل مرونة أكبر في التخزين والنقل وسهولة اللف على بكرات، ويسمى هذا الموصل بالموصل المجدول (strand conductor).
