تُعد النسبة الصحيحة لملء أنظمة حمل الكابلات أحد أهم معايير التخطيط لحساب موثوقية وكفاءة وطول عمر المنشأة الكهربائية. ويُعد الاكتظاظ المفرط لأوعية الكابلات (أنظمة السلم أو القناة) أحد أكثر الأخطاء شيوعًا التي تُرتكب لخفض تكاليف المشروع. هذا الاكتظاظ يعيق دوران الهواء حول الكابلات ويُطلق ظاهرة الانفلات الحراري (thermal runaway)، مما يقلل بشكل خطير من قدرة تحمل التيار الاسمية للكابل. هذا التخفيض في القدرة (derating) يقصر عمر الكابل ويزيد من مخاطر الحريق. ويؤدي الاستخدام الصحيح لأنظمة مثل أوعية الكابلات STS دورًا حيويًا في منع هذه المخاطر.
في هذا الدليل التقني الشامل، سنفحص التأثيرات الحرارية لـ النسبة الصحيحة لملء أنظمة حمل الكابلات، وعوامل تخفيض القدرة (derating) وفقًا للمعايير الدولية (IEC/TSE)، وكيفية حماية جودة Prysmian و 2M Kablo طوال عمر منشأتك.
الأسس الحرارية لقدرة تحمل التيار
تُحدد قدرة تحمل التيار الاسمية للكابل بطريقة تمنع الموصل من الوصول إلى أقصى درجة حرارة تشغيل آمنة (على سبيل المثال، 90 درجة مئوية لـ XLPE أو 70 درجة مئوية لـ PVC).
- فقدان جول ($I^2R$): عندما يمر التيار عبر الكابل، تتبدد الطاقة في شكل حرارة بسبب مقاومة الموصل. يجب نقل هذه الحرارة إلى البيئة المحيطة بواسطة مادة عزل الكابل.
- الانفلات الحراري (Thermal Runaway): إذا كان نقل الحرارة إلى البيئة غير كافٍ، ترتفع درجة حرارة الكابل. ومع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد المقاومة، مما يولد المزيد من الحرارة. هذه الدورة تؤدي إلى تدهور سريع للعزل وفي النهاية إلى فشل الكابل، مما يعرض الاستثمار طويل الأجل للخطر.
تأثير نسبة الملء على تخفيض القدرة (Derating)
تبرد الكابلات عن طريق إشعاع الحرارة التي تحملها إلى الهواء المحيط وهيكل نظام حمل الكابلات. ومع ذلك، كلما زاد تقارب الكابلات من بعضها البعض، قلت مساحة السطح الملامسة للهواء البارد.
معامل التجميع (IEC 60364 و TS HD 60364-5-52)
تحدد المعايير الدولية عامل تخفيض القدرة (معامل التجميع) الذي يجب تطبيقه بناءً على عدد الكابلات الموضوعة جنبًا إلى جنب في وعاء الكابلات. يمكنك الوصول إلى معلومات تقنية مفصلة حول هذه العوامل عبر معيار IEC 60364-5-52.
| عدد الكابلات | عامل التخفيض (تقريبي) |
| 1 | 1.00 |
| 3 | 0.70 |
| 6 | 0.54 |
| 10 | 0.45 |
وفقًا لهذا الجدول، في حالة وضع ستة كابلات جنبًا إلى جنب، يمكن لكل كابل أن يحمل بأمان حوالي نصف قدرته الاسمية فقط. وهذا يعني أن كلاً من التكلفة وسلامة المنشأة تتعرضان للخطر مضاعفًا.
لماذا يُعد دوران الهواء أمرًا حيويًا؟
يضمن تأمين النسبة الصحيحة لملء أنظمة حمل الكابلات وجود دوران كافٍ للهواء حول الكابلات. تؤدي الحمولة الزائدة على الأوعية إلى تكوين جيوب هوائية ساخنة تسمى “الطبقات الحدودية” حول الكابلات. هذه النقاط الساخنة تؤدي إلى تقادم سريع لعزل الكابل في تلك المنطقة. إن تفضيل أنظمة الأوعية المثقوبة مثل أوعية الكابلات STS يقلل من المخاطر الحرارية لأنها تسمح بتدفق الهواء العمودي والأفقي.
التطبيق العملي والحدود القصوى للملء
في الممارسات الهندسية، يوصى عمومًا بنسبة ملء تتراوح بين 40% و 50% لـ النسبة الصحيحة لملء أنظمة حمل الكابلات.
- حساب مساحة المقطع العرضي: يجب مراعاة نسبة مساحة المقطع العرضي الإجمالية للكابلات إلى مساحة المقطع العرضي القابلة للاستخدام للوعاء، وليس فقط عرض الوعاء. بينما يمكن أن تكون هذه النسبة أعلى قليلاً لكابلات التحكم والإشارة، فإن عدم تجاوز 40% لكابلات الطاقة الرئيسية هو معيار سلامة.
التخطيط الصحيح هو استثمار طويل الأجل: عدم أخذ عامل تخفيض القدرة (derating) في الاعتبار يتطلب إما استخدام كابلات ذات مقطع عرضي أكبر (مكلفة) أو يؤدي إلى تشغيل النظام بشكل غير آمن.
سلامة المشروع مع Deltatema
تُعطي Deltatema الأولوية للسلامة الحرارية منذ بداية مشروعك في توريد أنظمة الحمل مثل أوعية الكابلات STS.
- التوريد المتكامل: نحن نقدم الدعم الفني لاختيار أنظمة الحمل وحسابات القدرة حتى تتمكن من الاستفادة الكاملة من القيم الاسمية لمنتجات Prysmian و 2M Kablo عالية الجودة التي نوفرها (خاصة كابلات MT مثل N2XSY). يمكنك العثور على مزيد من المعلومات حول عوامل تخفيض القدرة المضمنة في الدليل الفني لـ Prysmian من خلال هذه المقالات الفنية.
- ضمان الجودة: الطريقة الوحيدة للحفاظ على العمر المتوقع لمواد العزل (XLPE، HFFR) لـ Prysmian و 2M Kablo هي تطبيق التثبيت المتوافق مع المعايير والنسبة الصحيحة لملء أنظمة حمل الكابلات. تتوفر جميع المكونات التي تدعم هذا النهج المتكامل في مجموعة منتجاتنا.
الخلاصة
إن الحفاظ على النسبة الصحيحة لملء أنظمة حمل الكابلات لا يتعلق بتوفير التكاليف، بل يتعلق بالسلامة الحرارية والاستثمار طويل الأجل في مشاريع البنية التحتية الحيوية. يأخذ التخطيط الصحيح في الاعتبار عوامل تخفيض القدرة ويمنع المساس بـ قدرة تحمل التيار.
