كابل لف الجهد المتوسط (3.6/6 ك.ف–6/10 ك.ف) — كابل طاقة متوسط الجهد ملفوف على أسطوانة مزود بحواجز شبه موصلة للف المعدات التعدينية الكبيرة والرافعات والصناعات الثقيلة

بناء كابل الجهد المتوسط — ثلاث طبقات حرجة

عند جهود تزيد عن 1 كيلوفولت، يصبح إجهاد المجال الكهربائي في عزل الكابل الاعتبار التصميمي المهيمن. يمتلك كابل 0.6/1 كيلوفولت بنية بسيطة: موصل + عزل + غلاف. ينجح هذا لأن المجال الكهربائي عند 600 فولت منخفض بدرجة كافية بحيث لا تسبب العيوب الطفيفة في سطح الموصل أو العزل أي مشاكل.

عند 6 كيلوفولت، يكون المجال الكهربائي أقوى بمقدار 10 أضعاف. تصبح الفجوات الهوائية المجهرية بين الموصل والعزل مواقعًا للتفريغ الجزئي — أقواس كهربائية صغيرة تعمل على تآكل العزل تدريجيًا، مما يؤدي إلى الفشل في النهاية. تمنع ثلاث طبقات إضافية هذا:

الطبقة 1: حاجز الموصل (شبه موصل)

مركب شبه موصل مبثوق يُطبق مباشرة فوق الموصل النحاسي. هذه الطبقة:

• تملأ الفراغات بين حبيبات الموصل الفردية — مما يزيل الفجوات الهوائية
• تُنشئ سطحًا كهربائيًا أملسًا ومنتظمًا — دون حبيبات بارزة تركز المجال الكهربائي
• ملتصقة بالموصل — لا يمكن أن تنفصل أثناء الانحناء

الطبقة 2: عزل EPR (العازل الكهربائي)

طبقة العزل الكهربائي الرئيسية. السُمك وفق IEC 60502-2:

• 3.6/6 كيلوفولت: 2.5 مم
• 6/10 كيلوفولت: 3.4 مم
• 8.7/15 كيلوفولت: 4.5 مم

يُحدد EPR (وليس XLPE) لتطبيقات اللف لأن مرونته الشبيهة بالمطاط تتحمل الانحناء المتكرر بشكل أفضل من XLPE الأكثر صلابة وشبه البلوري.

الطبقة 3: حاجز العزل (شبه موصل)

مركب شبه موصل مبثوق فوق عزل EPR. هذه الطبقة:

• توفر حدًا كهربائيًا خارجيًا أملسًا للعزل — يحدد سطح مرجع الأرض
• قابلة للنزع — يمكن إزالتها نظيفًا أثناء التوصيل دون الإضرار بعزل EPR
• تمنع التفريغ الجزئي بين السطح الخارجي للعزل والحاجز المعدني

تُطبق هذه الطبقات الثلاث في عملية بثق ثلاثي واحدة — تُبثّق الثلاث معًا في وقت واحد وتُتشابك معًا. يضمن ذلك الترابط المثالي بين الطبقات دون أي تلوث أو هواء عند الأسطح البينية — وهو أهم متطلب جودة لكابل الجهد المتوسط.

الحاجز المعدني من شريط النحاس — التحكم في خطأ الأرض والمجال الكهربائي

لكل نواة معزولة حاجز معدني فردي — عادةً شريط نحاسي ملفوف حلزونيًا. يؤدي الحاجز وظيفتين:

1. مسار تيار خطأ الأرض: في حالة حدوث خطأ في العزل، يحمل الحاجز تيار الخطأ إلى الأرض، مما يمكن نظام الحماية من اكتشاف الخطأ وإزالته. المقطع العرضي للحاجز (≥16 مم² نحاس) مُحدد لتحمل تيار خطأ الأرض المتوقع للنظام دون ارتفاع درجة الحرارة
2. احتواء المجال الكهربائي: يُنشئ الحاجز سطحًا متساوي الجهد مؤرضًا حول العزل. تنتهي جميع خطوط المجال الكهربائي عند الحاجز — لا يوجد مجال كهربائي خارجي يتجاوزه. يسمح هذا للنوى الثلاث المحجوبة بأن تكون على اتصال مباشر أثناء الجدل دون خطر تفريغ بين الأطوار

يُطبق الشريط النحاسي بتداخل (عادةً 15–20%) لضمان تغطية كاملة أثناء الانحناء. لتطبيقات اللف، يمكن تحديد جديلة نحاسية مبيضة بالقصدير لتحسين المرونة.

البثق الثلاثي — الاختلاف التصنيعي

تُبثّق طبقة حاجز الموصل وعزل EPR وحاجز العزل في تمريرة واحدة عبر رأس بثق ثلاثي. تخرج الطبقات الثلاث من القالب في نفس الوقت وتدخل أنبوب الفلكنة المستمر (CV) حيث تُتشابك معًا.

لماذا هذا مهم:

• لا تلوث بين الطبقات: نظرًا لأن الطبقات الثلاث تُطبق في عملية واحدة متواصلة، فلا توجد فرصة لدخول الغبار أو الرطوبة أو تلوث المناولة عند الأسطح البينية بين الطبقات — وهو السبب الأكثر شيوعًا لفشل كابلات الجهد المتوسط
• ترابط على المستوى الجزيئي: يتشابك EPR مع الحواجز شبه الموصلة، مما يُنشئ انتقالًا سلسًا دون أي واجهة ميكانيكية يمكن أن تنفصل أثناء الانحناء
• سمك منتظم: يتحكم قالب الرأس الثلاثي بدقة في سماكات الطبقات الثلاث — وهو أمر بالغ الأهمية لأن أي مقطع عزل أصغر من اللازم عند أي نقطة يُنشئ نقطة ضعف

هذه هي نفس تقنية التصنيع المستخدمة في كابلات الطاقة متوسطة الجهد الأرضية بجودة المرافق — تم تكييفها لتطبيقات اللف المرنة من خلال تركيبة EPR وتصميم الجدل.

لماذا يتطلب لف الجهد المتوسط نسب D/d متحفظة

الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء لكابل الجهد المتوسط (15:1 D/d) أكبر من كابل اللف منخفض الجهد (10:1 D/d). لسببين:

1. عزل أسمك: يمتلك كابل الجهد المتوسط 2.5–4.5 مم من عزل EPR بالإضافة إلى حاجزين شبه موصلين. نظام العزل الكلي أسمك بـ 3–6 مرات من كابل الجهد المنخفض (0.6–1.2 مم PVC/EPR). تتعرض الطبقات الأسمك لإجهاد انحناء أعلى عند نصفي القطر الداخلي والخارجي
2. سلامة الطبقات المبثوقة ثلاثيًا: يجب أن يتحمل الترابط بين حاجز الموصل وعزل EPR وحاجز العزل ملايين دورات الانحناء دون انفصال طبقي. نصف قطر انحناء أكبر يقلل إجهاد القص عند هذه الأسطح البينية المترابطة

القاعدة العملية لنسبة D/d: 20:1 لعمر يزيد عن 100 000 دورة؛ 25:1 لأقصى عمر خدمة. لا تشغّل كابل لف الجهد المتوسط أقل من 15:1 D/d — فالتفريغ الجزئي عند الأسطح البينية للحواجز محتمل دون هذه العتبة.

لماذا تختار كابل Yichi للف الجهد المتوسط؟

• جودة البثق الثلاثي: تُصنع كابلات الجهد المتوسط لدينا على خط بثق CV برأس ثلاثي مع مراقبة القطر والانحراف المركزي عبر الخط — يتم التحقق من كل ملليمتر من الكابل لتوحيد سمك العزل
• اختبار تفريغ جزئي 100%: كل متر من كابل لف الجهد المتوسط يُختبر للتفريغ الجزئي عند 2 U₀ (قبول أقل من 5 بيكوكولومب) — وليس بالعينة من الدفعة. الكابل الذي يعاني من تفريغ جزئي عند 2 U₀ سيفشل أثناء الخدمة
• اختبار ظل دلتا: يقيس قياس فقد العزل الكهربائي أن مركب عزل EPR متشابك بشكل صحيح وخالٍ من الملوثات — يُختبر على كل طول إنتاج
• حاجز عزل قابل للنزع: تُصاغ مركبات الحاجز لدينا للنزع النظيف والسهل أثناء التوصيل — مما يقلل وقت التركيب وخطر تلف العزل عند النقطة الأكثر حرجًا
• مراجعة التطبيق: أرسل لنا جهد نظامك وتيار الخطأ المتوقع وأبعاد الأسطوانة — نتحقق من حجم الموصل والمقطع العرضي للحاجز والامتثال لنسبة D/d