الدليل الهندسي المتكامل لعمليات تقفيل نهايات كابلات الجهد المتوسط والعالي

ا تعد عملية تقفيل النهايات من أدق العمليات الفنية في مشاريع القوى الكهربائية، حيث تمثل نقطة الانتقال الحرجة بين الكابل المعزول والأنظمة المفتوحة مثل البارات (Busbars) أو المحولات. إن أي خلل في تنفيذ هذه العملية لا يقتصر أثره على تعطل الخدمة فحسب، بل قد يتعدى ذلك إلى حدوث كوارث انفجارية نتيجة ظاهرة التفريغ الجزئي (Partial Discharge) التي تنشأ عن تركيز الإجهاد الكهربائي في نقاط الضعف. يستعرض هذا التقرير المنهجية الاحترافية المتبعة وفق المعايير الدولية مثل IEEE 48 و IEC 60502-2.

أولاً: المنهجية الاحترافية لتقفيل النهايات

تتطلب عملية التقفيل دقة متناهية في التعامل مع طبقات الكابل المختلفة، حيث يتم الانتقال من بيئة محكومة كهربائياً داخل الكابل إلى بيئة خارجية معرضة للعوامل الجوية.

التجهيز والتعقيم البيئي

تعتبر نظافة بيئة العمل حجر الزاوية في نجاح العملية؛ إذ إن ذرة غبار واحدة أو قطرة رطوبة قد تتحول تحت تأثير الجهد العالي إلى مسار كربوني يؤدي لانهيار العزل. يجب استخدام مناديل كحولية (Isopropyl Alcohol) مخصصة لا تترك بقايا ليفية لتنظيف عازل الـ XLPE، مع التأكد من المسح في اتجاه واحد (من طرف الموصل باتجاه الشيلد) لمنع إعادة توزيع الملوثات.

إزالة طبقة أشباه الموصلات

تمثل هذه الخطوة التحدي الأكبر للفنيين، حيث يجب إزالة الطبقة السوداء الخارجية بدقة متناهية دون إحداث أي خدش في العازل الأبيض الأساسي. إن استخدام أدوات التقشير الاحترافية (Stripping Tools) يضمن الحصول على نهاية مستوية (Square Cut) ويمنع حدوث الخدوش الطولية التي تسبب ظاهرة التتبع الكهربائي (Tracking).

التحكم في الإجهاد الكهربائي

عند قطع طبقة الشيلد الأرضي، تتركز خطوط المجال الكهربائي بشكل مكثف عند نقطة القطع، مما يؤدي لتأين الهواء وحدوث شرارات. يتم معالجة ذلك بتركيب أنبوب التحكم في الإجهاد (Stress Control Tube) أو استخدام مواد ذات ثابت عزل عالٍ (High-K materials) التي تعمل على إعادة توزيع خطوط المجال بشكل انسيابي، مما يمنع حدوث الانهيار المفاجئ.

التأريض والربط الميكانيكي

يجب تجميع أسلاك الشيلد النحاسية وتوصيلها بنظام التأريض لضمان مسار آمن لتيارات التسريب والصواعق. أما بالنسبة لتركيب الترمنيل (Lug)، فيجب استخدام تقنية الكبس الهيدروليكي (Hydraulic Crimping) مع اختيار اللقم (Dies) المناسبة لقطر الموصل، مع مراعاة الكبس مرتين على الأقل لضمان أقل مقاومة اتصال ممكنة ومنع ارتفاع درجة حرارة النقطة (Hot Spots).

ثانياً: المعايير الفنية والنقاط الحرجة

تحدد الجداول التالية أهم المعايير التي يجب مراعاتها لضمان استدامة الوصلة الكهربائية وكفاءتها التشغيلية:

المعيار الفني	الوصف والأهمية	ملاحظات التنفيذ
مسافة الزحف (Creepage)	المسافة السطحية بين الموصل والأرض لمنع القوس الكهربائي.	تزداد في المناطق الملوثة أو الساحلية.
توزيع الحرارة (Shrinking)	ضمان انكماش الأنابيب الحرارية دون حبس فقاعات هواء.	التسخين يبدأ من الأسفل للأعلى بحركة دائرية.
إحكام الغلق (Sealing)	منع تسرب الرطوبة إلى داخل طبقات الكابل.	استخدام أشرطة الماستيك (Mastic) عند نقاط الدخول.

ثالثاً: بروتوكول الفحص والاختبار بالميجر

للتأكد من جودة العزل قبل إطلاق التيار بعد الانتهاء من العمليات الميكانيكية، يتم الانتقال لمرحلة التحقق الكهربائي باستخدام جهاز الميجر

(Insulation Testing)Resistance Tester)

إجراءات ما قبل الاختبار

يجب التأكد من فصل الكابل من الطرفين وتأمين منطقة العمل، مع ضرورة تفريغ الشحنة الساكنة للكابل بتوصيله بالأرضي لفترة كافية، حيث إن الكابلات الطويلة تعمل كمكثف ضخم قد يختزن شحنات قاتلة.

إعدادات الجهاز وطريقة التوصيل

يتم ضبط الجهاز على جهد مستمر (5000V DC) لكابلات الجهد المتوسط. يتم توصيل الطرف الموجب (Line) بالموصل النحاسي، والطرف السالب (Earth) بالشيلد الأرضي، بينما يستخدم طرف الحماية (Guard) في حالات الرطوبة العالية لإلغاء تأثير تيارات التسريب السطحية.

تحليل النتائج ومعامل الاستقطاب

لا تكفي قراءة المقاومة اللحظية للحكم على جودة العزل، بل يجب حساب معامل الاستقطاب الذي يعبر عن قدرة العزل على التخلص من الشحنات الداخلية.

المعامل	المعادلة	القيمة المقبولة	الدلالة
مقاومة العزل (IR)	القراءة بعد دقيقة واحدة	> 1000 MΩ (حسب الجهد)	تعطي مؤشراً أولياً عن نظافة العزل.
معامل الاستقطاب (PI)	R10 min / R1 min	> 2.0	يشير إلى عزل جاف وسليم تماماً.
معدل الامتصاص (DAR)	R60 sec / R30 sec	> 1.4	يستخدم للاختبارات السريعة لتقييم الرطوبة.

تنبيه هندسي: إذا كانت قيمة معامل الاستقطاب (PI) أقل من 1.0، فهذا مؤشر خطر يستوجب عدم توصيل الكابل فوراً، حيث يشير ذلك غالباً إلى وجود تلوث كيميائي أو رطوبة متغلغلة داخل العازل، مما قد يؤدي لانفجار النهاية عند التحميل.