تدريع كابلات الطاقة الكهربائية (Shielding of Power Cables)

ما هو التدريع؟

التدريع (Shielding) في كابلات الطاقة هو عملية إضافة طبقة واقية حول الموصلات الكهربائية لحماية الكابل من التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) وتقليل تأثير المجالات الكهربائية والمغناطيسية الخارجية. هذه الطبقة عادة ما تكون مصنوعة من مواد موصلة مثل النحاس أو الألومنيوم.

أهمية التدريع:

1. الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي (EMI):
   الكابلات غير المدروعة قد تتعرض لتشويش من المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية، مما يؤثر على جودة الإشارة الكهربائية. التدريع يمنع هذا التداخل.
2. تقليل الانبعاثات الكهرومغناطيسية:
   الكابلات غير المدروعة قد تسبب انبعاثات كهرومغناطيسية تؤثر على الأجهزة المجاورة. التدريع يحد من هذه الانبعاثات.
3. تحسين السلامة:
   التدريع يقلل من خطر الصدمات الكهربائية ويحمي الكابل من التلف الميكانيكي.
4. تحسين أداء النظام:
   في الأنظمة عالية الجهد، يساعد التدريع في توزيع المجال الكهربائي بشكل متساوٍ، مما يقلل من الإجهاد على العزل ويطيل عمر الكابل.

أنواع التدريع:

التدريع المعدني (Metallic Shielding):

• يستخدم في الكابلات ذات الجهد العالي (HV) والمتوسط (MV).
• يتكون من شرائط معدنية أو أسلاك نحاسية ملفوفة حول الموصلات.
• يعمل على توزيع المجال الكهربائي وحماية الكابل من التداخل.

التدريع البوليمري (Polymeric Shielding):

• يستخدم في الكابلات ذات الجهد المنخفض (LV).
• يتكون من مواد بوليمرية موصلة.
• يوفر حماية من التداخل مع مرونة أكبر.

التدريع المغناطيسي (Magnetic Shielding):

• يستخدم في التطبيقات الخاصة حيث تكون الحماية من المجالات المغناطيسية ضرورية.
• يتكون من مواد ذات نفاذية مغناطيسية عالية.

مكونات الكابل المدروع:

1. الموصل (Conductor):
   الجزء الذي ينقل التيار الكهربائي.
2. العزل (Insulation):
   طبقة عازلة تحيط بالموصل لمنع تسرب التيار.
3. الطبقة المدروعة (Shielding Layer):
   الطبقة الواقية التي تحمي الكابل من التداخل.
4. الغلاف الخارجي (Jacket):
   الطبقة الخارجية التي تحمي الكابل من العوامل البيئية مثل الرطوبة والحرارة.

تطبيقات الكابلات المدروعة:

1. شبكات التوزيع الكهربائية:
   تستخدم في نقل الطاقة الكهربائية من المحطات إلى المستهلكين.
2. الصناعات الثقيلة:
   تستخدم في المصانع والمنشآت الصناعية حيث تكون البيئة غنية بالتداخل الكهرومغناطيسي.
3. أنظمة الاتصالات:
   تستخدم في الكابلات التي تنقل إشارات البيانات لتجنب التشويش.
4. الأنظمة الطبية:
   تستخدم في الأجهزة الطبية الحساسة التي تتطلب حماية عالية من التداخل.

اختبارات التدريع:

1. اختبار مقاومة التدريع (Shield Resistance Test):
   يقيس مقاومة الطبقة المدروعة للتأكد من فعاليتها.
2. اختبار التداخل الكهرومغناطيسي (EMI Test):
   يتحقق من قدرة الكابل على مقاومة التداخل.
3. اختبار الجهد العالي (High Voltage Test):
   يضمن أن الكابل يتحمل الفولتية العالية دون تلف.

نصائح لاختيار الكابلات المدروعة:

1. تحديد الجهد الكهربائي:
   اختر نوع التدريع المناسب بناءً على جهد النظام.
2. مراعاة البيئة:
   تأكد من أن الكابل مناسب للظروف البيئية مثل الرطوبة والحرارة.
3. التوافق مع المعايير:
   تأكد من أن الكابل يلبي المعايير الدولية مثل IEC أو IEEE.

التدريع هو عنصر حاسم في تصميم كابلات الطاقة، حيث يوفر حماية من التداخل الكهرومغناطيسي ويحسن أداء النظام الكهربائي. اختيار الكابل المدروع المناسب يعتمد على تطبيق النظام والظروف البيئية والمعايير الفنية المطلوبة.