تشبيه الكابل بالمحول الكهربائي:
- يمكن تشبيه كابل الجهد العالي بالمحول الكهربائي:
- الموصل النحاسي الأساسي (Core Conductor): يمثل الملف الابتدائي.
- الغلاف المعدني (Metallic Sheath): يمثل الملف الثانوي.
- عند مرور تيار الحمل في الموصل الأساسي، يتولد فيض مغناطيسي يقطع الغلاف المعدني للكابل، مما يسبب توليد جهد بالحث المغناطيسي (Induced Voltage) على الغلاف.
- هذا الجهد الناتج يزداد مع طول الكابل، تمامًا كما يزداد جهد الملف الثانوي للمحول مع زيادة عدد لفاته.
سبب المشكلة مع الكابلات أحادية القلب (Single Core):
- كابلات الجهد العالي غالبًا تكون من نوع Single Core.
- في هذا النوع:
- لا يحدث إلغاء للفيض المغناطيسي بين الفازات الثلاث (كما يحدث في الكابلات متعددة القلوب Multi Core).
- الفيض المغناطيسي الناتج عن التيار في كل فازة يقطع الغلاف المعدني الخاص بها على حدة، مما يؤدي إلى تراكم الجهد على الغلاف.
المخاطر الناتجة عن الجهد المستحث (Induced Voltage):
- جهد خطير على الغلاف المعدني:
- يمكن أن يصل الجهد إلى قيم خطيرة حتى في الظروف الطبيعية.
- قد يسبب صعقة كهربائية لأي شخص يلمس الكابل.
- قد يؤدي إلى انهيار العزل واندلاع الحرائق في الكابل.
- مشكلات العزل وسلامة الكابل:
- الجهد المتراكم قد يتجاوز الحدود المسموح بها، مما يعرض العزل للتلف ويزيد من احتمالية الأعطال.
أهمية تأريض الغلاف المعدني:
- ضبط الجهد المستحث (Sheath Touch Voltage):
- الهدف الرئيسي هو التحكم في الجهد الناتج على الغلاف المعدني.
- يجب أن يبقى هذا الجهد ضمن الحدود الآمنة (50 فولت كحد أقصى)، لضمان سلامة الأشخاص والكابل.
- منع الأعطال والحرائق:
- يقلل التأريض من مخاطر تراكم الجهد الذي قد يؤدي إلى انهيار العزل أو حرائق.
طرق تأريض كابلات الجهد العالي:
- التأريض من جهة واحدة:
- يُستخدم مع الكابلات القصيرة.
- يُلاحظ أن الجهد المتراكم يكون في أعلى قيمة عند الطرف الآخر غير المؤرض.
- لضمان عدم تجاوز الجهد الحدود المسموح بها، يتم تركيب جهاز يسمى Sheath Voltage Limiter (SVL) عند الطرف الآخر.
- التأريض من الجهتين:
- يُستخدم مع الكابلات الأطول، لكن يحتاج لمراجعة دقيقة لتجنب الأخطاء.
- إذا لم يُنفذ بشكل صحيح، قد يؤدي إلى تيارات دائرية غير مرغوبة على الغلاف المعدني.
استخدام تيار الغلاف (Sheath Current):
- يمكن تحليل تيار الغلاف المعدني (Sheath Current) لمراقبة وتشخيص الأعطال في مراحلها المبكرة.
- يُعد التيار المار بالغلاف انعكاسًا للتيار المار بالموصل الأساسي (تشابه مع فكرة CT).
- ولكن، هذه الميزة تضيع إذا تم تأريض الكابل بشكل خاطئ، مما يؤدي إلى صعوبة اكتشاف الأعطال وتحليلها.
الخلاصة:
- تأريض كابلات الجهد العالي ضروري لضمان سلامة الأشخاص والمعدات.
- يعمل التأريض على ضبط الجهد المستحث الناتج عن الفيض المغناطيسي، مما يمنع حدوث صدمات كهربائية أو أعطال خطيرة.
- الطريقة الصحيحة للتأريض (من جهة أو من الجهتين) تعتمد على طول الكابل وظروف تشغيله، مع ضرورة تركيب أجهزة مثل SVL عند الحاجة.
- يساهم تيار الغلاف المعدني في تشخيص الأعطال، لكن ذلك يتطلب تصميم نظام تأريض دقيق لتجنب التيارات غير المرغوبة.
