شريط لاصق ذاتي شبه موصل: أداة تنعيم أساسية لملحقات الكابلات

في عالم أنظمة كابلات الطاقة المتوسطة والعالية الجهد، تُعد إدارة المجال الكهربائي مهمةً بالغة الأهمية لمنع الأعطال المبكرة. فبينما تحجب المواد العازلة التيار الكهربائي، وتحمله المواد الموصلة، توجد فئة فريدة من المواد مصممة لغرض واحد وحيوي: إزالة فجوات الهواء المُزعجة، وتحقيق انتقالات كهربائية سلسة تمامًا. هذا هو دور الشريط اللاصق شبه الموصل ذاتي اللصق، وهو مكون متخصص لا غنى عنه لبناء وصلات ونهايات كابلات موثوقة.

المشكلة: لماذا تُعتبر الكهرباء مهمة؟

عند نزع الشاشة شبه الموصلة المُركبة في المصنع للكابل أثناء عملية التوصيل أو الإنهاء، يُحدث ذلك انقطاعًا حادًا. يصبح المجال الكهربائي، الذي كان شعاعيًا بشكل موحد داخل الكابل، مُركزًا بشدة على حافة هذه الشاشة المقطوعة. هذه الظاهرة، التي تُشبه ارتفاع ضغط الماء عند ثنية في خرطوم، تُؤدي إلى تفريغ جزئي (بي دي) - شرارات كهربائية مجهرية تُؤدي إلى تآكل العزل بمرور الوقت، مما يؤدي في النهاية إلى الانهيار. يكمن التحدي الرئيسي في إعادة بناء مسار كهربائي مستمر وسلس من الموصل إلى الخارج.

المادة: مركب مصمم بدقة

هذا الشريط ليس مجرد مادة موصلة للكهرباء بشكل طفيف؛ بل هو مركب مصمم لخصائص كهربائية وفيزيائية محددة.

• البوليمر الأساسي: عادةً ما يكون من مادة EPDM أو المطاط البوتيلي، مما يوفر المرونة والمرونة وأساسًا للمادة اللاصقة.

• حشو موصل: يتوزع حمولة عالية من جزيئات الكربون الأسود بالتساوي في جميع أنحاء مصفوفة البوليمر. هذا يُنتج مقاومة حجمية مُتحكم بها، تتراوح عادةً بين 10³ و10⁵ أوم·سم - وهي مقاومة عالية بما يكفي لتجنب حدوث قصر في الدائرة، ولكنها منخفضة بما يكفي لتوصيل الشحنات بالتساوي.

• طبقة ذاتية اللصق: الشريط مُغطى بمادة لاصقة متوافقة وحساسة للضغط. يُعد هذا ضروريًا لإنشاء رابطة مطابقة وخالية من الفراغات على أسطح الكابل، وهو جوهر وظيفته. يُعد الهواء عازلًا ممتازًا، وأي هواء محصور يُصبح مكانًا محتملًا للتفريغ الجزئي.

الوظيفة الأساسية: كيفية إنشاء الاستمرارية الكهربائية

يتم تطبيق الشريط بطريقة منهجية ودقيقة، وغالبًا ما يُطبّق على وصلة مُجهّزة أو قلب توصيل. وظيفته الأساسية هي:

• الحماية وتنعيم المجال: عند تطبيقه فوق العازل وحتى الشاشة الرئيسية للكابل، يُمدد الطبقة شبه الموصلة. يمنع هذا السطح الجديد غير الملحوم خطوط المجال الكهربائي من التركز عند الحواف الحادة، مما يُنعم التدرج الكهربائي بفعالية ويزيل نقاط الضغط.

• واجهة التحكم في الإجهاد: في العديد من تصميمات التوصيلات الكهربائية، تُستخدم كطبقة بين عزل الكابل وشريط التحكم في الإجهاد ذي ثابت العزل العالي (أهلاً-K). تضمن هذه الواجهة اتصالاً مثاليًا، مما يسمح لنظام التحكم في الإجهاد بالعمل بكفاءة من خلال توفير طبقة أساسية موصلة موحدة يمكن من خلالها تدرج الجهد.

من خلال إنشاء منطقة انتقالية متجانسة وخالية من الفراغات وشبه موصلة، يعمل الشريط على التخلص من التأين ويضمن توزيع المجال الكهربائي على النحو المقصود من تصميم الملحق.

مجالات التطبيق الرئيسية والأهمية

يُعد الشريط شبه الموصل حجر الأساس في تصنيع كلٍّ من الوصلات والوصلات الطرفية للكابلات المصنفة من 10 كيلو فولت إلى الجهد العالي جدًا. ولا غنى عن استخدامه لضمان موثوقيته في:

• وصلات الكابلات (المفاصل): يتم استخدامها لإعادة بناء درع الموصل ودرع العزل، وربط شاشات طرفي الكابل بسلاسة.

• إنهاءات الانكماش الحراري والانكماش البارد: توفر الطبقة الموصلة الحرجة أسفل أنبوب أو عنصر التحكم في الإجهاد.

• الأنظمة الملصقة: في النهايات الملصقة يدويًا بالكامل، فهي طبقة أساسية في البناء المتسلسل للملحق.

بدونها، حتى أفضل عزل سيكون معرضًا للخطر بسبب الفراغات الهوائية المجهرية وتركيزات المجال، مما يؤدي إلى تقصير عمر الملحق بشكل كبير.

غالبًا ما يكون الشريط اللاصق شبه الموصل مخفيًا تحت طبقات واقية خارجية، ويؤدي وظيفةً صامتةً لكنها بالغة الأهمية. إنه الحل الأمثل لمشاكل الواجهات الكامنة في ملحقات الكابلات المثبتة ميدانيًا. بضمان انتقال سلس كهربائيًا وخالٍ من الفراغات، يحمي النظام من خطر التفريغ الجزئي الخبيث. باختصار، لا يقتصر دوره على لصق المكونات معًا فحسب، بل يدمجها في وحدة واحدة متجانسة كهربائيًا، مما يجعله حارسًا مجهولًا لموثوقية الشبكة وسلامتها على المدى الطويل.