العالم السفلي: لماذا تحتاج الكابلات المدفونة إلى دروع؟

تحت أقدامنا، تمتد شبكة واسعة من كابلات الطاقة والاتصالات عبر الأرض، ناقلةً الكهرباء إلى المنازل والمصانع ومراكز البيانات. وعلى عكس الكابلات المعلقة على الأعمدة أو المارة عبر المباني، تواجه هذه الكابلات المدفونة بيئة قاسية: الرطوبة، والمواد الكيميائية في التربة، والصخور، والأخطر من ذلك كله، القوى الخارجية غير المتوقعة. لا يكفي غلاف الكابل العادي. لذا، تُجهز العديد من الكابلات المدفونة بدروع واقية - طبقة متينة، غالباً ما تكون معدنية، مصممة لتحمل قسوة العالم تحت الأرض. تستكشف هذه المقالة أهمية الدروع الواقية للكابلات المدفونة، وكيفية عملها، والأنواع المختلفة المستخدمة عملياً.

1. المخاطر الخفية تحت الأرض

بمجرد دفن الكابل، يصبح بعيداً عن الأنظار، ولكنه ليس آمناً على الإطلاق. فهناك العديد من المخاطر الكامنة تحت سطح الأرض:

• القوارض والحشرات - يمكن للفئران والجرذان والنمل الأبيض والنمل أن تقضم الأغلفة البلاستيكية، مما يعرض الموصلات للرطوبة والدوائر القصيرة.

• الصخور والأشياء الحادة - غالبًا ما تحتوي التربة المستخدمة في الردم على أحجار أو مخلفات بناء أو حواف حادة يمكن أن تضغط على الكابل أو تثقبه بمرور الوقت.

• حركة الأرض – يمكن أن تؤدي دورات التجمد والذوبان، وتحرك التربة، والزلازل الطفيفة إلى تمدد الكابل أو ضغطه أو تآكله.

• النشاط البشري – يمكن أن تؤدي أعمال الحفر التي تقوم بها فرق المرافق أو عمال تنسيق الحدائق أو حتى أصحاب المنازل الذين يستخدمون المجارف إلى ضرب الكابلات المدفونة عن طريق الخطأ.

• جذور الأشجار – يمكن للجذور النامية أن تسحق أو تخترق أغلفة الكابلات ببطء.

بدون دروع واقية، يمكن أن تؤدي عضة قارض واحدة أو صخرة حادة إلى فشل مكلف.

2. ما هو درع الكابلات؟

الدرع هو طبقة واقية تُوضع فوق المكونات الداخلية (الموصلات، والعزل، وأي درع واقٍ) ولكن تحت الغلاف الخارجي (أو أحيانًا يكون هو الغلاف نفسه). وهو يوفر حماية ميكانيكية ضد المخاطر المذكورة أعلاه.

يمكن صنع الدروع من:

• شريط فولاذي - ملفوف حلزونياً أو مموج طولياً.

• سلك فولاذي – أسلاك مستديرة أو مسطحة ملفوفة حول الكابل.

• سلك أو شريط من الألومنيوم - أخف من الفولاذ، وغالبًا ما يستخدم في الكابلات أحادية النواة حيث تكون التأثيرات المغناطيسية مهمة.

• دروع بلاستيكية أو مركبة – للتطبيقات غير المعدنية والمقاومة للتآكل.

يعتمد الاختيار على استخدام الكابل، ومقاومة السحق المطلوبة، والظروف البيئية.

3. أنواع الدروع ومزاياها

بالنسبة لمعظم كابلات المرافق المدفونة مباشرة، يعتبر التدريع السلكي الفولاذي (SWA) هو الخيار القياسي لأنه يجمع بين قوة الشد العالية (التي تسمح بالسحب) والحماية الممتازة من السحق.

4. كيف تحمي الدروع من تهديدات محددة

• عضات القوارض – الأسلاك أو الأشرطة الفولاذية شديدة الصلابة بالنسبة لأسنان القوارض. حتى لو تمكن القارض من قضم الغلاف الخارجي، فإن الطبقة الواقية تمنعه ​​من الوصول إلى العازل.

• اختراق الصخور – قد يؤدي انضغاط حجر حاد داخل الكابل بفعل الردم إلى قطع الغلاف البلاستيكي. يعمل الغلاف الواقي على توزيع الحمل، مما يمنع الثقب.

• أضرار الحفر - قد تتسبب الجرافة أو الجرافة الخلفية في إحداث انبعاجات أو حتى قطع في الغلاف الخارجي للكابل، لكن الكابل الداخلي غالبًا ما يبقى سليمًا. تعتمد العديد من شركات المرافق على الغلاف الخارجي لتوفير تحذير مرئي (خدوش أو انبعاجات) قبل تعطل الكابل.

• ضغط الجذور – تمارس جذور الأشجار قوة هائلة وبطيئة. يقاوم الغلاف الخارجي السحق، مما يمنح الكابل فرصة للصمود.

5. تثبيت الدرع: خطوة أساسية

الدروع المعدنية موصلة للكهرباء. إذا لم يتم تأريضها بشكل صحيح، فقد تُصبح خطرًا للصعق الكهربائي أو تسمح بالتآكل. النهج القياسي:

• قم بتأريض الدرع من كلا الطرفين (لمعظم أنظمة التيار المتردد) لضمان بقائه عند جهد الأرض.

• استخدم وصلة تأريض أو وصلة ربط متصلة بطرف التأريض الخاص بالكابل.

• تحقق من استمرارية الدائرة - لا يؤثر انقطاع سلك التدريع على التأريض، ولكن يجب أن تكون الوصلة الكلية سليمة.

في كابلات التيار المتردد أحادية النواة، قد يتسبب الغلاف الفولاذي في حدوث تيارات دوامية وارتفاع في درجة الحرارة. ولذلك يُفضل استخدام الغلاف المصنوع من الألومنيوم؛ فهو غير مغناطيسي ويتجنب هذه الخسائر.

6. مقارنة بين الدروع والسترات العادية

بالنسبة للدفن المباشر في التطبيقات الحيوية (توزيع الطاقة للأحياء السكنية، والمصانع الصناعية، والمزارع المتجددة)، فإن التدريع ليس اختيارياً - بل هو شرط أساسي.

7. حيث يكون ارتداء الدروع إلزاميًا

غالباً ما تنص قوانين البناء ومعايير المرافق على استخدام الكابلات المدرعة في حالات محددة:

• الدفن المباشر بدون قناة - تتطلب معظم القوانين دروعًا معدنية أو جدارًا خرسانيًا للقناة.

• المواقع التي تشتهر بنشاط القوارض - المزارع والمناطق الحرجية ومكبات النفايات.

• مناطق الحفر ذات الحركة المرورية العالية – بالقرب من الطرق أو مواقع البناء أو التطوير المستقبلي.

• عمق الدفن الضحل – كلما كان الكابل أقل عمقًا، زادت الحاجة إلى التدريع.

• المصانع الصناعية – حيث قد تتدحرج المعدات الثقيلة أو الرافعات الشوكية فوق الخطوط المدفونة.

حتى في الحالات التي لا يكون فيها ذلك مطلوباً بشكل صارم، يحدد العديد من المهندسين استخدام الدروع كبوليصة تأمين منخفضة التكلفة ضد الأضرار المستقبلية.

8. القيود: ما لا تستطيع الدروع فعله

لا يُعدّ استخدام الدروع حلاً مثالياً، فله حدود.

• لا يمنع الماء تمامًا - فالدروع الواقية تحتوي على فجوات بين الأسلاك أو الأشرطة؛ مما يسمح بتسرب الماء. كما تحتاج الكابلات المدفونة إلى طبقة عازلة للماء (مثل الجل أو الشريط المشبع بالماء) لمنع دخول الرطوبة.

• لا يقاوم التآكل الكيميائي - قد يصدأ الدرع الفولاذي في التربة الحمضية أو المالحة. في مثل هذه الحالات، يُستخدم غلاف بلاستيكي خارجي، أو درع من الألومنيوم، أو الفولاذ المقاوم للصدأ.

• لا يمنع الانحناء المفرط - لا يزال الحد الأدنى لنصف قطر انحناء الكابل ساريًا؛ فالدرع لا يجعل الكابل محصنًا ضد الانثناء.

• يضيف وزنًا وتكلفة كبيرين - بالنسبة للرحلات الطويلة جدًا، قد يتطلب الوزن الإضافي معدات مناولة أثقل.

9. اختبار وفحص الكابلات المدرعة

قبل الدفن، تخضع الكابلات المدرعة لما يلي:

• اختبار الاستمرارية - للتأكد من أن الدرع متصل كهربائياً.

• مقاومة العزل - للتحقق من أن الدرع لم يلحق الضرر بالعزل الداخلي أثناء التصنيع أو المناولة.

• الفحص البصري – البحث عن الانثناءات أو المناطق المحطمة أو الأسلاك المكشوفة.

بعد التركيب، تقوم العديد من شركات المرافق بإجراء اختبار للغلاف (مثل تطبيق جهد تيار مستمر على الغلاف الخارجي للكشف عن أي خلل فيه). وهذا يضمن سلامة الكابل على المدى الطويل.

تعمل الكابلات المدفونة في بيئة خفية لا ترحم. تتضافر القوارض والصخور والجذور والحفارات لمحاولة إتلافها. يوفر الغلاف الواقي - سواء كان سلكًا فولاذيًا أو شريطًا فولاذيًا أو ألومنيوم - الحماية القوية التي تحتاجها هذه الكابلات. لا يجعلها هذا الغلاف غير قابلة للتدمير، ولكنه يقلل بشكل كبير من خطر التلف الناتج عن أكثر التهديدات شيوعًا. عندما ترى كابلًا ثقيلًا مغلفًا بالفولاذ يُنزل في خندق، فأنت تنظر إلى قطعة هندسية مصممة للبقاء. في المرة القادمة التي تبقى فيها أضواء منزلك مضاءة أثناء عاصفة أو يعمل الإنترنت لديك بعد أعمال بناء قريبة، اشكر الكابلات المدرعة المدفونة تحت الأرض - التي تؤدي وظيفتها بهدوء في العالم السفلي.

تشمل مجموعة منتجات مجموعة رويانغ التنافسية ما يلي:

• كابل طاقة معزول بمادة XLPE للجهد المنخفض والعالي

• كابل طاقة معزول بمادة PVC

• كابل مقاوم للهب منخفض الدخان والهالوجين

• كابل مقاوم للحريق

• كابل من سبائك الألومنيوم

• كابل كابل مرن

• كابل علوي

• كابل التحكم

• كابل مطاطي سيليكوني