فهم مواد الكابلات

الكابل ليس مجرد سلك بسيط، بل هو تركيب معقد متعدد الطبقات مصمم لنقل الكهرباء بأمان وموثوقية لمسافات طويلة، في ظل ظروف بيئية وميكانيكية متنوعة. ويحدد المزيج المحدد من المواد المستخدمة في تصنيعه تصنيف الجهد الكهربائي، وقدرة تحمل التيار، والمرونة، والمتانة، والاستخدامات. تستكشف هذه المقالة المكونات المادية الأساسية التي تشكل الكابلات الكهربائية الحديثة.

اللب الموصل: النحاس مقابل الألومنيوم

يوجد في قلب كل كابل الموصل، المسؤول عن نقل التيار الكهربائي.

• نحاس: يُعتبر هذا المنتج المعيار الذهبي للتوصيل الكهربائي. فهو يتميز بتوصيل كهربائي وحراري ممتاز، وليونة جيدة، وقوة شد عالية. وبفضل كفاءته العالية، يُعد الخيار الأمثل لمعظم أسلاك المباني، وكابلات الطاقة الصناعية، وكابلات البيانات، على الرغم من ارتفاع تكلفته ووزنه.

• الألومنيوم: بديل خفيف الوزن واقتصادي. على الرغم من أن موصليته لا تتجاوز 61% من موصلية النحاس لنفس المقطع العرضي، إلا أنه أخف وزنًا بنحو الثلث. يُستخدم على نطاق واسع في خطوط نقل الطاقة (الهوائية والأرضية) وكابلات التغذية الكبيرة، حيث تفوق مزاياه من حيث الوزن والتكلفة الحاجة إلى قطر أكبر لتحقيق سعة تيار مماثلة. يجب توخي الحذر الشديد عند توصيلات الإنهاء لمنع الأكسدة والتآكل الجلفاني.

الحاجز الأساسي: مواد العزل

يشكل العزل المحيط بالموصل طبقة الأمان الأساسية، حيث يمنع تسرب التيار الكهربائي وحدوث الدوائر القصيرة.

• مادة PVC (كلوريد البولي فينيل): عازل متعدد الاستخدامات، اقتصادي، ومقاوم للاشتعال (عند تركيبه). شائع الاستخدام في أسلاك البناء، وأسلاك الأجهزة الكهربائية، وكابلات التحكم ذات الجهد المنخفض. قد يكون أقل استقرارًا عند درجات الحرارة العالية جدًا.

• XLPE (البولي إيثيلين المتشابك): المادة السائدة لتوزيع الطاقة ذات الجهد المتوسط ​​والعالي. تُنتج عملية الربط المتشابك شبكة بوليمرية ثلاثية الأبعاد، مما يمنح البولي إيثيلين المتشابك (XLPE) استقرارًا حراريًا فائقًا (يصل إلى 90 درجة مئوية)، وقوة عزل كهربائي ممتازة، ومقاومة للتشقق الناتج عن الإجهاد البيئي مقارنةً بالبولي إيثيلين القياسي.

• مطاط الإيثيلين بروبيلين (تقرير الأداء الإلكتروني): يُعرف هذا النوع من المواد بمرونته ومقاومته الممتازة للحرارة والرطوبة، وأدائه الجيد عند الانحناء المتكرر. ويُستخدم بكثرة في كابلات التعدين، وأسلاك الطاقة المحمولة، وكبديل لـ XLPE في بعض تطبيقات الجهد المتوسط.

• العزل المعدني (مي): كابل متخصص يستخدم مسحوق أكسيد المغنيسيوم المضغوط كعازل داخل غلاف نحاسي غير ملحوم. وهو غير قابل للاحتراق، ويتحمل درجات حرارة عالية للغاية (تصل إلى 1000 درجة مئوية)، ويتميز بمتانته العالية، ويُستخدم في الدوائر الحساسة لأنظمة إنذار الحريق، وإضاءة الطوارئ، والمناطق ذات الحرارة العالية.

التحكم في التداخل: الحماية والحجب

لا تحتوي جميع الكابلات على دروع واقية، لكنها ضرورية للعديد من التطبيقات.

• وظيفة: لاحتواء المجالات الكهرومغناطيسية داخل الكابل (منع التداخل مع الأجهزة الأخرى) و/أو لحماية الإشارة من التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي (إي إم آي).

• مواد: غالباً ما يكون غلاف الأسلاك مصنوعاً من جديلة أو لف حلزوني من أسلاك نحاسية عارية أو مطلية بالقصدير، أو من رقائق معدنية رقيقة (ألومنيوم-بوليستر). يعتمد الاختيار على المرونة المطلوبة ونسبة التغطية.

الدرع الخارجي: الغلاف والغطاء

الغلاف هو خط الدفاع الأول للكابل ضد البيئة الفيزيائية والكيميائية.

• مادة PVC: مرة أخرى، خيار شائع للحماية الميكانيكية للأغراض العامة، حيث يوفر متانة جيدة ومقاومة للرطوبة ومقاومة للهب.

• البولي يوريثان (بور): يتميز بمقاومة فائقة للتآكل والزيوت والمواد الكيميائية والانحناء المتكرر. مثالي لكابلات الروبوتات وسلاسل الجر والبيئات الصناعية القاسية.

• اللدائن الحرارية المرنة (مادة TPE/TPR): توفر مرونة ممتازة، وأداءً جيدًا في الطقس البارد، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية والطقس، وغالبًا ما تستخدم في المعدات الخارجية والمحمولة.

• مادة LSZH (منخفضة الدخان وخالية من الهالوجين): مادة أمان بالغة الأهمية. في حالة نشوب حريق، تنتج سترات LSZH مستويات منخفضة للغاية من الدخان السام والغازات المسببة للتآكل، مما يجعلها إلزامية في الأماكن العامة مثل المطارات ومحطات المترو والمباني الشاهقة.

ما وراء الأساسيات: الإنشاءات المتخصصة

تتطلب التطبيقات المحددة مواد متخصصة.

• الدفن المباشر: قد تحتوي الكابلات على غلاف معدني (سلك فولاذي مجلفن) أو شريط/جل مانع لتسرب الماء لمنع دخول الرطوبة على طولها.

• النجاة من الحرائق: قد تستخدم الكابلات أشرطة مصنوعة من الميكا تحت الغلاف للحفاظ على سلامة الدائرة أثناء الحريق، مما يضمن استمرار عمل أنظمة الطوارئ.

• المواد المستقبلية: تشمل الأبحاث الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية لنقل البيانات بدون فقد، والمركبات النانوية المتقدمة للعزل مع خصائص الإصلاح الذاتي أو الموصلية الحرارية المحسنة.

نظام مصمم خصيصًا لكل احتياج

يُعدّ تركيب الكابل حلاً علمياً دقيقاً ومتعدد الطبقات. فمن اللب المعدني عالي التوصيل إلى الغلاف البوليمري الواقي، تُختار كل طبقة وتُصمّم هندسياً لتلبية متطلبات كهربائية وميكانيكية وبيئية دقيقة. ويُعدّ فهم هذه المواد الأساسية - نقاط قوتها، وموازناتها، وتطبيقاتها المثالية - أمراً بالغ الأهمية لاختيار الكابل المناسب، مما يضمن السلامة والموثوقية والكفاءة في كل شيء، بدءاً من تزويد منازلنا بالطاقة وصولاً إلى ربط عالمنا الرقمي.

تشمل مجموعة منتجات مجموعة رويانغ التنافسية ما يلي:

• كابل طاقة معزول بمادة XLPE للجهد المنخفض والعالي

• كابل طاقة معزول بمادة مادة PVC

• كابل مقاوم للهب منخفض الدخان والهالوجين

• كابل مقاوم للحريق

• كابل من سبائك الألومنيوم

• كابل كابل مرن

• كابل علوي

• كابل التحكم

• كابل مطاطي سيليكوني