تعرف على الكوابل و الموصلات الكهربائية

قد يهمك أيضا

الكوابل و الموصلات الكهربائية

تتكون المواد في الطبيعة بشكل عام من مواد موصلة للتيار الكهربائي ومواد عازلة للتيار الكهربائي كما ان بعض المواد يمكن ان تكون موصلة عند توفر شروط معينة وتسمى اشباه الموصلاتت. 

يعرف الموصل في الدارات الكهربائية بانه الخط الناقل للتيار الكهربائي بين المصدر والحمل. وللاسلاك مقاومة نوعية تختلف باختلاف نوع الموصل المستخدم كما ان كل الموصلات تكون مقاومتها النوعية صغيرة. 

اما العازل فهو عبارة عن مادة لا تسمح بمرور التيار الكهربائي وتستخدم في عزل الموصلات ومقاومتة النوعية عالية، الشكل التالي.

المواد الموصلة وقيم مقاومتها. 

مما سبق يتبين لنا ان المقاومة النوعية لمواد الموصلات أقل من المقاومة النوعية للمواد العازلة علاوة على أن هناك عدة عوامل يجب أخذها بعين الاعتبار عند اختيار المادة التي يصنع منها الموصل وهي متانته ومقاومته للتأثيرات الخارجية وامكانية تصنيعه. 

الجدول التالي يوضح الموصلات الأكثر شيوعا واستخداما في تمديد الدوائر الكهربائية ومقاومتها النوعية وذلك عند درجة حرارة 20 درجة مئوية.

ومن المعلوم ان القيم المذكورة للموصلية والمقاومية ليست ثابتة مطلقا حيث انها تعتمد على النسبة المئوية لنقاء مادة الموصل وهناك عوامل تتوقف عليها مقاومة الموصل هي : 

1- الطول 

2- مساحة المقطع 

3- نوع المادة 

4- درجة الحرارة 

اشكال الأسلاك (الموصلات):

تتوافر الاسلاك على شكلين، وهما السلك القاسي (المصمت) والسلك المجدول، والشكل التالي يوضح ذلك.

وقد يكون السلك المجدل اما جدلا دائريا او جدلا مستطيلا حيث يتم رص جميع الجدلات وتعبئة جميع الفراغات. 

الكلمة (كيبل) تستخدم عادة لوصف أي موصل حجمه كبير ويتكون من عدد من الأسلاك المبرومة مع بعضها. ويوجد نوعان من الكيابل وهما الكيبل الموصل المفرد ويعتبر من ابسط الأنواع وهو عبار عن موصل مفرد مجدول وقد يكون الكيبل المتعدد اما قاسيا او مجدولا. وفي الكيبل المتعدد تكون الموصلات دائما معزولة، وغالبا ما يظهر الكيبل كانه موصل مغلف. 

والشكل التالي يوضح الكيبل المفرد والكيبل المتعدد. 

أغلفة الأسلاك: 

ويمكن تصنيف الاسلاك أو الكيابل حسب نوعية الغلاف المستعمل وهناك ثلاثة أنواع هي: 

1- اسلاك عارية. 

2- اسلاك مغلفة 

3- اسلاك معزولة

الموصلات المستخدمة عادة في خطوط الضغط العالي ليس لها اغلفة والاسلاك المغلفة غير المعزولة توفر حماية من تأثير ومقاومة الجو للحرارة، ويستخدم الكيبل المغلف لخطوط الضغط المنخفض خارج المنزل واما الاسلاك المعزولة فتسخدم لعزل القوى الكهربائية ما بين الأسلاك.

أنواع الأسلاك والكيابل الكهربائية: 

توجد انواع كثيرة من الأسلاك والكيابل المستخدمة في التوصيل منها: 

الاسلاك المستخدمة في كهرباء المباني: 

يتعلق هذا الجزء بثلاث فئات من الموصلات ذات الاحجام الصغيرة التي ستستعملها غالبا وهي 

1- الاسلاك المرنة 

2- اسلاك الاضاءة 

3- اسلاك الجرس او اسلاك الضغط المنخفض 

الاسلاك المرنة : 

في الحالات التي يجب فيها تحريك الاسلاك يجب ان يكون السلك مرنا جدا وتسمى هذه الاسلاك بالاسلاك المرنة وهي تستخدم للادوات المتنقلة كالمكانس الكهربائية ولمبات الاضاءة المتنقلة ومن الواجب ملاحظة ان التوصيلات لاتدخل ضمن هذه الفئة وهي تستخدم حسب الحاجة مؤقتا بخلاف الاسلاك المرنة التي تستخدم دائما وهناك انواع كثيرة من الاسلاك المرنة ومن اكثرها استعمالا 

نوع SP او SPT وتستخدم عادة للمبات والساعات واجهزة الراديو والاجهزة المشابهة ويغمر النوعان داخل كتلة قياسية من العل ويتم كبس المنطقة ما بين الموصلين لكي يمكن فصلها لعمل التوصيلات. النوع عازل SP عازل من المطاط اما النوع SPT فله عازل ثيروموبلاستيكي الانواع S,SI,SV الشكل التالي. 

اسلاك مرنة تستخدم للمعدات الكهربائية الثقيلة: 

جميعها متشابهة من حيث التوزيع ولكن لها ثلاثة اوزان مختلفة لثلاثة استعمالات مختلفة وهي كالتالي: 

النوع (S) للمعدات الكهربائية الثقيلة كالأدوات الكهربائية المتنقلة المستخدمة من قبل المؤسسات التجارية.

النوع (SJ) له غطاء أخف ويستعمل للأجهزة المنزلية الثقيلة 

النوع (SV) أخف ولكنه يستمل فقط للمكانس الكهربائية 

الأنواع (S SJ SV) مغطاة بالمطاط، وعند اضافة الحرف T تصبح تلك الحروف (TST SJT SV) وذلك يعني بان الغطاء الخارجي يكون من مادة الثيرموبلاستيك بدلا من المطاط وفي حالة اضافة الحرف (O) يعني ذلك مقاومة للزيت والكيروسين، تغطي الأنواع (SO SJO SVO) بمادة الثيزبرون بدلا من المطاط أو الثيرموبلاستيك.

أسلاك الإضاءة : 

الاسلاك المستخدمة للداخل فقط كوحدات الاضاءة تسمى (اسلاك الاضاءة) وتحمل عادة الحرف (F). وهناك انواع كثيرة من هذه الاسلاك ويتعمد استخدام السلك على درجة الحرارة، الشكل التالي: 

ويمكن استخدام الاسلاك المعزولة بالمطاط أو بالثيرموبلاستيك فقط اذا لم تتعد درجة الحرارة للسلك الذي يحمل التيار عن 60 درجة مئوية (140 فهرنهيتية). 

قد يستخدم النوع (CF) الذي له مادة عازلة من القطن تحت درجة حرارة قد تصل الى 90 درجة مئوية (190 ف) ويمكن استخدام الاسلاك المعزلة بواسطة الاسبستوس (AF) تحت درجة تصل 150 درجة مئوية (320 ف) يصلح النوع (SF) الذي له عازل من السلكون للاستعمال تحت 200 درجة مئوية (392 ف). علما بانه يمكن استخدام سلك الاضاءة فقط لتسليك الوحدات الداخلية.

اسلاك الجرس (الضغط المنخفض):

الاسلاك التي توصل الكهرباء لاجراس الابواب والثيرموستات تحمل الضغط المنخفض عادة أقل من 30 فولت، ياتي التيار الكهربائي لهذه المعدات من المحولات التي لها قدرة محدودة وفي الأحوال العادية نادرا ما تسبب الكهرباء حريقا أو صدمة وعادة ما تستخدم اسلاك صغيرة جدا بمقاس 1A ، 1.45A مع عازل بلاستيكي الشكل التالي: 

أنواع واستخدام الكيبل: 

يمكن استخدام سلكين او مجموة من الاسلاك مجتمعة مع بعضها على شكل كيبل لاغراض كثيرة ويسهل تركيبها خاصة في حالات اعادة التسليك نظرا لان تصميم الكيبل يساعد لى سحبه من خلال الفراغات في الجدران ويطلق احيانا على الاسلاك العادية التي يزيد مقاسها عن المقاس 4% بالكيابل وذلك لايعتبر صحيحا من الناحية الفنية، وفيما يلي انواع الكيابل واستخداماتها: 

كيابل مغلفة بغلاف معدني وغير معدني: 

تستخدم في المنازل ومباني المزرعة والمؤسسات التجارية الصغيرة وهناك نوعان من هذه الكيابل (NM) و (NMC) وتحتوي هذه الكيابل علي سلكين او ثلاثة اسلاك معزولة محزومة مع بعضها ويتعتبر هذا الكيبل خفيف الوزن سهل التركيب. 

النوع (NM) انظر الشكل التالي، ويعتبر هذا النوع من اكثر الكيابل استعمال وقد تستخدم فقط في الاماكن دائمة الجفاف والاماكن التي لا تحتوي على مواد كيميائية ولهذا يجب عدم تركيبها في الأماكن الرطبة والأماكن التي تتعرض للتآكل الكيميائي كالمزارع. 

النوع (NMC) انظر الشكل التالي، صمم هذا النوع لاستعماله في الأماكن الرطبة والتي تحتوي على مواد كيميائية ولكن يجب عدم دفنها تحت الارض، الاسلاك المفردة والمعزولة توضع داخل بلاستيك قاسي. ويوجد مع كلا النوعين (NM) و (NMC) سلك عار آخر بالإضافة الى الاسلاك المعزولة ويستخدم هذا السلك لتأريض الأجهزة.

الكيبل نوع VF، يستخدم كمغذي للدوائر الفرعية المدفونة تحت الارض وله خاصية مقاومة شديدة للرطوبة والحرارة والتآكل والاحتكاك، يبدو هذا الكيبل في مظهرة كالكيبل نو NMC في حالة عدم توفره وعلى كل حال يجوز استخدامه فقط تحت الارض في حالة وجود حماية من التيار الزائد عن نقطة البدء. 

كيبل الخدمة : يستخدم لتوصيل التيار الى او بين المباني كموصلات خدمة للمدخل.

كيبل توصيل الخدمة، يستخدم هذا الكيبل لتوصيل التيار الكهربائي من العمود الكهربائي الى المبنى

كيبل خدمة للمدخل، يستخدم لتوصيل التيار الكهربائي من كيبل توصيل الخدمة الى الاجهزة الموجودة داخل المبنى.

كيبل خدمة تحت الارض، يوضع هذا الكيبل داخل ماسورة او يدفن مباشرة تحت الارض. 

كيبل خدمة مدرع، وهو كيبل خدمة محمي بواسطة غلاف معدني يستخدم غالبا من قبل كهرباء المباني ويطلق عليه احيانا اسم ار. آكس RX وهو الاسم الفني لاحد المصانع للنوع المصنف A.C الشكل التالي: 

يغطى كل كيبل مدرع بطبقة لولبية من ورق التخزين حيث تتم تغطية الطبقة بغلاف لولبي مدرع من الفولاذ، الورقة تحمي الاسلاك من التآكل من الغلاف المدرع المعدني وتوجد داخل الغلاف شريحة المنيوم عارية تمتد متوازية مع الاسلاك لتحسين قدرة الغلاف المدرع فيما يتعلق بالتأريض

الكيبل نوع AC ونوع ACT، وهو من اكثر الكيابل استعمالا، النوع AC عبارة عن وصلات معزولة بالمطاط او مادة الثيرموبلاستيك اما النو (ACT) فتكون الاسلاك معزولة بالثيرموبلاستيك فقط، رموز المبنى هي التي تحدد نوع الكيبل الواجب استعماله في اماكن محددة.

أمثلة تطبيقية للموصلات والكيابل:

1- يتم نقل التيار الكهربائي من محطات القوى لمسافات بعيدة (من مدينة لأخرى أو من بلد لآخر) عبر شبكات موصلات هوائية تحتوي على موصلات جهد كبير وموصلات جهد مرتفع وموصلا جهد متوسطة الشكل التالي:

في محطات تحويل الجهد (محطات المحولات) يتم تحويل الجهود الى جهود الاحمال أي الى جهد منخفض، وفي هذه الموصلات الهوائية، تكون الخامة المصنوعة منها تلك الموصلات عبارة عن حبال ممدة من الصلب والألمنيوم، وذلك بصفة دائمة تقريبا وتتكون هذه الحبال من غلاف من مجموعة آفرع مبرومة من الألمنيوم يتخللها فرع اوسط من الصلب وذلك لرفع قيمة متانة الشد، الشكل التالي.

2- تتم تغذية الاحمال الكهربائية (مصانع ، مدارس، مباني سكنية) بالتيار الكهربائي خلال شبكات موصلات هوائية جهد منخفض. 

الجهد المنخفض : 

بالنسبة للمباني السكنية (110/220V) 

بالنسبة للمصانع (220/380V)

في هذه الموصلات يستخدم اما معدن الالمنيوم او معدن النحاس وتوصل المباني بشبكة الموصلات الهوائية عبر كيبل ارضي. 

3- وبجانب شبكات الموصلات الهوائية تستخدم ايضا شبكات الكيابل الارضية وذلك لنقل الطاقة الكهربائية، الشكل التالي، 

وقليلا ما تتعرض شبكات الكيابل الارضية الى اعطال، كما انها لا تحتاج صيانة تقريبا، وتكون ايضا اغلى من شبكات الموصلات الهوائية ويتم تمديد الكيابل الارضية في الارض، وهنا تجب وقاية الموصلات ميكانيكيا وعزلها عزلا جيدا، الشكل التالي. 

مكونات الموصل: 

1- موصلات نحاسية (أفرع) 

2- عازل الأسلاك

3- طبقة بولسترواقية من المطاط.

4- نسيج نحاس. 

5- غلاف

6- اسلاك من الصلب لحماية الكابل من الاجهادات الميكانيكية.

1- في تمديدات المنازل تستخدم الموصلات المغلفة المتعددة الأفرع أو الموصلات ذات الفرع الواحد التي تمدد داخل مواسير وذلك حسب نوع التمديدات (على البياض او تحت البياض)، وتكون هذه الموصلات من النحاس.

يعدل البناء التأسيسي للموصلات والكيابل طبقا لغرض الاستخدام ونوع الاجهادات وفي جميع الموصلات والكيابل المعزولة يجب التمييز بصفة اساسية بين كل من الموصل - العازل - الغلاف الواقي (الغلاف).

الموصل : 

يجب أن تتفق مساحة مقطع الموصل مع شدة التيار المار، وتصنع الموصلات من النحاس أو من الألمنيوم وذلك حسب نوع الاستخدام. 

الموصلات المستديرة: 

وهي شائعة الاستخدام وتكون الموصلات المستديرة مطلوبة اساسا للجهود التي تكون اكثر  من 10كيلوفولت، بصرف النظر عن مساحة المقطع، وكذلك لمقاطع المستعرضة التي أقل من 16سم مربع بصرف النظر عن الجهد.

الموصل ذو السلك المفرد (المصمت)

الموصل متعدد الاسلاك (الشعيري)

الموصلات التي على شكل قطاعات: 

في هذا النوع من الموصلات يتم توفير في الفراغات، وعلى سبيل المثال فإنه في الكيابل المتددة الموصلات التي على شكل قطاعات يكون قطر الكيابل اقل من قطر الكيابل ذات الموصلات المستديرة. ويكون مجال استخدام الموصلات التي على شكل قطاعات محدودا.

العازل : 

يجب أن يتفق مع قيمة الجد المؤثر، ويجب ان تكون عملية حجب الموصل عن الخارج بواسطة العازل عملية مضمونة في التشغيل (فمثلا تجنب حدوث قصر في الدائرة او توصيل بالارض) وتستخدم المواد التالية كمواد عازلة:

الورنيش، الورق، البلاستيك، خيوط النسيج، (الحرير، القطن، خيوط بلاستيك)، المطاط. 

الغلاف الواقي (الغلاف) :

وهو غلاف يقي اسلاك الموصل من الاجهادات الميكانيكية المحتلمة ويتكون الغلاف دائما من بلاستيك PVC يكون معرضا لاجهادات ميكانيكية عالية.

وبالاضافة الى غلاف البلاستيك الواقي يوجد ايضا غلاف واق من نسيج صلب. 

الحشو : 

يجعل اسلاك الموصل في الوضع الصحيح داخل الغلاف. هذا بالاضافة الى انه يكون  وقاية اضافية من الاجهادات الميكانيكية. 

أمثلة 

البناء والتاسيس لموصل وكيابل مختلفة 

كيبل خاص بالاجهادات الميكانيكية الكبيرة NKBA

موصل NYY

موصل NYM

يمكن تصنيف الرمز اللوني للاسلاك طبقا للاستعمال الامريكي او السعودي وينبغي عليك معرفة كلا الطريقتين لانه قد تستخدم احدى الطريقتين او كلاهما ويلخص الشكل التالي الرمز اللوني. 

معاني الرموز والصيغ المكتوبة على الموصل: 

1- كيبل معلوماته بالصيغة التالية ( 3x80+50 mm2 PVC/CU)

والبيانات السابقة للكيبل تعني ان :

الكابل كابل نحاسي CU معزول ب PVC متعدد القلوب (3Phase).

الكيبل متعدد القلوب يوجد به اربعة موصلات (4-Cores) ثلاثة منها تسخدم للأوجه الثلاثة ومساحتها 80mm2 (وهذه الاسلاك تمثل ال Phase الحاملة للتيار. 

اما الموصل الرابع فهو موصل للخط المحايد Neutral ومساحة مقطعة 50mm2. 

2- اما المعلومات التالية لكيبل 3x95+50)+25mm2 PVC/CU) :

حيث تعني الصيغة السابقة ان لدينا كابل multi-core ، مثل السابق بالإضافة الى سلك مفرد للأرضي مقطعه 25mm2

3- اما الصيغة التالية 3 [3x240+120] فتعني :

الصيغة السابقة تعني وجود ثلاثة كابلات من النوع ال muli-core ، موصولة على التوازي، ومقطع ال phase في كل كابل من الثلاثة يساوي 240mm2، بينما مقطع ال Neutral في كل كابل يساوي 120mm2