كابلات الجهد العالي هي نوع من الكابلات المستخدمة لنقل الفولتية العالية والتيارات الكبيرة., تستخدم عادة في توزيع ونقل الطاقة الكهربائية, وكذلك في المحطات الفرعية الكهربائية. وفقا لمعايير اللجنة الكهروتقنية الدولية, يتم تصنيف كابلات الجهد العالي إلى ثلاث مواصفات: 110كيلو فولت, 220كيلو فولت و 500 كيلو فولت. تسمى الكابلات ذات الجهد 110 كيلو فولت وما فوق بكابلات الجهد العالي للغاية.
جدول المحتويات
- مستويات الجهد المختلفة في الكابلات للجهد العالي
- تطبيقات كابلات الجهد العالي في المحطات الفرعية وتوزيع الطاقة
- المعلمات الهامة لكابلات الجهد العالي
- ما هي الخسارة في كابلات الجهد العالي؟?
- هل يمكن استخدام كابلات الجهد العالي في توزيع الجهد المنخفض؟?
مستويات الجهد المختلفة في الكابلات للجهد العالي
كابلات الجهد العالي 110 ك.ف
تستخدم كابلات الجهد العالي 110 كيلو فولت عادةً مواد عازلة من البولي إيثيلين المتقاطع., والموصل هو النحاس أو الألومنيوم, مع مقاطع عرضية تختلف من 50 أ 2000 ملليمتر مربع. هذه الكابلات مناسبة لتوزيع الطاقة الكهربائية في المدن والمحطات الكهربائية الصغيرة..
كابلات الجهد العالي 220 ك.ف
لوس كابلات 220 ك.ف استخدام الموصلات النحاسية أو الألومنيوم, وتشمل المواد العازلة البولي إيثيلين المتشابك, ترسيب البولي إيثيلين المتشابك والبوليسترين المحظور. تختلف المقاطع العرضية لهذه المنتجات بين 50 ذ 2000 ملليمتر مربع, وتستخدم في المحطات الكهربائية الكبيرة وأنظمة توزيع ونقل الطاقة الهامة..
كابلات الجهد العالي 500 ك.ف
كابلات الجهد العالي 500 كيلو فولت هي كابلات جهد عالي للغاية تستخدم في أنظمة النقل والتوزيع.. تحتوي هذه الكابلات على مقاطع عرضية كبيرة في كل من العزل والموصل.. يمكن أن تكون الطبقة الواقية للكابل عبارة عن سبائك الألومنيوم أو شريط فولاذي. بفضل خصائص مقاومة الجهد العالي, التداخل الكهرومغناطيسي, خسائر منخفضة وانخفاض مستوى الضجيج, إنها مناسبة لمشاريع نقل وتحويل الطاقة واسعة النطاق..
تطبيقات كابلات الجهد العالي في المحطات الفرعية وتوزيع الطاقة
المحطات الفرعية
تتطلب المحطات الفرعية الكهربائية كمية كبيرة من كابلات الجهد العالي, بما في ذلك كابلات النقل, كابلات الجهد العالي الداخلية للمحطة الفرعية وكابلات الجهد العالي في الأنفاق. يتم تثبيت أطراف الكابلات عند مخرجات المحطة الفرعية لتوصيل المحطة الفرعية بخطوط النقل., السماح بتوصيل الكهرباء إلى المدينة بأكملها.
توزيع ونقل الطاقة
يتم استخدام العديد من كابلات الجهد العالي في توزيع ونقل الطاقة., بما في ذلك الكابلات العلوية, كابلات الأنفاق وكابلات الجهد العالي ملفوفة على المحولات. إن قدرة كابلات الجهد العالي على تحمل الفولتية العالية واستقرارها الأكبر يمكن أن تقلل بشكل فعال من فقدان الطاقة أثناء النقل, مما يجعلها مكونات مستخدمة على نطاق واسع في توزيع الطاقة ونقلها.
المعلمات الهامة لكابلات الجهد العالي
قطر السائق
يعد قطر الموصل لكابل الجهد العالي معلمة حاسمة, لأنه يؤثر بشكل مباشر على المقاومة الكهربائية وفقدان الطاقة للكابل. بشكل عام, كلما زاد قطر الموصل, كلما انخفضت المقاومة و, لذلك, خسائر الطاقة. مستخدم, ويتراوح قطر الموصل في كابلات الجهد العالي بين 50 مم ذ 200 مم.
سمك الطبقة العازلة
يعد سمك الطبقة العازلة أحد العوامل الرئيسية في كابلات الجهد العالي.. وظيفتها الرئيسية هي عزل الموصل تحت التوتر العالي, ضمان الاستخدام الآمن للكابل. كل عادة, كلما زاد سمك الطبقة العازلة, كلما زادت قدرة العزل للكابل وعمره الإنتاجي. يتراوح سمك الطبقة العازلة النموذجية في كابلات الجهد العالي بين 1 مم ذ 5 مم.
القطر الخارجي للكابل
يشير القطر الخارجي للكابل إلى الحد الأقصى لحجم الغلاف الخارجي للكابل. يتأثر بعوامل مثل بيئة التطبيق, المتطلبات الكهربائية والمقاومة الميكانيكية. بشكل عام, كلما زاد القطر الخارجي للكابل, كلما زادت مقاومتها الميكانيكية, مما يجعلها مناسبة للقطاعات الصناعية الثقيلة. لكن, يمكن للقطر الخارجي الكبير جدًا أن يجعل عملية التثبيت والأسلاك صعبة, لذلك يجب اختياره بناءً على الاحتياجات المحددة لبيئة التطبيق.
معلمات الحجم الأخرى
تتضمن معلمات التحجيم الأخرى لكابلات الجهد العالي سماكة طبقة التدريع وسمك الغلاف. طبقة التدريع تقلل من الحث والسعة من الكابل, بينما يحميها الغطاء. يجب أيضًا تحديد سمك كلتا الطبقتين وفقًا للظروف المحددة لبيئة التطبيق..
باختصار, تعد معلمات الحجم لكابلات الجهد العالي من العوامل الحاسمة التي تؤثر على أدائها. من الضروري تحديد قطر الموصل, سمك الطبقة العازلة, القطر الخارجي للكابل والمعلمات الأخرى بناءً على المتطلبات الكهربائية وظروف بيئة التطبيق.
ما هي الخسارة في كابلات الجهد العالي؟?
أنواع الضياعات في خطوط الجهد العالي
تنقسم الخسائر في خطوط نقل الجهد العالي بشكل أساسي إلى نوعين:
- خسارة المقاومة: إنه فقدان الطاقة الناتج عن مقاومة الموصل لتدفق التيار.. هذه الخسارة أمر لا مفر منه وتزداد مع زيادة طول الموصل..
- فقدان السعة: هو فقدان الطاقة الناتجة عن السعة بين كابلات النقل. يتناسب فقدان السعة مع ثابت العزل الكهربائي بين الموصلات وجهد النقل.. عمومًا, إن خسائر السعة في خطوط الجهد العالي صغيرة ويمكن اعتبارها ضئيلة..
حساب الخسارة في خطوط الجهد العالي
يعد حساب الخسائر في خط نقل الجهد العالي أمرًا معقدًا للغاية ويتطلب مراعاة عدة عوامل.. في التمرين, يتم استخدام الصيغة التالية لحساب معدل الخسارة في خطوط الجهد العالي:
معدل الخسارة = (فقدت السلطة / الطاقة المنقولة) × 100%
حيث تشير الطاقة المفقودة إلى الطاقة المفقودة أثناء النقل, والطاقة المرسلة هي إجمالي طاقة الإدخال على الخط.
معدل الخسارة في خطوط الجهد العالي عادة ما يكون بين 2% و ال 7%, حسب نوع الخط, المواد المستخدمة ومسافة الإرسال. لذلك, عند تصميم خط نقل الجهد العالي, فمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار عوامل مثل حمل النظام الكهربائي, مسافة النقل ومستوى الجهد لتحديد نوع ومعلمات خط النقل بشكل صحيح.
على الرغم من أن الخسائر في خطوط الجهد العالي أمر لا مفر منه, ومن الممكن تقليلها من خلال التصميم الفعال. استخدام الموصلات قسم كبير, المحولات ومعدات النقل عالية الكفاءة, وكذلك التخطيط السليم لخطوط النقل, يمكن أن يحسن كفاءة النقل ويساهم في التنمية المستدامة للنظام الكهربائي.
هل يمكن استخدام كابلات الجهد العالي في توزيع الجهد المنخفض؟?
كابلات الجهد العالي غير مناسبة للاستخدام في أنظمة توزيع الجهد المنخفض, بسبب الاختلافات في الخصائص بين توزيع الجهد العالي والمنخفض.
- خصائص أنظمة الجهد المنخفض: في هذه الأنظمة, التيار أعلى والجهد أقل. تتمتع كابلات الجهد العالي بممانعة مختلفة عن كابلات الجهد المنخفض., ومقاومة كابلات الجهد العالي أعلى. إذا استخدمت في توزيع الجهد المنخفض, وهذا يمكن أن يؤدي إلى خسائر أعلى في الطاقة..
- مقاومة الجهد: تم تصميم كابلات الجهد العالي لتحمل الفولتية العالية, بينما تعمل أنظمة الجهد المنخفض بجهد أقل بكثير. قد يؤدي استخدام كابلات الجهد العالي ذات الجهد المنخفض إلى زيادة العزل غير الضرورية, مما قد يؤدي إلى إتلاف الكابلات أو خلق مخاطر تتعلق بالسلامة.
- سمك الكابل: عادةً ما يكون لكابلات الجهد العالي قطر خارجي أكبر, مما يجعلها أقل جمالية وصعبة التركيب, وخاصة في المباني الصغيرة. إذا وضعت بشكل غير صحيح, يمكن أن تؤثر على مظهر واستخدام المباني.
- تكلفة عالية: تعتبر كابلات الجهد العالي أكثر تكلفة ويتطلب تركيبها وصيانتها موظفين متخصصين., وهو أمر غير عملي لأنظمة الجهد المنخفض.
لذلك, من الأفضل استخدامه كابلات الجهد المنخفض مناسبة في نظام توزيع الجهد المنخفض. لكن, في ظروف خاصة حيث يكون من الضروري استخدام كابلات الجهد العالي في توزيع الجهد المنخفض, ومن المهم أن تأخذ في الاعتبار ما يلي:
- السيطرة على التيار والجهد: تأكد من أن التيار ليس مرتفعًا جدًا وأن الجهد الكهربي لا يتجاوز الجهد المقنن لكابل الجهد العالي. عمومًا, لا ينصح باستخدام كابلات الجهد العالي أكثر من 1 كيلو فولت في توزيع الجهد المنخفض., لأن ذلك قد يؤدي إلى زيادة التحميل على الكابلات والتسبب في حوادث تتعلق بالسلامة.
- اتصالات آمنة: تأكد من أن توصيلات الكابلات محكمة وموثوقة لتجنب مشاكل مثل ضعف الاتصالات أو تسرب التيار.
- صيانة الكابلات: حافظ على نظافة سطح الكابل لتجنب التلوث والرطوبة.
- المراجعات الدورية: إجراء عمليات التفتيش والصيانة المنتظمة لضمان التشغيل الآمن والموثوق للكابلات.
باختصار, كابلات الجهد العالي ليست مناسبة لأنظمة توزيع الجهد المنخفض. لضمان السلامة والتشغيل المستقر لنظام الجهد المنخفض, ويوصى باستخدام كابلات الجهد المنخفض المصممة خصيصًا لهذا الغرض., إلى جانب الصيانة الكافية والإدارة الفعالة لها.