الكابلات الصغيرة تحتوي على معرفة عظيمة
عند الذهاب إلى العمل، سواء كنت تقود سيارة، لا يمكن فصل نظام الدائرة المعقدة في السيارة، من بدء تشغيل المحرك إلى تشغيل المعدات الإلكترونية المختلفة، عنالكابلاتعند اختيار وسائل النقل العام، يسير مترو الأنفاق على سكته، ويعتمد تشغيله على الطاقة القوية التي يوفرها كابل الطاقة. يضمن كابل الإشارة دقة نقل الإشارات، ويضمن تشغيل القطار بأمان وكفاءة. في المكاتب، تُشكل أجهزة الكمبيوتر والطابعات ومكيفات الهواء وغيرها من المعدات شبكة طاقة منتظمة عبر الكابلات لدعم العمل المكتبي اليومي. على الرغم من أن الكابلات لا تُلاحظ كثيرًا، إلا أنها موجودة في كل مكان وضرورية لحياتنا. فما هي إذن المعرفة التي تمتلكها هذه الكابلات الشائعة في حياتنا؟
تُوفر الموصلات، باعتبارها جوهر الكابلات، قناةً غير مسدودة للتيار الكهربائي. مواد الموصلات الشائعة هي النحاس والألومنيوم. يتميز النحاس بموصلية قوية ومقاومة جيدة للتآكل، بينما يتميز الألومنيوم بخفة وزنه وانخفاض تكلفته. تُستخدم هذه المواد في سيناريوهات مختلفة. في بعض سيناريوهات نقل الطاقة الأكثر حساسية للتكلفة وذات مسافات نقل أطول، تُعد موصلات الألومنيوم أكثر فائدة. تُغلف طبقة العزل الموصل بإحكام لمنع تسرب التيار وتجنب حدوث دوائر قصر بين الموصلات المختلفة. تشمل مواد العزل الشائعة البولي فينيل كلوريد (بولي كلوريد الفينيل) والبولي إيثيلين (التربية البدنية) والبولي إيثيلين المتشابك (بولي إيثيلين مشبع بالبولي إيثيلين) وغيرها. في بيئات الجهد المنخفض، يُستخدم البولي فينيل كلوريد على نطاق واسع نظرًا لتكلفته المنخفضة وأدائه العازل الجيد؛ أما في نقل الطاقة عالي الجهد، فقد أصبح بولي إيثيلين مشبع بالبولي إيثيلين المادة المفضلة لعزل الكابلات نظرًا لمقاومته الممتازة للحرارة وثباته العازل. الغلاف هو الدرع الصلب للكابل، ويقع في الطبقة الخارجية، ويحمي الموصل الداخلي وطبقة العزل. لا يقتصر دوره على مقاومة تأثيرات القوى الميكانيكية الخارجية فحسب، بل يتميز أيضًا بمقاومة الماء والرطوبة والمواد الكيميائية، مما يطيل عمر الكابل. ومثل غلاف البولي فينيل كلوريد الشائع، يتميز هذا الغلاف بقوة ميكانيكية عالية ومقاومة قوية للتآكل الكيميائي؛ وفي بعض البيئات الخاصة التي تتطلب مقاومة للزيت والتآكل، تُستخدم مواد خاصة مثل أغلفة مطاط الكلوروبرين.
الكابلعائلة الكابلات واسعة النطاق. وتشمل، حسب الغرض منها، كابلات الطاقة، وكابلات التحكم، وكابلات الاتصالات، والكابلات الخاصة. تُعدّ كابلات الطاقة القوة الرئيسية لنقل الطاقة الكهربائية، وتُستخدم على نطاق واسع في شبكات الكهرباء الحضرية، ومحطات الطاقة، والمؤسسات الصناعية والتعدينية، وغيرها. وتتولى كابلات الطاقة بمستويات جهد مختلفة، من الجهد المنخفض إلى الجهد العالي جدًا، مهام نقل الطاقة بمستويات مختلفة. وتُستخدم كابلات التحكم بشكل رئيسي في أنظمة التحكم في الأتمتة الصناعية لنقل إشارات التحكم وضمان التشغيل الدقيق لمختلف المعدات. وتُعدّ كابلات الاتصالات بمثابة عصب عصر المعلومات، إذ تُستخدم لنقل إشارات اتصال متنوعة، مثل الصوت والبيانات والصور.
تختلف متطلبات أداء الكابلات اختلافًا كبيرًا باختلاف سيناريوهات الاستخدام، كما هو الحال في ساحات القتال المختلفة. ولا يمكن ضمان استقرار أداء الكابل في كل سيناريو إلا باختياره المناسب.
في سياقات الكهرباء المنزلية، تُستخدم عادةً كابلات الطاقة منخفضة الجهد، مثل كابلات بولي كلوريد الفينيل المعزولة والمغلفة بـ بولي كلوريد الفينيل (في في) وكابلات بولي كلوريد الفينيل المعزولة والمتشابكة (ي.ج.ف). علاوة على ذلك، تتميز بيئة المنزل باستقرار نسبي، وتتمثل المتطلبات الرئيسية للكابلات في أداء عزل جيد، مما يضمن سلامة استخدام الكهرباء، بالإضافة إلى سعرها المناسب نسبيًا. بالنسبة لخطوط الإضاءة العادية، يكفي استخدام سلك بي في (سلك نحاسي معزول بـ بولي كلوريد الفينيل) بسمك 1.5 أو 2.5 مليمتر مربع؛ بينما تتطلب الأجهزة الكهربائية عالية الطاقة، مثل مكيفات الهواء وسخانات المياه الكهربائية، أسلاكًا بسمك 4 أو حتى 6 مليمتر مربع لضمان قدرتها على تحمل تيارات كهربائية أعلى.
في سيناريوهات نقل الطاقة الهوائية أو تحت الأرض، يجب أن تتحمل الكابلات العوامل الطبيعية كالرياح والشمس والمطر والتجمد وتآكل التربة. يجب أن تتمتع الكابلات الهوائية بقوة ميكانيكية كافية لتحمل وزنها وقوة الرياح، وأن تتمتع أيضًا بمقاومة جيدة للعوامل الجوية، مثل الكابلات الهوائية المعزولة بالبولي إيثيلين المتشابك؛ أما الكابلات المدفونة، فيجب أن تركز على العزل المائي والرطوبة ومقاومة التآكل والقدرة على تحمل ضغط التربة. أصبح كابل الطاقة YJV22 المغلف بالبولي إيثيلين المتشابك والمُدرّع بحزام فولاذي والمُغلّف بمادة بولي كلوريد الفينيل خيارًا شائعًا للتمديد تحت الأرض بفضل طبقة التدريع المتينة والغلاف المقاوم للتآكل.
مع التطور السريع للعلوم والتكنولوجيا،كابلتتجه الصناعة باستمرار نحو مسار جديد. في المستقبل، من المتوقع أن تحقق تقنية الكابلات فائقة التوصيل تقدمًا هائلاً. ستقلل خصائصها المقاومة الصفرية بشكل كبير من هدر الطاقة في نقل الطاقة، مما يزيد من كفاءة نقل الكهرباء لمسافات طويلة، ويرسي الأساس لبناء شبكة ذكية أكثر قوة. وستواصل تقنية الكابلات المقاومة لدرجات الحرارة العالية تطويرها لتلبية المتطلبات الصارمة لسيناريوهات الصناعة ذات درجات الحرارة العالية، وضمان التشغيل المستقر للمعدات في البيئات القاسية. ستكون الكابلات المرنة أكثر ذكاءً ومتانة، وستكون قادرة على إظهار مواهبها في مجالات التصنيع الذكي والأجهزة القابلة للارتداء، وغيرها، مما يوفر دعمًا قويًا لتطوير هذه الصناعات الناشئة. الكابلات، هذا البطل الذي يكرس نفسه بصمت لحياتنا، من الصباح الباكر إلى الليل، يضمن باستمرار نقلًا مستقرًا للطاقة والإشارات، مما يدعم راحة وكفاءة الحياة العصرية.
