تعتبر الكابلات الكهربائية (electrical cables) جزءًا مهمًا من أي نظام كهربائي ، حيث يتم استخدامها لنقل وتوزيع الكهرباء. تأتي بأحجام وأشكال وألوان مختلفة ، اعتمادًا على نوع السلك أو الكابل المستخدم. في هذه المقالة ، سنناقش أنواع الكابلات الكهربائية ومقاساتها وكيف تعمل ، بالإضافة إلى مكونات الأسلاك الكهربائية وأحجام الكابلات المتاحة. سننظر أيضًا في بعض الاعتبارات المهمة عند اختيار الحجم المناسب لاحتياجاتك والمتطلبات المحددة للبيئة التي تم تركيب الكابل فيها..

مكونات الكابلات الكهربائية

تلعب مكونات الكابلات الكهربائية دورا مهما في ضمان الأداء السليم والسلامة للكابل. يجب أن تكون الكابلات الكهربائية مصنوعة من مواد عالية الجودة يمكنها تحمل درجات الحرارة الشديدة والرطوبة والظروف البيئية الأخرى. تتكون الكابلات الكهربائية من عدة مكونات ، يخدم كل منها غرضًا محددًا. تشمل هذه المكونات:

• الموصل: هو الجوهر وأهم مكون في الكابلات الكهربائية ، وعادة ما يكون مصنوعا من النحاس أو الألومنيوم والذي ينقل التيار الكهربائي من مصدر الطاقة إلى الحمل.
• العوازل: تحمي الأسلاك والكابلات الكهربائية من الاتصال ببعضها البعض ، وكذلك الأرض. تشمل المواد الشائعة المستخدمة للعزل PVC والمطاط والتفلون.
• التدريع: التدريع يستخدم لمنع التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) وتداخل التردد اللاسلكي (RFI) من التأثير على الإشارات الكهربائية التي يتم إرسالها عبر الكابل.
• الغلاف: يعتبر الغلاف طبقة أساسية لحماية الكابلات لأنه يمنع التلف الناتج عن التآكل والعوامل البيئية الأخرى. المواد الشائعة المستخدمة للسترات هي PVC أو النايلون أو المطاط.
• سلك التصريف: عبارة عن سلك نحاسي صغير مكشوف يستخدم لتأريض الدرع ، ويوفر مسارا لشحنة ثابتة يمكن أن تتراكم على الدرع.

أنواع الكابلات الكهربائية ومقاساتها

لكل نوع من انواع الكابلات الكهربائية استخداماته ومزاياه المحددة ، ويعتمد اختيار الكبل على الجهد المرسل ، وسعة الحمل الحالية المطلوبة ، والمتطلبات المحددة للبيئة التي تم تركيب الكابل فيها. تتضمن بعض الكابلات الكهربائية وأنواعها الأكثر شيوعا ما يلي:

1. الكابلات النحاسية: تستخدم بشكل شائع في صناعات توزيع الكهرباء والطاقة لأنها تمتلك خصائص موصلة كبيرة ومعدل مقاومة منخفض.

2. كابلات الألمنيوم: أصبح استخدامها في نقل وتوزيع الكهرباء اكثر شيوعا. هذا لأنها أخف وزنا وأفضل في الميزانية مقارنة بالكابلات النحاسية ، لكن لديها قوة توصيل أقل ومقاومة أعلى من نظيرتها تسمى أيضا بالكابلات المصفحة.

3. كابلات الألياف الضوئية: تعتبر ضرورية في إرسال الإشارات الضوئية لمسافات طويلة. مصنوعة من الزجاج أو البلاستيك ، أصبحت لا غنى عنها لمجموعة متنوعة من المهام والتطبيقات ، مثل نقل البيانات عالية السرعة والاتصالات وكذلك الاستخدامات الصناعية والعسكرية.

4. كابلات الجهد المنخفض: أصبحت أكثر انتشارًا لأنها مثالية لنقل الكهرباء عند جهد منخفض يصل حتى 1000 فولت. يوجد هذا النوع من الكابلات بشكل شائع في المباني السكنية والتجارية وكذلك في البيئات الصناعية.

5. كابلات الجهد المتوسط: تستخدم لنقل الطاقَة الكهربائية عند مستويات الجهد بين 1000V و 69kV كيلوفولت. تُستخدم هذه الكابلات بشكل شائع في أنظمة نقل وتوزيع الطاقة ، وكذلك في تطبيقات التحكم في العمليات الصناعية والإنتاجية.

6. كابلات الجهد العالي:  قادرة على نقل الطاقة الكهربائية بشكل فعال عبر مسافات طويلة ، مما يجعلها حلاً رائعًا لنقل وتوزيع كميات كبيرة من الكهرباء.

7. كابلات أحادية النواة أو القلب: هي التي تحتوي على موصل واحد ، أو سلْك ، محاط بالعزل. تُستخدم هذه الكابلات عادةً لتطبيقات الجهد والتيار المُنخفض  ، مثل الأسلاك السكنية والتجارية ، وكذلك في أنظمة الإضاءة والتحكم.

8. كابلات درجات الحرارة المرتفعة: مثالية لأي تطبيق حيث تتجاوز درجة الحرارة حدود الكابلات القياسية. يتم تطبيقها على نطاق واسع في المناطق الصناعية والتجارية والمعرضة لمصادر ذات حرارة عالية مثل الغلايات أو الأفران.

9. الكابلات المقاومة للحرائق: تم تصميمها للحفاظ على خصائصها الكهربائية لفترة زمنية محددة في حالة نشوب الحريق.

10. كابلات الطاقَة المحمولة: تُستخدم لنقل الطاقة الكهربائية من مولد محمول أو مصدر آخر إلى معدات محمولة ، مثل الأضواء والأدوات والأجهزة الأخرى. تم تصميم هذه الكابلات لتكون مرنة ومتينة وسهلة الاستخدام والنقل.

11. الكيبل المزدوج المحمي: تُستخدم في التطبيقات التي يمكن أن تؤثر فيها التداخلات الكهرومغناطيسية (EMI) أو التردد اللاسلكي (RFI) على الإشارات الكهربائية. إنها توفر حاجزًا يساعد على حماية هذه الإشارات ويقلل من التداخل من المصادر الخارجية.

12. الكابلات الخارجية: تُستخدم للتطبيقات في البيئات الخارجية ، مثل إنارة الشوارع وأعمدة الكهرباء. مقاومة للعوامل الجوية ، وغالبًا ما تكون مغطاة بمادة مُقاومة للعوامل الجوية لمنع الضرر الناجم عن المطر والثلج والظروف البيئية الأخرى.

13. الكابلات الأرضية: يعد كابل الأرض عنصرا مهما في تطبيقات التأريض وهو ضروري لعمليات آمنة وفي العديد من الأنظمة الكهربائية ، توفر مسار منخَفض المقاومة لتدفق التيار الكهرَبائي إلى الأرض ، وللحماية من الصدمات الكهربائية وظروف الجهد الزائد.

14. الكابل المحوري: يستخدم في مجموعة متنوعة من المهام عالية التردد ، مثل البث التلفزيوني والإذاعي ، كما تُستخدم لنقل البيانات. تتكون الكابلات المحورية من موصل مركزي محاط بمادة عازلة ودرع معدني وغطاء خارجي.

15. كبلات التحكم: ضرورية لأنظمة التحكم لتعمل بشكل صحيح. وهي مصممة لإرسال إشارات بين الأجهزة ، مثل تلك الحساسات والمفاتيح والسماح بالعمليات الآلية. عادة ما تكون هذه الكابلات صغيرة الحجم ، لكنها قوية بما يكفي لتوفير أداء موثوق.

16. كبلات الإشارة: ضرورية لإرسال إشارات مثل الصوت أو الفيديو أو البيانات. هذا النوع من الكابلات له أغراض متعددة ، خاصة عندما يتعلق الأمر بتطبيقات الوسائط المتعددة.

17. الكابلات الشمسية: ضرورية للأنظمة الكهروضوئية (PV) ، مما يسمح بنقل الطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية إلى المحولات و البطاريات والمكونات الأخرى. هذا يساعد في تقديم مستويات عالية من الكفاءة والأداء.

18. كابلات اللحام: يتم تصميمها بالمطاط خصيصا لتطبيقات اللحام حيث يمكنها تحمل الظروف الصعبة التي تواجه مثل هذا العمل. هذه الكابلات ليست مرنة للغاية فحسب ، بل إنها أيضًا متينة بشكل لا يصدق مما يسمح بعمليات لحام فعالة وآمنة.

19. الكابلات المرنة: لا غنى عنها في التطبيقات التي تتطلب المرونة والحركة ، كما هو الحال في المعدات المتحركة التي يتعرض فيها الكابل للانثناء المتكرر.

20. الكابلات البحرية: تم تصميمها خصيصًا لتحمل الظروف الصعبة للبيئة البحرية. وتشمل هذه المياه المالحة والمواد المسببة للتآكل ودرجات الحرارة القصوى التي يمكن أن تؤثر على الكابلات التقليدية. يتم استخدامها بشكل شائع في السفن والقوارب والمنصات البحرية نظرًا لقدرتها على النجاة من التحدي.

21. كبلات الأجهزة: تُستخدم لنقل الإشارات من الأجهزة وأنظمة التحكم ، مما يسمح بنقل البيانات من المزدوجات الحرارية ومحولات الطاقَة وخلايا التحميل.

مقاسات الكابلات الكهربائية وأحجامها

يعتبر مقاس  الكابل الكهربائي (Cable Electric) ، هو الحد الأقصى لمقدار التيار الكهربائي الذي يمكن للكابل حمله بأمان دون ارتفاع درجة الحرارة. يتم تحديد هذا التصنيف عادةً بالأمبير (أمبير) ، ويتم تحديده حسب حجم الموصل ونوع العزل ودرجة حرارة التشغيل.

تتكون الكابلات الكهربائية من مقاسات وأحجام متنوعة ، ومن المهم فهم هذه الاختلافات عند اختيار الكبل المناسب لمشروعك. تعد معرفة حَجم الكابل الذي تحتاجه وتقييمه الحالي أمرا ضروريا لضمان عمل نظامك الكهرَبائي بأمان وكفاءة. يتم تمثيل حجم الكابل برقم يتوافق مع منطقة المقطع العرضي للموصل وهو المليمترات المربعة (mm2). تتراوح أحجام mm2 الشائعة من 1.5 مم 2 إلى 500 مم 2.

ما هي المليمترات المربعة (mm2) ؟

المليمترات المربعة (mm2) هي وحدة مترية تستخدم لتحديد مساحة المقطع العرضي للموصلات الكهربائية. كلما زاد حَجم mm2 ، زادت مساحة المقطع العرضي للموصل ، وزاد التيار الكهربائي الذي يمكن أن يحمله. على سبيل المثال ، يمكن للموصل ذي مساحة المقطع العرضي 1.5 مم 2 أن يحمل تيارًا بحد أقصى 15 أمبير ، في حين أن الموصل الذي تبلغ مساحة المقطع العرضي 16 مم 2 يمكن أن يحمل تيارًا بحد أقصى 95 أمبير. وهذه جميع الأمثلة لأحجام mm2 وقدراتها الحاملة الحالية المقابلة:

قد تحتاج الكابلات المستخدمة في البيئات الخارجية إلى التصنيف للاستخدام في الأماكن الرطبة ، وقد تحتاج إلى أن تكون قادرة على تحمل درجات الحرارة القصوى. تبقى أفضل طريقة للتأكد من تحديد الحجم والمقاس المناسبين للكابل الكهربائي لغرضك المحدد ، هي استشارة كهرَبائي مرخص أو مهندس كهربائي لضمان عملك.

عوامل مهمة عند اختيار كابل كهربائي

يعد اختيار الكابل الكَهربائي المناسب قرارًا مهمًا يمكن أن يكون له تأثير كبير على سلامة نظامك الكهربائي وأدائه وطول عمره. هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار الكابل كهْربائي ، مثل:

• معرفة تصنيف ومعدل جهد الكيبل.
• مستوى مادة العزل.
• مقياس الأسلاك أو الموصلات.
• الحجم والوزن.
• التيار أو سعة الحمل الحالية للكابل.
• تقييم درجة الحرارة التي يمكن أن يتحملها.
• تحمل الظروف البيئية التي سيتم استخدامه فيها.
• مراعاة طول الكيبل والتوجيه عند اختياره.
• يجب مراعاة تكلفة الكابل عند الاختيار.
• يجب أن يفي الكابل بالقوانين والمعايير الكهربائية الوطنية.

الفرق بين الكابلات والأسلاك الكهربائية

تعتبر الكابلات والأسلاك الكهربائية من أهم المكونات في أي نظام كَهربائي. لذلك يخلط الكثير بين هذين المصطلحين ، لكنهما يختلفان في فهمهما وتصميمهما ، ويبقى بنائهما والغرض منهما مختلفان. تعرفوا هلى الاختلافات في الجدول التالي:

جوهر الجواب ، السلك هو موصل كهربائي واحد يكون استخدامه مناسبا لتطبيقات الجهد المُنخفض والتيار المنخفض بينما الكابلات عبارة عن حزم من موصلات متعددة يمكن استخدامها للجهد والتيار العَالي.

ألوان الكابلات الكهربائية

غالبا ما تستخدم ألوان مختلفة من الكابلات للإشارة إلى وظائف مختلفة ولتسهيل فهم أنواع الأسلاك وتتبعها ، لكنها غير موحدة وقد يختلف فهم ألوانها من بلد لآخر.  فيما يلي بعض رموز الألوان الشائعة المستخدمة في الاسلاك الكهربائية:

• الأسود والأحمر: الأسلاك الساخنة.
• الأبيض: يستخدم الأبيض للأسلاك المحايدة.
• الأخضر: الأسلاك الأرضية