نهايات السويدي خارجية ألومنيوم 3 طرف جهد 18/30 كيلو فولت
مقدمة: تكنولوجيا الربط الخارجي في ذروة الجهد المتوسط
تمثل النهايات الخارجية (Outdoor Terminations) لجهد 18/30 كيلو فولت المصممة لكابلات الألومنيوم قمة الهندسة الوقائية في شبكات الطاقة. عند هذا المستوى المرتفع من الجهد (30 ك.ف)، لا تكتفي النهاية بدور العازل فقط، بل تصبح منظومة دفاعية متكاملة ضد إجهادات كهربائية وبيئية عنيفة. صُممت نهايات السويدي الخارجية لتكون "خط الدفاع الأول" في الأماكن المفتوحة، حيث تدمج بين تكنولوجيا التحكم في المجال الكهربائي والمقاومة القصوى للأشعة فوق البنفسجية (UV)، والأمطار الغزيرة، والتلوث الملحي، مع معالجة الخصائص الفيزيائية للألومنيوم لضمان استقرار الربط بالخطوط الهوائية أو المحولات المكشوفة.
الفصل الأول: التشريح الهندسي ومنظومة الطبقات الدفاعية
تعتمد النهاية الخارجية بجهد 30 ك.ف على هيكل دفاعي متعدد الطبقات، حيث تعمل كل قطعة كمصد متخصص لحماية سلامة الأطوار الثلاثة:
1. منظومة التحكم في الإجهاد الكهربائي (High-Voltage Stress Control)
في جهد 30 كيلو فولت، يمثل قطع الشاشة النحاسية لكابل الألومنيوم نقطة ضعف حرجة جداً حيث تتركز خطوط المجال الكهربائي بشكل حاد، مما قد يسبب تأين الهواء وانهيار العزل.
- أنبوب التحكم في الإجهاد (Stress Control Tube): أنبوب بوليمري أسود ذو خصائص (High-K)، يوضع عند نقطة قطع الشاشة لكل طور. وظيفته هي سحب وتوزيع خطوط المجال الكهربائي المنحرفة بالتساوي على طول المنطقة، مما يمنع حدوث "التفريغ الجزئي" (Partial Discharge).
- ماستيك الإجهاد (Stress Relief Mastic): عجينة صفراء مرنة تملأ الفجوات الهوائية المجهرية عند حواف القطع، مما يضمن خلو المنطقة من أي فقاعات هوائية قد تتأين تحت ضغط 30 ك.ف.
2. جسم النهاية والمقاومة الجوية الفائقة (Anti-tracking & UV Protection)
- الأنابيب العازلة الخارجية (Anti-tracking Tubes): أنابيب حمراء سميكة جداً تغطي الأطوار الثلاثة. مصنوعة من بوليمرات خاصة معالجة إشعاعياً لتقاوم التتبع الكهربائي (Carbon Tracking) وللأشعة فوق البنفسجية (UV)، مما يمنع تشقق المادة أو تدهورها نتيجة التعرض المستمر لضوء الشمس الحارقة في المناطق المفتوحة.
- المتانة الحرارية: المواد مصممة لتحمل حرارة الشمس الخارجية بالإضافة لحرارة تشغيل الموصل الألومنيوم التي تصل لـ 90 درجة مئوية، وحرارة القصر (250 درجة مئوية).
3. منظومة "مظلات المطر" الكبرى (Rain Sheds)
هذا هو المكون الحيوي الذي يميز النهايات الخارجية بجهد 30 ك.ف:
- الوظيفة: قطع بوليمرية ضخمة على شكل أجراس يتم تركيبها بالانكماش الحراري فوق الأنابيب العازلة.
- زيادة مسافة الزحف (Creepage Distance): تعمل المظلات على زيادة طول المسار السطحي الذي يجب أن يقطعه التيار للوصول للأرض. في جهد 30 ك.ف، تكون المظلات أكثر عدداً وحجماً لضمان بقاء أجزاء من سطح النهاية جافة تماماً أثناء العواصف والأمطار، مما يمنع حدوث "الوميض الكهربائي" (Flashover).
4. الختم الهيدروليكي والقفاز (Breakout and Sealing)
- القفاز الثلاثي (3-Way Breakout): قطعة بوليمرية ضخمة تؤمن منطقة تفرع الأطوار الثلاثة. مبطن بغراء حراري نشط (Hot-melt Adhesive) يذوب عند التسخين ليلتحم بغلاف الكابل، مما يمنع نفاذ مياه الأمطار أو الرطوبة لقلب الكابل الألومنيوم، وهو أمر حاسم لمنع "الأكسدة البيضاء".
- ختم الترامل (Lug Sealing): أنابيب صغيرة مبطنة بالغراء توضع عند الترملة لضمان ختم تام يمنع دخول الأكسجين للألومنيوم ومنع تأكسده الذي يرفع المقاومة الكهربائية.
الفصل الثاني: الأداء الفني ومعالجة تحديات الألومنيوم
- إدارة أكسدة الألومنيوم: تشتمل أطقم السويدي على مواد مساعدة (مثل الشحم الموصل) لضمان اختراق طبقة الأكسيد العازلة عند الربط، مما يحافظ على استقرار المقاومة الكهربائية ومنع ارتفاع الحرارة عند نقطة الاتصال تحت جهد 30 ك.ف.
- مقاومة البيئات الساحلية والصناعية: صُممت لتتحمل التلوث الملحي الكثيف والأبخرة الكيميائية في المناطق الصناعية بفضل مادة (Anti-tracking) المتطورة.
- الأداء الميكانيكي الفائق: تتحمل النهايات اهتزازات الرياح العنيفة والشد الميكانيكي الناتج عن الربط بالخطوط الهوائية (Overhead Lines) في المناطق المكشوفة.
- الثبات الكهربائي العالي: تم اختبار النهايات تحت جهد نبضي (Impulse Test) يصل لـ 170 ك.ف لضمان الصمود ضد الصواعق وتذبذبات الشبكة العنيفة بجهد 30 ك.ف.
الفصل الثالث: تطبيقات النهاية في المشروعات القومية الكبرى
- الربط بالخطوط الهوائية العالية: تستخدم عند صعود كابلات الألومنيوم الأرضية للربط بأبراج النقل الهوائية بجهد 30 ك.ف في مشروعات التوسع العمراني.
- محطات المحولات الخارجية: ربط كابلات الألومنيوم بالمحولات الموجودة في أفنية المحطات المكشوفة.
- محطات الطاقة المتجددة: ربط مزارع الرياح ومحطات الطاقة الشمسية بالشبكة القومية، حيث يفضل استخدام الألومنيوم لخفض التكاليف في المساحات الصحراوية الشاسعة.
- المصانع العملاقة ومحطات الرفع: التغذية الخارجية للمعدات الثقيلة ومحطات التوزيع الفرعية التي تتطلب استقراراً عالياً في الجهد بجهد 30 ك.ف.
الفصل الرابع: دليل التركيب والاختبارات الهندسية
- التحضير السطحي الدقيق: يجب تنظيف عزل الكابل (XLPE) بمناديل مذيبة خاصة؛ فوجود أي ذرة كربون أو أتربة مجهرية قد يسبب انفجار النهاية فوراً عند جهد 30 ك.ف.
- كشط الألومنيوم: يجب كشط طبقة الأكسيد عن الموصل الألومنيوم فور تقشيره ودهن الشحم الموصل (Contact Grease) فوراً قبل تركيب الترامل.
- توزيع المظلات: الالتزام الصارم بمسافات التوزيع في الكتالوج، مع التأكد من أن "فتحة الجرس" موجهة لأسفل لتصريف مياه الأمطار بفاعلية.
- التسخين الاحترافي: استخدام مشعل غاز (Torch) بلهب هادئ، والبدء بالانكماش من الأسفل (جهة القفاز) للأعلى لطرد الهواء تماماً ومنع تكون جيوب هوائية (Voids).
- الاختبارات الميدانية: بعد انتهاء التركيب، يُلزم إجراء اختبار (VLF) واختبار مقاومة العزل (Megger) للتأكد من جودة الختم والعزل قبل إطلاق الجهد الفعلي.
