اتجاهات التوصيل في الكابلات الكهربائية الأرضية

أهمية الوقوف على اتجاهات التوصيل في الكابلات الكهربائية الأرضية:

تُستخدم الكابلات الأرضية لتطبيقات الطاقة للنقل والتوزيع، حيث يكون من غير العملي أو الصعب أو الخطير استخدام الخط العلوي، كذلك قد تكون هذه المواقع مناطق مزدحمة، حيث تكون تكلفة الطريق مفرطة أو تحظر المراسيم المحلية الخطوط العلوية لأسباب تتعلق بالسلامة العامة أو عبور المسطحات المائية العريضة التي لا تسمح لأسباب مختلفة بالعبور العلوي.

كما يتم تحديد نوع الكابل الأرضي الذي سيتم استخدامه في موقع معين من خلال الجهد المطلوب للتشغيل عنده، أيضاً يتم تصنيف الكابلات الأرضية واستخدامها في موقع معين وفقاً لتصنيف الجهد الخاص بها، بحيث تعمل كابلات الجهد المنخفض بجهد يصل إلى 1 كيلو فولت وتعمل كابلات الجهد العالي بجهد يصل إلى 11 كيلو فولت وتعمل كابلات التوتر الفائق حتى 33 كيلو فولت وشد عالي إضافي يصل إلى 66 كيلو فولت وكابلات جهد فائق لتشغيل الجهد فوق 132 كيلو فولت.

يتكون الكابل الأرضي من خام مركزي واحد أو عدد من النوى (اثنان أو ثلاثة أو أربعة) من الموصلات النحاسية المجدولة بالقصدير، وفي بعض الأحيان يتم استخدام موصل الألمنيوم أيضاً، بحيث يتم استخدام الورق أو القار المطلي بالورنيش أو البيتومين المبركن أو الورق المشرب للعزل عن بعضها البعض.

كما يتم توفير غلاف معدني من الرصاص أو السبائك أو الألومنيوم حول العازل لحمايته من دخول الرطوبة، حيث أن التكاليف الباهظة الأولية هي العامل الوحيد الذي لا يشجع على استخدام الكابلات الأرضية لغرض نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية.

اتجاهات جديدة في توصيل الكوابل الكهربائية تحت الأرض:

على مدى السنوات القليلة الماضية، أصبحت الكابلات الأرضية أكثر إثارة للاهتمام للحصول على تصنيف طاقة أعلى، وعلى الرغم من أن الكابلات الموجودة تحت الأرض أغلى ثمناً بشكل عام؛ فإن خطوط النقل العلوية، ولكن نظراً لعدة أسباب؛ فإن هذه الكابلات مفضلة على نطاق واسع اليوم هي:

• مساحة محدودة للمحطات الفرعية الجديدة والقائمة مع عدم وجود إمكانية للتوسع وحق الطريق الضروري لممر النقل.

• زيادة وعي العملاء مثل التأثير البصري لخط النقل والحفاظ على الطبيعة وما إلى ذلك.

• زيادة الموثوقية لشبكة النقل، وهذا ينطبق بشكل خاص على “شبكة التوزيع”، حيث يمكن جعل توصيلات الكابلات موثوقة للغاية وسهلة المراقبة والتشخيص والأهم من ذلك كله أنها ليست عرضة لظواهر الطقس المتطرفة.

• البلدان التي لديها شبكة توزيع كبلات جهد متوسط ​​حصرية تقريباً، مثل سنغافورة وهولندا؛ فإن لديها مصدر طاقة عام موثوق به للغاية ضمن معدل انقطاع خدمة العملاء أقل من 30 دقيقة في السنة.

كما أن بعض المشكلات الفنية التي كانت تتم معالجتها والعناية بها، مثل التغيير داخل الشبكة الكهربائية، حيث إنها تتصرف بشكل أكثر قدرة على السعة بدلاً من الاستقرائي بسبب الزيادة في توصيلات الكابلات ذات الجهد العالي في شبكة النقل. حيث أن قدرة نقل محدودة موجودة حول (1000MVA) لكابل واحد مقارنة بوصلات الخطوط العلوية وموثوقية الامتدادات الطويلة من هذه الطاقة العالية لكابل نقل الطاقة العالية مع العديد من وصلات الكابلات هي نقطة الاهتمام.

عادةً ما تُستخدم كابلات الكهرباء تحت الأرض فقط في الولايات المتحدة وأوروبا وأستراليا، وهي تركز على شبكات الجهد المتوسط ​​المنخفض (200 فولت – 20 ك.ف)، حيث وحققت بعض البلدان في الحفر تحت الأرض ما بين 10 في المائة إلى 20 في المائة من كابلات الجهد العالي الخاصة بها، وذلك في حين أن البلدان الأوروبية الأخرى أقل من 10 في المائة لمتوسط ​​الجهد العالي الإضافي يبلغ حوالي 2 في المائة.

اعتبارات الجهد الكهربائي:

كابلات LT: كابلات منخفضة التوتر بسعة قصوى 1000 فولت.

كابلات -HT: كابلات عالية التوتر بحد أقصى 11 كيلو فولت.

كابلات ST: كبلات فائقة التوتر بمعدل يتراوح بين 22 كيلوفولت و 3 كيلوفولت.

كابلات EHT: كابلات عالية التوتر بدرجة تتراوح بين 33 كيلو فولت و 66 كيلو فولت.

كابلات الجهد الفائق: مع أقصى “تقدير للجهد”، بحيث يتجاوز 132 كيلوفولت.

اعتبارات تأتي عن طريق البناء:

الكابلات المربوطة: أقصى جهد 11 ك.ف.

الكابلات المفروزة: أقصى جهد 66 كيلو فولت.

كابلات الضغط: أقصى جهد يزيد عن 66 كيلو فولت.

اعتبارات حدوث مشكلة تقنية:

• يجب عزل الكابلات الأرضية عن التربة المحيطة.

• على الخطوط الكبيرة، بحيث تصبح طرق العزل الكهربائي والحراري أكثر أهمية.

• بالنسبة لخطوط 400 كيلو فولت؛ فإنه يجب تغليف كل موصل بأكمام “مملوءة بالزيت”.

• يجب وضع كل موصل في خندق بعمق 2 متر، مما ينتج عنه ما يصل إلى 12 خندقاً لخط 400 كيلو فولت.

• قد يتراوح عرض الحفر بين 15 و 30 متراً، وذلك اعتماداً على التكنولوجيا المستخدمة.