أساسيات اختيار مقاس الكابل: لماذا تغيّر حرارة المحيط كل شيء

لكل كابل سعة تيار مجدولة، لكن ذلك الرقم يفترض ظروفًا مرجعية نادرًا ما تطابقها المنشآت الفعلية. وفي الخليج تتسع الفجوة بين الجدول والموقع بما يكفي لتغيير مقطع الموصل.

ما الذي يخفض التصنيف القابل للاستخدام

ثلاثة عوامل هي الأهم:

• حرارة المحيط. تستند الجداول إلى حرارة مرجعية. والكابل الممتد في فراغ سقف حار أو في منور غير مهوّى خلال صيف خليجي يحمل تيارًا أقل مما يوحي به الجدول.
• التجميع. الكابلات المتلاصقة تسخّن بعضها. وكلما زادت الدوائر في حامل أو ماسورة، انخفض التصنيف القابل للاستخدام لكل منها.
• طريقة التركيب. الكابل المثبت على جدار في هواء طلق يطرد الحرارة أفضل بكثير من الكابل نفسه مدفونًا في عزل أو محصورًا في ماسورة.

كل عامل يسهم بمعامل تخفيض، وتُطبق معًا. وعدة تخفيضات متواضعة تتجمع لتصبح تخفيضًا كبيرًا.

حرارة المحيط ليست نشرة الطقس

الرقم الذي يدخل الحساب هو حرارة ما يحيط بالكابل، لا حرارة هواء الظل المعلنة للمدينة. فحامل كابلات على سطح مكشوف تحت الشمس المباشرة يكون أعلى بكثير من حرارة الهواء. والمنور غير المهوّى يتراكم فيه ما تبثه محتوياته من حرارة. وفراغ السقف فوق غرفة معدات أدفأ من المكتب تحته. أما الكابل المدفون فتحكمه حرارة التربة والمقاومة الحرارية النوعية لمادة الردم — والرمل الجاف موصل رديء للحرارة، فالمسار المدفون فيه يُخفَّض تصنيفه أشد مما يفترضه الكتاب.

ونوع العزل هو ما يضع السقف. فالعوازل اللدائنية الحرارية والمتصلدة الحرارية تسمح بحرارات موصل قصوى مختلفة، والنوع الأعلى حرارة يُخفَّض تصنيفه بحدة أقل من المحيط الحار نفسه. وهذه غالبًا أرخص وسيلة لاستعادة سعة على مسار حار — لكن بشرط أن تكون الأطراف والمعدات التي ينتهي إليها الكابل صالحة للحرارة نفسها، وهو القيد الحقيقي في كثير من الأحيان.

التجميع يتغير حين يضيف غيرك دائرة

الكابلات المتلامسة تُخفَّض أكثر من المتباعدة، فتوزيع الحامل جزء من الحساب لا مجرد ترتيب. والمعامل يعتمد كذلك على عدد الدوائر، وهو عدد ينمو. فإضافة كابلات إلى حامل قائم تغيّر معامل التجميع لكل ما فيه، ولا أحد يعيد حساب الدوائر الأصلية. دوّن التجميع المفترض على المخطط، وحدّد السعة الاحتياطية المقصودة لكل حامل، لتصبح الإضافة اللاحقة قرارًا لا حادثًا. فـأسلاك وكابلات المباني المختارة لمسار ما ليست صحيحة إلا للمسار بالامتلاء الذي افتُرض له.

هبوط الجهد فحص منفصل

قد يكون الموصل كافيًا حراريًا ومع ذلك صغيرًا، لأن هبوط الجهد على امتداد طويل يترك المعدات بتغذية ناقصة. والامتدادات الطويلة يحكمها غالبًا هبوط الجهد لا سعة التيار، لذا افحص الاثنين واعتمد المقاس الأكبر.

والهبوط متناسب مع التيار وطول المسار، فالدوائر التي ترسب في هذا الفحص متوقعة: مضخة في أقصى المجمع، وخط ري، وبوابة حراسة بعيدة، وخط فرعي إلى مبنى ناءٍ. استخدم طول المسار الفعلي شاملًا الصعود والنزول، لا المسافة المستقيمة على المخطط. وتذكّر أن تيار بدء المحرك أضعاف تيار تشغيله، فالدائرة المريحة في الحالة المستقرة قد تهبط عند البدء بما يكفي لإسقاط كونتاكتور. والإمداد في الخليج اسميًا 220–240 فولت أحادي الطور و380–415 فولت ثلاثي الطور، والسعودية على تردد 60 هرتز، أما الهبوط المسموح فهو ما تفرضه مواصفة المشروع أو الجهة المعتمِدة — تحقق منه بدل افتراض رقم مألوف. وامتدادات الكابلات متعددة النواة إلى معدات التوزيع، وهي عادةً كابلات نحاسية متعددة النواة، هي حيث يثبت هذا الفحص جدواه.

لا تنسَ الحماية من العطل

يجب أن يفصل جهاز الحماية بالسرعة الكافية عند ظروف العطل للدائرة كما نُفذت. وهذا فحص ثالث مستقل عن الفحصين السابقين.

وداخله أمران: أن تكون ممانعة حلقة العطل الأرضي للدائرة المنفذة منخفضة بما يكفي ليعمل الجهاز في الزمن المطلوب، وأن يتحمل الموصل — بما فيه موصل الحماية — طاقة العطل حتى يعمل. فالدائرة النهائية الطويلة قد تجتاز فحص سعة التيار وترسب هنا، والعلاج عادةً موصل حماية أكبر أو خاصية جهاز مختلفة، لا موصل طور أضخم.

لا تحدد مقطع الكابل من القاطع

من الاختصارات الشائعة اختيار الكابل من تصنيف جهاز الحماية، وهو ترتيب معكوس. فالموصل يُقاس للحمل وللظروف، ثم يُختار الجهاز ليحمي ذلك الموصل. والعمل بالاتجاه المعاكس ينتج كابلات صحيحة على الورق وناقصة المقطع في منور حار، ويخفي التخفيض كليًا. ثم يأتي اختيار الجهاز تبعًا لترتيب لوحة التوزيع ومستوى العطل عند تلك النقطة.

تسلسل عملي

1. حدد تيار التصميم
2. اختر تصنيف جهاز الحماية
3. طبّق معاملات التخفيض للحرارة والتجميع وطريقة التركيب
4. افحص هبوط الجهد على طول المسار الفعلي
5. تحقق من الحماية من العطل وممانعة حلقة التأريض
6. اعتمد أكبر مقطع تفرضه الفحوص

عادات عملية

دوّن الافتراضات المستخدمة، خصوصًا حرارة المحيط والتجميع، ليمكن مراجعة الحساب عند إضافة دوائر لاحقًا. فإضافة كابلات إلى حامل قائم تغيّر معامل التجميع لكل ما فيه.

وعادتان أخريان تسددان كلفتهما: قِس ولا تخمّن الظروف التي تشك فيها، فمقياس حرارة من أي طقم أدوات قياس وفحص يحسم الجدل حول منور خلال دقائق. وحين ترسل طلب الكهرباء، حدد مادة الموصل ونوع العزل والغلاف وعدد النواتات بما فيها موصل الحماية، وهل التدريع مطلوب، ودرجة الجهد ونطاق المقاسات. هذه البنود هي ما يجعل عروض الكابلات قابلة للمقارنة.