أسباب الفقد في القدرة المنقولة عبر الكابلات، من المعروف أن القدرة الكهربائية المنقولة عبر أي كابل تتعرض لتناقص في قيمتها نتيجة عدة عوامل، فما هي هذه العوامل؟ وكيف تحدث؟
أسباب الفقد في القدرة المنقولة عبر الكابلات
هناك عدة عوامل تسبب في حدوث فقد عبر الكابلات الكهربائية منها:
- الفقد بسبب مقاومة الموصل.
- الفقد في القدرة خلال العازل المحيط بالموصل.
- الفقد في الغلاف المعدني.
وسندخل في شرح تفاصيل أكثر عن كل عامل من عوامل الفقد.
الفقد بسبب مقاومة الموصل
تقدر قيمة هذا الفقد باستخدام المعادلة التالية:
القدرة المفقودة= مربع التيار × المقاومة
أو
PLoss=I2R
فكلما زادت مقاومة الكابل كلما ارتفعت قيمة الفقد في القدرة.
الفقد في القدرة خلال العازل المحيط بالموصل
تحسب مفقودات القدرة خلال العازل باستخدام المعادلة التالية:
حيث تمثل & زاوية الفقد لمادة العازل المحيط بالكابل وهي الزاوية المتممة بين الجهد الموجود على الفاز وبين التيار المتسرب، وهي تختلف تماماً عن زاوية معامل القدرة التي تكون بين الجهد وتيار الحمل.
والزاوية & إحدى الثوابت التي تميز مادة عازلة من أخرى، وعموماً كلما زادت قيمتها زادت نسبة الفقد خلال العازل.
الفقد في الغلاف المعدني
يحدث هذا الفقد نتيجة التيارات المارة في الغلاف المعدني بتأثير الحث.
وجميع المفقودات التي تم ذكرها تسبب ارتفاع في درجة حرارة الكابل، ومن ثم يجب التأكد دوماً من وجود اتزان حراري للكابل، بمعنى أن الحرارة المتولدة تساوي (أو أقل من) الحرارة المتسربة من الكابل.
لاحظ أن الحرارة المتسربة من الكابل تتوقف في حالة دفن الكابل تحت الأرض على المقاومة الحرارية النوعية للتربة ومسامية حبيباتها.
بينما في كابلات الجهد العالي تكون المفقودات ضخمة نوعاً ما، عندها نحتاج إلى ما يعرف بالكابلات الزيتية، التي تزود بأنابيب مملوءة بالزيت على امتداد طول الكابل بغرض التبريد، لاحظ أن الزيت موجود في قلب الكابل، ويوجد فوقه عدة طبقات عزل مختلفة.
وما يعيب هذا النوع من الكابلات بأنه يتأثر بالارتفاعات والانخفاضات بفعل مستوى التربة على طور مسار الدفن، ما ينتج عنه تجمع الزيت في أماكن المنخفضات وينخفض مستواه في أماكن الارتفاعات، ما قد يؤدي إلى ارتفاع الحرارة في نقاط الارتفاعات للكابل، مسبباً في حدوث أعطال.
ولتجنب المشكلة يتم استخدام خزانات تعويضية ومضخات في أمان تغير مناسيب التربة لتجنب انخفاض مستوى الزيت في أي منطقة على طول مسار الكابل. ولكن نادرا ما يستخدم هذا الكابل، لأن هناك نوع آخر يستخدم وهو كابل الـ PE.
اقرأ أيضاً:
المصدر: المرجع في التصميمات الكهربائية- أ.د محمود جيلاني
