الكابلات المفتولة النحاسية
الكابلات المفتولة (الاسلاك المفتولة) النحاسية 1
النواقل المستخدمة في صناعة الكابلات مبرد بالماء لأفران إذابة المعادن الكهربائية تتشكل من اسلاك مفتولة نحاسية. المتغيرات الأساسية التي تؤثر على الكابلات تشمل درجة النحاس المستخدم، سماكة و نسبة المرونة لكل فرع مستخدم في هيكل الكابل، و نوع التغطية و مساحة القطاع و التي يتم لاحقا شرحها كل واحدة على حدى:
نوع (درجة) الكابلات
الكابل المستخدم في صناعة كابلات مبرد بالماء من نوع نحاسي و درجة ETP2 بمعايير ASTM-C11000. طبق المعيار المذكور لهذه الدرجة فإن نسبة النحاس 99.95% و نسبة الناقلية 100% طبق IACS3 (المعايير العالمية للنحاس) فإن الأساس مساول 58 ميغازيمنس بالمتر.
سماكة الفرع الواحد4
على عكس الفروع المستخدمة في صناعة الكابلات المغلقة و التي تكون سماكتها (قطرها) اقل من 0.2 ميليمتر، فإن سماكة الكابلات المستخدمة في كابلات مبرد بالماء يجب ان تكون أكبر. اذا لم يتحقق ذلك فإن العديد من الفروع الموجودة في الاسلاك المفتولة ستتعرض للانفصال و زيادة في المقاومة الكهربائية بسبب ضغط الشد الناشئ عن حركة الكابل و الصدمات الالكتروميكانيكية الواردة إليه. الجدول التالي يوضح السماكات المقترحة للفروع المستخدمة في صناعة كابلات مبرد بالماء حسب نوع الكابل:
سماكة (قطر) الفرع الواحد | نوع كابل مبرد بالماء المستخدم |
0.25 mm | كابلات سكوندر5 |
0.40 – 0.45 mm | كابلات مبرد بالماء المستخدمة في أفران الحث |
0.50 – 0.60 mm | كابلات مبرد بالماء المستخدمة في أفران القوس الكهربي و أفران باتيلي |
المرونة
تتمتع الأسلاك المفتولة المستخدمة في صناعة كابلات مبرد بالماء بأهمية كبيرة. إذا كانت نسبة صلبية الأسلاك المفتولة المستخدمة عالية فيؤدي ذلك إلى امكانية تمزقها بسبب الجهود الشدية الناشئة عن حركة الكابلات و الصدمات الالكتروميكانيكية لذلك يجب ان تتمتع هذه الفروع بمرونة جيدة.
نوع الغلاف
الفروع الموجودة في صناعة الاسلاك المفتولة تأتي اما عارية (عاری الغلاف7) او مطلية بالقصدير8. الفروع المطلية بالقصدير تتمتع بمقاومة أكبر بالنسبة للتآكل الكيميائي الناشئ من ملامستها للمياه من البديهي انه اذا كانت جودة الماء العابر من الكابلات غير مناسبة من الناحية الكيميائية فإنه مع مرور الوقت تؤدي الى تفاعلات كيميائية في السطح الخارجي للفروع و التي مع ارتفاع درجة حرارتها ستتآكل و يتغير لونها و تفقد سماكتها و تتمزق. يجدر الذكر الى ان الفروع المطلية بالقصدير تتمتع بتكلفة أعلى بالمقارنة مع الانواع العارية لذلك اذا لم تكن جودة الماء سيئة لا يوصى باستخدام الفروع المطلية بالقصدير.
كما أنه و لان كابلات ال مبرد بالماء في أفران القوس الكهربي و الباتيلي تتعرض لحركة كبيرة، فللحول دون تآكل الاسلاك المفتولة حين الحركة يتم عزل هذه الاسلاك عن بعضها بغلاف خاص.
الغلاف المذكور هو من نوع LS0H9 (بلاستيك منخفض الأدخنة و بدون هالوجين)، حيث ان هذه المادة هي ذاتها المستخدمة في تغليف الكابلات السوداء العادية و التي عند احتراقها تقوم اولا باصدار ادخنة بنسبة منخفضة و لا تنتج غازات سامة. يجدر الذكر الى ان الغلاف المذكور يمنع انحباس الماء داخل الاسلاك المفتولة و يؤدي للتخلص من الحرارة.
مساحة المقطع
احد المتغيرات المهمة التي تلعب دورا هاما و تؤثر على جودة الاسلاك الداخلية المفتولة لكابل مبرد بالماء ، هي مساحة القطاع و عدد و تركيب الفروع السلكية. تتعلق مساحة قطاع الكابل بشكل كامل لنسبة كثافة عبور التيار الكهربائي، هذه النسبة لكابلات مبرد بالماء المستخدمة في افران الحث الكهربي تساوي الى امبير بالميليمترمربع. اما في حال وجود ارتفاعات فجائية و عبور كبير في شكل امواج التيار المار من كابلات مبرد بالماء لافران الحث الكهربي، فإن كثافة التيار العبوري يؤخذ مساويا ل4.5 الى 6 امبير بالميليمتر مربع.
ان عدد و تركيب الفروع السلكية المشكل للكابل تكون طبق استاندارد ASTM-B172 و طبق الجدول التالي:
مساحة القطاع الاسمي (mm2) | سماكة الفروع السلكية (mm) | تركيب الفروع السلكية | مساحة القطاع الفعلي (mm2) | |
مستخدمة في صناعة كابلات مبرد بالماء سكوندر | 25 | 0.25 | 19 × 28 | 26 |
مستخدمة في صناعة كابلات مبرد بالماء افران الحث (IF) | 0.40 | 7 × 25 | 22 | |
50 | 0.40 | 19 × 21 | 50 | |
100 | 0.45 | 19 × 33 | 100 | |
القوس الكهربي و باتيلي (EAF & LF) | 200 | 0.50 | 7 × 7 × 20 | 193 |
400 | 0.50 | 19 × 7 × 15 | 392 | |
500 | 0.50 | 19 × 7 × 19 | 496 |
الملاحظة الأخرى التي تتمتع بأهمية و يجب الالتفات لها، ان جهة فتل طبقات الاسلاك المفتولة. للحول دون انفصال الاسلاك المفتولة يجب ان تكون جهة فتل الطبقات المجاورة للاسلاك المفتولة بعكس بعضها البعض.
5- Secondary Cables
6- Annealing Process
7- Bare Wire
8- Tin Coated Wire
9- Low Smoke Zero Halogen
1- Copper Rope
2- Electric Tough Pitch Copper
3- International Annealed Copper Standard
(المقدار الاستاندارد لناقلية النحاس تعادل 58 ميغازينس على المتر)
4- Filament