الكابلات أو الأسلاك المفتولة (الملتوية) النحاسية۱
تتكون النواقل المستخدمة في صناعة الكابلات الكهرومائية لأفران إذابة المعادن الكهربائية من أسلاك مفتولة نحاسية. تتضمن المعايير الأساسية التي تؤثر على الكابلات كلاً من نوع (درجة) النحاس المستخدم، سماكة ونسبة المرونة لكل فرع مستخدم في بنية الكابل، ونوع التغليف ومساحة المقطع والتي سنقوم بشرح كل واحدة منها على حده لاحقاً.
نوع (درجة) الكابلات
إن الأسلاك المفردة المستخدمة في صناعة الكابلات الكهرومائية هي من النوع النحاسي ودرجة ETP2 وفقاً للمعيار ASTM-C11000 وفقاً للمعيار المذكور لهذه الدرجة فإن نسبة النحاس هي ۹۹.۹۵% على الأقل ومستوى الناقلية ۱۰۰% وفقاً للمعيار IACS3 (المعيار العالمي للنحاس الملدن) وبالتالي ما يعادل ۵۸ ميغا سيمنس/المتر.
ثخانة السلك الواحد۴
على عكس الأسلاك المستخدمة في صناعة الكابلات المغلقة والتي تكون ثخانتها (قطرها) اقل من ۰.۲۰ مليمتر، فإن سماكة الأسلاك المستخدمة في الكابلات الكهرومائية يجب أن تكون أكبر. إذا لم يتحقق ذلك فإن العديد من الفروع الموجودة في الأسلاك المفتولة ستتعرض للانفصال والزيادة في المقاومة الكهربائية بسبب ضغط الشد الناشئ عن حركة الكابل والصدمات الالكتروميكانيكية التي يتعرض لها. يوضح الجدول التالي الثخانات المقترحة للفروع المستخدمة في صناعة الكابلات الكهرومائية حسب نوع الكابل الكهرومائي:
| نوع الكابل الكهرومائي المستخدم | الثخانة (القطر) للسلك الواحد |
|---|---|
| کابلات سکوندر۵ | ۰.۲۵ mm |
| الكابلات الكهرومائية المستخدمة في أفران الحث | ۰.۴۰-۰.۴۵ mm |
| الكابلات الكهرومائية المستخدمة في أفران القوس الكهربائي والأفران الباتيلية | ۰.۵۰-۰.۶۰ mm |
المرونة
تتمتع الأسلاك المفتولة المستخدمة في صناعة الكابلات الكهرومائية بأهمية كبيرة. إذا كانت مدى صلابة الأسلاك المفتولة المستخدمة مرتفعاً فإن ذلك يؤدي إلى إمكانية تمزقها بسبب ضغوط الشد الناشئة عن حركة الكابلات والصدمات الالكتروميكانيكية؛ لذلك يجب أن تتمتع هذه الفروع بمرونة جيدة۶ .
نوع الغلاف
تأتي الأسلاك المستخدمة في صناعة الأسلاك المفتولة إما عارية (بدون غلاف۷) أو مطلية بالقصدير۸ ، تتمتع الأسلاك المطلية بالقصدير بمقاومة أكبر ضد التآكل الكيميائي الناشئ من ملامستها للمياه، ومن البديهي أنه إذا كانت جودة الماء العابر من الكابلات غير مناسبة من الناحية الكيميائية فإنه مع مرور الوقت تؤدي إلى تفاعلات كيميائية في السطح الخارجي للأسلاك والتي مع ارتفاع درجة حرارتها ستتآكل ويتغير لونها وتفقد سماكتها وتتمزق. جدير بالذكر بأن الأسلاك المطلية بالقصدير تتمتع بتكلفة أعلى بالمقارنة مع الأنواع العارية لذلك إذا لم تكن جودة الماء سيئة لا يوصى باستخدام الفروع المطلية بالقصدير.
أيضاً ولأن مقدار حركة الكابلات الكهرومائية في أفران القوس الكهربائي والباتيلية تتعرض لحركة كبيرة، لذلك وللحيلولة دون تآكل الأسلاك المفتولة أثناء الحركة يتم عزل هذه الأسلاك عن بعضها بغلاف خاص.
الغلاف المذكور هو من نوع LS0H9 (بلاستيك قليل الدخان وبدون هالوجين)، حيث أن هذه المادة هي ذاتها المستخدمة في صناعة غطاء الكابلات السوداء العادية والتي عند تعرضها للحرارة أو احتراقها تقوم في البداية بإصدار أدخنة بنسبة منخفضة كما أنها لا تنتج غازات سامة. جدير بالذكر بأن الغلاف المذكور يمنع انحباس الماء داخل الأسلاك المفتولة ويؤدي للتخلص من الحرارة.
مساحة المقطع
تعتبر مساحة المقطع وعدد وتركيب الفروع السلكية أحد المتغيرات المهمة التي تلعب دوراً مهماً ومؤثراً في جودة الأسلاك الداخلية المفتولة للكابلات الكهرومائية. تتعلق مساحة قطاع الكابل ككل بنسبة كثافة عبور التيار الكهربائي، هذا المقدار بالنسبة للكابلات الكهرومائية المستخدمة في أفران الحث الكهربائي تساوي ۱۰ إلى ۱۵ أمبير بالمليمتر مربع. أما في حال وجود ارتفاعات فجائية وعبور كبير جداً في شكل أمواج التيار المار من الكابلات الكهرومائية لأفران الحث الكهربائي، يتم اعتبار كثافة التيار العبوري مساويةً ۴.۵ إلى ۶ أمبير بالمليمتر مربع.
بغض النظر عن مساحة مقطع البراغي، فإن عدد وتركيب الفروع السلكية المشكّلة للكابل تكون طبق المعيار – ASTM-B172، وطبق الجدول التالي:
| مساحة القطاع الحقيقي
(mm2)واقعی |
تركيب الفروع السلكية |
ثخانة
(mm)الأسلاك |
مساحة (mm2) المقطع |
|
|---|---|---|---|---|
| 26 | 19 × 28 | 0.25 |
25 |
مستخدمة في صناعة
كابلات سكوندر الكهرومائية |
| 22 | 7 × 25 | 0.40 |
مستخدمة في صناعة الكابلات الكهرومائية لأفران الحث (IF) |
|
| 50 | 19 × 21 | 0.40 | 50 | |
| 100 | 19 × 33 | 0.45 | 100 | |
| 193 | 7 × 7 × 20 | 0.50 | 200 |
مستخدمة في صناعة الكابلات الكهرومائية لأفران القوس الكهربائي و الباتيلي (EAF & LF) |
| 392 | 19 × 7 × 15 | 0.50 | 400 | |
| 496 | 19 × 7 × 19 | 0.50 | 500 |
الملاحظة الأخرى التي تحظى بأهمية كبيرة والتي يجب الانتباه لها، هي أن جهة فتل طبقات الأسلاك المفتولة. للحيلولة دون انفصال الأسلاك المفتولة يجب أن تكون جهة فتل الطبقات المجاورة للأسلاك المفتولة بعكس بعضها البعض.
1 – Copper Rope
2 – Electric Tough Pitch Copper
3 – International Annealed Copper Standard (المقدار المعياري لناقلية النحاس تعادل 58 ميغا سيمينس/متر)
4 – Filament
5 – Secondary Cables
6 – Annealing Process
7 – Bare Wire
8 – Tin Coated Wire
9 – Low Smoke Zero Halogen