حل شامل عالي الأداء للكابلات ذات الجهد العالي مقاومة للحريق ومانعة للاشتعال

1. الخلفية التقنية وتحليل الطلب​
   تعتبر الكابلات ذات الجهد العالي (وتُشير عادة إلى الكابلات التي تنقل الطاقة الكهربائية من 1 كيلوفولت إلى 1000 كيلوفولت) الشرايين الأساسية لنظم الطاقة وتستخدم على نطاق واسع في السيناريوهات الحرجة مثل شبكات الطاقة الحضرية، محطات الطاقة، الشركات الصناعية والتعدينية، ونقل الطاقة عبر المياه. تظهر الكابلات ذات الجهد العالي التقليدية عدة نقاط ضعف أثناء التشغيل طويل الأمد:

• ​أداء التحصين غير كافٍ: عرضة للتشويش الكهرومغناطيسي الخارجي، وقد يؤدي المجال الكهرومغناطيسي الذي ينتجه إلى مخاطر جهد عالي وتراكم ثابت، مما يشكل مخاطر أمان.
• ​مقاومة ضعيفة للحريق وممانعة له: المواد العازلة لها مقاومة ضعيفة للحرارة العالية، مما يجعلها عرضة لأن تكون مصدرًا للحريق أثناء الأعطال وتسريع انتشار اللهب، مما يؤدي إلى توسيع نطاق الحوادث.
• ​حماية شاملة محدودة: التصميم غير كافٍ للمقاومة المائية، والمقاومة للتآكل، والمقاومة للاحتكاك، والامتصاص الصوتي، مما يجعلها غير مناسبة للبيئات التشغيلية المعقدة والقاسية، مما يؤثر على العمر الافتراضي والاستقرار التشغيلي.

لحل هذه التحديات الشائعة في الصناعة، يقدم شركتنا حلًا مبتكرًا لكابلات الجهد العالي عالية الأداء يدمج وظائف حماية متعددة.

​II. جوهر الحل: تصميم هيكل حماية مركب متعدد الطبقات​
يقع جوهر هذا الحل في تحسين الثورة للهيكل التقليدي لكابلات الكهرباء، مع تبني هندسة متكاملة تتكون من "النقل الأساسي - الاستقرار الداخلي - الحماية المتعددة الطبقات". الطبقات من الداخل إلى الخارج هي كالتالي: الجسم السيليكوني لكابل الجهد العالي → طبقة التحصين → طبقة مقاومة للحريق → طبقة الغشاء المقاوم للماء → طبقة الحماية البولي إيثيلين. يتم تزويد كل طبقة بوظائف عالية الأداء محددة.

​​(أ) النواة الداخلية والهيكل المستقر​

1. ​الموصل النحاسي: كنواة للنقل الكهربائي، يتم تغليفه بطبقة مطاطية مقاومة للحرارة العالية مصنوعة من مواد نانوية غير عضوية، مما يعزز بشكل أساسي مقاومة الموصل للحرارة ويمنع بشكل فعال الاشتعال الذاتي بسبب الحرارة الزائدة.
2. ​حبل الدروع الملئ: التعبئة المركبة باستخدام شريط البولي بروبيلين، القماش غير المنسوج، حبل PP، وحبل القنب تعزز بشكل كبير الاستقرار والتكتل الداخلي للكابل، وتحسين مقاومة الضغط والمقاومة للتآكل، وتمديد العمر الافتراضي الإجمالي.

​​(ب) الطبقات الخارجية المتعددة الوظائف​

1. ​طبقة التحصين (بنية رباعية الطبقات)​:
• جلد العزل المضاد للثابت الداخلي / الخارجي: يشكل حاجز عزل أساسي، ويمنع بشكل فعال تكوين الثابت.
• طبقة شبكة التحصين المنسوجة: توفر حماية كهرومغناطيسية ممتازة، وتقاوم التداخل الخارجي.
• حلقة التحصين المغناطيسي المعدني (Mn-Zn ferrite): ابتكار رئيسي. يظهر خصائص مقاومة مختلفة للضوضاء ذات التردد العالي عند ترددات مختلفة، ويقمع بشكل فعال التداخل ذو التردد العالي، ويتجنب تمامًا مخاطر الجهد العالي واشتعال الثابت. أداء التحصين الخاص بها يتجاوز بكثير الكابلات العادية.
2. ​طبقة مقاومة للحريق (بنية ثلاثية الطبقات)​:
• طبقة القماش المقاوم للحريق من زجاج الألياف: يتم معالجته وتشكيله باستخدام الغراء المقاوم للحريق غير السام، ليشكل الحاجز الأول ضد الحريق.
• طبقة الشريط المانع للحريق: تعمل بالتعاون مع قماش الحريق لتعزيز مقاومة الحريق.
• طبقة الألومنيوم: الطبقة الخارجية الأكثر مقاومة للحريق، تزيد بشكل كبير من مقاومة الحرارة العالية، وتعزز مقاومة الحريق، وتقدم وظائف إضافية مثل العزل الحراري والتخفيض الصوتي.
3. ​طبقة الغشاء المقاومة للماء:
• محفوظة بقطن ماص للرطوبة ومقلل للصوت مصنوع من مادة الألياف الزجاجية، يقوم بسرعة بامتصاص الرطوبة المتسربة للحفاظ على الجفاف الداخلي. وفي الوقت نفسه، تقوم هذه الطبقة بامتصاص الضوضاء الناتجة عن الاهتزازات خلال تشغيل الكابل.
4. ​طبقة الحماية البولي إيثيلين (تعزيز مزدوج)​:
• داخلياً: محشو بخيوط نايلون موزعة، مما يعزز بشكل كبير المرونة الشاملة وقوة الشد للكابل.
• خارجيًا: مغلف بغلاف مطاطي مقاوم للإرتداء، مما يمكن الكابل من تحمل الاحتكاك الفيزيائي المعقد والضغط الميكانيكي، مما يضمن المتانة طويلة الأمد.

​III. مبدأ العمل والمزايا الأساسية​
​​(أ) مبدأ العمل​
يحقق هذا الحل الحماية الشاملة من خلال التأثيرات التآزرية لكل طبقة: الموصل النحاسي ينقل الطاقة الكهربائية بكفاءة. تقوم طبقة التحصين بتصفية وقمع التداخل الكهرومغناطيسي من خلال بنية طبقاتها المتعددة، مما يضمن نقاشية الإشارة والأمان التشغيلي. تشكل طبقة مقاومة للحريق حاجزًا مستمرًا في البيئات ذات الحرارة العالية أو النار المكشوفة، مما يتأخر أو حتى يمنع انتشار الحريق. تقوم طبقة الغشاء المقاومة للماء باستيعاب الرطوبة وخفض الضوضاء التشغيلية. تقوم طبقة الحماية البولي إيثيلين بضمان المتانة الهيكلية للكابل فعليًا، مقاومة الضرر الخارجي.

​​(ب) ملخص المزايا الأساسية​

1. ​أقصى أداء للتحصين للأمان: بنية التحصين ذات الأربع طبقات، خاصة بتضمين حلقة مغناطيسية معدنية، توفر حماية كهرومغناطيسية شاملة 360 درجة، مما يقلل بشكل كبير من مخاطر الجهد العالي واشتعال الثابت، مما يضع الشركة في مقدمة الصناعة في الأمان.
2. ​مقاومة استثنائية للحريق وممانعة له: الحاجز الثلاثي المقاوم للحريق يوفر مقاومة ممتازة للحرارة العالية وممانعة للحريق، مما يتحكم بشكل فعال في نطاق الأعطال ويضمن استقرار وسلامة نظام الطاقة في ظروف قصوى.
3. ​فعالية حماية شاملة: يدمج مقاومة للماء، مقاومة للتآكل، العزل الحراري، تخفيض الضوضاء، والمقاومة للتآكل. مع هيكل مستقر ومتانة عالية، يتكيف مع بيئات معقدة وقاسية مثل الأنفاق، المناجم تحت الأرض، المناطق الساحلية، والمشاريع العابرة للأنهار، مما يمدد العمر الافتراضي بشكل كبير.
4. ​أداء تشغيلي مستقر طويل الأمد: التعبئة الدروع الداخلية والحماية الخارجية المدعمة تضمن القوة الميكانيكية والاستقرار البُعدِي، وتقليل الأعطال الناتجة عن التشوه والارتداء، مما يعزز بشكل كبير الموثوقية التشغيلية.

​IV. سيناريوهات التطبيق​
يتناسب هذا الحل بشكل خاص مع السيناريوهات التي تتطلب متطلبات صارمة للأمان والاستقرار والعمر الافتراضي:

• أنفاق المرافق الحضرية تحت الأرض والشبكات الذكية
• خطوط الخروج لمحطات الطاقة الكبيرة (الطاقة الحرارية والطاقة المائية والطاقة المتجددة)
• تزويد الطاقة لمرافق الصناعات عالية الخطورة مثل الكيميائيات، التعدين، والمعادن
• مشاريع نقل الطاقة البحرية عبر الأنهار والبحار
• أنظمة توزيع الطاقة للمرافق الحيوية مثل مراكز البيانات، المستشفيات، والمطارات