العالي الجهد كابالت

المصدر من سليمة بطريقة الطاقة نقل هي الكابالت أجهزة وظيفة إلى مد , االستخدام يصعب حيث بالسكان المزدحمة والمناطق المدن في

. و الهوائية عام الخطوط إلى الكبالت استخدام وضع 1926يرجع تم حيث الزجاج من طبقتين بين المجموعة , موصل وعرفت مجرى داخل للعزل

الكابل باسم العزل و الموصل من الكابالت . المكونة عامة وتصنف بصورة ضمنيا تبعا أو المستخدمة العازلة الجهد للمادة .

1الكابالت مكونات

واحد بقلب إما الكابالت ثالثة , , Single Core تصنع أو قلبين قلوب أو Three-Cores استخدام أن عامة بصفة القول ويمكن ذلك من أكثر الكابالت وربما

أما الجهد هبوط قيمة وخفض التكاليف خفض إلى يؤدي القلب ثالثيةمرونة أكثر فهو القلب أحادي والتوصيل الكابل التركيب في وأسهل

من ويتكون القلب وحيد والعازل الكابل غطاء الموصل والحماية و شكل ) (1الخارجية .

و العازل و الموصل من فيتكون القلب ثالثي الكابل الحشو أما حزام مادة و ستارة Belt الربط شكال ) Screen و الخارجية والحماية الغطاء (3و 2و .

2الكابالت تصنيف

)أ(يساوى أو من أكبر جهد ذات فولت 11كابالت كيلو :

بالورق المعزولة األنواع من عادة شكل ) وهي هذه( 4ويبين من بعض الجدول , , الكابالت ويوضح الكتان من عزل الكابالت بعض تستخدم وقد

سمك أقل يتم التالي والذي الجهود لمختلف الورق العزل لطبقة ممكن الكابالت في يساوى استخدامه مقطع مساحة ولها القلب بوصة 0.4الثالثية

.مربعة

الكابالت الشريطية وفى Belted Cable الموصالت كل عزل يتم القلب ثالثيةحشو يتم ثم لتجميعهم لولبية بطريقة القلوب جميع ربط ويتم بالورق

الثالثة , الفراغات إحاطة يتم و المقطع دائري شكل على الكابل لتجميع عازل بحزام , قلوب بغالف إحاطته يتم ثم المغموس الورق من إضافي

الرطوبة دخول لمنع ميكانيكية , رصاصي لقوي سيتعرض الكابل كان وإذا طبقة وتستخدم بالصلب تسليحه أو فيتم الخيش من من خارجية كسوة

. استخدام وعند واقية مواد استخدام مع ذات الجوت الشريطية الكابالت قلوب ) ( )11الثالثة العازل سمك يكون ف وبين ( بوصة 0.3ك الموصالت بين

المغلفة والطبقة موصل .أي

)ب(

جهد ) ف 33و 22كابالت (ك :الكابل ) ( 22يتكون الشريطية الكابالت نوع من ف ويكون ك القلب ثالثية

أحادي( , 0.45العازل ) سمك الكابل حالة في العازل سمك أما الموصالت بين من ) القلب (بوصة0.28إلى 0.24فيتراوح .

الـ ) كابالت في ( )33و يساوي العازل سمك يكون ف (. 0.6ك قد ولكن بوصة . تحدث االجهادات أن وظهر للكسر لتعرضه يؤدى مما للكابل المشاكل بعض

تلفه المشكلة تسبب هذه على التغلب تم الحجاب وقد ذات بالكبالت جهد Screened cable المعدني يؤخذ و مثقب معدني بورق قلب كل بإحاطة

بعض. في و الرصاص األرض من مغلقة طبقة هناك تكون األخرى الكابالت الثالث إحاطة ويتم قلب بطبقة لكل معgا تستخدم . قلوب وقد رابعة رصاص

لكل منفصلة للتغليف رصاص شكل ) ) طبقة في موضح هو كما و(( , 2قلب الورق استبدال يتم األحيان بعض نحاسي في بشريط المعدني .

)ج(العالي الجهد . 66 )كابالت وأعلى ف (ك :

يتم لذلك جدgا كبير القلب الثالثي الكابل يكون الحالة هذه استخدام وفى ) ( . أن في تتمثل القلب أحادي النوع هذا وعيوب القلب أحادي الكابل

عن التسليح يزيد أو يساوي بما التغليف طبقة في فقد يسبب بالصلب النحاس في . الفقد والتغير األحمال تغير أن وجد وقد تسليحه يتم ال لذلك

التي الحرارة درجة الرصاص في طبقة تمدد تسبب الكابل لها يتعرض ترتفع عندما المغلفة عندما الدائرية أخرى مرة ترجع وال حرارتها درجة

تمدد. ينتج ذلك حدوث توالي ومع يؤدي زائد تبرد مما المغلفة للطبقة ثم ومن العازلة المادة في الفقاعات . لتكوين نهائي انهيار حدوث

الكابالت صنع يتم الظاهرة هذه على للتغلب بيضاوي وكمحاولة بموصل محكم غير التغليف يكون ثم ومن الدائرة شكل تقارب تغليف على وطبقة

.القلببنجاح استخدامها يتم قبل من وصفها تم التي المصمتة 66لجهد والكابالت

ف مشكلة . ك على التغلب تم إذا إال األعلى بالجهود استخدامها يتم ال ولكن وهما. تأين التأين حدوث لتجنب طريقتان وتوجد الفقاعات :

األولى الطريقة :في . من النوع وهذا جدgا رفيع مضغوط زيت باستخدام الفقاعات تكون منع يتم

بالزيت المعبأة بالكابالت يسمي الموصل Oil- filled cable الكابالت وفيهطول على مسافات على موضوعة خزانات من بزيت تغذيته يتم المفرغ

ويوضح. جهد( 1شكل) الخط عند يعمل القلب أحادي بالزيت معبأ ك 220كابل .ف

الثانية الطريقة :فيهذه وتسمى هيدروستاتيكي ضغط باستخدام الفقاعات تأين منع يتم

الضغطية الكبالت بالكابالت Pressure Cable العادي النوع من تكون والكابالت. المصمت مثلثي شكل ذات لها واحدة تغليف طبقة وجود مع قلوب ثالث ذي

إدخال ضغط ويتم عند بالنيتروجين مملوءة الصلب من أنبوبة داخل الكابل لكل 180-200 صغيرة . باوند الفقاعات إبقاء على الضغط ويعمل مربعة بوصة

بجعل ا gوأيض أن . بضغطها إلى باإلضافة الزيت يبرد عندما ينكمش الرصاص يعمل الفقاعة داخل ملحوظة الضغط بطريقة التأين عملية تقليل على .

الغازية الكابالت توجد أو Gas cable وكذلك الجاف الورق فيها يستخدم والتيعند المضغوط النيتروجين استخدام مع الزيت في لكل 200المغموس باوند

الـتأين بوصة عملية إيقاف يتم حتى المغلفة الرصاص طبقة داخل مربعة تعمل ثم تكوين ومن أي بدون العليا الجهود عند بكفاءة الكابالت هذه

.للفقاعات

3القلب أحادي كابل وسعوية اإلجهاد

Dielectric Stress and Capacitance of a Single Core Cable

)أ(الحساب طريقة

القدرة ) في فقد بدون شكل ) في الموضح الكابل أن ثابت( 5بافتراض له هي ) عزل والشحنة )q( ) نظرية ) بتطبيق و المحوري الطول من سم لكل

اسطوانة على قطر جاوس بنصف دائرية X على :نحصل

مسافة )S( حيث عند الكهربي اإلجهاد كان )x( هي وإذا المحور هو )E( منالعالقة الفرق خالل من والغالف الموصل بين الجهد في :

هي الطول من سم لكل السعوية تكون ثم :ومن

صغري لقيمة الموصل عند العظمي القيمة من اإلجهاد سيتغير ثم ومن)d/D من العظمى مرة ( . يمكن اساسيتان طريقتان وهناك الغالف عند

على الحصول باستخدام بواسطتهما وذلك لالجهاد انتظاما أكثر توزيع ) أو ) بينية داخلية معدنية لها طبقات العازلة المادة من طبقات باستخدام

مختلفة عزل .ثوابت

)ب(السعوية في Capacitance grading: التدرج

يساوي بينهما تقسيم بقطر طبقتين من تتكون العازلة المادة أن بافتراضشكل ) 1 1 في موضح هو يكون( 6كما جاوس نظرية وباستخدام 2, وثوابت

هي هو العزل الداخلية الطبقة عند اإلجهاد :

ثم :ومن

4القلب أحادي لكابل القدرة Power factor of single core cable معامل

لذلك ) اإلجهاد على معتمدة غير وهي للعزل النوعية المقاومة أن بافتراض

متردد ( هي جهد مصدر وضع وعند الكابل طول على ثابتة اعتبارها )E( يمكنتردد يساوي ) له االتجاه نفس في تيار هناك من )E/R( سيكون سم لكل

حيث العزل )R( قيمة )w/2الطول لمقاومة الكلية القيمة .هيCE( حيث )C( القلب احادي الكابل سعة هي شحن تيار ا gأيض هناك وسيكون

بزاوية ) ( وهو الجهد يسبق ( )90والذي شكل ويوضح الرسم( 7درجة لهذه الكلي. االتجاهي التيار الحالة )I( لـ االتجاهي المجموع )E/R( CE ( هو

ويسبق حيث) ( و : بزاوية ( الجهد

من ) جدgا جيب 90قريبة قيم تكون ذلك وعلى العزل جيدة الكابالت وفى( حيث ) ( تساوي ) ) ( تكون تقريبgا ومساوي جدا صغير الزاوية تمام

الدائري ) ( بالتقدير .يساوي العزل في الفقد :ويكون

الشكالن ) يوضح الحرارة( 9و 8و درجة ومع االجهاد مع القدرة معامل تغير .

5القلب ثالثية الشريطية الكابالت Capacitance of three core cable سعوية

القلب أحادية كابالت لثالث السعة اعتبار يتم القلب ثالثية الكابالت حالة فيبعضها . الموصالت بين السعة يكون الشريطية الكابالت وفى منفصلة

الغالف و )Cc( لبعض و الموصالت بين )CS( ( الشكل في موضح هو (.10كما تبديل السعويات ويمكن Cc النجمي الشكل إلى مثلثي شكل تكون والتى

قدرها السعوية شكل ) C1 المكافئ في موضح هو ذلك( 11كما يتحقق وحتى إي بين السعوية تكون أن لذلك . يجب واحدة األشكال هذه في موصلين

)Cc+1/2 Cc=1/2C1( أو ) C1= 3Cc( نقطة حيث هي للنجمة المركز نقطة أن األرضي الجهد هو الغالف جهد وألن ، السعات التعادل هذه أعتبار يمكن

لنقطة . السعات تعتبر ولذلك الغالف علي التعادل تؤثر neutral capacitance كالتالي موصل :ألي

6القلب ثالثي كابل في Stress of three core cables اإلجهاد

, المادة وألن بدقة اإلجهاد حساب يمكن ال العازلة المادة تجانس حالة فيأهمية هناك يكون فال األلياف بسبب متجانسة تكون أن يمكن ال العازلة

, وقيمة دوار كهربي مجال يوجد القلب ثالثي الكابل في و الصيغ الستعمالقيمة عند الموصل على المركز من قريبة نقطة عند تحدث العظمي اإلجهاد

لعمر. الجهد المحدد العامل هو اإلجهاد يكون ال فعادة ذلك ومع العظمى فقد القلب ) الكابل ثالثية الكابالت أن ( 33وجد في التدهور يبدأ ف ك

عند وليس الموصالت األلياف على العظمي اإلجهاد يتم , نقطة ولذلك تتالشي بحيث الكابالت المماسية تصميم اإلجهادات هذه .

7الكابالت Inductance of cables مفاعلة

الكابالت في الهوائية للخطوط المفاعلة حساب طرق استخدام يمكن ، الظاهرة األرضية تأثير بسبب وذلك النتائج في أخطاء هناك سيكون ولكن

والتقارب السطحية Skin and Proximity effects . وفى الغالف وجود وتأثيربالمقارنة الكابالت صغيرة الموصالت بين المسافة تكون الجهد قليلة

الموصالت . بأقطار ذلك وعلى السابقة التأثيرات إهمال يمكن ال ذلك وعلى قياس األفضل صعبة فمن تكون الحسابات ألن إليها االحتياج عند المفاعلة

دقيقة .وغيروالتقارب السطحية الظاهرة تأثير إهمال فيتم العالي الجهد كابالت في أما

القلوب تغليف يتم الكابالت هذه مثل وفى العازل سمك ازدياد بسببأو , المنفصلة المعدنية ولألغلفة بالغالف توصيله يتم معدني بورق إحاطتها تبادلية المقاومة مفاعلة على ملحوظة بطريقة وتؤثر الموصالت إلى

القلوب بين في والمفاعلة األخذ يتم الحالة هذه وفى التعادل ونقطة عن الناتجة التأثيرات المعدني االعتبار الغالف .

8الغالف Sheath effects تأثيرات

وهما المعدنية األغلفة في الحثية التيارات من نوعان :يتولد1-

حتى وتسري الواحد الكابل غالف على ومساراتها الدوامية الغالف تياراتبعض عندما عن بعضها المعدنية األغلفة عزل يتم .

2- المعدنية األغلفة على تقع ومساراتها الغالف لدائرة الدوامية التيارات

األغلفة ترابط يتم عندما وتسري المنفصلة .للكابالتشكل ) من( 12ويوضح اثنين حالة في الدوامية الغالف تيارات تكوين

وعلى . الكابالت والمنفصلة المعزولة الرصاصية األغلفة ذات القلب أحادية المثال الموصل سبيل تيار )I( الغالف مقطع خالل أسفل إلى فيض يولد

)ABCD(. يزداد من وعندما يدور دوامي تيار هناك سيكون والفيض التيار A عند . A إلى D إلى C إلى B إلى الدوامي الغالف الى ))'A وتيار للخارج يكون

)B'( الخارجي الطول داخل على ثانية مرة الخلف إلى و للداخل للغالف إلى بسبب .A الغالف الفقد بقيمة وكمية تكون الدوامية الغالف تيارات

بعضها من قريبة القلوب تكون عندما الناحية عظمي في ولكن البعض في الفقد من صغيرة مئوية نسبة تتعدي ال من العملية يمكننا مما النحاس

الجهد, تأثير هو أهمية األكثر والتأثير األغلفة إهمالها في بالحث المتولد التيارات .I بسبب

9اإلنهيار وآليات Cable faults جهد

مثل العوامل من عدد على يعتمد العزل من معين نوع النهيار الالزم الجهدوجود , فترة ، الضغط ، الحرارة درجة ، األقطاب شكل للجهد تعرضه

وجود أو . الرطوبة يمثل الزمن على الجهد قيمة واعتماد غازية فراغات وعلى جدgا هاما يمثل عامال الذي المنحني لتحديد االختبارات إجراء يتم ذلك

ومثل الزمن مع يسمي الجهد المنحني هذا )V.T.B( و الجهد منحني ويعنيواإلنهيار تأثير Vol***e –Time – Breakdown الزمن نفس وللرطوبة

منحني على الغازية .)V.T.B( الفقاعاتالبداية في فقاعات أي على تحتوي لن الصنع الجيدة المغموسة والكابالت

منحني وسيكون لها )V.T.B( المنحني شكل ) )A( مثل عندما( 13فى ذلك ومع هذا واستطالة يتعرض الزيت تمدد و سخونة ستسبب متغيرة ألحمال الكابل

وعندما ذلك الغالف وعلى األصلي لوضعه الغالف يرجع لن الكابل يبرد فى صغيرة فقاعات عملية , تتكون الفقاعات تكون ويصاحب التجاويف

معامل في وارتفاع بالتصادم . تأين التغيرات من عدد وبعد للكابل القدرة كما العالقة تصبح أن يمكن األحمال الشكل في فى )B( أن يمكن ا gوأخير

على الموضوع الجهد كان إذا إنهيار المقاربة يحدث القيمة من أكبر الكابل ) الجديدة) النهائية .

منحني كان إذا ما تحديد يتم الكابل )V.T.B( وحتى تعرض فيتم ال أم مستقربالتبريد له يسمح ثم الكابل يسخن بينما أعلي جهد أو التشغيل لجهد

تطبيقه بطريقة ويتم االستقرار اختبار يسمي االختبار هذا ومثل متناوبة أنواع كل الجهد على عالية الكابالت .

والمعبأة الضغطية الكابالت فى الفقاعات بإزالة الكابل أداء تحسين ويمكنالغازية Oil-filled or pressure cables بالزيت الكابالت تمنع عملية Gas cable بينا

من األنواع هذه وكل الهيدروستاتيكي الضغط بواسطة لها التأين الكابالت .جيدة )V.T.B( منحنيات

تكون يحدث أن وهما للكابالت انهيار بهما يحدث أن يمكن طريقتان وهناكإلى ا gوأخير الغالف أو الموصل من عادة تبدأ والتي المتتالية للتجاويفوالذي الحراري االستقرار بعدم تتم التي األخرى الطريقة وفى األقطاب

درجة يحدث في االرتفاع مع سريعة بطريقة القدرة معامل يزيد عندما حيث في الحرارة الفقد زيادة على الحرارة درجة في القليل االرتفاع يعمل بكمية هو , العازل االنهيار بها يحدث التي الطرق بين الواضح والفرق كبيرة

التجاويف ينهار حدوث حتى فستستمر التجاويف تكون يبدأ عندما ألنه أن , العلم مع عدم , الكابل حالة وفى العملية إلتمام هام عامل يمثل الزمن

فال الحراري ولذلك االستقرار التام االنهيار حدوث عند إال تدمير أي يحدث االنهيار تجنب يمكن الحمل فانه بفصل .

10للكابالت الحرارية Thermal Characteristic of Cables الخواص

)أ(األعظم التيار :Maximum current capacity حمل

سخونة زيادة عند الكابالت تشغيل تمنع والتي األسباب من العديد هناككذلك , ومنها الكابل تأين ويحدث فقاعات عنه ينتج ربما والذي التمدد في لزوجته التمدد الزيت يفقد وربما الغالف النفجار يؤدي ربما الزيت

من , ويتسرب نتيجة الحراري االستقرار عدم يحدث وقد العليا المستويات السريعة األخيرة الزيادة والظاهرة الحرارة درجة مع العازل في الفقد في

في حدوثها يحتمل ( 33حتى )الكابل ال الكابالت في تحدث ولكن ك ف التأثيرات , ولمنع جهد العظمي األعلى الحرارة درجة تضبط أن يجب الضارة عند في 65للموصل مئوية لزجة درجة بزيوت المغموسة الكابالت .

)ب(الحرارية :Thermal resistance المقاومة

في فرق تتطلب التى الحرارية المقاومة وهي الحراري األوم هي ووحدتهامئوية درجة درجة واحد يساوي واحد الحرارة مقداره للحرارة سريان لتنتج

أي ) ثانية 1واط لكل (جول .

: مقدمة -1إلى المصدر من سليمة بطريقة الطاقة نقل هى الكابالت وظيفة , حيث بالسكان المزدحمة والمناطق المدن فى االستخدام أجهزة عام الى الكبالت استخدام يرجع الهوائية. و الخطوط مد يصعب داخل للعزل الزجاج من طبقتين بين موصل وضع تم حيث 1926 باسم العزل و الموصل من المكونة المجموعة , وعرفت مجرى العازلة للمادة تبعا عامة بصورة الكابالت . وتصنف الكابل

الجهد ضمنيا أو المستخدمة .

: الكابالت مكونات -2واحد بقلب إما الكابالت تصنع Single Core قلوب ثالثة أو قلبين أو

Three-Cores أن عامة بصفة القول ويمكن ذلك من أكثر وربما وخفض التكاليف خفض إلى يؤدي القلب ثالثية الكابالت استخدام

واسهل مرونة أكثر فهو القلب أحادي الكابل أما الجهد هبوط قيمة الموصل من القلب وحيد الكابل ويتكون والتوصيل التركيب في

. (1 ) شكل الخارجية والحماية غطاء و والعازلمادة و العازل و الموصل من فيتكون القلب ثالثي الكابل أما

الربط وحزام الحشو Belt ستارة و Screen والحماية الغطاء و . (3 و2 ) شكال الخارجية

: الكابالت تصنيف -3فولت كيلو11 يساوى أو من أكبر جهد ذات كابالت 3-1 :

من بعض( 4) شكل ويبين بالورق المعزولة األنواع من عادة وهي , الكتان من عزل الكابالت بعض تستخدم , وقد الكابالت هذه

الورق العزل لطبقة ممكن سمك أقل التالي الجدول ويوضح القلب الثالثية الكابالت في استخدامه يتم والذي الجهود لمختلف

مربعة بوصة0.4 يساوى مقطع مساحة ولها .

( )فولت الجهد 33006600

11000( )بوصة السمك

0.12 الي 0.1 0.16 الي 0.130.22 الي 0.16

بالزيت مملوء القلب احادي ( : كابل1) شكل

معدني حجاب ذو ( : كابل2) شكل

قلوب ثالث ذو ( : كابل3) شكل

الشريطية الكابالت وفى Belted Cables كل عزل يتم القلب ثالثية لولبية بطريقة القلوب جميع ربط ويتم بالورق الموصالت دائري شكل على الكابل لتجميع الفراغات حشو يتم ثم لتجميعهم

الورق من إضافي عازل بحزام قلوب الثالثة إحاطة يتم , و المقطع , الرطوبة دخول لمنع رصاصي بغالف إحاطته يتم المغموس, ثم

بالصلب تسليحه فيتم ميكانيكية لقوي سيتعرض الكابل كان وإذا مع الجوت من كسوة أو الخيش من خارجية طبقة وتستخدم ذات الشريطية الكابالت استخدام . وعند واقية مواد استخدام

( بين بوصة0.3) العازل سمك ( يكون ف ك11) قلوب الثالثة المغلفة والطبقة موصل أي وبين الموصالت .

بالورق معزولة ( : كابالت4) شكل(ف ك33 و22) جهد كابالت 3-2

القلب ثالثية الشريطية الكابالت نوع ( من ف ك22) الكابل يتكون في العازل سمك , أما الموصالت ( بين0.45) العازل سمك ويكون ( بوصة0.28 إلى0.24) من فيتراوح القلب أحادي الكابل حالة .

بوصة0.6) يساوي العازل سمك ( يكون ف ك33) الـ فىكابالت وللكسر لتعرضه يؤدى مما للكابل المشاكل بعض تحدث قد ( . ولكن هذه على التغلب تم وقد تلفه تسبب االجهادات أن . وظهر

المعدنى الحجاب ذات بالكبالت المشكلة Screened cable كل بإحاطة الكابالت بعض في . و األرض جهد يؤخذ و مثقب معدني بورق قلب

ويتم قلب لكل الرصاص من مغلقة طبقة هناك تكون األخرى طبقة تستخدم .وقد رابعة رصاص بطبقة معgا قلوب الثالث إحاطة ((2) شكل في موضح هو ) كما قلب لكل منفصلة للتغليف رصاص

نحاسي بشريط المعدني الورق استبدال يتم األحيان بعض فى و .

(ف.وأعلى ك 66) العالى الجهد كابالت 3-3يتم لذلك جدgا كبير القلب الثالثي الكابل يكون الحالة هذه وفى

( القلب )أحادي النوع هذا القلب. وعيوب أحادي الكابل استخدام بما التغليف طبقة في فقد يسبب بالصلب التسليح أن في تتمثل

. وقد تسليحه يتم ال لذلك النحاس في الفقد عن يزيد أو يساوي لها يتعرض التي الحرارة درجة في والتغير األحمال تغير أن وجد

ترتفع عندما المغلفة الدائرية الرصاص طبقة تمدد تسبب الكابل حدوث توالي . ومع تبرد عندما أخرى مرة ترجع وال حرارتها درجة الفقاعات لتكوين يؤدي مما المغلفة للطبقة زائد تمدد ينتج ذلك

للتغلب . وكمحاولة نهائي انهيار حدوث ثم ومن العازلة المادة في وطبقة بيضاوي بموصل الكابالت صنع يتم الظاهرة هذه على

على محكم غير التغليف يكون ثم ومن الدائرة شكل تقارب تغليف . القلب

بنجاح استخدامها يتم قبل من وصفها تم التى المصمتة والكابالت تم اذا اال األعلى بالجهود استخدامها يتم ال . ولكن ف ك66 لجهد

حدوث لتجنب طريقتان .وتوجد الفقاعات تأين مشكلة على التغلب وهما التأين :

زيت باستخدام الفقاعات تكون منع يتم األولى الطريقة فى بالكابالت يسمي الكابالت من النوع . وهذا جدgا رفيع مضغوط

بالزيت المعبأة Oil- filled cable تغذيته يتم المفرغ الموصل وفيه . الخط طول على مسافات على موضوعة خزانات من بزيت

220 جهد عند يعمل القلب أحادي بالزيت معبأ كابل1 شكل ويوضح ف ك .ضغط باستخدام الفقاعات تأين منع يتم الثانية الطريقة فى و

الضغطية بالكابالت الكبالت هذه وتسمى هيدروستاتيكي Pressure Cable مع قلوب ثالث ذى المصمت العادي النوع من تكون والكابالت

إدخال . ويتم مثلثي شكل ذات لها واحدةة تغليف طبقة وجود ضغط عند بالنيتروجين مملوءة الصلب من أنبوبة داخل الكابل

إبقاء على الضغط . ويعمل مربعة بوصة لكل باوند180-200 ا بضغطها صغيرة الفقاعات gعندما ينكمش الرصاص بجعل وأيض

على يعمل الفقاعة داخل الضغط أن إلى باإلضافة. الزيت يبرد بطريقةملحوظة التأين عملية تقليل .

الغازية الكابالت توجد وكذلك Gas cable الورق فيها يستخدم والتى المضغوط النيتروجين استخدام مع الزيت في المغموس أو الجاف

المغلفة الرصاص طبقة داخل مربعة بوصة لكل باوند 200 عند بكفاءة الكابالت هذه تعمل ثم ومن الـتأين عملية إيقاف يتم حتى للفقاعات تكوين أي بدون العليا الجهود عند .

: القلب أحادي كابل وسعوية اإلجهاد -4Dielectric Stress and Capacitance of a Single Core Cable

الحساب طريقة 4-1عزل ثابت ( له5) شكل في الموضح الكابل بافتراضأن )( بدون

هي والشحنة القدرة في فقد ) q ( المحوري الطول ( من )سم لكل قطر بنصف دائرية اسطوانة على جاوس نظرية بتطبيق و X نحصل

: علىمسافة عند الكهربي اإلجهاد هي ) S ( حيث )x( كان وإذا المحور من

)E( العالقة خالل من والغالف الموصل بين الجهد في الفرق هو :

(5) شكلهي الطول من سم لكل السعوية تكون ثم ومن :

cm. per cm. Length إلكتروستاتيكية وحداتعلي نحصل و ، الموصل قطر هي d حيث :

per mile lengthعن وبالتعويض ) q ( بداللة )E( هو اإلجهاد أن نجد :

وهي الموصل سطح عند تحدث العظمي اإلجهاد وقيمة :

هو الرصاص الغالف عند واإلجهاد :لقيمة الموصل عند العظمي القيمة من اإلجهاد سيتغير ثم ومن

عند الغالف. وهناك طريقتان ) مرة من العظمي d/D ( صغريالحصول على توزيع أكثر انتظاما اساسيتان يمكن بواسطتهما

بينية ( أو ) لالجهاد وذلك باستخدام طبقات معدنية داخلية . باستخدام طبقات من المادة العازلة لها ثوابت عزل مختلفة

السعوية في التدرج 4-2 :Capacitance grading بينهما تقسيم بقطر طبقتين من تتكون العازلة المادة أن بافتراض

هي العزل وثوابت1 يساوي 2, 1 (6) شكل في موضح هو كما هو الداخلية الطبقة عند اإلجهاد يكون جاوس نظرية وباستخدام :

يساوي الخاريجة الطبقة في يكون بينما :

(6) شكلثم ومن :

: ولذلكهي العظمي فالقيمة :

Power factor of single core القلب أحادي لكابل القدرة معامل -5cable

هي للعزل النوعية المقاومة أن بافتراض )( معتمدة غير وهي وعند الكابل طول على ثابتة اعتبارها يمكن لذلك اإلجهاد على

متردد جهد مصدر وضع )E( تردد له )w/2( في تيار هناك سيكون يساوي االتجاه نفس )E/R( قيمة حيث الطول من سم لكل )R( هي

العزل لمقاومة الكلية القيمة . ا هناك وسيكون gوهو شحن تيار أيض )CE( حيث )C( سعة هي

درجة( ويوضح90) بزاوية الجهد يسبق والذي القلب احادي الكابلالكلي الحالة. التيار لهذه االتجاهي الرسم( 7) شكل )I( هو

لـ االتجاهي المجموع ) E/R( و)CE( ويسبق الجهد بزاوية )( حيث :

Cot = )E/R( / CE = 1/ CEيساوي للكابل القدرة ومعامل :

P.F. = Watts/ EI = )E2 /R( / EI = )E/R(/I = cos تكون العزل جيدة الكابالت وفى ) ( ا قريبةgذلك وعلى90 من جد

تقريبgا ومساوي جدا صغير الزاوية تمام جيب قيم تكون ) ( حيث ) ( تساوي ) ( ( الدائري بالتقدير .

يساوي العزل في الفقد ويكون :E2 /R = CE2

القلب أحادي لكابل القدرة لمعامل االتجاهي ( : الرسم7) شكل

درجة ومع االجهاد مع القدرة معامل ( تغير9 و8) الشكالن يوضح و . الحرارة

االجهاد مع القدرة معامل في ( : التغير8) شكل

الحرارة درجة مع القدرة معامل في ( : التغير9) شكل

Capacitance of three core القلب ثالثية الشريطية الكابالت سعوية -6cableكابالت لثالث السعة اعتبار يتم القلب ثالثية الكابالت حالة في

بين السعة يكون الشريطية الكابالت . وفى منفصلة القلب أحادية لبعض بعضها الموصالت )Cc( الغالف و الموصالت بين و )CS( كما

السعويات تبديل ( . ويمكن10) الشكل في موضح هو Cc والتى قدرها السعوية المكافئ النجمي الشكل إلى مثلثي شكل تكون C1

تكون أن يجب ذلك يتحقق ( وحتى11) شكل في موضح هو كما . لذلك واحدة األشكال هذه في موصلين إي بين السعوية )Cc+1/2

Cc=1/2C1( أو ) C1= 3Cc( نقطة هي للنجمة المركز نقطة أن حيث هذه أعتبار يمكن األرضي الجهد هو الغالف جهد وألن ، التعادل التعادل لنقطة السعات تعتبر . ولذلك الغالف علي تؤثر السعات

neutral capacitance كالتالي موصل ألي :

Co=Cs+3C2

القلب ثالثية شريطية كابالت في ( : السعويات10) شكل

النجمة إلى المثلثي الشكل ( : تحويل11) شكل 7- Stress of three core cables القلب ثالثي كابل في اإلجهاد

بدقة, وألن االجهاد حساب يمكن ال العازلة المادة تجانس حالة في يكون فال األلياف بسبب متجانسة تكون أن يمكن ال العازلة المادة يوجد القلب ثالثي الكابل في الصيغ, و إلستعمال أهمية هناك قريبة نقطة عند تحدث العظمي اإلجهاد وقيمة دوار كهربي مجال

ذلك . ومع العظمي الجهد قيمة عند الموصل على المركز من أن وجد فقد الكابل لعمر المحدد العامل هو اإلجهاد يكون ال فعادة

وليس األلياف في التدهور ( يبدأ ف ك33) القلب ثالثية الكابالت تصميم يتم ولذلك, الموصالت على العظمي اإلجهاد نقطة عند

المماسية اإلجهادات هذه تتالشي بحيث الكابالت .

Inductance of cable الكابالت مفاعلة -8في الهوائية للخطوط المفاعلة حساب طرق استخدام يمكن

وذلك النتائج في أخطاء هناك سيكون ولكن ، األرضية الكابالت والتقارب السطحية الظاهرة تأثير بسبب Skin and Proximity effects

المسافة تكون الجهد قليلة الكابالت . وفى الغالف وجود وتأثير ال ذلك وعلى الموصالت بأقطار بالمقارنة صغيرة الموصالت بين

قياس األفضل فمن ذلك . وعلى السابقة التأثيرات إهمال يمكن دقيقة وغير صعبة تكون الحسابات ألن إليها االحتياج عند المفاعلة

.السطحية الظاهرة تأثير إهمال فيتم العالي الجهد كابالت في أما

يتم الكابالت هذه مثل وفى العازل سمك ازدياد بسبب والتقارب توصيله يتم معدني بورق احاطتها أو المنفصلة القلوب تغليف

وتؤثر الموصالت إلى تبادلية مفاعلة المعدنية ولألغلفة, بالغالف ونقطة القلوب بين والمفاعلة المقاومة على ملحوظة بطريقة الناتجة التأثيرات االعتبار في األخذ يتم الحالة هذه وفى التعادل

المعدني الغالف عن .

Sheath effects الغالف تأثيرات -9وهما المعدنية األغلفة في الحثية التيارات من نوعان يتولد :

الواحد الكابل غالف على ومساراتها الدوامية الغالف تيارات -1 بعض عن بعضها المعدنية األغلفة عزل يتم عندما حتى وتسري .

األغلفة على تقع ومساراتها الغالف لدائرة الدوامية التيارات -2 األغلفة ترابط يتم عندما وتسري المنفصلة للكابالت المعدنية .

اثنين حالة في الدوامية الغالف تيارات ( تكوين12) شكل ويوضح المعزولة الرصاصية األغلفة ذات القلب أحادية الكابالت من

الموصل تيار المثال سبيل . وعلى والمنفصلة )I( إلى فيض يولد الغالف مقطع خالل أسفل )ABCD( . والفيض التيار يزداد وعندما

من يدور دوامي تيار هناك سيكون A إلى B إلى C إلى D إلى A . عند الدوامي الغالف وتيار A'(( الى للخارج يكون )B'( الطول على

إلى الغالف داخل ثانية مرة الخلف الى و للداخل للغالف الخارجي A . وكمية الفقد بسبب تيارات الغالف الدوامية تكون بقيمة

تكون القلوب قريبة من بعضها البعض ولكن في عظمي عندما مئوية صغيرة من الفقد في الناحية العملية ال تتعدي نسبة

أهمية هو تأثير النحاس مما يمكننا من إهمالها, والـاثير األكثر .I الجهد المتولد بالحث في األغلفة بسبب التيارات

الدوامية الغالف تيارات ( : مسارات12) شكل

Cable faults اإلنهيار وآليات جهد -10من عدد على يعتمد العزل من معين نوع إلنهيار الالزم الجهد

، الحرارة درجة ، األقطاب , شكل للجهد تعرضه فترة مثل العوامل قيمة غازية. واعتماد فراغات وجود أو الرطوبة وجود ، الضغط إجراء يتم ذلك وعلى جدgا هاما عامال يمثل الزمن على الجهد

هذا ومثل الزمن مع الجهد يمثل الذي المنحني لتحديد االختبارات يسمي المنحني )V.T.B( واإلنهيار الزمن و الجهد منحني ويعني

Voltage –Time – Breakdown الغازية الفقاعات تأثير نفس وللرطوبة منحني على )V.T.B( .

في فقاعات أي على تحتوي لن الصنع الجيدة المغموسة والكابالت منحني لها وسيكون البداية )V.T.B( المنحني مثل )A( شكل فى (

ستسبب متغيرة ألحمال الكابل هذا يتعرض عندما ذلك ( ومع13 لن الكابل يبرد وعندما الغالف واستطالة الزيت تمدد و سخونة

فى صغيرة فقاعات تتكون ذلك وعلى األصلي لوضعه الغالف يرجع وارتفاع بالتصادم تأين عملية الفقاعات تكون ويصاحب, التجاويف

األحمال في التغيرات من عدد وبعد. للكابل القدرة معامل في الشكل فى كما العالقة تصبح أن يمكن )B( ا gيحدث أن يمكن وأخير

القيمة من أكبر الكابل على الموضوع الجهد كان إذا إنهيار ( الجديدة النهائية) المقاربة .

(13) شكل

منحني كان إذا ما تحديد يتم وحتى )V.T.B( تعرض فيتم ال أم مستقر له يسمح ثم الكابل يسخن بينما أعلي جهد أو التشغيل لجهد الكابل

اختبار يسمي االختبار هذا ومثل متناوبة بطريقة بالتبريد الجهد عالية الكابالت أنواع كل على تطبيقه ويتم االستقرار .

الضغطية الكابالت فى الفقاعات بإزالة الكابل أداء تحسين ويمكن بالزيت والمعبأة Oil-filled or pressure cables بينا تمنع الكابالت

الهيدروستاتيكي الضغط بواسطة التأين عملية Gas cable الغازية منحنيات لها الكابالت من األنواع هذه وكل )V.T.B( جيدة.

أن وهما للكابالت إنهيار بهما يحدث أن يمكن طريقتان وهناك أو الموصل من عادة تبدأ والتى المتتالية للتجاويف تكون يحدث

ا الغالف gبعدم تتم التى األخري الطريقة وفى األقطاب إلى وأخير القدرة معامل يزيد عندما يحدث والذي الحراري اإلستقرارا

االرتفاع يعمل حيث الحرارة درجة في االرتفاع مع سريعة بطريقة كبيرة بكمية العازل في الفقد زيادة على الحرارة درجة في القليل

حدوث هو اإلنهيار بها يحدث التى الطرق بين الواضح ,والفرق ينهار حتى فستستمر التجاويف تكون يبدا عندما ألنه التجاويف

, وفى العملية إلتمام هام عامل يمثل الزمن أن العلم , مع الكابل حدوث عند إال تدمير أي فاليحدث الحراري االستقرارا عدم حالة

الحمل بفصل االنهيار تجنب يمكن فانه ولذلك التام اإلنهيار .

Thermal Characteristic of Cables للكابالت الحرارية الخواص -11األعظم التيار حمل 11-1 Maximum current capacity:

زيادة عند الكابالت تشغيل تمنع والتى األسباب من العديد هناك ويحدث فقاعات عنه ينتج ربما والذي التمدد ومنها الكابل سخونة

وربما الغالف إلنفجار يؤدي ربما الزيت في التمدد , كذلك تأين يحدث العليا, وقد المستويات من ويتسرب لزوجته الزيت يفقد في الفقد في السريعة الزيادة نتيجة الحراري االستقارار عدم

في حدوثها يحتمل ال األخيرة والظاهرة الحرارة درجة مع العازل , جهد األعلي الكابالت في تحدث ( ولكن ك ف33 حتى) الكابل العظمي الحرارة درجة تضبط أن يجب الضارة التأثيرات ولمنع

لزجة بزيوت المغموسة الكابالت في مئوية درجة 65 عند للموصل .

الحرارية المقاومة 11-2 Thermal resistance :تتطلب التى الحرارية المقاومة وهي الحراري األوم هي ووحدتها

سريان لتنتج مئوية درجة واحد يساوي الحرارة درجة في فرق ( ثانية لكل جول1 ) اي واط واحد مقداره للحرارة .