تصميم موصلات (كابلات / قضبان) التغذية الرئيسية

تصميم موصلات (كابلات / قضبان) التغذية الرئيسية (الجزء الثاني)

تصميم موصلات (كابلات / قضبان) التغذية الرئيسية
تصميم موصلات (كابلات / قضبان) التغذية الرئيسية

يتناول المقال أعمال تصميم موصلات التغذية الرئيسية للجهد المتوسط والمنخفض في المباني والمنشآت وأنواع الموصلات والقضبان مع وجود أمثلةتطبيقية لأعمال التصميم.

كابلات / قضبان التغذية الرئيسية للجهد المنخفض

1- القضبان المدمجة

تمد نظم القضبان المدمجة شكلا من أشكال نظم التغذية الكهربائية التي يمكن أن تمتد في جميع أرجاء المبني لتوصيل الكهرباء من مصدر التغذية المتاح إلي الأحمال كل فيمكانه. ويزكي استخدام هذه القضبان في الأماكن كثيفة الأحمال الكهربية (مثل المصانع والمباني الإدارية والتجارية الكبيرة وكبيرة الارتفاع)أو الأماكن التي يتقرر استخدامها بشكل مختلف عن الغرض الأصلي الذي أنشأت من أجله ولا يمكن تغييرمسارات مجاري الأسلاك والكابلات الكهربائية التي كانت موجودة بها أصلا كي تناسب الاستخدام الجديد للمبني.

والقضبان المدمجة عبارة عن موصلات معزولة عن بعضها البعض وعن جسمها الخارجي الذي عادة ما يكون عبارة عن غلاف معدني وأحيانا ما يكون مادة عازلة مصبوبة. ومجموعة القضبان المدمجة المكونة لشبكة توزيع داخلية في مبني ما يمكن تمثيلها بشجرة التي تمثل القضبان ذات السعة الكبيرة ساقها بينما تكون القضبان ذات السعات الصغيرة ممثلة للفروع الكبيرة والفروع الصغيرة التي يقل مقاسها كلما زاد تفرعها بعيدا عن الساق.

تصنع الموصلات المستخدمة في القضبان المدمجة أمام النحاس أو من الألمونيوم عالي النقاوة. أما الغلاف المعدني للقضبان المدمجة فغالبا ما يكون من الصاج المجلفن أو من الألمونيوم المشكل بالكبس وتصنع القضبان وتختبر بالكامل في المصانع المتخصصة وتنقل إلي المواقع التي سيتم تركيبها فيها كاملة الملاحة للتركيب. ويكون الجزء الأساسي من القضبان المدمجة عبارة عن وصلات مستقيمة ذات أطوال قياسية غالبا ما تكون 2 أو 3 أمتار.

تمدد القضبان في المباني إما مثبتة علي الجدران أو الأسقف أومعلقة من الأسقف ونظرا لأن القضبان يمكن أن تعبر من غرفة إلي غرفة فينفس الطابق ومن طابق إلي طابق في المباني متعددة الطوابق فإنها تصنع علي شكل وصلات تحتاج إلي أنواع عديدة من القطع التكميلية التي تستخدم في توصيلها إلى مصادر التغذية والأحمال ومعدات القطع والوقاية وتوصيلها ببعضها البعض وتغيير مساراتها أفقيا وراسيا حسب ظروف المكان.

  • مكونات نظم القضبان المدمجة
  • 3 4 5 6

تصنع القضبان المدمجة بمقاسات مختلفة تتراوح سمتها ما بين 25 أمبيرو 5000 أمبير انظر شكل (9). ومنها ما يستخدم كموزع لتغذية مجموعة من وحدات الإنارة أقل غرفة محدودة المساحة وما يستخدم كناقل لربد أطراف الجهد المنخفض بمحول توزيع بلوحة التوزيع العمومية الخاصة به. ومنها أيضا ما يستخدم في ربط لوحات التوزيع العمومية بواحدة أو أكثر من لوحات التوزيع الفرعية ويوضح شكل (10) مكونات نظام القضبان المدمجة.

عند استخدام قضبان لتغذية لوحة توزيع فرعية واحدة من لوحة توزيع عمومية فإن هذه القضبان تكون من النوع الناقل (Feeder Type Bus Duct) أما القضبان التي تستخدم لتغذية مجموعة من لوحات التوزيع الفرعية من لوحة عمومية فتكون من النوع الموزع (Feeder Type Bus Duct) ويوضح الشكل (11) مقاطع مستعرضة في ثلاثة أنواع من القضبان المدمجة تتراوح سعتها لنقل التيار مابين 600 أمبيرو 5000 أمبيرو جميعها من نوع مناسب للتركيب داخل المبني (Indoor Type). ويوضح الشكل (12) قطاعات مستعرضة في مجموعة مماثلة من القضبان ولكنها جميعها صالحة للتركيب خارج المبنى (outdoor Type) وكما هوواضح من الشكل فإن الفارق مابين مجموعة القضبان في (أ) من الشكل وتلك الموجودة في (ب) هوفقط كيفية تثبيتها.

ويختلف تصميم القضبان المدمجة طبقا لعدد موصلاتها والذي يتحدد بصفة أساسية طبقا لنوع الحمل ونوع نظام التوزيع الذي ستستخدم فيه القضبان ويوضح الشكل (13) قطاعات مستعرضة في أربعة أنواع من القضبان جميعها مناسبة للاستخدام في شبكات التوزيع ثلاثية الأطوار إلا أنها تتباين فيما بينها كالآتي :

* مجموعة القضبان في شكل (أ) ثلاثية الموصلات، والموصلات جميعها خاصة بالأطوار الثلاثة لمصدر التغذية ولا يوجد بها موصل لخد التعادل. ويستخدم الغلاف المعدني لهذه القضبان كموصل تأريض وهو يكافئ من ناحية المقاومة الكهربية موصل له

            

شكل رقم (8) رسم تخطيطي لنظام توزيع متكامل يستخدم القضبان المدمجة

شكل رقم (9): قطاعات مستعرضة في أربعة أنواع من القضبان المدمجة ثلاثية الأطوار

  • قضبان مدمجة ثلاثية الأطوار رباعية الموصلات
  • لا يوجد موصل خاص للأرضي
  • يوجد موصل خاص للأرض مساو لنصف مساحة قطاع أي من موصلات الأطوار
  • مجموعة قضبان ثلاثية الأطوار وثلاثية المواصلات
  • لا يوجد موصل تعادل
  • الغلاف يستخدم كأرضي ويكافئ نصف مساحة قطاع أي من موصلات الأطوار
  • مجموعة قضبان ثلاثية الأطوار خماسية الموصلات .
  • موصل التعادل مماثل لموصلات الأطوار.
  • موصل خاص للأرض مساو لنصف مساحة قطاع أي من موصلات الأطوار.
  • مجموعة قضبان ثلاثية الأطوار ورباعية الموصلات .
  • موصل التعادل مماثل لموصلات الأطوار.
  • الغلاف يستخدم كأرضي ويكافئ نصف مساحة قطاع أي من موصلات الأطوار.

 

جدول رقم (14) : الظروف القياسية لتشغيل الكابلات المعزولة (PVC)

70 deg c Maximum sustained conductor temperature
25 deg c Groung temperature
25 deg c Abdient air temperature (free air – shaded)
1.2k. m/w Ground thermal resistively
500 mm Depth of laying to top of cable or duct

 

جدول رقم (15): معامل التصحيح حسب عمق دفن الكابلات المعزولة (PVC) في نظم مد مختلفة

In Single Way ducts Direct in ground Depth of laying
1 1 500
0.97 0.97 800
0.96 0.95 1000
0.95 0.94 1250
0.94 0.93 1500
0.93 0.92 2000

 

جدول رقم (16): معامل التصحيح حسب المقاومة الحرارية للمكان الممدود فيه الكابل المعزول (PVC)

In Single Way ducts Direct in ground Thermal resistively (km/ w)
1.04 1.08 1
0.96 0.93 1.5
0.88 0.83 2
0.87 0.78 2.5

 

جدول رقم (17): معامل التصحيح طبقا لعدد الكابلات المعزولة (PVC) في المجموعة والبعد بينهما محوريا

Correction factor
In single way ducts Direct in ground No of cables in group
Axial spacing (mm) Axial spacing (mm)
600 450 300 Touching 450 300 150 Touching
0.96 0.95 0.93 0.9 0.93 0.91 0.87 0.81 2
0.93 0.9 0.87 0.82 0.87 0.84 0.78 0.7 3
0.91 0.89 0.85 0.78 0.86 0.81 0.74 0.63 4
0.9 0.87 0.82 0.75 0.83 0.78 0.7 0.59 5
0.9 0.86 0.81 0.81 0.82 0.67 0.67 0.55 6

 

 

شكل رقم (11): مقطع مستعرض في ثلاثة قضبان مدمجة ذات سعات مختلفة ومن نوع مناسب للتركيب داخل المباني

شكل رقم (12): قطاع مستعرض في مجموعة من القضبان المدمجة المناسبة للتركيب خارج المباني

ضعف مقاومة موصلات الأطوار. ويراعيفي تصميم هذا النوع من القضبان المحافظة علي استمرارية الاتصال الكهربي بين جميع الوصلات والقطع المكونة لشبكة التوزيع. وهذا النوع من القضبان لا يصلح للاستخدام إلا مع الأحمال ثلاثية الأطوارأو الأحمال أحادية الطور التي تعمل علي جهد الخط وليس جهد الطور.

  • مجموعة القضبان في شكل (ب) مكونة من أربعة موصلات ثلاثة منها متماثلة وخاصة بأطوار مصدر التغذية وأما الموصل الرابع فخاصبخط الأرضي الوقائي (protective earth conductor ) ومساحة مقطعة نصف مساحة أي من موصلات الأطوار. ولا يستخدم الغلاف المعدني لهذه القضبان لأغراض التأريض نظرا لأن تصميم القضبان لا يضمن استمرارية الاتصال الحربي بين أغلفة الأجزاء المختلفة المكونة لشبكة التوزيع. ونظرا لعدم وجود موصل لخط التعادل فإن هذا النوع من القضبان أيضا لا يصلح للاستخدام إلا مع الأحمال ثلاثية الأطوار أو الأحمال أحادية الطور التي تعمل علي جهد الخط وليس جهد الطور.
  • القضبان في الشكل (ت) تتكون من أربعة موصلات متماثلة ثلاثة منها خاصة بأطوار مصدر التغذية والرابع خاص بخد التعادل. آما الغلاف المعدني فيمكن أن يستخدم لأغراض التأريض فقد إذ ا كان تصميم القضبان يضمن استمرارية الاتصال الحربي بين مكونات نظام التوزيع فإن الغلاف المعدني يعتبر خط الأرضي ومقاومة هذا الغلاف تساوي ضعف مقاومة موصلات الأطوار.
  • القضبان في الشكل (ث) تشتمل علي خمسة موصلات أربعة منها متماثلة والخامس له نصف مساحة مقطع أي من الموصلات الأربعة. وتخصص الموصلات الأربعة المتماثلة لأطوار نظام التغذية الثلاثة ولخط التعادل. أما الموصل الخاص فخاص بخط التأريض الوقائي.

(ب) قضبان التغذية (feeder bus duct) لايمكن أخذ أي تغذية فرعية من قضبان الأغذية العمومية حيث أنها مزودة بطرفي توصيل فقط أولهما يكون ناحية مصدر التغذية وثانيهما يكون ناحية الحمل. ولا تصلح أطراف الوصلات والقطع المكونة للقضبان إلا لربطها ببعضها البعض. ويوضح الشكل (14) رسما تخطيطيا لإحدى وصلات قضبان تغذية.

 

شكل رقم (10) مكونات نظام القضبان المدمجة

1 صندوق قضبان

2 وصلة تمدد

3 وصلة مرنة

4 صندوق حرف T

5 صندوق تعامدي

6 صندوق حرف L

7 صندوق وسميط

8 فلاشة نهاية

9 وحدة نهاية مغذي حتى 16 مم 2

10 وحدة نهاية مغذي حتى 3,5 مم 2

11 وحدة مغذي في المركز حتى 70 مم 2 مزود بمصاهر ثلاثية مزدوجة

12 وحدة مغذي في المركز حتى 70 مم 2 بدون مصاهر

13 وحدة انتقال (وحدة تفريغ من نظام أكبر)

14 وحدة تفريغ

15 فلاشة تحميل وحمالة تعليق

6 حمالة تثبيت

شكل رقم (15) قضبان توزيع مزودة بمخارج علي شكل مقابس

جدول رقم (18): معامل التصحيح طبقا لدرجة حرارة الهواء المحيط بالكابل المعزول (PVC)

 

Ground temperature (deg c)

 

Maximum conductor temperature (90 degc)
40 35 30 25
0.74 0.8 0.85 0.9 correction factor

 

(ت) قضبان التوزيع (Distributor bus duct)

تصمم قضبان التوزيع والتي يمكن توصيل أحمال عليها من مخارج مركبة بين بدايتها ونهايتها بعيث تكون بها مخارج علي مسافات منتظمة علي كامل طولها. ويوجد نوعان من هذه القضبان وذلك بناء علي شكل المخارج الموزعة علي طولها. يكون المخرج في النوع الأول علي شكل مقبس مهيئ لاستقبال قابس الدائرة الفرعية المغذية للحمل. وكما هوموضح في الشكل (15). أما النوع الثاني فيزود بمخارج ذات أطراف توصيل بارزة كما هوموضح في الشكل (16). ولايترك النوع الأخير من المخارج مكشوفا وإنما يوضع داخل علب معدنية تصمم خصيصا لتركيب القواطع الآلية أو المصاهر المناسبة بداخلها لوقاية الدائرة الضرعية التي ستغذي من المخرج وتكون هذه العلب مزودة عادة بأبواب محكمة الفلق وبها آلية تأمين تمنع فتح الباب قبل حصل دائرة المخرج من خلال القاطع الموجود بداخلها .

شكل رقم (14) وصلة قضبان تغذية

شكل رقم (16) قضبان تزويغ مزودة بمخارج علي شكل أطراف بارزة مناسبة لربط أطراف موصلات الدوائر الفرعية أو وسائل حمايتها مباشرة معها.