تتعدد أنواع الأعطال الشائعة في الكابلات وهي ناتج التحميل الكهربائي الزائد أو الأحداث الخارجية المؤثرة على طبيعة عمل الكابلات وتنقل الكابلات الطاقة من خلال حركة الإلكترونات التي تولد تيار كهربي يتناسب عكسيا مع مقاومة السلك و طرديا مع الجهد حيث انه تنخفض قيمة التيار الكهربائي نتيجة ارتفاع المقاومة ونتيجة لذلك تظهر عدد من الأعطال المرتبطة بانهيار العازل نتيجة ارتفاع المقاومة وانخفاض التيار المار حيث تتحكم مساحة مقطع السلك وطولة السلك بين نقطة المصدر والتسليم بالإضافة الى النوع المستخدم في درجة المقاومة ونوع العطل الناتج عنها.
تتعرض الكابلات الكهربائية لمختلف أنواع الأعطال التي قد تؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي، هذه الأعطال يمكن أن تحدث لأسباب متنوعة مثل التآكل، التلف الميكانيكي، التغيرات في درجات الحرارة، ويمكن تلخيص أعطال الكابلات في ثلاث فئات:
التأريض الكهربائي هو عملية إنشاء مسار فعال لتفريغ الكهرباء، حيث يتم توجيه الكهرباء إلى الأرض حيث يمكن تفريغها، تحتوي الأرض على شحنة سالبة يمكنها إلغاء الشحنات الموجبة، تسمح هذه الخاصية للأرض بالعمل كمصرف للطاقة الكهربائية الزائدة، مما يوفر نقطة تفريغ طبيعية، تتضمن معظم الأنظمة الكهربائية سلك أرضي وهو مصمم عمدا للاتصال بالأرض، والاستفادة من قدرتها على تبديد الشحنة الكهربائية الزائدة، بدون التأريض، قد تتراكم الكهرباء داخل الأسلاك أو الأجهزة المتصلة بمستويات عالية بشكل خطير، يشكل ذلك أحد أنواع الأعطال الشائعة في الكابلات.
أنواع الأعطال الشائعة في الكابلات
أقرأ المزيد: حلول مشكلة ضعف الكهرباء
الدائرة القصيرة هي أحد أنواع الأعطال الشائعة في الكابلات، وهي حالة في الدائرة الكهربائية حيث يتدفق التيار الكهربائي عبر مسار أقصر غير مقصود بدلا من اتباع الدائرة، يمكن أن تحدث الدوائر القصيرة بسبب:
هناك نوعان من الدوائر القصيرة، الماس الكهربائي العادي هو النوع الأول، ويحدث نتيجة ملامسة سلك موصول بالطاقة سلك محايد، حيث تنخفض المقاومة على الفور ويبدأ التيار في التحرك في مسار آخر، والنوع الأخر هو الماس الكهربائي بسبب خطأ أرضي، ويحدث نتيجة ملامسة سلك موصول بالطاقة مع سلك أرضي مكشوف.
يمكن أن تتسبب الدوائر القصيرة في حدوث صدمة كهربائية نتيجة ملامسة شخص للسك كما يمكن أ، ينتج عنها حرائق تتسبب في تلف الممتلكات العامة والخاصة.
الدائرة المفتوحة هي أحد أنواع الأعطال الشائعة في الكابلات، وهي الدائرة الكهربائية التي يفشل التيار في التدفق فيها، لا يمكن للتيار أن يتحرك عبر الدائرة إلا إذا واجه مسار غير منقطع، ويشار إليه باسم “الدائرة المغلقة”، عندما يحدث انقطاع في أي مكان في الدائرة، تصبح دائرة مفتوحة، ما يمنع تدفق التيار، عادة ما يكون هذا الانقطاع ميكانيكيا، ويمكن أن يحدث بسبب عوامل مختلفة مثل سلك مكسور أو وجود مفتاح في وضع “إيقاف التشغيل” أو فتيل منفوخ.
في التطبيقات العملية، يمكن أن تتسبب الدوائر المفتوحة في حدوث أعطال في النظام، من تركيبات الإضاءة البسيطة إلى الآلات الصناعية المعقدة، هناك ثلاثة أسباب رئيسية للدوائر المفتوحة:
أنواع الأعطال الشائعة في الكابلات
المواد العازلة موصلات رديئة التوصيل للكهرباء لأنها لا تحتوي على أي إلكترونات حرة، حيث أن الإلكترونات مطلوبة لدعم تدفق التيار الكهربائي، من الاعتبارات المهمة التي يجب مراعاتها عند اختيار المواد العازلة، هي قدرتها على دعم المجال الكهروستاتيكي، مع تبديد الحد الأدنى من الطاقة في شكل حرارة، وتعرف هذه الحرارة أو فقدان الطاقة المبددة، باسم فقدان العزل الكهربائي، وكلما انخفض فقدان العزل الكهربائي، زادت فعالية المادة ” كمادة عازلة”.
إذا أصبح الجهد عبر مادة عازلة كبير جد وأصبح المجال الكهروستاتيكي شديد، تبدأ المادة في توصيل التيار، تسمى هذه الظاهرة “انهيار العازل” .
يمكن ان ينهار العازل نتيجة الجهد الكهربائي الزائد، وذلك عندما يتجاوز الجهد الكهربائي المطبق على العازل قيمة معينة تسمى “جهد الانهيار”، فإن العازل يفقد قدرته على العزل، كما تتسبب الحرارة الزائدة في ذلك، حيث يؤدي ارتفاع درجة حرارة العازل إلى تقليل مقاومته الكهربائية، ما يجعله أكثر عرضة للانهيار.
تعد الرطوبة كذلك هي أحد أسباب انهيار العازل، إذ تزيد الرطوبة من درجة التوصيل الكهربي للعازل، ما يقلل من جهد الانهيار، كما تقلل الشقوق أو الثقوب في العازل من مسار التيار الكهربائي، بطريقة تزيد من احتمال حدوث انهيار، وتزداد هذه الاحتمالية في حال وجود مواد تلوث سطح العازل بدرجة تقلل من مقاومته الكهربائية.
يمكن أن يؤدي انهيار العازل إلى تلف الأجهزة الكهربائية بسبب التيار الزائد والحرارة الناتجة، قد تتسبب هذه الحرارة في نشوب الحرائق، في حال وجود مواد قابلة للاشتعال بجوار نقطة انهيار العزل.
نتيجة تلامس الأسلاك المحملة بالشحنات مع الجسم البشري بشكل مباشر نتيجة الانهيار، ينتج عن ذلك دائرة قصيرة وعملية تأريض، تتسرب فيها الطاقة الكهربائية من الدائرة عبر الجسم إلى الأرض، ما يؤدي إلى حدوث صدمة كهربائية أو صعق، وفق قوة التيار المتسرب وفرق الجهد، يعد ذلك أحد أنواع الأعطال الشائعة في الكابلات.
أنواع الأعطال الشائعة في الكابلات
أقرأ المزيد: كيفية اختيار جهاز فحص كابلات مناسب
تشكل الأضرار الميكانيكية أحد أنواع الأعطال الشائعة في الكابلات ونسبة كبيرة منها، قد تكون بعض هذه الأضرار طفيفة وقت حدوثها ولا تؤدي إلى حدوث عطل على الفور، ومع ذلك، فقد تتطور إلى عطل بعد أشهر أو حتى سنوات، وتشمل الأسباب الرئيسية للأضرار الميكانيكية، الشد المفرط أثناء السحب الميكانيكي، البناء على مسار الكابل أو بالقرب منه، الاهتزازات الناتجة عن المركبات المارة، الضرر الناتج عن ظواهر طبيعية، مثل تمدد المطاط العازل، ما يتسبب في حدوث تشقق أو تأكل غلاف الكابل.
يمكن أن تتسبب عمليات التصميم والتصنيع الرديئة لرؤوس الكابلات والمفاصل الوسيطة في حدوث أعطال في الكابلات، يشمل ذلك، استخدام تصميم غير مناسب لتوزيع المجال الكهربائي أو اختيار مواد غير مناسبة، تنفيذ تركيب غير الصحيح للكابلات.
تشكل الظواهر الجوية والظروف البيئية أحد أطراف المعادلة، حيث تتسبب درجات الحرارة المرتفعة، في تمدد الأسلاك الأسلاك الداخلية والعازل، ينتج عن ذلك، ارتفاع درجة المقاومة في السلك، ومع تزايد التحميل، يزداد التيار المطلوب للتدفق، وفي ظل ارتفاع المقاومة نتيجة زيادة طول السلك ونقص المقطع العرضي، يتسبب ذلك في توليد حرارة تؤدي إلى حدوث عطل بالضرورة، وذلك دون النظر إلى اعتبارات، تمدد العازل وظهور الشقوق المؤدية للتآكل، ويعد ذلك أحد أنواع الأعطال الشائعة في الكابلات.
تتسبب الظواهر الجوية كذلك في أوقات الشتاء، في توليد الرياح القوية والأعاصير، الأمر الذي يولد ضغط ميكانيكي على الأسلاك، يؤدي إلى فقد قدرتها على العمل ونقل الطاقة.
تتعدد أنواع الأعطال الشائعة في الكابلات وتتطلب جميعها اتباع أسلوب وقائي للحد من أثارها المدمرة التي تنتج في حال حدوثها وإهمال معالجتها ما يجعل منها أولوية قصوى في حال ظهورها حيث يستوجب ذلك استدعاء فرد متخصص لتوفير الحل المناسب.
