دليل تركيب الكابلات القوية مقابل الضعيفة

1. المفهوم والخصائص: الفرق الجوهري بين ناقل الطاقة وناقل المعلومات

لا يكمن الفرق الجوهري بين الكهرباء القوية والضعيفة في قيمة الجهد فحسب، بل يكمن أيضًا في الخصائص الفيزيائية والوضع الوظيفي. يتكون نظام الطاقة القوي بشكل أساسي من 220 فولت/380 فولت تيار متردد بتردد ثابت 50 هرتز، ووظيفته الأساسية هي نقل الطاقة الكهربائية. يركز هيكل الكابل على قوة العزل وقدرة تحمل التيار، وتشمل النماذج الشائعة خط BV، وكابل YJV، إلخ.

يغطي نظام التيار الضعيف النطاق العريض والهاتف وإشارات الأمان وما إلى ذلك. عادة ما يكون الجهد أقل من جهد أمان 36 فولتولكن يمكن أن يصل التردد إلى مستوى MHz. على سبيل المثال، كابل شبكة CAT6، والكابل المحوري، وما إلى ذلك، فإن التركيز في التصميم دقة الإشارة ومكافحة التداخل.

على المستوى الفيزيائي، سيشكل المجال المغناطيسي القوي الناتج عن التيار العالي لكابل الطاقة القوي التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) لإشارة الطاقة الضعيفة. ينص المعيار الوطني GB50303 بوضوح: يُمنع منعًا باتًا وضع كابلات الطاقة القوية والضعيفة في نفس الأنبوب، ويجب أن تكون المسافات المتوازية ≥300 مم، ويجب أن تكون الزاوية ≥60 درجة عند العبور لتقليل تداخل الاقتران.

2. اختيار المواد: التصميم المستهدف لقوة العزل وفعالية التدريع

اختيار كابل الجهد العالي التركيز الأساسي هو قدرة الاستيعاب الآمنة للتيار ودرجة العزل. في توزيع الطاقة في المنازل، يجب أن تستخدم دوائر الإضاءة أسلاكًا نحاسية أساسية نحاسية 1.5 مم²، ويجب أن تكون المعدات عالية الطاقة مثل مكيفات الهواء مزودة بأسلاك مستقلة مخصصة 4 مم² لضمان عدم ارتفاع درجة حرارة الطبقة العازلة وفشلها تحت الحمل الكامل.

تؤكد المواصفة القياسية IEC 60811-606 على: إذا تجاوز انحراف الكثافة لطبقة العزل 5%، فسيتم الحكم عليه بأنه غير مؤهل، لأن انخفاض الكثافة سيؤدي إلى انخفاض قوة العزل الكهربائي وزيادة خطر الانهيار.

كابلات الجهد الضعيف يجب أن تتطابق هيكل التدريع وأداء الإرسال. يمكن اختيار ثلاثة أنظمة تدريع وفقًا لبيئة التداخل:

• واقي من رقائق الألومنيوم: مناسبة لبيئات التداخل عالية التردد (مثل معدات تحويل الترددات المجاورة)، يتم تحقيق تغطية 100% من خلال شريط مركب من الألومنيوم والبلاستيك
• تدريع منسوج: يتم استخدام شبكة الأسلاك النحاسية المعلبة لتوفير ≥90% معدل التدريع ومقاومة الانحناء، ومناسبة لسيناريوهات الأسلاك المتنقلة
• التدريع المركب: تدريع مزدوج من رقائق الألومنيوم + شبكة نحاسية مزدوجة، يستخدم في المناطق الحساسة للغاية مثل مراكز البيانات.

3. العزل السلكي: الفصل المكاني هو خط الدفاع الأول ضد التداخل

العزل المكاني الموحد هو حجر الزاوية في التعايش بين الكهرباء القوية والضعيفة. وينبغي اتباع مبدأ العزل ثلاثي المستويات أثناء البناء:

• العزل الهرمي: عندما يتم وضع أحواض كبلات الطاقة القوية والضعيفة في طبقات عمودية، يكون التباعد ≥300 مم؛ وعند وضع الكبلات على نفس الطبقة، يتم توسيع التباعد إلى 500 مم
• الحماية المتقاطعة: عند التقاطع الحتمي، يجب لف كابل الطاقة الضعيف بـ شريط واقي من رقائق القصدير، وطول التغطية يتجاوز 200 مم على جانبي أنبوب الطاقة القوي
• التباعد الطرفي: في لوحة المقابس، يكون التباعد الأفقي بين مقابس الطاقة القوية والضعيفة ≥500 مم لتجنب اقتران إشارة المعدات الطرفية (مثل جهاز التوجيه ومقبس تكييف الهواء).

تُظهر القياسات الفعلية لمشروع المنزل الذكي أنه عند زيادة التباعد المتوازي بين كابل الشبكة وكابل الطاقة من 100 مم إلى 300 مم، ينخفض معدل خطأ البت في الشبكة بمقدار 90%، مما يثبت فعالية العزل المكاني.

4. تكنولوجيا التدريع: نظام الدفاع الكهرومغناطيسي لنظام الطاقة الضعيف

ضعف فعالية التدريع الواقي من الطاقة يحدد مباشرة جودة الإشارة. تُظهر حالة الهندسة الكهربائية للسفن أن الجهد المستحث لكابل التحكم غير المحمي بالقرب من الطاقة القوية يمكن أن يصل إلى 5Vبينما ينخفض إلى أقل من 0.3 فولت بعد التدريع الشبكي النحاسي.

تشمل تدابير التدريع الرئيسية ما يلي:

• معالجة التأريض: يجب تأريض طبقة التدريع عند نقطة واحدة لتجنب تشكيل حلقة تأريض؛ يمكن أن يقلل التأريض الاحتياطي الأساسي من جهد التداخل بأكثر من 40%
• تخطيط المسار: يجب إبقاء خط التيار الضعيف ≥1 متر بعيدًا عن مصادر التداخل القوية مثل العاكسات و UPS. إذا تعذر تجنب ذلك، فيجب حمايته بواسطة أنابيب فولاذية مجلفنة
• عزل التقسيم: يتم فصل حلقات الإشارات عالية/منخفضة المستوى (مثل إنذارات الحريق وموسيقى الخلفية) بواسطة كابلات مستقلة لتجنب التداخل.

تتميز طبقة التدريع المضفرة الجديدة المصنوعة من سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم (مثل سلسلة 3M™) بالمرونة والنفاذية المغناطيسية العالية، والتي يمكنها تخفيف التداخل عالي التردد عن طريق 60 ديسيبل.

5. الأنابيب ومدها: التنفيذ الموحد للحماية الميكانيكية

نظام الأنابيب السلكية هو "السترة الواقية من الرصاص" للكابل. يجب تثبيت الأنبوب السلكي المفتوح بمشبك أنبوب مفتوح، ويتم تدرج التباعد وفقًا لقطر الأنبوب: 1.0 متر للأنبوب φ20 و1.5 متر للأنبوب φ40. تتم إضافة مشابك الأنابيب عند الانحناءات، ≤150 مم من نقطة منتصف الكوع.

عملية خيوط الأنابيب يجب الالتزام الصارم بثلاثة مبادئ

• التحكم في السعة: تبلغ مساحة المقطع العرضي الكلية للأسلاك في أنبوب السلك الواحد ≤ 40% من مساحة المقطع العرضي للأنبوب (على سبيل المثال، يمكن لأنبوب PVC φ20 أن يمرر ما يصل إلى 4 أسلاك 2.5 مم²)
• معيار السلك الحي: عندما يتجاوز طول الأنبوب المستقيم 30 مترًا أو عندما يكون هناك انحناءان متتاليان، يجب تركيب صندوق أسلاك لضمان القدرة على سحب الأسلاك واستبدالها
• نصف قطر الانحناء: يبلغ نصف قطر الانحناء للأنبوب المخفي ≥ 6 أضعاف قطر الأنبوب (على سبيل المثال، يتطلب أنبوب φ25 كوع R150 مم) لمنع الكابل من الالتواء بالداخل.

عند تقاطع الكهرباء القوية والضعيفة، يجب أن تستخدم أنابيب التيار الضعيف أنابيب الصلب المجلفن وأرضي في كلا الطرفين لتشكيل تأثير تدريع قفص فاراداي. يمكن استخدام أنابيب PVC المثبطة للهب في المقاطع التقليدية، ولكن يجب أن يكون مؤشر الأكسجين ＞ 32% (معيار الاختبار GB/T2408).

6. السلامة والقبول: من حماية التأريض إلى التشخيص الذكي

نواة الأمان لنظام الطاقة القوي هو حماية التأريض. يجب أن يستخدم سلك الحماية PE في صندوق التوزيع سلكًا بلونين أصفر وأخضر، ويجب أن تكون قيمة اختبار المقاومة ≤0.5MΩ. التباعد المتوازي بين الأنابيب الكهربائية وأنابيب الغاز هو ≥100 مم، و≥50 مم عند التقاطع.

نظام تيار ضعيف يركز على التحقق من الإشارة:

• اختبار التوهين من طرف إلى طرف: تستخدم الشبكة جهاز اختبار FLUKE لإجراء اختبار التوهين من طرف إلى طرف
• تعريف الملصق: يتم لصق ملصقات سلسلة SDR 3M على طرفي كل كابل، مع الإشارة إلى "نوع التيار الضعيف-الغرفة-رقم التسلسل" (مثل TV-Living-01)
• استمرارية الدرع: استخدم مقياس متعدد لقياس مقاومة طبقة الدرع لضمان التوصيل الكامل.

اختبار التحميل خطوة بخطوة يُستخدم في مرحلة القبول: يتم تشغيل خط التيار القوي عند الحمل المقنن 80%/100%/115% لمدة ساعتين لكل منهما، ويراقب ارتفاع درجة الحرارة؛ ويتم اختبار خط التيار الضعيف لمعدل فقدان الحزمة لمدة 72 ساعة عند عرض النطاق الترددي الكامل.

تباعد غير كافٍ بين التيار القوي والضعيف لا يزال الانتهاك الأكثر شيوعًا في الموقع (وهو ما يمثل 35% من أوامر التصحيح)، ويؤدي عدم وجود طبقة تأريض واقية إلى زيادة معدل فشل التيار الضعيف بمقدار 70%. يقلل بناء العزل القياسي للكهرباء القوية والضعيفة من معدل التشغيل الخاطئ لأنظمة المنزل الذكي عن طريق 90%، ويقلل من مخاطر الحرائق الكهربائية عن طريق 50%.

إن جوهر التعايش بين الكهرباء القوية والضعيفة هو التعايش المتناغم بين الطاقة والمعلومات. من "المعايير المزدوجة للعزل والتدريع" في اختيار المواد، إلى "أولوية الفصل بين المساحات" في الأسلاك، إلى "التحقق المزدوج من الحمل والإشارة" في القبول - هذا النظام الدفاعي ثلاثي المستويات يبني جين السلامة الكهربائية للمباني الحديثة. لا يمكن تحقيق التكامل الآمن إلا من خلال الالتزام بحدود المواصفات.