تحليل فني معمق لعملية تجعيد أسلاك التوصيل: العمليات الأساسية للوصلات الأنبوبية وحلقات الحماية

تحليل فني معمق لعملية تجعيد أسلاك التوصيل: العمليات الأساسية للوصلات الأنبوبية وحلقات الحماية

تُعدّ أطراف التوصيل مكونات أساسية في حزم الأسلاك، إذ تُمكّن من التوصيلات الكهربائية ونقل التيار والإشارات. وتؤثر جودة وصلات التثبيت فيها بشكل مباشر على موثوقية الحزمة ومتانتها وسلامتها. وبناءً على التصميم الهيكلي، تُصنّف أطراف التوصيل بشكل رئيسي إلى فئتين: أطراف مفتوحة (أو ذات تصميم مفتوح) وأطراف مغلقة (أنبوبية). تُستخدم الأطراف المفتوحة بشكل أساسي في حزم الأسلاك التقليدية ذات الجهد المنخفض، حيث تُعدّ عملية التثبيت راسخة ومُتقنة. في المقابل، أصبحت الأطراف المغلقة، بفضل هيكلها المُغلق بالكامل الذي يوفر قوة ميكانيكية فائقة، وإحكامًا مُحسّنًا، ومقاومةً أفضل للاهتزازات، الخيار الأمثل لحزم الأسلاك ذات الجهد العالي في مركبات الطاقة الجديدة. في الوقت نفسه، ولتلبية متطلبات التوافق الكهرومغناطيسي الصارمة لأنظمة الجهد العالي، برز تثبيت حلقات الحماية كعملية تصنيع أساسية لحزم الأسلاك ذات الجهد العالي. تهدف هذه المقالة إلى تقديم دراسة تفصيلية لطرق التجعيد السائدة للأطراف الأنبوبية وحلقات الحماية في حزم الأسلاك ذات الجهد العالي، وتقديم إرشادات مهنية لاختيار العملية ومراقبة الجودة.

أولاً: شرح مفصل لطرق تجعيد الأطراف الأنبوبية المغلقة

تهدف عملية تثبيت أطراف التوصيل الأنبوبية بالضغط إلى إنشاء اتصال دائم ومتين ومثالي كهربائيًا بين جدار أسطوانة الطرف وأسلاك التوصيل من خلال تشوه بلاستيكي مُتحكم به. تشمل معايير التقييم الأساسية لهذه العملية تحليل المقطع العرضي (تقييم نسبة ملء تشوه السلك، وارتفاع النتوءات، وعرض الضغط، وما إلى ذلك) واختبار قوة الشد الميكانيكية.

1. التجعيد السداسي

• المبدأ والتطبيقتعتمد هذه الطريقة على تطبيق ضغط منتظم من ستة اتجاهات شعاعية عبر قالب دقيق، مما يؤدي إلى انكماش الأسطوانة الطرفية الدائرية بشكل متساوٍ حول الموصل. وهي مناسبة بشكل أساسي لـ الموصلات ذات المقطع العرضي الكبير التي تبلغ مساحتها 8 مم² وما فوق، مما يتطلب تطابقًا ممتازًا بين مساحة المقطع العرضي للموصل والقطر الداخلي للطرف.

• النقاط الرئيسية للعمليةيجب أن تكون عملية التجعيد موحدة ومضبوطة، ويتم تنفيذها عادةً باستخدام معدات هيدروليكية لمنع حدوث تشققات دقيقة في طرف التوصيل نتيجة الإجهاد المفرط المفاجئ، غالبًا ما تستخدم عملية تطوير النماذج الأولية مكابس هيدروليكية سداسية سريعة التغيير، بينما يستخدم الإنتاج الضخم آلات تجعيد هيدروليكية آلية متخصصة. ينتج عن ذلك مقطع عرضي سداسي منتظم ذو كثافة أسلاك ممتازة ومساحة توصيل فعالة كبيرة.

• المزايا: توزيع الإجهاد بشكل منتظم، وقوة ميكانيكية عالية عند نقطة الاتصال، ومقاومة كهربائية منخفضة، وموثوقية مثالية على المدى الطويل.

2. التجعيد السداسي ثنائي النقاط

• المبدأ والتطبيقتعتمد هذه الطريقة على التجعيد السداسي بإضافة نقطتي ضغط إضافيتين أعمق في المنطقة المركزية لمنطقة التجعيد. وهي مصممة للموصلات من 8 مم² وما فوق حيث تكون مساحة المقطع العرضي للموصل أصغر قليلاً من القطر الداخلي للطرف.

• النقاط الرئيسية للعمليةتُحدث نقطتا الضغط المركزيتان تشوهًا موضعيًا أكبر، مما يضمن تلامسًا وثيقًا بين الأسلاك وجدار الطرف حتى في وجود فجوات صغيرة. تتطلب هذه العملية دقةً عاليةً وثباتًا من معدات التجعيد، حيث توفر الآلات المستوردة عالية الجودة ميزةً في كثير من الأحيان. حاليًا، ونظرًا للتحسين المستمر للمعايير الوطنية لأسلاك الجهد العالي، تُعتمد هذه الطريقة على نطاق واسع نظرًا لمرونتها الممتازة.

• المزايا: تحمل أعلى لتفاوتات التوصيل بين السلك والطرف، مما يوفر أداءً مستقرًا للاتصال الكهربائي مع الحفاظ على قوة السحب المطلوبة.
  
  
  

3. التجعيد من النوع MW

• المبدأ والتطبيق: شكل مُحسَّن من وصلة التجعيد السداسية ثنائية النقاط، حيث يشبه الشكل النهائي بعد التجعيد مزيجًا من الأحرف "M" و "Wddhhh. ويتم تطبيقه على موصلات 8 مم² وما فوق بمساحة مقطع عرضي أقل قليلاً من القطر الداخلي للطرف.

• النقاط الرئيسية للعمليةتستخدم عملية التجعيد من نوع MW تصميمًا فريدًا للقالب لتعزيز تدفق المعدن بشكل أفضل. فهي تُحقق تجعيدًا عالي القوة مع تحكم أفضل في تشوه الأطراف وتقليل مناطق التصلب الزائد. تتميز جودة المقطع العرضي بالجودة الفائقة، مع تضمين موحد للأسلاك. تحظى هذه العملية المتقدمة بتقدير كبير في تجعيد الأطراف ذات الجهد العالي والمقاطع العرضية الكبيرة، وهي مدعومة ببراءات اختراع ذات صلة.

• المزايايجمع بين القوة الميكانيكية العالية وخصائص التوصيل الكهربائي المتميزة، مما يمثل حلاً مثالياً يوازن بين الموثوقية وسهولة التصنيع.

4. التجعيد بأربع نقاط

• المبدأ والتطبيقيتم تطبيق الضغط من أربعة اتجاهات متعامدة. تُستخدم هذه الطريقة عادةً لـ موصلات ذات مقطع عرضي صغير إلى متوسط ​​يبلغ 6 مم² أو أقل، حيث يكون السلك والطرفية متوافقين بشكل جيد.

• النقاط الرئيسية للعمليةتُستخدم هذه الأداة عادةً لتوصيلات الأسلاك ذات المقطع العرضي 3 مم² و4 مم² و6 مم². يجب إدخال السلك في الطرف قبل عملية التثبيت، مع الحرص على منع الطرف من الانفصال أثناء التعامل معه. تتميز هذه الأداة بمواصفات قياسية وكفاءة عالية.

• المزاياعملية بسيطة وناضجة وفعالة من حيث التكلفة، توفر حلاً موثوقاً واقتصادياً للأسلاك ذات المقطع العرضي الصغير.

ثانيًا: شرح مفصل لطرق تثبيت حلقات الحماية

يهدف تثبيت حلقات الحماية إلى إنشاء وصلة كهربائية قوية ومنخفضة المقاومة بين طبقة الحماية المضفرة للكابل وغلاف الموصل، مما يُنشئ مسارًا مستمرًا للحماية الكهرومغناطيسية. وتتمثل معايير الأداء الأساسية في مقاومة قوة الشد لوصلة طبقة الحماية ومقاومتها الكهربائية.

1. تجعيد سداسي لطبقة الحماية

• المبدأ والتطبيقيتضمن ذلك ضغطًا سداسيًا منتظمًا لحلقة الحماية، مما يؤدي إلى تثبيتها بإحكام على طبقة الحماية المضفرة الداخلية وقلب الكابل. وهو مناسب للموصلات أعلى من 3 مم² في الحالات التي تتلاءم فيها طبقة الحماية والعزل والقطر الداخلي لحلقة الحماية بإحكام مع وجود فجوة ضئيلة.

• النقاط الرئيسية للعمليةيجب التحكم بدقة في قوة الكبس لضمان ضغط طبقة الحماية بإحكام دون قطعها. هذه هي الطريقة الأساسية والأكثر استخدامًا لكبس حلقات الحماية.

• المزايايوفر اتصالاً موحداً وموثوقاً به مع استقرار جيد للعملية.

2. طبقة الحماية، تجعيد سداسي ثنائي النقاط

• المبدأ والتطبيقتضيف هذه الطريقة نقطتي ضغط مركزيتين إلى عملية التجعيد السداسية القياسية. وهي تُستخدم بشكل أساسي للموصلات الكهربائية. أعلى من 8 مم²أو عندما توجد فجوة أكبر قليلاً بين طبقة الحماية والعزل والقطر الداخلي لحلقة الحماية.

• النقاط الرئيسية للعمليةتعمل نقاط الضغط الإضافية على تعويض الفجوات بفعالية، مما يضمن ضغط طبقات الحماية السميكة أو الرخوة بشكل كافٍ. ويتطلب عدد هذه النقاط وترتيبها تحسينًا بناءً على طول حلقة الحماية وتصميمها المحدد.

• المزايايوفر قدرة أكبر على التكيف مع اختلافات ملاءمة المكونات ويمكنه التعامل بفعالية مع تكوينات طبقات الحماية الأكثر تعقيدًا.

3. طبقة الحماية - تجعيد سداسي النقاط

• المبدأ والتطبيقتستخدم هذه التقنية ست نقاط ضغط مستقلة ومنفصلة للضغط. وهي تُستخدم عادةً مع الكابلات ذات المقطع العرضي الكبير. 10 مم² وما فوقأو في حالات وجود فجوة كبيرة في المكونات أو عدم تطابقها.

• النقاط الرئيسية للعمليةتفرض هذه الطريقة متطلبات عالية للغاية على صلابة من مادة حلقة الحماية. تُنشئ نقاط الضغط المنفصلة مناطق تركيز إجهاد غير متساوٍ. إذا كانت المادة هشة للغاية، فقد تبدأ الشقوق بسهولة عند حواف نقاط الضغط أو بينها، مما يؤدي إلى فشل الحماية. يُعد اختيار المواد بدقة وبروتوكولات فحص الشقوق أمرًا ضروريًا أثناء تطوير العملية.

• المزايا: يوفر حلاً فعالاً للوصلات عالية القوة للمكونات غير المتطابقة ولكنه يتطلب تحكماً صارماً للغاية في المواد ومعايير العملية.

• 
  

ثالثًا: ملخص وتوقعات مستقبلية

في إنتاج حزم الأسلاك ذات الجهد العالي، يُعرَّف تجعيد أطراف التوصيل وحلقات الحماية على النحو التالي: خصائص العملية الحرجةترتبط جودتها ارتباطًا مباشرًا بسلامة وأداء النظام الكهربائي للمركبة بأكمله. خلال تطوير العمليات العملية، يجب على مهندسي التجعيد إجراء تحليل منهجي:

• تحليل التوافق: إجراء دراسة متعمقة لهيكل طرف الموصل / حلقة الحماية، والمواد (مثل درجة سبيكة النحاس، ونوع الطلاء)، ومدى توافقها مع السلك المحدد (المقطع العرضي، ووضع الأسلاك، وكثافة الحماية).

• تطوير القوالب المخصصةبناءً على نتائج التحليل، يجب تقديم مواصفات فنية دقيقة لموردي القوالب. ينبغي أن تشمل هذه المواصفات نوع التجعيد، وأبعاد المقطع العرضي المستهدفة، والتفاوتات البُعدية الرئيسية، وما إلى ذلك، بدلاً من مجرد تقديم عينات مادية.

• التحقق من صحة العمليات ومراقبتهاالتحقق الشامل من جودة التجعيد من خلال التحليل المقطعي، واختبار الأداء الميكانيكي (قوة السحب)، واختبار الأداء الكهربائي (انخفاض الجهد/مقاومة التلامس)وإجراء اختبارات التحمل البيئي اللازمة (الاهتزاز، ودورات الرطوبة الحرارية). صارمة التحكم الإحصائي في العمليات (SPC) يجب تطبيق ذلك أثناء الإنتاج الضخم.

مع ازدياد جهد التشغيل لمنصات الجهد العالي وتزايد أحمال التيار، ستزداد متطلبات قدرة تحمل التيار، ومقاومة التآكل الاحتكاكي، والموثوقية طويلة الأمد للوصلات المضغوطة. وتُعدّ تقنيات الربط الحديثة مثل... اللحام بالموجات فوق الصوتية واللحام بالليزر قد تُكمّل هذه التقنيات عمليات التجعيد التقليدية. وفي الوقت نفسه، تشمل أساليب مراقبة الجودة الرقمية ما يلي: فحص المقطع العرضي عبر الإنترنت في الوقت الفعلي باستخدام رؤية الآلة و مراقبة منحنى قوة الإزاحة لعملية التجعيدتُعدّ هذه التقنيات من الاتجاهات التكنولوجية الأساسية لضمان توصيلات آمنة في حزم الأسلاك عالية الجهد. في نهاية المطاف، يجب أن يستند اختيار طريقة التوصيل بالضغط إلى تقييم شامل لمتطلبات المنتج، والتكلفة، والقدرة الإنتاجية، ومخاطر الجودة، بهدف أساسي هو تحقيق التوازن الأمثل بين الأداء الكهربائي، والقوة الميكانيكية، والموثوقية على المدى الطويل.