إدارة الكابلات ومعايير السلامة في المنشآت الصناعية

1. المقدمة

إدارة الكابلات في المنشآت الصناعية ليست مجرد “تثبيت الكابلات في مكان ما” فحسب؛

• السلامة الكهربائية (الصعق الكهربائي، القصر الكهربائي، الحريق)،

• استمرارية التشغيل (الأعطال، التوقف، أوقات الصيانة)،

• قابلية التدقيق والتتبّع (وضع الملصقات، التوثيق)،

• الامتثال للتشريعات والمعايير

هي قضية بالغة الأهمية.

على المستوى الدولي تُعد سلسلة IEC 60364 المرجع الأساسي لتركيبات الجهد المنخفض، بينما في تركيا تُعد سلسلة TS HD 60364 النسخة المُكيَّفة من هذه المعايير.

2. الأهداف الأساسية لإدارة الكابلات

1. السلامة

   • تقليل مخاطر الصعق الكهربائي والحريق الناتجة عن تلف العزل، الوصلات المرتخية، المقطع غير المناسب، ومسار التمديد غير الملائم.

2. استمرارية التشغيل

   • تقليل التوقفات المخطط لها وغير المخطط لها، وتسريع تحديد الأعطال.

3. سهولة الصيانة

   • تقليل زمن الصيانة بفضل المسارات النظيفة، وسهولة الوصول إلى حوامل/سلالم الكابلات، ووضوح الملصقات.

4. الامتثال وقابلية التدقيق

   • الالتزام بالمعايير الوطنية والدولية؛ وتجنب المشاكل في تفتيشات العمل وتدقيقات شركات التأمين.

3. إطار المعايير والتشريعات

3.1. المعايير الدولية

• IEC 60364 – التركيبات الكهربائية ذات الجهد المنخفض
  تحدد القواعد العامة لتصميم تركيبات الجهد المنخفض واختيار المعدات وتركيبها. ويُعد الجزء 5-52 مرجعًا أساسيًا لاختيار الكابلات وأنظمة حمل الكابلات وتمديدها.

• IEC 61537 – أنظمة حوامل وسلالم الكابلات
  تعرّف متطلبات حوامل الكابلات وسلالمها من حيث المتانة الميكانيكية، مقاومة التآكل، سعة التحميل، وطرق الاختبار. يجب اختيار حوامل الكابلات الصناعية وفقًا لهذه المواصفة.

• IEC / EN 60204-1 – سلامة الآلات – المعدات الكهربائية للآلات
  المعيار الأساسي للمعدات الكهربائية للآلات؛ ويتضمن أحكامًا تفصيلية حول تمديدات الكابلات داخل اللوحات، ألوان الكابلات، نظام الحماية، وتوصيل الكابلات المرنة.

• توجيهات الاتحاد الأوروبي
  توجيه الجهد المنخفض (LVD) وتوجيه التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) مدعومان بمعايير EN المتناغمة التي أعدتها CENELEC، وتحدد حدود أنظمة الكابلات من حيث السلامة والتوافق الكهرومغناطيسي.

3.2. المعايير واللوائح ذات الصلة في تركيا

• سلسلة TS HD 60364 – النسخة المُكيَّفة في تركيا من IEC 60364. توفر الإطار الرئيسي لتصميم وتركيب والتحقق من منشآت الجهد المنخفض.

• لائحة حماية المباني من الحريق
  تنظم موضوعات مثل الأعمدة الرأسية، اختراقات التمديدات، مدد مقاومة الحريق، والإحكام عند مرور الكابلات والتمديدات عبر الجدران المقاومة للحريق؛ وتُلزم بأن تكون حماية اختراقات التمديدات من انتقال الحريق والدخان لمدة لا تقل عن مقاومة الجدار للحريق.

• لائحة حماية العاملين من مخاطر الأجواء القابلة للانفجار
  (متوافقة مع ATEX 137) تُلزم بتقييم المخاطر، وتصنيف المناطق (Zone 0–1–2 للغاز / 20–21–22 للغبار)، وإعداد وثيقة الحماية من الانفجار؛ ويشمل ذلك أيضًا اختيار الكابلات والمعدات.

• لائحة شروط الصحة والسلامة عند استخدام معدات العمل
  تلزم بإجراء الفحوصات الدورية للتركيبات الكهربائية والمعدات المشابهة؛ وتطلب عادةً ألا تتجاوز فترات الفحص سنة واحدة.

4. اختيار الكابل وتحديد المقاس

عند اختيار الكابلات في منشأة صناعية يجب مراعاة ما يلي:

1. مستوى الجهد وفئة العزل

   • يؤخذ بعين الاعتبار جهد النظام (مثل 400/230 فولت، 690 فولت) وجهود النبضات.

   • تعتمد فئات العزل وقواعد مسافات الهواء والزحف الواردة في سلسلة IEC / TS HD 60364.

2. سعة حمل التيار وتحمل القصر

   • يجب تحديد مقطع الكابل وفقًا للتيار المستمر، ودرجة حرارة الوسط، وطريقة التمديد (هواء، أرض، على الحوامل)، وعوامل التجميع، وزمن القصر.

3. الملاءمة للبيئة

   • تؤخذ بعين الاعتبار عوامل مثل الحرارة، الوسط الكيميائي، الأشعة فوق البنفسجية، الزيوت، الرطوبة، الصدمات الميكانيكية، وخطر القوارض.

   • عند الحاجة يُفضّل استخدام كابلات مدرعة أو تمديدها داخل أنابيب معدنية.

4. أداء مقاومة الحريق

   • خصوصًا في مسارات الهروب ودوائر التحكم الحرجة، يُفضّل استخدام كابلات غير ناشرة للهب، منخفضة الدخان، وخالية من الهالوجين. وهذا يتوافق مع روح المعايير ويسهّل الإخلاء أثناء الحريق (انظر أقسام الحماية من الحريق في IEC 60364).

5. تخطيط مسار الكابلات وأنظمة الحوامل

5.1. مبادئ تخطيط المسار

• يجب تمديد الكابلات عبر أقصر مسار ولكن الأكثر أمانًا، وبشكل يسهل الوصول إليه للصيانة ومحمي من الضرر الميكانيكي.

• يجب تقليل التداخل إلى الحد الأدنى مع الأسطح الساخنة، وخطوط البخار، والخطوط الكيميائية العدوانية، والآليات المتحركة.

• ينبغي فصل كابلات القدرة عن كابلات التيار الضعيف/الاتصالات قدر الإمكان عبر حوامل منفصلة أو حوامل مقسّمة لتقليل مشاكل EMC.

• عند اختراق جدران الحريق والأعمدة، يجب تنفيذ حشوات مانعة لانتشار الحريق لمدة تعادل مدة مقاومة الحائط للحريق وفقًا للائحة.

5.2. أنواع أنظمة الحوامل

يجب اختيار أنظمة الحوامل وفق IEC 61537 وأن تكون مجرّبة/مختبرة.

• حامل كابلات (tray) – للتوزيعات العامة، ويوفر تهوية جيدة.

• سلم كابلات (ladder) – لكابلات القدرة الثقيلة والمسافات الطويلة، بمتانة ميكانيكية عالية.

• حامل شبكي (mesh) – خاصة لأنظمة البيانات والتيار الضعيف.

• أنظمة القنوات والأنابيب (conduit) – للأماكن التي تكون فيها الحماية من الصدمات والمواد الكيميائية حرجة.

نقاط يجب الانتباه لها أثناء التخطيط:

• مسافات التعليق حسب جداول الأحمال الخاصة بالمصنّع؛ وعادة بين 1.5–3 م.

• نسبة الامتلاء؛ غالبًا ما يُستهدف في حوامل الكابلات %40–60 مع ترك احتياط لإضافة كابلات مستقبلًا.

• نصف قطر الانحناء؛ يجب الالتزام تمامًا بالحد الأدنى لنصف قطر الانحناء الذي يحدده المصنّع (خصوصًا في الألياف الضوئية والكابلات المحمية/المُدرعة).

6. السلامة الكهربائية، التأريض، وEMC

6.1. السلامة الكهربائية

تتضمن IEC / EN 60204-1 وأقسام IEC 60364 أحكامًا تفصيلية حول توصيل الموصلات، مسافات العزل، أنواع القواطع/الترامل، وتقنيات إنهاء الموصلات.

• استخدام فيرول (ferrule) للموصلات متعددة الشعيرات ذات المقاطع الصغيرة،

• تطبيق قيم العزم المناسبة في الترامل اللولبية لتجنب الارتخاء،

• يجب اختيار درجة الحماية IP بما يتناسب مع الغبار والرطوبة.

6.2. التأريض وتساوي الجهد (Equipotential)

تحدد IEC/TS HD 60364-4-41 و4-54 قواعد الحماية من الصعق الكهربائي، التأريض، وربط تساوي الجهد.

• يجب ربط شاشات الكابلات وتدريعها وحواملها المعدنية بنظام التأريض من نقاط مناسبة،

• في المنشآت الكبيرة يجب ربط الهيكل المعدني، الأنابيب، حوامل الكابلات… إلخ بقضبان تساوي الجهد الرئيسية (MEBB) لتقليل فروق الجهد.

• تنص لائحة حماية المباني من الحريق على تنظيم التركيبات المعدنية بطريقة لا تعرض سلامة الحريق والإخلاء للخطر.

6.3. EMC (التوافق الكهرومغناطيسي)

• يجب فصل كابلات القدرة عن كابلات الإشارة قدر الإمكان،

• يجب تحديد استراتيجية تأريض شاشة الكابل (من الطرفين أو طرف واحد) وفق تحليل EMC للنظام،

• بالنسبة لكابلات محولات التردد ومحركات القدرة الكبيرة، يجب اتباع تعليمات الشركة المصنّعة (التدريع، المرشحات، الترامل الخاصة).

7. البيئات القابلة للانفجار (مناطق ATEX) وإدارة الكابلات

في المنشآت الصناعية التي تحتوي على خطر أجواء قابلة للانفجار (الكيميائيات، الدهانات، الصوامع، المصافي… إلخ)، يجب تصميم أنظمة الكابلات وفق لائحة حماية العاملين من مخاطر الأجواء القابلة للانفجار ومبادئ ATEX.

نقاط يجب الانتباه لها:

• تصنيف المناطق (Zone 0/1/2 للغاز، 20/21/22 للغبار) يجب إتمامه قبل تثبيت مسارات الكابلات بشكل نهائي.

• يجب أن تكون الكابلات والمعدات الإضافية (علب، جلاند/راكور، ترامل، أجهزة) المستخدمة في مناطق Ex ذات تصنيف وشهادة مناسبة.

• تفاصيل مثل الإحكام عند دخول الكابل، طول إزالة الغلاف، وتأريض التدريع يجب تنفيذها وفق تعليمات تركيب الجلاند المعتمد Ex.

• يجب تعريف جميع هذه الترتيبات داخل وثيقة الحماية من الانفجار وأن تكون أنظمة الكابلات متوافقة معها.

8. وضع الملصقات، الترقيم، والتوثيق

قد يكون هذا الجزء الأقل حديثًا عنه، لكنه من أكثر الأجزاء أهمية في إدارة الكابلات.

• يجب أن يكون لكل كابل رقم كابل فريد؛

  • ويجب توفر ملصقات مقروءة عند الترامل داخل اللوحات، وعند المعدات الميدانية، وفي نقاط الربط الحرجة.

• يجب اختيار ملصقات الكابلات من مواد مقاومة للأشعة فوق البنفسجية والحرارة والمواد الكيميائية.

• مشاريع as-built وقوائم الكابلات وخطط المقاطع والمسارات يجب أن تبقى محدّثة؛ ويجب أن تتطابق المراجعات مع الملصقات الموجودة في الموقع.

• الهدف هو أن يتمكن الفني عند التدقيق أو حدوث عطل من الوصول إلى المخطط وتتبع الخطأ اعتمادًا على رقم الكابل فقط.

9. الفحص الدوري، الصيانة، والتحسين

تلزم لائحة شروط الصحة والسلامة عند استخدام معدات العمل بإجراء الفحوصات الدورية للتركيبات الكهربائية ومعدات العمل؛ وغالبًا ما يتم تحديد المدة بحد أقصى مرة واحدة سنويًا.

نظرة عملية لأنظمة الكابلات:

1. فحوصات بصرية

   • كابلات متدلية أو مشدودة أو مقطوعة أو مهروسة،

   • حوامل كابلات متآكلة، حوامل/كونسولات مكسورة،

   • تجاوز نسبة الامتلاء أو وجود حزم كابلات شديدة السخونة.

2. اختبارات وقياسات كهربائية

   • اختبارات مقاومة العزل،

   • فحوصات استمرارية التأريض وتساوي الجهد،

   • عند الحاجة مسح نقاط السخونة باستخدام كاميرا حرارية.

3. من ناحية سلامة الحريق والانفجار

   • التحقق مما إذا كانت مواد منع انتشار الحريق قد تشققت،

   • في مناطق Ex: فتحات احتياطية غير مغلقة بشكل صحيح أو جلاند/راكورات غير مناسبة.

4. إدارة التغيير (MOC)

   • لكل إضافة أو إزالة كابل يجب تحديث مراجعة المشروع، وتحديث الملصقات، وتحديث تقييم المخاطر.

10. قائمة التحقق في التطبيق (ملخص)

أثناء جولة ميدانية أو مراجعة التصميم يمكنك استخدام البنود التالية كـ “قائمة تحقق”:

• هل تم التحقق من اختيار الكابل وفق معايير IEC / TS HD 60364 من حيث التيار، القصر، والبيئة؟

• هل حوامل وسلالم الكابلات مطابقة لـ IEC 61537 وتم حساب سعة التحميل؟

• هل تم توفير فصل/تدريع كافٍ بين كابلات القدرة وكابلات التيار الضعيف؟

• هل تم تطبيق مانعات انتشار الحريق وفق اللائحة عند اختراق جدران الحريق والأعمدة؟

• هل تم ضمان التوافق مع تصنيف مناطق Ex ووثيقة الحماية من الانفجار؟ هل جميع الكابلات مُعلَّمة من الطرفين بشكل قابل للقراءة ومتوافقة مع وثائق as-built؟

• هل تم إدراج حوامل الكابلات والتركيبات ضمن قائمة الفحوصات الدورية وفق لائحة شروط الصحة والسلامة عند استخدام معدات العمل؟