تغيير حجم كابل المضخة الشمسية وانخفاض الجهد: الدليل الكامل لعام 2026

A نظام المضخة الشمسيةيباع عادة على رقمين: رأس المضخة وتدفقها. ثم يتم تثبيته، ويقرر رقم ثالث بهدوء ما إذا كان يعمل كما هو معلن عنه - الكابل. يعد الكابل الصغير الحجم أحد أكثر الأخطاء شيوعًا وأقلها تشخيصًا في ضخ الطاقة الشمسية. المصفوفة جيدة، والمضخة جيدة، ووحدة التحكم جيدة، ومع ذلك فإن المضخة تعمل ببطء، أو تنخفض الجهد الكهربي في منتصف النهار، أو تفشل في البدء على الإطلاق في الصباح الباكر. غالبًا ما يكون السبب هو فقدان بضعة فولتات في سلك طويل ورفيع.

يغطي هذا الدليل الموضوع بأكمله من الناحية العملية: كيف يعمل انخفاض الجهد، والمقدار المقبول، وحجم الكابل الذي يحمل أي تيار، وكيفية تحديد حجم التشغيل خطوة بخطوة مع الأمثلة العملية، وتفاصيل التثبيت التي تحدد ما إذا كان الكابل سيبقى على قيد الحياة لمدة عشر سنوات في البئر. تم كتابته من قبل الفريق الهندسي في شركة Taizhou Lead Pump Co., Ltd.، التي تقوم ببناء المضخات الشمسية وأجهزة التحكم من 220 واط إلى 15000 واط.

1. لماذا يقرر الكابل ما إذا كانت المضخة الشمسية تعمل؟

على عكس المضخة التي تعمل بالطاقة الرئيسية، فإن المضخة الشمسية حساسة للغاية للجهد. يمكن لمضخة شبكية يتم تغذيتها بجهد 230 فولت أن تتحمل انخفاضًا بمقدار 10 فولت دون أن يلاحظ أحد. 96 فولت تيار مستمرالمضخة الشمسيةالذي يفقد 10 فولت فقد أكثر من 10% من إمداداته، وتبدأ نافذة MPPT الخاصة بوحدة التحكم وعتبة بدء التشغيل والحماية من انخفاض الجهد في سوء التصرف.

هناك ثلاث عواقب منفصلة لخطأ الكابل:

· ساعات الضخ المفقودة. تحتاج المضخة إلى الحد الأدنى من الجهد لبدء التشغيل. يؤدي انخفاض الجهد إلى دفع هذه العتبة في وقت لاحق من الصباح وفي وقت مبكر من فترة ما بعد الظهر، لذلك تفقد الجوانب الأكثر إنتاجية في اليوم.

· التدفق المفقود في الذروة. المحركات التي تعمل تحت الجهد الاسمي تسحب تيارًا أكبر لنفس الحمل، وتعمل بشكل أكثر سخونة، وتوفر كمية أقل من الماء - الشكوى الكلاسيكية "إنها تعمل، ولكن ليس مثل ورقة البيانات".

· الرحلات المزعجة والعمر القصير. رحلة الحماية من انخفاض الجهد والتيار الزائد بشكل متكرر؛ كل رحلة عبارة عن دورة بدء وإيقاف، وكل دورة ترتدي المحرك والأختام ومكثفات وحدة التحكم.

2. الرقمان المهمان: انخفاض الجهد والسعة

يعد اختيار الكابل دائمًا بمثابة حل وسط بين حدين مستقلين، ويجب عليك تلبية كليهما.

انخفاض الجهد (حد الأداء)

كل متر من النحاس لديه مقاومة. يفقد التيار الذي يمر عبره الجهد بما يتناسب مع التيار والطول والمقاومة لكل متر. إن انخفاض الجهد لا يؤدي إلى إتلاف أي شيء في حد ذاته، ولكنه يحرم المحرك من العمل – وهذا هو الحد الذي يقرر ما إذا كان النظام سيعمل أم لا.

السعة - القدرة على الحمل الحالي (حد الأمان)

موصل يحمل تيارًا كبيرًا للغاية بحيث يسخن مقطعه العرضي. في البئر، يتم ربط الكابل مع أنبوب السقوط، غالبًا داخل كفن، بدون تدفق هواء - لا يمكن للحرارة الهروب. يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تدهور العزل PVC، كما أن العزل المتدهور في الماء هو السبب وراء قصور المضخة. هذا هو الحد الذي يقرر ما إذا كان النظام آمنًا أم لا.

من الممكن أن يفشل الكابل الذي يجتاز اختبار انخفاض الجهد في اختبار السعة، والعكس صحيح. قم دائمًا بحساب كليهما، ثم اختر الحجم الأكبر.

3. صيغة انخفاض الجهد وقاعدة 3% / 5%

بالنسبة لدائرة تيار مستمر ذات سلكين - وهو الأمر الأكثر أهميةالمضخة الشمسيةالمصفوفات والعديد من تغذية المضخات - انخفاض الجهد هو:

VD (V) = 2 × L × I × ρ ÷ A

· L = طول الكابل أحادي الاتجاه بالأمتار (الحسابان لموصل العودة)

· I = التيار بالأمبير

· ρ = مقاومة النحاس ≈ 0.0175 Ω·mm²/m عند 20 درجة مئوية (استخدم 0.020 للكابلات الساخنة والتصميم المحافظ)

· أ = المقطع العرضي للموصل بالملم²

بالنسبة للتيار المتردد ثلاثي الطور، تصبح نفس الفكرة VD = √3 × L × I × ρ ÷ A؛ بالنسبة للتيار المتردد أحادي الطور، استخدم صيغة السلكين مع تضمين عامل الطاقة.

ما هو مقدار الانخفاض المقبول؟ إن اتفاقية الصناعة، والتي نصمم لها، هي:

اتبع قاعدتين عمليتين. أولاً، احسب دائمًا أعلى تيار سيشاهده الكابل على الإطلاق - عادةً ما يكون الحد الأقصى لتيار الإدخال للمضخة عند التحميل الكامل، وليس تيار التشغيل المقدر. ثانيًا، قم بإضافة هامش بنسبة 10-20% إذا كان الكابل ساخنًا، أو مجمعًا مع كابلات أخرى، أو سيظل تحت شمس الصيف المباشرة.

4. مقياس السلك: مم²، AWG وما يحمله كل حجم

المتر المتري هو المعيار في معظم أسواق التصدير؛ يفكر المشترون في أمريكا الشمالية في AWG. المعادلات التقريبية وسعة النحاس النموذجية (عزل PVC، درجة حرارة محيطة 30 درجة مئوية، كابل واحد في الهواء الطلق) هي:

تعتبر أرقام السعة إرشادية - تأكد دائمًا من ورقة بيانات الشركة المصنعة للكابل فيما يتعلق بنوع العزل وطريقة التثبيت. بالنسبة لكابل إسقاط غاطس مجمع في بئر، قم بتطبيق عامل خفض قدره 0.8 تقريبًا؛ للكابلات في القناة أو في مساحة السطح الساخنة، 0.7-0.8. عندما يكون الشكل المخفض قريبًا من حمولتك، اختر مقاسًا أكبر بدرجة واحدة.

5. مرجع سريع: الفولتات المفقودة لكل 10 أمتار

يوضح الجدول أدناه انخفاض الجهد بالفولت لكل 10 أمتار من دائرة نحاس أحادية الاتجاه، بسلكين، عند درجة حرارة 20 درجة مئوية. إنه مستقل عن جهد النظام، لذلك يمكنك استخدامه لأنظمة 48 فولت، أو 96 فولت، أو 220 فولت، أو 380 فولت - فقط قارن النتيجة مع النسبة المئوية المسموح بها.

اقرأ الأمر على هذا النحو: كابل مقاس 4 مم² يحمل 20 أمبير يفقد 1.75 فولت لكل 10 أمتار. مسافة أكثر من 60 مترًا في اتجاه واحد بجهد 10.5 فولت - جيد في نظام 380 فولت (2.8%)، ومميت في نظام 96 فولت (10.9%).

6. التحجيم خطوة بخطوة (مع ثلاثة أمثلة عملية)

استخدم هذا التسلسل في كل جولة وفي كل مرة:

· الخطوة 1 — تحديد جهد النظام. الجهد الاسمي لناقل التيار المستمر لأنظمة التيار المستمر، أو جهد الطور للتيار المتردد.

· الخطوة 2 - ابحث عن الحد الأقصى للتيار. استخدم الحد الأقصى لتيار الإدخال للمضخة عند التحميل الكامل من لوحة الاسم أو ورقة البيانات. بالنسبة لعمليات التشغيل من مصفوفة إلى وحدة تحكم، استخدم تيار الدائرة القصيرة للمصفوفة × 1.25.

· الخطوة 3 — قياس الطول الحقيقي في اتجاه واحد. قم بتضمين الانخفاض الرأسي في البئر، والمسار الأفقي إلى المصفوفة، و2-3 متر من الركود في كل طرف. لا تقدر من خطة الموقع.

· الخطوة 4 - ضبط الانخفاض المسموح به. 3% من جهد النظام لكل قسم، 5% إجمالاً.

· الخطوة 5 — حل من أجل A: A = 2 × L × I × ρ ÷ VD_allowed. قم بالتقريب إلى الحجم القياسي التالي.

· الخطوة 6 — التحقق من السعة، وتطبيق تخفيض السرعة، والتحقق من الموصل الأرضي/الأرضي. إذا كنت في شك، فاختر مقاسًا أكبر بمقدار درجة واحدة - فرق التكلفة تافه بجانب المضخة الفاشلة.

المثال أ - غاطسة تيار مستمر بقدرة 1.5 كيلووات، نظام 96 فولت، 60 مترًا في اتجاه واحد

الحد الأقصى لتيار المضخة 15.6 أمبير. الانخفاض المسموح به 3% من 96 فولت = 2.88 فولت. أ = 2 × 60 × 15.6 × 0.0175 ÷ 2.88 = 11.4 مم². الحجم القياسي التالي هو 16 ملم². التحقق من السعة: تم تصنيف 16 مم² بحوالي 62-76 أمبير، وتم تخفيضها إلى حوالي 55 أمبير في البئر - أعلى بكثير من 15.6 أمبير. النتيجة: 16 مم²، بشكل مريح داخل 3%.

المثال ب - مضخة سطحية أحادية الطور بقدرة 2.2 كيلووات، 220 فولت، 50 مترًا في اتجاه واحد

الحالي ≈ 10 أ. الانخفاض المسموح به 3٪ من 220 فولت = 6.6 فولت. أ = 2 × 50 × 10 × 0.0175 ÷ 6.6 = 2.65 مم². الحجم القياسي التالي هو 4 مم²، وهو ما يعطي حوالي 1.75 فولت (0.8٪) - وهو هامش صحي للمحرك الذي يبدأ تحت الحمل. النتيجة: 4 ملم².

المثال ج - غاطسة ثلاثية الطور بقدرة 7.5 كيلووات، 380 فولت، 120 مترًا في اتجاه واحد

الحالي ≈ 15 أ. الانخفاض المسموح به 3٪ من 380 فولت = 11.4 فولت. أ = 1.732 × 120 × 15 × 0.0175 ÷ 11.4 = 4.8 مم². يشير انخفاض الجهد إلى 6 مم²، لكن تركيب بئر من فئة 15 كيلووات يحدد عادةً 10 مم² للمتانة الميكانيكية وإعادة التقييم المستقبلي. النتيجة: 10 مم² — تتفوق السعة والفحوصات العملية على الحد الأدنى من الحسابات، وهو أمر طبيعي في الآبار العميقة.

7. المساران في النظام الشمسي ليسا متماثلين

تحتوي معظم عمليات التثبيت على مسارين مختلفين للكابلات، وتفشل لأسباب مختلفة.

صفيف → وحدة تحكم

هذا الجري مكشوف: على السطح، على جبل أرضي، عبر الحقل. إنه يحمل التيار الكامل للمصفوفة عند جهد المصفوفة. الأولويات هي العزل المقاوم للأشعة فوق البنفسجية، والحماية الميكانيكية ضد القوارض والقوارض، والقطبية الصحيحة، وعازل التيار المستمر في وحدة التحكم. استخدم كابل الطاقة الشمسية (H1Z2Z2-K أو ما يعادله) بدلاً من أسلاك البناء العادية.

جهاز التحكم → المضخة

يتم دفن هذا الجري في بئر، وهو مبلل بشكل دائم، ومن المستحيل استبداله دون سحب المضخة. تتمثل الأولويات في توفير كابل إسقاط غاطس مناسب مزود بغطاء متواصل مانع لتسرب الماء، ودعم مادي قوي (يجب أن يتدلى الكابل من مصدر تخفيف الضغط، وليس من الموصلات الخاصة به أبدًا)، وخفض الحرارة المدرك للحرارة. إذا كنت ستبالغ في الإنفاق في أي مكان في النظام، فقم بالإنفاق الزائد هنا.

في حالة تشغيل المصفوفة الطويلة، هناك خيار آخر يتمثل في رفع جهد المصفوفة وتخفيضه عند وحدة التحكم: مضاعفة الجهد تقلل التيار إلى النصف، وتنخفض الخسائر مع مربع التيار. وهذا هو السبب في أن أنظمة 96 فولت و192 فولت تيار مستمر شائعة في الآبار العميقة.

8. تفاصيل التثبيت التي تحدد عمر الكابل

· استخدم طولًا واحدًا مستمرًا. كل وصلة في بئر رطبة هي نقطة فشل مستقبلية. إذا كان المفصل لا يمكن تجنبه، فاستخدم مجموعة أدوات الوصلة الغاطسة المناسبة، وليس الشريط.

· دعم الكابل بشكل مستقل. يتم ربط الكابل كل 2-3 أمتار بأنبوب الإسقاط، بالإضافة إلى قبضة تخفيف الضغط في الأعلى. يجب ألا تحمل الموصلات أبدًا وزن الكابل.

· اترك حلقة الخدمة. إن الركود بمقدار 2-3 أمتار عند رأس البئر وفي وحدة التحكم يوفر إمكانية إعادة السحب أثناء التشغيل.

· احتفظ بالكابل بعيدًا عن مدخل المضخة. قم بتوجيهه بشكل مستقيم إلى أعلى الأنبوب، بشريط مسطح، بعيدًا عن منطقة الشفط.

· احترم نصف قطر الانحناء. الانحناءات الضيقة تشقق العزل. اتبع الحد الأدنى لنصف قطر الشركة المصنعة، عادةً 6-10× قطر الكابل.

· الأرض والسندات بشكل صحيح. قم بتأريض جسم المضخة ووحدة التحكم وفقًا للكود المحلي؛ على مصفوفة شمسية عائمة، قم بربط الإطارات أيضًا.

· الحماية من البرق. تعمل مجموعة المدى الطويل على التقاط المسامير المستحثة؛ قم بتركيب مانعة زيادة التيار المستمر في وحدة التحكم وحافظ على أن يكون السلك الأرضي قصيرًا ومستقيمًا.

· ضع علامة على كلا الطرفين. يوفر جدول الكابلات المسجل داخل حاوية وحدة التحكم ساعات عمل للفني التالي.

9. ثمانية أخطاء نراها بشكل متكرر

· التحجيم وفقًا للتيار المقنن بدلاً من الحد الأقصى لتيار الإدخال — يكون الكابل هامشيًا تمامًا عندما يكون الأمر مهمًا.

· قياس عمق البئر ونسيان المدى الأفقي للمصفوفة والذي غالباً ما يكون أطول.

· استخدام أسلاك البناء في البئر لأنها كانت على الشاحنة. PVC العادي لا ينجو من الغمر الدائم.

· اختيار الألومنيوم لتوفير المال عند تشغيل تيار مستمر بطول 40 مترًا، ثم التساؤل عن سبب سوء انهيار الجهد.

· تجاهل خفض درجة الحرارة. يمكن للكابل الذي يبلغ تصنيفه 41 أمبير في الهواء الحر أن يحمل 30 أمبير في البئر المجمعة.

· ربط منتصف القطرة بشريط عازل. الماء يجد المفصل دائمًا.

· تشغيل كابل المضخة وكابل المصفوفة في نفس القناة دون التحقق من انخفاض القدرة لكليهما.

· ترك الكابل معلقًا من الموصلات الخاصة به، فيتمدد النحاس ببطء وترتفع المقاومة.

10. استكشاف الأخطاء وإصلاحها: الأعراض التي تشير إلى الكابل

11. قائمة فحص الكابلات قبل التشغيل

· تم قياس وتسجيل طول الاتجاه الواحد، وليس تقديرًا

· الحد الأقصى للتيار المأخوذ من ورقة البيانات، مع تطبيق عامل 1.25 عند الاقتضاء

· تم حساب انخفاض الجهد لكل قسم، وإجمالي أقل من 5%

· تم فحص السعة من خلال درجة الحرارة وخفض مستوى التجميع

· نوع الكابل المُصنف للبيئة (الأشعة فوق البنفسجية للمصفوفة، والكابلات الغاطسة للبئر)

· لا توجد وصلات تحت خط المياه؛ أي لصق يستخدم مجموعة غاطسة

· يتم دعم الكابل كل 2-3 أمتار ويتم تخفيف الضغط عند رأس البئر

· تم قياس وتسجيل مقاومة العزل للأرض قبل البدء لأول مرة

· التحقق من استمرارية الأرض وقطبيتها

· جدول الكابلات والأطوال المضمنة المتبقية داخل وحدة التحكم

12. الأسئلة المتداولة

س: هل يمكنني استخدام كابل أصغر إذا كان المدى قصيرًا؟

ج: نعم - يتم قياس انخفاض الجهد مع الطول، لذا فإن التشغيل لمسافة 10 أمتار يتحمل موصلًا أصغر بكثير من التشغيل لمسافة 100 متر. لكن لا تقل أبدًا عن متطلبات السعة، ولا تقل أبدًا عن 1.5 مم² لأي شيء يحمل تيارًا للمحرك.

س: هل انخفاض الجهد مهم على جانب التيار المتردد أيضًا؟

ج: إنه أمر مهم، ولكن بشكل أقل أهمية، لأن جهد التيار الكهربائي أعلى ونسبة الخسارة أقل. تنطبق نفس قاعدة الـ 3%، ويجب التحقق من بدء تشغيل المحرك.

س: ما هو الحد الأقصى لطول التشغيل لالمضخة الشمسية?

ج: ليس هناك حد ثابت؛ هناك حد للتكلفة. وبعد ما يزيد عن 150-200 متر تقريبًا، يصبح الكابل المطلوب للاحتفاظ بـ 3% باهظ الثمن، وعادة ما يكون رفع جهد النظام أرخص من شراء النحاس.

س: هل يجب علي استخدام حجم كابل واحد للتشغيل بأكمله؟

ج: ليس بالضرورة. من الشائع والمعقول استخدام كابل أثقل لقسم البئر العميق وكابل أخف فوق الأرض، بشرط أن يتم حساب كل قسم على حدة.

س: لماذا تعمل المضخة الخاصة بي عند انخفاض الجهد الكهربائي في الصباح فقط؟

ج: في الإضاءة المنخفضة، يكون جهد المصفوفة قريبًا بالفعل من عتبة بدء التشغيل؛ أي انخفاض في الكابل يدفعه إلى الأسفل. عادةً ما يؤدي تحسين تشغيل المصفوفة إلى وحدة التحكم إلى إصلاحها.

س: هل كابل الألومنيوم مقبول؟

ج: بالنسبة للمغذيات الثابتة كبيرة الحجم، نعم، مع العروات الصحيحة والمركب المضاد للأكسدة. بالنسبة للكابلات المغمورة، لا - استخدم النحاس.

س: كيف يمكنني التحقق من الكابل قبل خفض المضخة؟

ج: مقاومة العزل للأرض (عادةً > 100 ميجا أوم عند 500 فولت للكابل الجديد)، والاستمرارية في كل قلب، وفحص القطبية. تسجيل القراءات. فهي خط الأساس الخاص بك لاكتشاف الأخطاء في المستقبل.

س: هل يمكنني تمديد كابل غاطس مع صندوق توصيل عند رأس البئر؟

ج: نعم — فوق خط الماء، في حاوية IP68 مناسبة مع تخفيف الضغط على كلا الجانبين. تحت خط الماء، استخدم مجموعة أدوات التوصيل الغاطسة أو لا تفعل ذلك على الإطلاق.

خاتمة

الكابل هو أرخص جزء من نظام المضخة الشمسية وأسهل في الخطأ. هناك عمليتان حسابيتان - انخفاض الجهد مقابل قاعدة 3% / 5%، والسعة مقابل الجدول المخفضة - تمنع تقريبًا كل فشل متعلق بالكابل في هذا المجال. قم بذلك قبل نزول المضخة إلى الحفرة، وقم بتسجيل الأرقام، وسيستمر النظام في تقديم التدفق المقدر له في السنة العاشرة.

حول LEAD PUMP (شركة Taizhou Lead Pump Co., Ltd.)

تقوم شركة Taizhou Lead Pump Co., Ltd. بتصنيع مضخات المياه بالطاقة الشمسية ومجموعة كاملة من المضخات الغاطسة ومضخات الطرد المركزي والمضخات النفاثة ومضخات الصرف الصحي من 220 واط إلى 15000 واط. نحن نبني كلاً من المضخة ووحدة التحكم، حتى نتمكن من تحديد حجم النظام الكامل - بما في ذلك الكابل - حول عمق البئر والرأس والتدفق وساعات ضوء الشمس. تحمل المنتجات شهادات CE وRoHS وISO 9001:2015.

· الموقع الإلكتروني: www.zjleadpump.com

· البريد الإلكتروني: sales01@zjleadpump.com

· واتساب: +86 195 6006 2010

· موك: 50 مجموعة لكل نموذج لتصنيع المعدات الأصلية؛ عينات 1-5 مجموعات؛ الجملة 50+ مجموعات لكل نموذج

· الضمان: سنتان على جسم المضخة، وسنة واحدة على وحدة التحكم - الاستبدال، دون طرح أي أسئلة (FOB China)

· أفريقيا: حسابات الشركات المحلية في نيجيريا وتنزانيا وكينيا وجنوب أفريقيا وغانا والكاميرون؛ الدفع بالعملة المحلية متاح

هل تحتاج إلى حجم الكابل الخاص بك لمشروع حقيقي؟ أرسل لنا أربعة أرقام - جهد النظام، وطاقة المضخة، وعمق البئر، والمسافة إلى وحدة التحكم - وسيقوم فريقنا الهندسي بإرجاع جدول المقاسات وعرض الأسعار خلال 24 ساعة.