فهم مخططات ملء أنابيب PVC: دليل شامل (2025)

1 المقدمة

عند الحديث عن الأنابيب الكهربائية، يركز معظم الناس على الخيارات البديهية - المادة المناسبة، والنوع المناسب (مثل الجدول 40 أو الجدول 80)، والحجم المناسب للمهمة. هذه كلها قرارات مهمة. ولكن هناك عامل آخر غالبًا ما يُغفل عنه، مع أنه لا يقل أهمية: كمية الأسلاك التي يمكنك وضعها داخل الأنبوب. وهنا يأتي دور مخططات ملء أنابيب PVC.

هذه المخططات هي أكثر من مجرد جداول فنية، بل هي أدوات عملية يستخدمها الكهربائيون والمقاولون والمهندسون للتأكد من عدم تحميل الأنابيب بالكثير من الأسلاك.

في هذه المقالة، ستتعلم كيفية تحديد الكمية المناسبة من الأسلاك المناسبة لتركيب أنابيب PVC بمختلف أنواعها وأحجامها، بالإضافة إلى مواد الأنابيب الأخرى. سنوضح لك كيفية قراءة واستخدام مخططات ملء الأنابيب، وفهم أحجام الأسلاك الأساسية، ومراعاة عوامل رئيسية مثل نوع العزل، ومادة الأنابيب، وبيئة التركيب. نأمل أن يكون هذا المقال مفيدًا. والآن لنبدأ.

2. ما هو مخطط ملء القناة ولماذا هو مهم؟

مخطط ملء الأنابيب هو جدول مرجعي يوضح عدد الأسلاك/الكابلات (أو الموصلات) الكهربائية ذات الحجم المحدد التي يمكن تركيبها بأمان في أنبوب ذي حجم محدد. تستند هذه المخططات إلى معايير وضعتها هيئات مثل الكود الكهربائي الوطني (NEC) والكود الكهربائي الكندي (CEC) لضمان تدفق الهواء بشكل صحيح حول الأسلاك ومنع ارتفاع درجة حرارتها.

لماذا هذا مهم؟ لأن حشر عدد كبير جدًا من الأسلاك في أنبوب التوصيل قد يؤدي إلى زيادة المقاومة، وتراكم الحرارة، وتلف العزل، وحتى الحرائق الكهربائية. تساعدك مخططات التعبئة على تجنب كل ذلك من خلال تحديد حدود دقيقة - عادةً ما تُعرض كنسبة مئوية من المساحة الداخلية للأنبوب.

3. الأسلاك والكابلات والموصلات - ما الفرق بينها؟

في القسم السابق، ذكرنا الكابلات والأسلاك. وفي محادثاتنا اليومية، نميل إلى استخدام كلمات مثل سلك، وكابل، وموصل، وكأنها تعني الشيء نفسه. بصراحة؟ هذا طبيعي تمامًا. في موقع العمل، أو حتى في الأعمال الكهربائية عمومًا، يقول الناس "اسحب سلكًا" أو "مدّ كابلًا" دون أن يكونوا دقيقين للغاية. ولكن عندما يتعلق الأمر بأمور مثل حسابات ملء الأنابيب، تصبح هذه الاختلافات الصغيرة مهمة.

الموصل هو ببساطة الجزء المعدني الداخلي - عادةً النحاس أو الألومنيوم - الذي يتدفق من خلاله التيار الكهربائي. إنه نقطة البداية. لا يوجد عازل، مجرد معدن عارٍ = موصل.

السلك موصل مُغلَّف بعازل، مما يجعله آمنًا للاستخدام والتركيب. لذا، عندما نقول "سلك"، فإننا عادةً ما نتحدث عن موصل واحد معزول. لذا،  موصل + عازل = سلك.

الكابل عبارة عن مجموعة من سلكين معزولين أو أكثر، مجمعين معًا في غلاف خارجي. يشبه الأمر تجميع عدة أسلاك معًا لتسهيل التركيب. هذا يعني، سلكين أو أكثر في غلاف واحد = كابل.

فلنقل أننا نستخدم القياس كما هو موضح في الصورة أعلاه.

• الموصل هو الرصاص الجرافيتي في قلم الرصاص.
• السلك هو القلم الرصاص الكامل، مع غلاف خشبي يحمي الرصاص.
• الكابل هو صندوق أقلام الرصاص، يجمع عدة أقلام معًا.

الآن وقد انتهينا من توضيح الأمر ما هي الأسلاك والكابلات والموصلات قد تتساءلون عن مدى دقتها، وكيف نعرف كم منها يمكن أن يتسع بأمان داخل قناة؟

في أمريكا الشمالية، يحدد كلٌّ من الكود الوطني للكهرباء (NEC) في الولايات المتحدة والكود الكندي للكهرباء (CEC) قواعدَ التركيبات الكهربائية الآمنة. وتحدد هذه القوانين الحدودَ الرسمية لنسب امتلاء الأنابيب، بناءً على عدد الأسلاك المستخدمة ونوعها.

وهنا عنصر أساسي آخر: حجم السلك. هذا هو المكان الذي AWG (مقياس الأسلاك الأمريكي) يُستخدم نظام AWG لقياس أقطار الأسلاك. الأرقام الأصغر تعني أسلاكًا أكثر سمكًا، والتي تشغل مساحة أكبر في القناة - لذا فإن الحجم مهم للغاية هنا.

بالإضافة إلى ذلك، ليست كل الكابلات متساوية. أنواع الكابلات المختلفة, تختلف أنواع الكابلات، مثل THHN وXHHW وNM وMC، في سماكة العزل واستخداماتها. نعم، يؤثر نوع الكابل أيضًا على حجم الأنبوب.

سنتناول كل كلمة رئيسية مهمة مذكورة هنا واحدة تلو الأخرى، مثل نسب ملء الأنابيب، وأنواع الأسلاك والكابلات، وقياسات AWG، لتسهيل فهمها بشكل أفضل. والأولى.

4. ما هي نسب ملء القناة؟

عند تركيب أسلاك كهربائية داخل أنبوب توصيل، لا يُمكنك وضع العدد الذي يتسع له الأنبوب. وهنا يأتي دور نسبة ملء الأنبوب، فالأمر يتعلق بالمساحة المسموح للأسلاك بشغلها داخل الأنبوب، وفقًا لمتطلبات السلامة والكود.

وفقًا لـ NEC وCEC، فإن كمية التعبئة المسموح بها تعتمد على عدد الموصلات التي تضعها داخل القناة:

سلك واحد: يمكنك ملء ما يصل إلى 53% من المنطقة الداخلية للقناة.

سلكان: أنت مقيد بـ 31%.

ثلاثة أسلاك أو أكثر: يمكنك استخدام ما يصل إلى 40% من المساحة.

5. ما هو مقياس الأسلاك الأمريكي?

لنتحدث عن AWG، وهو اختصار لـ American Wire Gauge (مقياس الأسلاك الأمريكي). ستجده في كل مكان عند التعامل مع الأسلاك الكهربائية. باختصار، هو طريقة قياسية لقياس سمك (أو قطر) السلك.

يتناسب مقياس AWG عكسيًا مع قطر السلك؛ فكلما ارتفع رقم AWG، كان السلك أرق، بينما انخفض الرقم، زاد سمكه. أي أنه كلما ارتفع الرقم، كان السلك أرق. على سبيل المثال، سلك بقياس 14 AWG أرق بكثير من سلك بقياس 6 AWG.

لماذا هذا مهم؟ لأن الأسلاك السميكة تحمل كهرباء أكثر، وتشغل مساحة أكبر داخل مواسير الكهرباء. عند حساب امتلاء المواسير، ستحتاج إلى معرفة قياس AWG للأسلاك لمعرفة المساحة التي يشغلها كل سلك.

باختصار، يساعدك AWG في اختيار حجم السلك المناسب للعمل، ويساعد في التأكد من أن القناة الخاصة بك ليست ممتلئة للغاية.

وفي القسم التالي نقدم أنواع الكابلات والأسلاك.

6. أنواع الأسلاك والكابلات الشائعة، المواد المستخدمة ومعانيها

كما ذكرنا سابقًا، السلك موصل واحد، بينما الكابل عبارة عن حزمة من الأسلاك. ولكلٍّ منها أنواع مختلفة.

إذا سبق لك أن نظرت إلى الأسلاك الكهربائية وتساءلت عن معاني كل هذه الأحرف، فلا تقلق، لست وحدك. قد تبدو أسماء مثل THHN وXHHW وTHWN مربكة للوهلة الأولى، لكنها في الواقع تخبرك بالكثير عن كيفية بناء الأسلاك ومجالات استخدامها.

إليك ما تمثله هذه الأحرف، في حالة رغبتك في فك تشفير نوع السلك أثناء التنقل:

وهنا نُقدّم بعض الأنواع الشائعة. ولفهم أفضل، نُنشئ جدول مقارنة.

كما هو الحال مع الأسلاك، تأتي الكابلات بأنواع مختلفة، لكل منها اسمها وبنيتها وغرضها الخاص. دعونا نلقي نظرة على ما يميز كل منها.

كابل التغذية تحت الأرض (UF)كابل UF مصمم للتوصيل المباشر بالأرض دون الحاجة إلى قناة. يتميز بمقاومته للماء ومتانته، وهو مصمم لتحمل الظروف الخارجية. يُستخدم عادةً في إضاءة الحدائق، ومضخات المياه، أو لتوصيل الطاقة إلى المخازن والمرائب.

كابل معدني مغلف (MC)يأتي كابل MC بغلاف معدني قوي يحمي الأسلاك الداخلية، كما أنه يساعد في التأريض. وهو مثالي للأماكن التي قد يتعرض فيها الكابل للصدمات أو التلف، مثل المصانع والمستودعات والمباني التجارية.

كابل مدرع (تيار متردد): يتميز كابل التيار المتردد بغطاء معدني مرن، مما يوفر له حماية جيدة مع سهولة ثنيه. غالبًا ما يتضمن شريطًا للتأريض. يُستخدم عادةً في الأقبية والمباني القديمة والمشاريع التجارية الصغيرة.

كابل مغلف بغلاف غير معدني (NM)كابل NM، المعروف أيضاً باسم Romex، يتكون من عدة أسلاك مغلفة بغلاف بلاستيكي. يتميز بخفة وزنه، وسعره المعقول، وسهولة تمريره عبر الجدران. وهو مثالي لتوصيل أسلاك الإضاءة والمقابس والأجهزة المنزلية.

كابل محورييُستخدم الكابل المحوري لنقل الإشارات عالية التردد، مثل إشارات التلفزيون أو الإنترنت. يتكون من سلك مركزي محاط بعازل، ودرع معدني، وغلاف واقٍ. وهو مصمم لتقليل فقد الإشارة ومنع التداخل.

كابل مزدوج ملتوييحتوي هذا الكابل على سلكين ملتويين حول بعضهما البعض للمساعدة في إلغاء التداخل الكهربائي. ويُستخدم غالبًا في الهواتف وشبكات الكمبيوتر وأنظمة الاتصالات الأخرى التي تتطلب إشارات نقية.

كابل أحادي الموصلسلك معزول واحد، يستخدم غالبًا للتأريض، أو الأنظمة الكهربائية البسيطة، أو للتوصيل بالبطاريات والمحركات.

كابل متعدد الموصلاتيجمع هذا الكابل عدة أسلاك معزولة داخل غلاف واحد. وهو مفيد عند الحاجة إلى تمرير إشارات متعددة أو خطوط طاقة عبر نفس المسار، كما هو الحال في لوحات التحكم أو أنظمة الصوت.

7. كيفية استخدام مخطط ملء قناة PVC؟

حسنًا، بعد أن انتهينا من كل المصطلحات التقنية، لننتقل إلى جوهر الموضوع: كيفية استخدام مخطط ملء أنابيب PVC. سنشرحه خطوة بخطوة فيما يلي.

أولاً، دعونا نقسمها إلى ثلاث خطوات بسيطة. الأمر بسيط، ولكن هناك بعض التفاصيل المهمة التي يجب الانتباه لها. سنشرح كل خطوة خطوةً واحدةً حتى لا يفوتك أي شيء.

الخطوات بشكل عام هي:

• تحديد حجم ونوع القناة الخاصة بك،
• تحديد حجم السلك ونوعه،
• احسب المساحة الكلية لجميع الأسلاك،
• تطبيق قاعدة نسبة ملء NEC،
• التحقق من مخطط التعبئة وإجراء العمليات الحسابية للتأكد من عدم زيادة حجم القناة.

وفي حالات مختلفة، يمكن تعديل الخطوات. سنقدم أمثلة مختلفة فيما يلي.

من المهم أيضًا مراعاة أن اختلاف مواد الأنابيب قد يؤثر على المساحة المتاحة للأسلاك. تختلف مواد الأنابيب المختلفة (مثل PVC، وEMT، والمعادن المرنة، إلخ) في سعات التعبئة ومتطلبات الكود.

يركز هذا الدليل تحديدًا على أنابيب PVC. إذا كنت تستخدم مادة مختلفة، فتأكد من مراجعة مخطط التعبئة المناسب لهذا النوع.

الآن بعد أن شاهدت العملية بشكل عام، دعنا نقوم بتقسيمها إلى سيناريو واقعي حتى يسهل فهمها وتطبيقها في العمل.

أما بالنسبة للتحقق من الخطوتين الأولى والثانية التي ذكرناها، فإن الأبعاد والتفاصيل المتعلقة بالسلك - مثل مساحته ونوع العزل - عادة ما يتم توفيرها من قبل المورد في وقت الشراء.

على سبيل المثال، ستشير مواصفات المنتج أو الملصقات الخاصة بالمورد على أنبوب السلك إلى مساحة السلك (عادةً بالبوصات المربعة)

• أهم النقاطما يجب فعله في سيناريوهات مختلفة
• حجم القناة محدودإذا كنت مقيدًا باستخدام حجم واحد فقط من الأنابيب، مثل أنبوب PVC من النوع Schedule 40 مقاس 3/4 بوصة، وتحتاج إلى تحديد عدد أسلاك THHN مقاس 12 AWG التي يمكن وضعها بأمان، فإليك كيفية استخدام جدول التعبئة:
• تحديد حجم القناة: ابحث عن الصف الذي يتوافق مع حجم الأنبوب الخاص بك، وهو "3/4 بوصة جدول 40".
• تحديد مقاس السلك: ابحث عن العمود الذي يتوافق مع حجم السلك الخاص بك، وهو "12 AWG".

ابحث عن التقاطع: عند تقاطع صف "3/4 بوصة الجدول 40" وعمود "12 AWG"، ستجد الرقم الذي يشير إلى الحد الأقصى لعدد أسلاك THHN مقاس 12 AWG التي يمكن أن تتناسب بأمان مع القناة.

بناءً على الجدول، الرقم عند التقاطع هو 15.

لذلك، يمكنك تركيب 15 سلكًا مقاس 12 AWG THHN بأمان في أنبوب PVC مقاس 3/4 بوصة من الجدول 40 دون تجاوز حد التعبئة الأقصى.

أسلاك محدودة، خيارات متعددة للأنابيبإذا كان لديك عدد ثابت من الأسلاك ولكن يمكنك اختيار حجم القناة، فسوف تحسب إجمالي مساحة ملء الأسلاك ثم تختار حجم قناة يوفر مساحة كافية (مع البقاء ضمن حدود الملء) للأسلاك التي تحتاج إلى استخدامها.

لنفترض أن لديك ١٠ قطع من أسلاك THHN بقياس ١٠ AWG تحتاج إلى المرور عبر أنبوب توصيل. لا ترغب في تقسيمها، بل تريدها جميعًا في نفس الأنبوب. لحسن الحظ، تتوفر لديك عدة أحجام مختلفة من الأنابيب للاختيار من بينها، مثل أنابيب PVC من النوع Schedule 40 بأحجام ¾ بوصة، و١ بوصة، و١¼ بوصة.

خطواتلديك 10 قطع من سلك THHN عيار 10 AWG. راجع جدول التعبئة أعلاه لكل مقاس متوفر من المواسير، وابحث عن المدخل الذي يتوافق مع عيار 10 AWG.

تحديد حجم القناة

كابل 3/4 بوصة من الجدول 40: يتسع لـ 9 أسلاك. لا يكفي لـ 10 أسلاك.

1 بوصة الجدول 40: يمكن أن يتناسب مع 15 سلكًا.

حدد القناة

يمكنك استخدام أنبوب جدول 40 بقياس بوصة واحدة، إذ يتسع لـ 15 قطعة. لذا، يُعدّ أنبوب جدول 40 بقياس بوصة واحدة أصغر أنبوب مناسب لاحتياجاتك.

في هذه العملية، ربما تشعر بالحيرة بشأن سبب عدم قيامنا بذلك. تطبيق قاعدة نسبة التعبئة في NEC, وهنا نخبركم بالسبب ومتى يجب تطبيق قاعدة نسبة التعبئة NEC يدويًا.

• أحجام أسلاك متنوعة: عندما يكون لديك أسلاك بأحجام مختلفة في نفس القناة.
• أنواع الأسلاك غير الشائعة: عند استخدام أنواع الأسلاك غير المدرجة في الجدول.
• حسابات معقدة: عندما يتضمن التركيب عددًا كبيرًا من الموصلات أو متطلبات محددة لا يمكن العثور عليها بسهولة في مخطط.
• تَحَقّق: عندما تحتاج إلى التحقق من أن القيم الموجودة في الرسم البياني تتوافق مع ظروف التثبيت الخاصة بك.

نفس السيناريو، كيف أتحقق؟ لديك ١٠ قطع من أسلاك THHN مقاس ١٠ AWG. تتوفر أنابيب PVC بمقاسات ٣/٤ بوصة، ١ بوصة، و١¼ بوصة، من النوع ٤٠.

الخطوة 1ابحث عن مساحة سلك واحد

من الفصل 9 من NEC، الجدول 5، نرى: 10 AWG THHN = 0.0211 بوصة مربعة لكل سلك

لديك 10 أسلاك: 0.0211 بوصة مربعة × 10 = 0.211 بوصة مربعة إجمالاً

يسرد الجدول 5 من الفصل 9 من NEC مساحات المقطع العرضي التقريبية لأنواع الأسلاك المختلفة. لكل نوع من أنواع عزل الأسلاك مساحة مختلفة قليلاً، حتى لنفس مقياس السلك. يمكنك العثور على هذا الرقم في جداول NEC الرسمية، أو قد يدرجه المصنعون أحيانًا في أوراق بيانات الأسلاك الخاصة بهم. الأداة في هذا موقع إلكتروني ربما يكون مفيدًا.

الخطوة الثانيةتحقق من كل خيار من خيارات الأنابيب

من الفصل 9، الجدول 4 من NEC، فيما يلي سعات التعبئة 40% لأنابيب PVC من الجدول 40:

الجدول 4، الفصل 9 من قانون الكهرباء الوطني (NEC)، هو جدول أساسي من قانون الكهرباء الوطني (NEC). يُظهر الجدول إجمالي مساحة المقطع العرضي وأقصى سعة لتمديد الأسلاك لمختلف أحجام وأنواع الأنابيب. الأداة في هذا الجدول: موقع إلكتروني ربما يكون مفيدًا.