جهاز مراقبة الكابلات الموضعي على الإنترنت

أولاً: التكنولوجيا الأساسية ومبدأ العمل

1. تقنيات الكشف السائدة

• طريقة التيار النبضي عالي التردد العالي النبضي:: يتيح اقتران نبض التفريغ من السلك الأرضي للكابل من خلال مستشعر تيار مفتوح-مغلق، بالإضافة إلى خوارزمية تحديد المواقع مزدوجة النهاية، تحديد المواقع بدقة عالية في ظل ظروف مثالية. تتوافق هذه التقنية مع المعايير الدولية، وتكتشف إشارات التفريغ الموضعية الصغيرة وتدعم خوارزميات أخذ العينات عالية السرعة ورفض الضوضاء.
• طريقة التردد فوق العالي جداًيغطي النظام نطاق تردد عريض للغاية ويلتقط الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن التفريغ الكهربائي من خلال مستشعرات الترددات العالية جداً، مما يجعله مناسباً للكشف عن العيوب الداخلية في معدات نظم المعلومات الجغرافية وكابلات الجهد العالي، ويمنع التداخل الخارجي بشكل فعال.
• تقنية الدمج متعدد الوسائط:: يعمل تكامل الترددات فوق الصوتية وفوق الصوتية والجهد الأرضي العابر (TEV) والكشف عن درجة الحرارة والرطوبة على تحسين دقة التشخيص في البيئات المعقدة من خلال التحليل المتقاطع متعدد الأبعاد للبيانات.

2. الميزات التقنية الرئيسية

• حساسية عالية:: تلتقط معظم الأجهزة الإشارات المبكرة لتدهور العزل، مما يضمن المراقبة الفعالة للتفريغات الضعيفة.
• أخذ عينات دقيقة:: تُستخدم المعالجات عالية السرعة والتحويل التماثلي إلى رقمي عالي الدقة لضمان الحفاظ على تفاصيل الإشارة سليمة.
• التموضع الذكي:: تقنيات تحديد الموقع المزدوج لتضييق نطاق العطل، وطرق التردد فوق العالي لتحديد الموقع المبدئي لمنطقة محددة من المعدات.

ثانيا - سيناريوهات التطبيق النموذجي

1. شبكات الكابلات ذات الجهد العالي::
   • مراقبة طويلة الأجل للكابلات ذات مستويات الجهد 10 كيلو فولت وما فوق، مع التركيز على الأجزاء المعرضة للخطر مثل الوصلات والمحطات الطرفية. ومن خلال تحليل حالة العزل للكابلات في الوقت الحقيقي ومطابقة أنواع الأعطال مع قاعدة البيانات الأساسية، يوفر أساساً لاتخاذ قرارات التشغيل والصيانة.
2. محطة فرعية ذكية::
   • المراقبة التعاونية مع نظم المعلومات الجغرافية والمحولات وغيرها من المعدات لبناء نظام إدارة صحة العزل لمحطة الطاقة بأكملها. دعم اتصالات الألياف الضوئية والإنذار عن بُعد، قابل للتطبيق على المحطات الفرعية ذات مستويات الجهد المختلفة.
3. شبكة توزيع الطاقة الكهربائية في المناطق الحضرية::
   • بالنسبة للمعدات المدمجة مثل خزانات الشبكة الحلقية والمفاتيح الكهربائية، يتم استخدام مزيج من أجهزة الاستشعار غير المتصلة لدعم التركيب بدون توقف والحوسبة الطرفية لتقصير وقت الاستجابة للصيانة.

ثالثاً - مكونات النظام ووظائفه

1. بنية الأجهزة

• طبقة الاستشعاربما في ذلك أجهزة الاستشعار الحالية عالية التردد، وهوائيات الترددات العالية جدًا، والمسابير فوق الصوتية، وما إلى ذلك، والتي يدعم بعضها الإرسال اللاسلكي لتقليل صعوبة البناء.
• طبقة معالجة البيانات:: تدمج عُقد الحافة الحواسيب الصناعية لتصفية الإشارات واستخراج السمات والتشخيص الأولي.
• المنصة السحابية:: ينقل البيانات عبر شبكات الجيل الخامس أو الألياف البصرية، ويستخدم نماذج التعلم العميق للتنبؤ بعمر العزل المتبقي ويصدر تقارير تشخيصية مرئية ثلاثية الأبعاد.

2. الوظائف الأساسية

• المراقبة في الوقت الحقيقييتم عرض المعلمات التالية: كمية التفريغ والطور والتردد وما إلى ذلك. يتم دعم التحليل البياني PRPS/PRPD.
• المنبه الذكي:: وضع عتبات متعددة المستويات وتجنب التوسع في الحوادث من خلال طرق متعددة للتحذير.
• استرجاع تاريخي:: تخزين البيانات طويلة الأجل، ودعم تحليل الاتجاهات واستنساخ الأعطال، والمساعدة في تطوير استراتيجيات التشغيل والصيانة.

رابعاً: اتجاهات الصناعة والتقدم المحرز في التوطين

1. اتجاه تطور التكنولوجيا::
   • اندماج مجالات فيزيائية متعددة:: الجمع بين الإشارات الضوئية والصوتية والكهرومغناطيسية لتعزيز التعرف على العيوب في البيئات المعقدة.
   • التوأم الرقمي:: بناء نماذج افتراضية للمعدات لمحاكاة عمليات تقادم العزل من أجل الصيانة التنبؤية.
   • ذكاء الحافة:: يتم إجراء معظم تحليل البيانات في نقطة النهاية، مما يقلل من الحمل على السحابة ويحسن الاستجابة.
2. الاستبدال السريع عن طريق التوطين::
   • الشركات المصنعة المحلية في تصميم أجهزة الاستشعار، وتحسين الخوارزمية وغيرها من جوانب الاختراق في الاحتكارات الأجنبية، وبعض أداء المنتج للوصول إلى المعايير الدولية.
   • قامت الصناعة بتطوير مواصفات فنية مشتركة لتعزيز الاعتراف المتبادل بين البائعين بالمعدات وتقليل تكاليف الشراء.

خامساً - توصيات الاختيار والتنفيذ

1. خيارات المسار التقني::
   • تُعطى الأولوية لحلول التردد فوق العالي أو حلول الدمج متعدد الوسائط للمشاريع الجديدة، وتتوفر حلول عدم الاتصال لتحديث المعدات القديمة.
   • يوصى بأن تكون كابلات المسافات الطويلة مزودة بأنظمة تحديد المواقع مزدوجة الأطراف، ويوصى بأن تكون معدات نظم المعلومات الجغرافية مزودة بمستشعرات مدمجة ذات تردد فوق العالي.
2. نقاط التنفيذ::
   • تصميم مضاد للتداخليتم استخدام حاوية محمية معدنية وتصفية ممر النطاق ومستشعرات ضوضاء لضمان أن تكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء مطابقة للمعايير.
   • مواصفات التركيب:: يتم الاحتفاظ بأجهزة الاستشعار على مسافة آمنة من رأس الكابل، ويجب تجنب أجهزة الاستشعار اللاسلكية في المناطق ذات الكهرومغناطيسية القوية.
   • أمن البيانات:: يتم استخدام الإرسال المشفر، بما يتوافق مع لوائح الحماية الأمنية ذات الصلة.

سادسا - الحالات النموذجية

• محطة فرعية بجهد 220 كيلو فولت:: نشر نظام مراقبة موضعي على الخط لتحديد مواقع نقاط التفريغ بدقة من خلال تقنية تحديد المواقع المزدوجة الطرفية للكشف عن مخاطر تقادم العزل مسبقًا وتجنب انقطاع التيار الكهربائي غير المخطط له.
• شبكة التوزيع الأساسية الحضريةيغطي جهاز الاستشعار 4 في 1 خزانة الشبكة الحلقية بجهد 10 كيلو فولت، ويقترن مع محطة الحوسبة الطرفية لتصفية الضوضاء البيئية في الوقت الحقيقي، وينخفض معدل الإنذار الكاذب بشكل كبير، وتتحسن كفاءة التشغيل والصيانة بشكل كبير.