ما هي مراقبة الكابلات عبر الإنترنت

• الهدف الأساسي:: تحقيق المراقبة المستمرة وفي الوقت الحقيقي والتحذير من الأعطال لحالة التشغيل الحرجة لكابلات الطاقة عالية الجهد وملحقاتها (المحطات والمفاصل)، بهدف تحسين الموثوقية التشغيلية لخطوط الكابلات وتحقيق التحول من الإصلاح التفاعلي إلى الصيانة الوقائية الاستباقية.

• أبعاد المراقبة:: يغطي أساسا الكابلحالة العزلودرجة حرارة الموصل ونقطة التوصيلأيضاًسلامة الغلاف الخارجيهذه هي العناصر الأساسية الثلاثة التي تؤثر على عمر الكابلات وتشغيلها الآمن.

• التقنيات الرئيسية:

  • مراقبة العزل:: مراقبة التفريغ الجزئي (PD) عبر الإنترنت هو جوهر النظام، الذي يكتشف إشارات التفريغ الضعيفة داخل العزل عن طريق مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار مثل الترددات العالية جدًا (UHF) والترددات العالية (HFCT) والصوتية (AE).

  • مراقبة درجة الحرارة:: تُستخدم تقنية قياس درجة الحرارة بالألياف الضوئية الموزعة (DTS) لتحقيق المراقبة المستمرة لتوزيع درجة الحرارة على كامل مسار الكابل، أو التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء والقياس اللاسلكي السلبي لدرجة الحرارة وغيرها من التقنيات المستخدمة لمراقبة النقاط الحرجة.

  • مراقبة الغمد:: تحديد وجود تأريض أو تآكل أو تلف خارجي في الغلاف المعدني من خلال مراقبة تيار حلقة الغلاف أو حقن إشارة تيار مستمر.

• -بنية النظام:: اعتماد بنية موزعة ذات طبقات، بما في ذلك أجهزة استشعار أمامية، ووحدات الحصول على البيانات ومعالجتها في الموقع، وشبكة اتصالات عالية السرعة، ومحطة رئيسية تشخيصية ذكية خلفية لتحقيق الاستشعار الشامل والتحليل الذكي وتصور البيانات.

• القيمة المطبقة:: القدرة على التحذير قبل أسابيع أو حتى أشهر من تدهور عزل الكابلات وارتفاع درجة حرارة المفاصل وغيرها من الأعطال الخطيرة، مما يؤدي إلى تجنب حوادث الأعطال المفاجئة للكابلات بشكل فعال، وتوفير التكنولوجيا الأساسية للتشغيل الآمن لشبكات الطاقة في المناطق الحضرية، وممرات النقل الهامة، والطاقة النووية، والنقل بالسكك الحديدية وغيرها من البنى التحتية الرئيسية.

أولاً: الحاجة إلى مراقبة الكابلات عبر الإنترنت

تتميز كابلات الطاقة ذات الجهد العالي، وخاصة المدفونة في خطوط الكابلات تحت الأرض، بخصائص "الهندسة الخفية". بمجرد حدوث العطل، لا يصعب تحديد موقعه ويستغرق وقتًا طويلاً لإصلاحه فحسب، بل قد يتسبب أيضًا في انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع وخسائر اقتصادية ضخمة. إن الفحص اليدوي التقليدي والاختبار الدوري غير المتصل بالإنترنت (مثل اختبار تحمل التيار المتردد للجهد) له نقطة عمياء، وغير قادر على اكتشاف العيوب الداخلية التي تتطور ديناميكيًا أثناء التشغيل.

الغرض الأساسي من جهاز مراقبة الكابل عبر الإنترنت هو التقاط الإشارات المميزة للتدهور المبكر الذي يحدث داخل الكابل في حالة تشغيله غير المشغلة بالطاقة وتحقيق..:

• الإنذار المبكر بالخلل:: تنبيهات قبل أن ينخفض أداء العزل إلى نقطة حرجة.

• تحديد المواقع بدقة:: بيّن الموقع الدقيق الذي حدث فيه العيب (على سبيل المثال أي مفصل وكم متر من الطرفية).

• تقييم الحالة:: إجراء تقييم شامل للصحة العامة لخطوط الكابلات لتوفير الدعم بالبيانات لإدارة الأصول وصيانة الحالة.

ثانياً - تقنيات ومبادئ الرصد الأساسية

1 - الرصد المباشر لحالة العزل: رصد التفريغ الجزئي (PD)
التفريغ الجزئي هو "السبب الرئيسي" الذي يؤدي إلى انهيار عزل الكابل في نهاية المطاف. وهو يشير إلى التفريغ الشراري الضعيف والموضعي الذي يحدث داخل عازل الكابل (مثل فجوات الهواء والشوائب) أو في الملحقات.

• مبادئ المراقبة:: تصاحب التصريفات الموضعية مجموعة متنوعة من الإشارات المادية عند حدوثها، والتي يلتقطها نظام الرصد عبر الإنترنت للاستدلال على وجود التصريف وشدته.

  • التردد العالي جداً (UHF):: تشع الموجات الكهرومغناطيسية عالية التردد (300 ميغاهيرتز - 3 غيغاهيرتز) المتولدة عن التفريغ الكهربائي على طول سطح ملحقات الكابلات. ويمكن الكشف عن هذه الإشارات بحساسية عالية عن طريق تركيب أجهزة استشعار بالتردد فوق العالي في أطراف الكابلات أو الوصلات. تتميز هذه الطريقة بنسبة إشارة إلى ضوضاء عالية ومقاومة عالية للتداخل.

  • طريقة محول التيار العالي التردد (HFCT):: يولد التفريغ تيارات نبضية تتدفق عبر السلك الأرضي للكابل إلى الأرض. ويمكن إقران إشارات التيار النبضي عالية التردد هذه عن طريق تشبيك HFCT بالسلك الأرضي للكابل. وهذه الطريقة سهلة التركيب وتستخدم على نطاق واسع.

  • الصوتيات (AE):: يولد التفريغ موجات فوق صوتية. ومن خلال توصيل أجهزة استشعار صوتية بسطح وصلة الكابل، يمكن "سماع" صوت التفريغ. من خلال الجمع بين عدة مجسات صوتية، يمكن تحديد موقع نقطة التفريغ صوتيًا في ثلاثة أبعاد.

• التشخيص وتحديد المواقع:: يقوم نظام الواجهة الخلفية بتحليل إشارات التفريغ الجزئي المجمعة **تخطيط التفريغ الجزئي المحلول الطوري**، ويمكن استخدام شكل التعيين لتحديد نوع التفريغ (على سبيل المثال، تفريغ فجوة الهواء الداخلية، والتفريغ على طول السطح، وما إلى ذلك). ومن خلال فرق زمن الوصول (TDOA) لإشارات أجهزة الاستشعار المتعددة، يمكن حساب مسافة انتشار مصدر التفريغ على طول خط الكابل بدقة لتحقيق موقع الخلل.

2 - مراقبة درجة الحرارة عبر الإنترنت
تُعد درجة حرارة موصلات الكابل عاملاً رئيسيًا في تحديد قدرته الاستيعابية، في حين أن الارتفاع غير الطبيعي في درجة الحرارة عند الوصلات والوصلات الأخرى هي أكثر العوامل شيوعًا التي تؤدي إلى الفشل.

• استشعار درجة الحرارة الموزعة (DTS - استشعار درجة الحرارة الموزعة):: هذا هو تحقيق الكابلالمسار الكاملالتقنية الأكثر تقدماً لرصد درجة الحرارة. يتم وضع ألياف ضوئية حساسة لدرجة الحرارة في نفس خندق كابل الطاقة، ويقوم جهاز DTS الرئيسي بإرسال نبضات ليزر في الألياف. ومن خلال تحليل شدة ووقت تشتت نبضات الليزر المشتتة في الألياف، يمكن حساب درجة الحرارة في كل نقطة على الألياف. وتتمثل الميزة في أنه يمكن أن يوفر ملفًا جانبيًا مستمرًا لدرجة الحرارة دون مراقبة المناطق العمياء، وهو مناسب بشكل خاص لخطوط الكابلات الطويلة والمهمة.

• التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء:: بالنسبة لعمليات إنهاء الكابلات والملحقات المعرضة للهواء، يمكن إجراء قياس درجة الحرارة دون تلامس باستخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء المدمجة لمراقبة توزيع درجة حرارة السطح في الوقت الحقيقي والكشف بصريًا عن النقاط الساخنة.

3 - الرصد المباشر لأنظمة التغليف والتأريض
الغلاف المعدني (أو الدرع) للكابل ضروري لحماية العزل وتجانس المجال الكهربائي.

• مراقبة الدورة الدموية الغمدية:: مراقبة التيارات الحلقية المستحثة في الغلاف عن طريق تركيب محول تيار على السلك الأرضي لغلاف الكابل. قد يشير التيار الحلقي المرتفع بشكل غير طبيعي إلى وجود عطل أرضي متعدد النقاط في الغلاف، مما يؤدي إلى خسائر إضافية وارتفاع الحرارة الموضعي.

• مراقبة سلامة الغمد:: بالنسبة لأنظمة التأريض المتداخلة، يمكن تحديد وجود أغلفة مكسورة أو دخول الماء أو تلف في العزل عن طريق مراقبة تشغيل أجهزة الحماية الخاصة بها أو عن طريق حقن إشارات بتردد معين.

ثالثاً - بنية النظام وتطبيقات البيانات

يتكون جهاز مراقبة الكابلات عبر الإنترنت عادةً من المكونات التالية:

1. طبقة الاستشعار:: أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار (التردد فوق العالي، والتردد العالي جداً، والتردد العالي جداً، والألياف البصرية DTS، ومسابير درجة الحرارة، وما إلى ذلك) المركبة على طول مسارات الكابلات.

2. الحصول على البيانات وطبقة الحوسبة المتطورة:: وحدات الحصول على البيانات المنتشرة في الميدان (على سبيل المثال، أنفاق الكابلات وأبراج المحطات الطرفية)، المسؤولة عن الحصول على البيانات عالية السرعة، والمعالجة المسبقة للإشارات، واستخراج السمات والإنذارات المحلية.

3. طبقة شبكة الاتصالات:: نقل بيانات الموقع إلى مركز الرصد باستخدام الألياف الضوئية أو ناقل الطاقة أو الشبكة العامة اللاسلكية (4G/5G).

4. تشخيص الموقع الرئيسي وطبقة العرض التقديمي:: يتم نشر برنامج التشخيص الذكي في الخادم الخلفي لإجراء تحليل شامل والتنبؤ بالاتجاهات وتحديد موقع الخطأ على البيانات الضخمة، وتزويد المستخدمين بتقارير مرئية عن حالة الكابلات الصحية ومعلومات الإنذار المبكر عبر الويب وتطبيقات الأجهزة المحمولة.

الأسئلة الشائعة (FAQ)

1 - إلى أي مدى يمكن لنظام مراقبة الكابلات عبر الإنترنت التحذير من حدوث عطل؟
ويعتمد ذلك على مدى سرعة تطور العطل. بالنسبة للتفريغات الجزئية الناجمة عن التقادم التدريجي والرطوبة في العزل، قد تستمر العملية من اكتشاف إشارة PD ضعيفة إلى التطور النهائي لخلل في العطل لأسابيع أو أشهر أو حتى لفترة أطول، مما يوفر فترة زمنية كافية لترتيب الصيانة. بالنسبة للأحداث غير المتوقعة مثل الأضرار الناجمة عن قوى خارجية، يكون وقت التحذير قصيرًا جدًا.

2 - ما هو الفرق الأساسي بين قياس درجة الحرارة بالألياف البصرية الموزعة (DTS) والقياس التقليدي لدرجة الحرارة بالنقاط؟
قياس درجة حرارة النقطة(على سبيل المثال المزدوجات الحرارية والأشعة تحت الحمراء) يمكنها فقط قياس درجة الحرارة عند نقطة محددة، وهناك نقطة عمياء للرصد بين النقاط. في حين أنDTSتحويل الألياف بأكملها إلى جهاز استشعار، قادر على توفير المعلومات على طول مسار الكابلكل متر أو أقل.بيانات درجة الحرارة المستمرة من الكابل هي قفزة من "نقطة" إلى "خط". وهذا أمر بالغ الأهمية للكشف عن النقاط الساخنة الموضعية في الكابلات (مثل العيوب داخل الوصلات، وتأثير مصادر الحرارة الخارجية).

3 - هل يتطلب تركيب نظام المراقبة عبر الإنترنت انقطاع الكابلات؟
يمكن تركيب معظم أنظمة المراقبة على الكابلالتشغيل المكهربيتم تنفيذ الوضع بعدد من الطرق. على سبيل المثال، يتم تثبيت أجهزة HFCTs على السلك الأرضي، ويتم تركيب أجهزة الاستشعار ذات التردد فوق العالي وأجهزة الاستشعار الصوتية على الأسطح الملحقة بها، وكاميرات التصوير الحراري غير الملامسة. يجب فقط وضع ألياف استشعار درجة الحرارة لنظام قياس درجة حرارة الألياف البصرية الموزعة بالترادف مع مد الكابل، أو إعادة تركيبها بجانب الكابل في مشروع لاحق.

4 - كيف تترجم بيانات مراقبة النظام إلى قرارات الصيانة؟
يقع البرنامج الرئيسي للنظام في قلب عملية اتخاذ القرار. فهو لا يعرض البيانات فحسب، بل الأهم من ذلك أنه يحتوي على قاعدة معرفية خبيرة مدمجة وخوارزميات تشخيصية ذكية. على سبيل المثال، عندما يكتشف النظام إشارة PD، فإنه يقوم تلقائيًا بتحليل ملف تعريف PRPD الخاص به، ويعطي استنتاجًا تشخيصيًا "يشتبه في وجود تفريغ لفجوة الهواء داخل الملحق"، ويحدد موقع العطل. عندما يكتشف نظام DTS زيادة غير طبيعية في درجة الحرارة عند نقطة معينة، فإنه يجمع البيانات التاريخية وتيار الحمل عند تلك النقطة لتحديد ما إذا كانت زيادة طبيعية في درجة الحرارة ناتجة عن الحمل أو تسخين معيب في الوصلة. توجه هذه "التقارير التشخيصية" الدقيقة مباشرةً موظفي التشغيل والصيانة لصياغة برامج صيانة دقيقة "لأماكن الإصلاح وما يجب إصلاحه".

 تلتزم Inotera بتوفير حلول رائدة في مجال مراقبة الكابلات عبر الإنترنت. نحن نجمع بين تقنيات المراقبة المتقدمة لإنشاء نظام منتج ذكي ومتكامل للغاية مصمم للارتقاء بإدارة تشغيل الكابلات وصيانتها إلى مستوى جديد تمامًا.

نقاط قوتنا الأساسية

• مراقبة متعددة الاتجاهات ومتعددة الأبعاد. يدمج نظامنا وحدات مختلفة مثل التفريغ الجزئي عالي التردد/فوق العالي التردد، وقياس درجة حرارة الألياف البصرية الموزعة (DTS)، ومراقبة تيار حلقة الغلاف والتيار الأرضي، وما إلى ذلك، لتحقيق مراقبة 360 درجة لعزل الكابل ودرجة الحرارة وحالة الغلاف دون زاوية ميتة.

• الخوارزميات الأساسية والتشخيص الدقيق. مزود بمحرك تشخيص ذكي مطور ذاتيًا، يمكنه إجراء تحليل خرائط PRPD تلقائيًا، وتحديد نوع التفريغ بدقة، ومن خلال خوارزمية تحديد المواقع المدمجة متعددة أجهزة الاستشعار، يمكنه تحسين دقة تحديد موقع العطل إلى مستوى المتر، مما يوفر لك تقارير تشخيصية واضحة وقابلة للتنفيذ.

• تصميم معياري وتهيئة مرنة. سواءً كانت المراقبة المركزة لخط واحد حساس أو تغطية شاملة لشبكة كبلات بأكملها، فإننا نقدم حلولاً معيارية قابلة للتطوير من المستشعرات إلى البرامج الرئيسية. يمكن تكييف المنتجات بمرونة مع مختلف مستويات الجهد وسيناريوهات التطبيق (مثل أنفاق الكابلات الحضرية، والمحطات الفرعية، وطاقة الرياح البحرية، وما إلى ذلك).

• المنصة الذكية المتكاملة. توفير منصة مراقبة تصورية موحدة للمراقبة، وتقديم بيانات مراقبة معقدة في شكل رسومات بديهية ومنحنيات اتجاهات وخرائط ثلاثية الأبعاد. يدعم النظام إمكانية الوصول إلى الويب والهاتف المحمول، والإنذارات الفورية في الوقت الحقيقي، وإنشاء التقارير تلقائياً، مما يتيح لك التحكم في صحة الكابل في أي وقت وفي أي مكان.

نحن لا نقدم منتجات ممتازة فحسب، بل نوفر أيضًا مجموعة كاملة من الخدمات الاحترافية بدءًا من مسح الموقع وتصميم البرنامج والتركيب والتشغيل إلى تحليل البيانات بعد المعالجة والدعم الفني.

اتصل بنا اليوم للحصول على حل مراقبة ذكي مصمم خصيصاً لمسارات الكابلات الخاصة بك.