حل لإدارة اختيار وصيانة الكابلات

​

​​(I) خلفية المشكلة​
ضمان التشغيل الآمن والاستقراري والفعال على المدى الطويل لأنظمة الكابلات الكهربائية أمر حاسم لضمان استمرارية الإنتاج والحياة اليومية وتشغيل المرافق. يعتبر الاختيار الصحيح هو أساس موثوقية النظام، بينما يعد الإدارة المستمرة والفعالة للصيانة هي الضمان الأساسي ضد الأعطال، وتمديد عمر الكابلات، ومنع الخسائر الاقتصادية والحوادث الأمنية. يمكن أن يؤدي إهمال مبادئ الاختيار أو إدارة الصيانة غير الكافية بسهولة إلى زيادة الحمل الحراري على الكابلات والتعرض للحرارة وتقدم العمر في العزل، والدارات القصيرة، وحتى مخاطر الحريق.

​​(II) الحل​

​2.1 مبادئ الاختيار العلمي​
لا يعتمد اختيار الكابل فقط على متطلبات الحمل ولكن يتطلب اعتبارًا شاملًا متعدد الأبعاد ومُتطلعًا. والمبادئ الأساسية هي كالتالي:

1. ​تطابق تيار الحمل:​​ الاعتبار الأساسي هو قيمة تيار الحمل المستمر. يجب حساب تيار الخط بدقة بناءً على عوامل بما في ذلك استهلاك الطاقة للمعدات، وتيار البدء (مع الأخذ في الاعتبار التكرار والمدة)، والقيمة القصوى للتصميم لنظام التيار. يجب أن يكون قدرة التحمل الحالية المعينة للكابل المختار أكبر من أو تساوي هذه القيمة المحسوبة للتيار، ويجب اختيار مساحة المقطع العرضي المناسبة للموصل وفقًا للمعايير الوطنية / الصناعية ذات الصلة (مثل GB/T 12706، IEC 60502، وما إلى ذلك). يحظر بشدة التشغيل الزائد للحمل.
2. ​تصحيح درجة الحرارة المحيطة:​​ تؤثر درجة الحرارة المحيطة بشكل كبير على قدرة الكابل على تحمل التيار.
• ​بيئات ذات درجات حرارة عالية:​​ مثل ورش العمل الساخنة، المناطق الاستوائية، المناطق ذات الكابلات المركزة / الرفوف السلمية، أو بالقرب من مصادر الحرارة. يجب تصحيح القدرة المقدرة على تحمل التيار باستخدام معامل التصحيح المناسب (عادة أقل من 1) لتلك الحرارة. ينبغي إعطاء الأولوية لكابلات مواد العزل التي تتحمل درجات الحرارة العالية (مثل البولي إيثيلين المتشابك (XLPE) أكثر مقاومة للحرارة من PVC) أو الكابلات المصنفة لدرجات حرارة أعلى.
• ​بيئات ذات درجات حرارة منخفضة:​​ قد تسبب درجات الحرارة المنخفضة هشاشة المواد مما يؤثر على التركيب والأداء الانحنائي. يجب النظر في مقاومة الكابل للحرارة المنخفضة أثناء الاختيار.
3. ​طريقة التركيب وظروف التبريد:​​
• تمييز بين التركيب في الهواء (مكشوف، رفوف سلمية، أنابيب)، الدفن المباشر في التربة، التركيب في الأنابيب، أو التركيب المحزم.
• لديها طرق تركيب مختلفة قدرات تبريد مختلفة بشكل كبير، مما يؤثر مباشرة على قدرة الكابل على تحمل التيار. على سبيل المثال، يجب النظر في مقاومة الحرارة للتربة وعمق الدفن بالنسبة للكابلات الدفينة؛ يقلل التركيب المحزم الكثيف بشكل كبير من قدرة الكابل على تحمل التيار ويجب استشارة جداول قدرة الكابل للطريقة المحددة للتركيب أو تطبيق معاملات التصحيح. أعطي الأولوية للطرق المواتية للتبريد أو السماح بهامش أكبر.
4. ​تطابق مستوى الجهد:​​ يجب أن يكون الجهد المحدد للكابل (مثل 0.6/1kV، 8.7/15kV، وما إلى ذلك) أكبر من أو يساوي الجهد التشغيلي لنظام زائد أي فولتات عابرة محتملة للتأكد من قوة العزل الكافية.
5. ​نوع العزل ومادة الغلاف:​​
• ​مادة العزل:​​ يتم اختيارها بناءً على تصنيف درجة الحرارة، القوة الميكانيكية، الخصائص العازلة، والمقاومة لإشعال النار (مثل LSZH).
• ​مادة الغلاف:​​ يجب أن تكون مناسبة لمتطلبات البيئة:
• ​البيئة العامة:​​ PVC، PE، وغيرها.
• ​متطلبات الحماية الميكانيكية العالية:​​ كابلات مدرعة (شرائط من الفولاذ، سلك الفولاذ).
• ​مقاومة التآكل (مثل المصانع الكيميائية، المناطق المالحة):​​ مادة معدنية غير مغناطيسية مدرعة (مثل شريط سبيكة الألومنيوم) أو أغلفة خاصة مقاومة للتآكل.
• ​مقاومة لإشعال النار/المقاومة للحريق:​​ اختر كابلات مقاومة لإشعال النار من مستويات مناسبة (ZA، ZB، ZC، وما إلى ذلك) أو كابلات مقاومة للحريق (مثل MI).
• ​مقاومة الأشعة فوق البنفسجية:​​ للاستخدام الخارجي أو التعرض المباشر لأشعة الشمس، تعتبر المواد المقاومة للأشعة فوق البنفسجية (مثل PVC/PE مقاوم للطقس أسود) ضرورية.
6. ​متطلبات تيار الدارة القصيرة:​​ يجب أن يتحمل الكابل آثار الحرارة الناتجة عن تيار الدارة القصيرة الأقصى لنظامه لمدة دون حدوث أضرار. يتطلب حساب التيار الحراري لمقاومة الدارة القصيرة اختيار كابل بمقطع عرضي كافٍ أو تنفيذ تدابير وقائية أخرى.

​2.2 طرق إدارة الصيانة النظامية​
الفحوصات الدورية المستهدفة للصيانة هي المفتاح لتحديد المخاطر الخفية في وقت مبكر ومنع التصعيد. تتضمن الطرق الرئيسية ما يلي:

1. ​فحص التصوير الحراري الدوري (دوريات دورية):​​
• ​الهدف الرئيسي:​​ الكشف الدقيق اللااتصال عن الارتفاعات غير الطبيعية في درجة الحرارة في نقاط الاتصال الحرجة مثل الوصلات، والنهايات، والمكونات، وأطراف الكابلات.
• ​التكرار:​​ يُنصح بالفحص ربع سنوي إلى نصف سنوي للمناطق الحرجة والخطوط ذات الحمل الثقيل؛ مرة واحدة على الأقل سنويًا للمناطق العامة؛ زيادة التكرار قبل وبعد الأحداث الكبرى أو خلال فصول الحرارة القصوى.
• ​الميزة:​​ الكشف المبكر عن الأعطال الخفية مثل الاتصالات السيئة، زيادة الحمل، عدم توازن الطور، وما إلى ذلك، مما يمنع مخاطر الحريق.
2. ​فحص ملاءمة البيئة:​​
• ​البيئات الرطبة/المتآكلة:​​ التركيز على فحص سلامة الغلاف الخارجي للكابل (خاصة في الوصلات) لأي تلف أو تقدم في العمر أو تشققات. فحص ختم النهايات ومقاومة المياه لصندوق الوصلات. استخدم مواد ختم متخصصة أو وصلات مقاومة للمياه عند الحاجة.
• ​مناطق معرضة لمخاطر الأضرار الميكانيكية:​​ فحص الغلاف الخارجي للكابل للخدوش أو الضغط أو الضغوط من الأجسام الحادة؛ فحص استقرار الرفوف السلمية والدعائم؛ فحص علامات الحفر غير المصرح بها أو المعدات الثقيلة فوق الأقسام الدفينة.
3. ​مراقبة وإجراء تشخيصات أداء العزل (الفحص الوقائي):​​
• ​الفحص الدوري لمقاومة العزل:​​ استخدام ميغومتر لقياس مقاومة العزل بين الطور والأرض لتحديد التدهور الكبير أو تسرب الرطوبة.
• ​عامل فقدان الدييكتريك (Tanδ) أو اختبار التفريغ الجزئي (للكابلات المتوسطة والضغط العالي):​​ أدوات تشخيص متقدمة لتقييم تقدم العمر في العزل والعيوب المحتملة. قم بإجرائها وفقًا للفترات الزمنية المقررة بموجب اللوائح.
4. ​إدارة دورة الحياة واستراتيجية الاستبدال:​​
• ​تسجيل وتحليل:​​ الحفاظ على سجلات مفصلة للكابلات (الطراز، الطول، تاريخ التركيب، الموقع، البيانات التاريخية للفحص، تاريخ الإصلاح).
• ​تقييم حالة التقدم في العمر:​​ تقييم حالة التقدم في العمر الشاملة للكابلات باعتبار فترة الخدمة، تاريخ الحمل، الظروف البيئية، والبيانات التاريخية للفحص (مقاومة العزل، Tanδ، التفريغ الجزئي، وما إلى ذلك).
• ​الاستبدال الوقائي:​​ وضع استراتيجيات استبدال مخططة للكابلات الدائرة الهامة التي تقترب من نهاية حياتها التصميمية أو التي تم تقييمها بأنها في حالة تقدم في العمر سيئة، لتجنب الأعطال السلبية التي تسبب خسائر أكبر.
5. ​إدارة التخزين والإحتياطي:​​
• ​شروط التخزين:​​ يجب تخزين الكابلات الاحتياطية في مستودعات داخلية باردة وجافة ومهوأة جيدًا.
• ​تجنب التعرض المباشر للشمس:​​ يجب حظر التعرض طويل الأمد للشمس بصرامة لمنع تدهور UV الذي يسبب الشيخوخة والتشقق أو الهشاشة (خاصة مهم لـ PVC). يتطلب التخزين المؤقت في الخارج تغطية بكساء يحجب الضوء.
• ​تخزين صحيح:​​ تجنب التكدس العشوائي، الأحمال الثقيلة، أو الانحناءات ذات نصف قطر صغير لمنع الأضرار الميكانيكية والتشوه. تأكد من أن نهايات الكابلات تظل مختومة جيدًا.

​​(III) النقاط الرئيسية للتنفيذ​

• ​تطوير إجراءات مفصلة:​​ توثيق مبادئ الاختيار والممارسات الصيانة المذكورة أعلاه في "مواصفات التقنية لاختيار الكابلات" و "إجراءات صيانة نظام الكابلات" لهذا المشروع.
• ​تدريب الموظفين:​​ التأكد من أن المهندسين والعاملين في المشتريات والفنيين المسؤولين عن الصيانة يفهمون ويلتزمون بدقة بمبادئ الاختيار وممارسات الصيانة، وخاصة معاملات تصحيح درجة الحرارة، وتفسير الفحص بالأشعة تحت الحمراء، ومتطلبات الفحص الختم.
• ​إنشاء السجلات:​​ الحفاظ على أرشيف كامل لكل خط كابل حيوي، تتبع أساس الاختيار، سجلات التركيب، بيانات الفحص، وسجلات الصيانة.
• ​تقديم الأدوات:​​ تزويد الفنيين المسؤولين عن الصيانة بالأدوات والأجهزة اللازمة (مثل كاميرا الأشعة تحت الحمراء، ميغومتر، دفاتر السجلات).
• ​إدارة حلقة مغلقة:​​ الإبلاغ الفوري، والتقييم، وإصلاح المشكلات التي تم اكتشافها أثناء الفحوصات؛ وتوثيق وتحليل أسباب الجذور، وتحسين الإجراءات الإدارية بشكل مستمر.

​​(IV) النتائج المتوقعة​
من خلال الالتزام الصارم بمبادئ الاختيار العلمي وتنفيذ إدارة الصيانة النظامية:

1. ​تعزيز موثوقية النظام بشكل كبير:​​ تقليل الأعطال الناجمة عن الاختيار غير الصحيح أو الصيانة السيئة.
2. ​تمديد عمر الخدمة:​​ تباطؤ تقدم العمر في العزل، تحقيق إمكانات عمر التصميم الكاملة للكابلات.
3. ​حماية سلامة الأشخاص والممتلكات:​​ منع فعال لمخاطر الصدمات الكهربائية والحريق الناجمة عن زيادة الحرارة في الكابلات، الدارات القصيرة، وما إلى ذلك.
4. ​تحسين تكاليف التشغيل:​​ تقليل التكاليف المتعلقة بالإصلاحات الطارئة، وإيقاف الإنتاج، واستبدال الكابلات الباهظة.
5. ​الامتثال للوائح والمعايير:​​ الوفاء باللوائح والمعايير الوطنية والصناعية ذات الصلة لإدارة تشغيل المعدات الكهربائية.

يعمل هذا الخطة على الجمع بين الاختيار الدقيق في بداية المشروع وإدارة دورة الحياة الشاملة في نهاية المشروع، مما يشكل نظام ضمان أمان مستمر للكابلات الكهربائية.