تلعب الكابلات البحرية دورًا حيويًا في ربط الجزر والمدن الساحلية حول العالم, مما يسمح بنقل الكهرباء والبيانات لمسافات طويلة تحت الماء. لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة ونقل الإشارات في وقت واحد, ظهرت الكابلات البحرية المركبة الإلكترونية الضوئية. تعتبر هذه التطورات التكنولوجية ضرورية للحفاظ على التدفق المستمر للكهرباء والبيانات في عالم مترابط بشكل متزايد..
التحقيق في مقاومة الماء للموصلات
في تصميم الكابلات البحرية, مقاومة الماء للموصلات أمر ضروري. يجب أن تتحمل الكابلات الظروف القاسية من الضغط والرطوبة في قاع البحر. تضع اللوائح الدولية معايير صارمة لاختبار مقاومة الموصلات للماء.
اختبارات مقاومة الماء تحاكي غمر الماء في أعماق تحت الماء. يجب أن تتحمل الكابلات هذا الغمر لمدة على الأقل 10 أيام عند درجة حرارة تساوي البيئة المحيطة, عن 20 ± 15 درجه مئوية. يجب أن يوضح الفحص البصري بعد الاختبار عدم تسرب الماء إلى أي جزء من الموصل..
لتحسين مقاومة الماء, لقد تم اعتماد هيكل ضغط دائري محكم على الموصلات بشكل شائع. لكن, بسبب التوترات العالية في الكابلات, حجم المقطع العرضي للسلك كبير, مما يمثل تحديات من حيث حجب المياه. يكمن الحل في استخدام آلات تجديل الأقراص المتعددة (على الأقل 91 المراقص) لتقليل قطر الموصلات الفردية و, لذا, تقليل المسافات بينهما, مما يحسن فعالية حجب المياه.
يوصى باستخدام بنية تجديل منتظمة متحدة المركز مع خيوط مانعة للماء تتخللها كل طبقة من الموصل.. وهذا يضمن حجب الماء بشكل فعال وانتقال آمن.
دراسة تأريض الكابلات
يعد التأريض جانبًا مهمًا في كابلات الجهد العالي. للكابلات 35 كيلو فولت أو أقل, يتم استخدام نقطتين أرضيتين في كلا الطرفين بسبب تكوينها ثلاثي النواة. وهذا يقلل من احتمالية حدوث جهد كهربائي في طبقة التدريع المعدنية..
لكن, للكابلات أحادية النواة ذات الفولتية الأكبر من 35 كيلو فولت, ينشأ التحدي. يتصرف قلب الكابل مثل الملف الأساسي للمحول, توليد الفولتية المستحثة في طبقة التدريع المعدنية عند حمل التيار. قد يشكل ذلك مخاطر على سلامة الكابل وسلامته..
في حالات كهذه, يوصى بتأريض نقطة واحدة على طبقة التدريع المعدنية, بحد أقصى 50-100 فولت للجهد المستحث. للكابلات الأطول, ويمكن النظر في طرق إضافية, مثل تجزئة طبقة التدريع أو استخدام العزل المتوسط.
ل الكابلات البحرية الطويلة والجهد العالي جدا, قد تكون هذه الممارسات القياسية غير كافية بسبب تراكم الجهد المستحث.. الابتكارات مطلوبة لمواجهة هذا التحدي, وقد حققت بعض الشركات تقدما كبيرا.
بحث حول الطبقات المدرعة للكابلات الضوئية المركبة
في الكابلات البحرية المركبة الإلكترونية الضوئية, تمثل وحدات كابلات الألياف الضوئية عنصرًا حاسمًا. يجب أن يأخذ التصميم في الاعتبار الخصائص البصرية والميكانيكية لهذه الوحدات. لحماية وحدات الألياف الضوئية بشكل فعال, يتم وضعها على طبقة الأسلاك الفولاذية, منع الأسلاك الفولاذية من ممارسة الضغط المباشر عليها.
يحمي هذا الحكم وحدات الألياف الضوئية من التلف الميكانيكي, ضمان نقل بصري موثوق به في البيئات الصعبة تحت الماء.
للكابلات الأساسية واحدة, من الضروري اختيار مواد غير مغناطيسية لطبقة الدرع في بيئات النظام ذات التيار المتناوب. في التطبيقات تحت الماء, يجب أن تكون الطبقة المقواة مقاومة للتآكل ولها قوة شد كافية. يعتبر سلك الفولاذ المقاوم للصدأ خيارًا مفضلاً درع الكابل. لكن, في الحالات التي يتم فيها السعي لتحقيق التوازن بين التكاليف والأداء, يمكن استخدام الأسلاك الفولاذية المجلفنة مع هيكل العزل المغناطيسي.
يجب أن يعتمد تصميم طبقة الدرع على القدرة الحالية الفعلية المطلوبة لضمان الأداء الأمثل.
فحص معدات الإنتاج للكابلات الطويلة
إنتاج الكابلات البحرية الطويلة, سلس, إنه تحدٍ كبير.. تعد قدرة المعدات على استقبال وإطلاق الكابلات ذات الحمولة الكبيرة دون انقطاع جانبًا بالغ الأهمية. وذلك لأن طول الكابلات مثل 110 كيلو فولت 1 × 500 يمكن أن تغطي بسهولة عدة كيلومترات, مما يجعل من الصعب التلاعب في قطعة واحدة.
في الوقت الحاضر, أصبحت تكنولوجيا توصيل الكابلات البحرية ناضجة بشكل متزايد وتستخدم على نطاق واسع للتغلب على هذه القيود..
لاس شركات تصنيع الكابلات البحرية يستكشفون حلولاً لتحسين إنتاج الكابلات الطويلة. وهذا لا يشمل فقط قدرة معدات الإنتاج ولكن أيضًا الخدمات اللوجستية الداخلية والعوامل الرئيسية الأخرى..
أبحاث اختبار الكابلات
يعد اختبار الكابلات البحرية الطويلة أمرًا صعبًا نظرًا لصعوبة نقل هذه الكابلات الطويلة.. يجب أن تكون أنظمة إمداد الطاقة لاختبار الكابلات خفيفة الوزن وقابلة للنقل إلى موقع التخزين.
يوصى باستخدام نظام إمداد طاقة رنين بجهد خرج لا يقل عن 320 كيلو فولت ونطاق تردد يتراوح بين 30 إلى 300 هرتز. لكن, بسبب طول الكابلات, قد لا تكون قدرة معدات اختبار الكابلات كافية. في حالات كهذه, يمكن أخذ العينات على الكابلات الجاهزة لقياس التنزيلات الجزئية كمؤشر على الخواص الكهربائية للكابل.
خاتمة
يعد التقدم في تصميم وتطوير الكابلات البحرية المركبة الإلكترونية البصرية أمرًا ضروريًا لتوسيع شبكات الاتصالات ونقل الكهرباء لمسافات طويلة.. مقاومة الماء للموصلات, تأريض كابلات الجهد العالي, الأبحاث المتعلقة ب الكابلات الضوئية المركبة, تعد طبقات التدريع ومعدات الإنتاج من مجالات البحث المهمة التي أدت إلى تحسينات كبيرة في تكنولوجيا الكابلات البحرية.
ولا تضمن هذه التطورات موثوقية الشبكات تحت الماء فحسب, ولكنها تتيح أيضًا النقل الفعال للطاقة والبيانات في البيئات البحرية الصعبة, وبالتالي تعزيز الاتصال العالمي. مستقبل الكابلات البحرية المركبة الإلكترونية الضوئية واعد مع استمرار التطور التكنولوجي في هذا المجال.