تعد كابلات الطاقة تحت الأرض HVDC (التيار المباشر عالي الجهد) وHVAC (التيار المتناوب عالي الجهد) من المعدات الأساسية المستخدمة في أنظمة نقل وتوزيع الطاقة، ويتم تطبيقها على نطاق واسع في أنظمة نقل وتوزيع الطاقة. عادةً ما يتم دفن هذه الكابلات تحت الأرض وتربط محطات توليد الطاقة والمحطات الفرعية والمرافق الكهربائية المختلفة.
يعد التشغيل الموثوق لكابلات الطاقة تحت الأرض أمرًا بالغ الأهمية لتوفير الطاقة المستقرة للنظام الكهربائي. ومع ذلك، فإن تعقيد البيئة تحت الأرض والتحديات المرتبطة بتشغيل الكابلات على المدى الطويل تجعل مراقبة الكابلات مهمة أساسية. غالبًا ما تواجه طرق المراقبة التقليدية صعوبة في الحصول على معلومات دقيقة وفي الوقت المناسب عن حالة الكابل، مما يستلزم حل مراقبة أكثر تقدمًا وموثوقية.
برزت تقنية استشعار درجة الحرارة الموزعة (DTS) كحل فعال لمراقبة كابلات الطاقة تحت الأرض HVDC/HVAC. تستخدم هذه التقنية أجهزة استشعار الألياف الضوئية المثبتة على طول الكابلات لمراقبة التغيرات في درجات الحرارة في الوقت الحقيقي وبشكل مستمر. ومن خلال قياس الاختلافات في الخصائص البصرية للألياف، من الممكن استنتاج توزيع درجة حرارة الكابلات وتحديد المشكلات المحتملة على الفور.
يتيح تطبيق تقنية مراقبة الألياف الضوئية الموزعة في كابلات الطاقة تحت الأرض HVDC/HVAC مراقبة درجة حرارة الكابل في الوقت الفعلي واكتشاف الحالات الشاذة، وبالتالي تعزيز موثوقية وسلامة نظام الطاقة.
تركيب الألياف الضوئية: يتم تركيب أجهزة استشعار الألياف الضوئية في المواقع الرئيسية والأقسام من كابلات الطاقة تحت الأرض. يمكن للألياف أن تغطي كامل طول الكابلات لتمكين المراقبة المستمرة لدرجة الحرارة والإجهاد. يمكن تثبيت الألياف بشكل آمن على السطح أو داخل الكابلات باستخدام طرق التثبيت المختلفة.
مراقبة درجة الحرارة والإجهاد: يتم إجراء مراقبة فورية لتغيرات درجة الحرارة والإجهاد في كابلات الطاقة باستخدام أجهزة استشعار الألياف الضوئية. يمكن لهذه المستشعرات قياس درجة الحرارة والضغط على السطح أو داخل الكابلات، مما يوفر بيانات دقيقة في الوقت الفعلي. تساعد هذه البيانات في فهم الحالة التشغيلية للكابل وظروف التحميل والمشكلات المحتملة.
الكشف عن النقاط الساخنة: يمكن لأنظمة استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية الموزعة تحديد النقاط الساخنة لدرجة الحرارة داخل الكابلات، وهي مناطق ذات درجات حرارة مرتفعة بشكل غير طبيعي. قد تشير نقاط الاتصال هذه إلى وجود أخطاء في الكابلات أو التحميل الزائد أو مشاكل أخرى. يمكن أن يؤدي الاكتشاف الفوري لهذه النقاط الساخنة وإدارتها إلى منع فشل الكابلات والحوادث.
نظام التحذير والإنذار: يمكن تجهيز نظام استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية الموزعة بوظائف التحذير والإنذار بناءً على عتبات درجة الحرارة والإجهاد المحددة مسبقًا. عندما تتجاوز درجة الحرارة أو الضغط الحدود المحددة، يقوم النظام بإطلاق التحذيرات والإنذارات، لإعلام المشغلين باتخاذ التدابير المناسبة لضمان التشغيل الآمن للكابلات.
جمع وتحليل البيانات: يتم نقل بيانات درجة الحرارة والإجهاد التي تم جمعها بواسطة أجهزة استشعار الألياف الضوئية إلى نظام الحصول على البيانات ومعالجتها وتحليلها باستخدام برامج التحليل. من خلال تحليل البيانات، يمكن فهم الحالة التشغيلية للكابلات، وخصائص الحمل، والمشكلات المحتملة، مما يتيح تطوير استراتيجيات الصيانة والإدارة المناسبة.
المراقبة والتحكم عن بعد: يمكن توصيل نظام استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية الموزعة بمنصة المراقبة عن بعد، مما يتيح المراقبة والتحكم عن بعد. يمكن للمشغلين الوصول إلى بيانات المراقبة عن بعد، والحصول على رؤى في الوقت الحقيقي حول درجة الحرارة وحالة الضغط للكابلات واتخاذ التدابير اللازمة لضمان التشغيل المستقر لنظام الطاقة.
توفر تقنية مراقبة الألياف الضوئية الموزعة لكابلات الطاقة تحت الأرض HVDC/HVAC إمكانات مراقبة درجة الحرارة والإجهاد في الوقت الفعلي، مما يعزز موثوقية وسلامة نقل الطاقة. يتم تطبيق هذا الحل على نطاق واسع في مجال نقل الطاقة، خاصة لنقل الجهد العالي لمسافات طويلة وفي ظل الظروف البيئية الصعبة، مما يساهم بشكل كبير في منع أعطال الكابلات، وتحسين العمليات، وتحسين موثوقية النظام.