يجب أن يعمل الكابل البحري في الأماكن التي قد تحدث فيها الرطوبة والملح والاهتزاز والمواد الكيميائية والتحميل الميكانيكي ومساحة التثبيت المقيدة معًا. وبالتالي فإن الاختيار حسب حجم الموصل أو الجهد الكهربي فقط يمكن أن يترك مخاطر بيئية ومخاطر تتعلق بالسلامة دون حل. يحتاج المشترون أيضًا إلى التمييز بين الأسلاك الموجودة على متن السفن والكابلات المثبتة على الهياكل البحرية أو المغمورة بشكل دائم تحت سطح البحر. تصنف الأقسام التالية الكابلات الكهربائية البحرية حسب الوظيفة، وتشرح إنشاءات الحماية المتاحة، وتبين كيفية مطابقة كل كابل بحري لتطبيقات الأتمتة والطاقة والنفط والغاز والرياح البحرية.
تصنيف أنواع الكابلات البحرية حسب الوظيفة التي تؤديها
يمكن أن تصبح مصطلحات الكابلات البحرية مربكة لأن بعض الأسماء تصف وظيفة الدائرة، بينما يصف البعض الآخر ميزة مادية أو وقائية. تعد الطاقة والتحكم والأجهزة والاتصالات فئات وظيفية. تعد الإنشاءات المدرعة والمرنة والمقاومة للماء والزيت ومثبطات اللهب ومنخفضة الدخان من خيارات الأداء التي يمكن تطبيقها على العديد من الفئات الوظيفية. يجب أن تحدد المواصفات العملية أولاً ما يجب أن يحمله الكابل ثم تحدد الحماية المطلوبة لمنطقة التثبيت الخاصة به.
توزيع الطاقة وكابلات الطاقة البحرية
تقوم كابلات الطاقة البحرية بتوزيع الطاقة الكهربائية من المولدات أو المحولات أو لوحات المفاتيح إلى المحركات والإضاءة والمضخات وآلات سطح السفينة والأنظمة المساعدة. عادةً ما تخدم كابلات الجهد المنخفض التوزيع المحلي، في حين يمكن استخدام أنظمة الجهد المتوسط حيث تجعل تقييمات المعدات أو مسافات النقل الجهد العالي أكثر عملية. يجب تحديد منطقة الموصل لتيار الحمل، وانخفاض الجهد، وواجبات الدائرة القصيرة، وطريقة التثبيت، والتجميع، ودرجة الحرارة المحيطة بدلاً من تحميل التيار وحده.
تشكل كابلات الطاقة البحرية مجموعة منفصلة لأنها مصممة للخدمة المستمرة تحت الماء وأحمال التثبيت. ال تشتمل مجموعة الكابلات البحرية عالية الجهد على موصلات من النحاس أو الألومنيوم، وتكوينات أحادية أو ثلاثية النواة، وعزل XLPE، وطبقات مانعة للماء، ودرع معدني. وتشمل التطبيقات المدرجة وصلات الرياح البحرية، والوصلات الساحلية والجزرية، وشبكات الطاقة المتجددة تحت سطح البحر، وإمدادات الطاقة من المنصات البحرية.
كابلات التحكم والأجهزة
تحمل كابلات التحكم الأوامر وإشارات الحالة والوظائف المتشابكة بين لوحات التحكم والمحركات والمرحلات والصمامات والآلات. تخدم كابلات الأجهزة دوائر القياس الحساسة المرتبطة بالضغط ودرجة الحرارة والتدفق والمستوى ومتغيرات العملية الأخرى. على الرغم من تداخل وظائفها، إلا أن دوائر الأجهزة غالبًا ما تتطلب تحكمًا أكثر صرامة في التداخل الكهرومغناطيسي والحديث المتبادل من زوج إلى زوج.
يمكن للتصميم المحجب أو المضفر أن يحمي الإشارات ذات المستوى المنخفض عندما يمر المسار بالقرب من المحركات أو محركات التردد المتغير أو مغذيات الطاقة أو معدات التبديل. ال تصف صفحة كابل التحكم المرن خيارات متعددة النواة ومحمية ومدرعة ومنخفضة الدخان وخالية من الهالوجين. كما تحدد أيضًا الإصدارات المقاومة لرذاذ الملح والرطوبة للمنصات البحرية وأنظمة الأتمتة البحرية.
كابلات الاتصالات والألياف الضوئية
تدعم كابلات الاتصالات شبكات البيانات، وأنظمة المراقبة، وأجهزة الإنذار، ومعدات الملاحة، واتصالات المنصات، والروابط بين الأصول البحرية. يمكن أن تكون كابلات البيانات النحاسية مناسبة للوصلات الأقصر، لكن الألياف الضوئية توفر سعة بيانات عالية دون إجراء تيار كهربائي ولا تتأثر بالتداخل الكهرومغناطيسي. لا يزال أدائها يعتمد على الحماية الميكانيكية المناسبة، وحجب المياه، وطرق الإنهاء، والتوجيه.
للروابط تحت الماء والمسافات الطويلة، أ يمكن أن يشتمل كابل الألياف الضوئية البحري على وحدة بصرية، ومركب تعبئة، وعضو قوة، وحاجز مقاوم للماء، ودرع من الأسلاك الفولاذية، وغلاف خارجي من PE. يمكن اعتبار الهياكل خفيفة الوزن، أحادية الدرع، ومزدوجة الدروع وفقًا لعمق التركيب، وظروف قاع البحر، وتحميل الشد، والتعرض للأضرار الخارجية.
الكابلات البحرية ذات الخدمة الخاصة
تصف أسماء كابلات الخدمة الخاصة الأداء البيئي أو الميكانيكي بدلاً من المعدات المتصلة. تُستخدم الكابلات المرنة عندما تؤدي الحركة أو الاهتزاز أو صعوبة التوجيه إلى جعل البناء الصلب غير مناسب. تضيف التصميمات المدرعة مقاومة للصدمات والسحق والشد والقوى الخارجية الأخرى، لكن الطبقات الإضافية تزيد من القطر والوزن وصلابة الانحناء.
تخدم الكابلات المقاومة للحريق ومثبطات اللهب أيضًا أغراضًا مختلفة. يحد البناء المقاوم للهب من انتشار اللهب، بينما يهدف الكابل المقاوم للحريق إلى الحفاظ على تشغيل الدائرة لفترة اختبار محددة. وبالتالي قد تتطلب إضاءة الطوارئ وأجهزة الإنذار وأنظمة إيقاف التشغيل والاتصالات الحيوية أدلة مختلفة عن دوائر الطاقة أو التحكم العادية.
قم بمطابقة بناء الكابلات البحرية مع منطقة التعرض
يواجه الكابل المثبت داخل غرفة المعدات المحمية ظروفًا مختلفة عن تلك التي يتم توجيهها عبر سطح مفتوح، أو عبر منطقة رش المياه، أو أسفل برج توربيني، أو على طول قاع البحر. يجب أن يأخذ التصنيف البيئي في الاعتبار الغمر المستمر، والرذاذ المتقطع، والتكثيف، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، ودرجة الحرارة، والمواد الكيميائية، والاهتزاز، والتآكل، والتأثير المحتمل. إن تسمية كل منتج في المنطقة الرطبة بكابل بحري لا يكفي لأن مقاومة الرطوبة العرضية لا تثبت تلقائيًا ملاءمتها للغمر الدائم.
عندما يكون دخول الرطوبة هو الخطر الرئيسي، أ يستخدم الكابل المقاوم للماء هياكل عازلة أو مانعة للتسرب مقاومة للماء للمساعدة في حماية الموصلات في المنشآت الرطبة أو الخارجية أو تحت الأرض أو البحرية. لا يزال البناء المطلوب يعتمد على ما إذا كان التعرض يتضمن الرطوبة أو الرش المباشر أو الفيضانات المؤقتة أو الضغط المستمر تحت الماء. يجب أن توفر المفاصل والغدد والنهايات الحماية المتوافقة مع الكابل نفسه؛ وبخلاف ذلك، يمكن أن يدخل الماء عند الوصلة حتى عندما يظل الغلاف الخارجي سليمًا.
قد تعرض غرف المحركات والأنظمة الهيدروليكية ومعدات الحفر ومناطق المعالجة أغطية الكابلات للوقود أو مواد التشحيم أو الشحوم أو المواد الكيميائية. ان يستخدم الكابل المقاوم للزيت الغلاف والمواد العازلة المختارة لتقليل التورم المرتبط بالزيت أو التليين أو التشقق أو فقدان القوة الميكانيكية. يجب تقييم مقاومة الزيت مع درجة الحرارة والتآكل والرطوبة والسوائل المحددة المعنية لأن علامة المقاومة العامة الواحدة قد لا تغطي كل تركيز كيميائي أو مدة التعرض.
يجب أن تتوافق الحماية الميكانيكية أيضًا مع المسار. قد يكون الدرع مناسبًا للأجزاء المكشوفة أو المدفونة أو تحت سطح البحر، في حين قد يكون أداء البناء المرن غير المدرع أفضل في الطرق المحمية التي تتعرض لحركة متكررة. يتم اختيار التدريع للتوافق الكهرومغناطيسي، وليس كبديل للدروع أو حجب الماء. وبالمثل، يمكن لغمد LSZH أن يقلل من انبعاثات الدخان والهالوجين أثناء الحريق ولكنه لا يثبت بشكل مستقل سلامة الدائرة أو الملاءمة الدائمة تحت الماء.
مطابقة عائلات الكابلات مع التطبيقات البحرية
يتطلب كل مشروع بحري عادةً عدة عائلات من الكابلات البحرية بدلاً من بناء عالمي واحد. يربط الجدول أدناه مجالات التطبيق الشائعة بدوائرها الرئيسية وأولويات الاختيار.
الضغط، توتر التركيب، التآكل، دخول الماء، إمكانية الوصول للإصلاح
تعتمد الأتمتة البحرية على التنسيق الموثوق بين أجهزة الاستشعار ووحدات التحكم والمحركات ومحركات الأقراص وأنظمة السلامة. يجب فصل دوائر الطاقة عن مسارات الإشارة الحساسة حيثما يكون ذلك عمليًا، بينما يجب اختيار الشاشات وترتيبات التأريض وهندسة الكابلات كجزء من التصميم الكامل للتوافق الكهرومغناطيسي. تعتبر المرونة ذات أهمية خاصة فيما يتعلق بالتجمعات المتحركة، والخزائن المدمجة، والمسارات المعرضة للاهتزاز.
تجمع مزارع الرياح البحرية بين أسلاك التوربينات الداخلية، واتصالات المصفوفة، ودوائر التصدير، ومراقبة الحالة، والاتصالات. تضيف منصات النفط والغاز بيئات عمليات متطلبة حيث قد يؤثر التعرض للزيت وأداء الحرائق والحماية الميكانيكية وسلامة الإشارة على مواصفات كابل واحد. تقدم الدوائر تحت سطح البحر المزيد من المخاطر أثناء التصنيع، والتحميل، والنقل، والوضع، والدفن، والتشغيل، والاسترداد المحتمل. ولذلك ينبغي التعامل مع تصميم كابلات الطاقة تحت سطح البحر وضمانها على أنها عملية دورة حياة وليس قرارًا يتعلق بالمنتج فقط.
استخدم عملية اختيار الكابلات البحرية المنظمة
ابدأ بالواجب الكهربائي. سجل جهد النظام، تيار التشغيل، انخفاض الجهد المسموح به، مستوى الدائرة القصيرة، التردد، تكوين الموصل، والمعدات المتصلة. بالنسبة لدوائر التحكم والأجهزة، حدد أيضًا نوع الإشارة وعدد الزوج أو النواة وترتيب الفحص وحدود السعة وفلسفة التأريض. قد يكون الكبل البحري الذي يتم اختياره بدون بيانات الدائرة الكاملة كبيرًا جدًا من ناحية ولكنه غير مناسب من ناحية أخرى.
بعد ذلك، قم بتوثيق مسار التثبيت قسمًا تلو الآخر. تحديد المناطق الداخلية المحمية، والأسطح المكشوفة، ومناطق الرش، ومساحات الآلات، والمناطق الكيميائية، والأقسام الديناميكية، والطرق المدفونة، والأقسام المغمورة بشكل دائم. سجل درجة الحرارة المتوقعة، والحد الأدنى لمساحة الانحناء، والاهتزاز، وشد الشد، وفاصل الدعم، ومخاطر التأثير، وإمكانية الوصول للاستبدال. غالبًا ما تكشف هذه الطريقة المعتمدة على المسار أن الأقسام المختلفة تتطلب إنشاءات كابلات مختلفة أو انتقالات هندسية.
يجب تحديد متطلبات الحريق بشكل مستقل عن الرطوبة والأداء الميكانيكي. تحديد ما إذا كانت الدائرة تتطلب التحكم في انتشار اللهب، أو تقليل انبعاثات الدخان والغازات المسببة للتآكل، أو استمرار التشغيل أثناء الحريق. قد تتطلب دوائر الطوارئ والسلامة أعمال بناء وتوجيه وفصل واختبار أكثر صرامة من الخدمات العادية. يجب أن تتوافق الشهادة وتقرير الاختبار والمعايير المعمول بها مع تصميم الكابل الفعلي المعروض، بدلاً من فئة المنتج الواسعة.
توفر سلسلة IEC 60092 متطلبات منفصلة لبناء الكابلات، ودوائر الطاقة، ودوائر التحكم والأجهزة، واختيار الكابلات وتركيبها على متن السفن والوحدات البحرية. تتناول المواصفة IEC 60092-350 البناء والاختبار العام، وتغطي المواصفة IEC 60092-353 كابلات الطاقة المحددة الموجودة على متن السفن والبحرية، وتنطبق المواصفة IEC 60092-376 على كابلات التحكم والأجهزة المفحوصة وغير المفحوصة. تتناول المواصفة القياسية IEC 60092-352 ظروف الاختيار والتركيب والتشغيل، بما في ذلك الأنظمة الثابتة المتأثرة باهتزاز السفينة أو حركتها.
المعايير وحدها لا تكمل المواصفات. يجب على المشتري تأكيد إصدار المشروع ومتطلبات التصنيف وموافقات السلطة وقواعد التثبيت والوثائق المتوقعة للسفينة أو الوحدة البحرية. قد تتطلب الكابلات البحرية والديناميكية البحرية أيضًا تحليلًا خاصًا بالمشروع يتجاوز معايير الكابلات العادية على متن السفن. يجب أن تقارن المراجعة النهائية ورقة البيانات ورسم البناء وخطة الاختبار والملحقات ونظام التوصيل وافتراضات المسار كحزمة واحدة.
تجنب فشل التثبيت والصيانة
حتى الكابل البحري الذي تم اختياره بشكل صحيح يمكن أن يفشل قبل الأوان عند سحب الشد، أو ضغط الجدار الجانبي، أو تجاوز الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء أثناء التثبيت. يمكن أن تؤدي الجسور غير المدعومة والمرابط المشدودة إلى إجهاد مركّز، في حين أن الغدد غير المتوافقة قد تلحق الضرر بالغمد أو تترك ختمًا بيئيًا غير فعال. تتطلب الأنظمة تحت سطح البحر معالجة محكمة لأن أحمال التثبيت يمكن أن تختلف بشكل كبير عن أحمال التشغيل العادية.
تستحق جودة الإنهاء اهتمامًا متساويًا. يجب أن يتبع التصميم المعتمد ربط الدروع، وتأريض الشاشة، وإعداد الموصل، والختم، وتخفيف الضغط. يمكن أن يؤدي خلط الطاقة والأجهزة الحساسة في مسارات غير مناسبة إلى حدوث تداخل يبدو وكأنه خطأ في المعدات وليس مشكلة في الكابلات. لذلك، يجب أن يتضمن التشغيل اختبارات العزل والاستمرارية والموصل والشاشة والاختبارات البصرية والوظيفية ذات الصلة.
يجب أن تعكس فترات التفتيش الخطورة البيئية وأهمية الدائرة. يجب أن تبحث فرق الصيانة عن تشقق السترة، والتسطيح، والتآكل، والدعامات السائبة، والتآكل، والتدهور المرتبط بالزيت، والوصلات المحمومة، ودخول الماء بالقرب من الغدد أو المفاصل. تساعد سجلات الاتجاه في التمييز بين الأضرار المعزولة والمشكلات المتكررة الناجمة عن التوجيه أو الحركة أو التلوث أو الحماية غير الصحيحة. يجب أن تستعيد الإصلاحات الأداء الكهربائي والميكانيكي والبيئي والحرائق الأصلي بدلاً من مجرد تغطية الأضرار المرئية.
خاتمة
يجب أن يبدأ اختيار الكابل البحري بوظيفة الدائرة ثم يأخذ في الاعتبار الجهد الكهربي والتعرض للماء والمواد الكيميائية والحركة والتحميل الميكانيكي وسلوك الحريق وتداخل الإشارة ومتطلبات الموافقة المعمول بها. لا ينبغي التعامل مع دوائر السفن والمنصات والدوائر تحت سطح البحر على أنها منشآت متطابقة. تعمل Yongchuang كشركة مصنعة وموردة للكابلات وتقدم فئات كابلات الطاقة والتحكم والتخصص والاتصالات. يمكن لمجموعة منتجاتها التي تم التحقق منها أن تدعم المطابقة الأكثر دقة لبناء الكابلات مع الأتمتة البحرية والطاقة البحرية ومنصة النفط والغاز ومتطلبات الرياح البحرية.
التعليمات
س: ما الفرق بين الكابل البحري والكابل البحري؟
ج: يتم استخدام الكابل البحري عمومًا على السفن أو الوحدات البحرية، بينما يتم تصميم الكابل البحري للتركيب المستمر تحت الماء، والضغط، وحجب المياه، والأحمال في قاع البحر.
س: ما هي أنواع الكابلات البحرية المستخدمة في مزارع الرياح البحرية؟
ج: تستخدم مشاريع الرياح البحرية عادةً كابلات الطاقة البحرية وكابلات الطاقة الداخلية وكابلات التحكم والأجهزة وكابلات الألياف الضوئية للاتصال بالشبكة والأتمتة والمراقبة.
س: لماذا غالبًا ما تكون كابلات التحكم البحرية محمية؟
ج: يقلل التدريع من التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن كابلات الطاقة والمحركات ومعدات التبديل القريبة، مما يساعد على بقاء إشارات التحكم والأجهزة الحساسة مستقرة ودقيقة.
س: هل كل كابل مقاوم للماء مناسب للغمر الدائم؟
ج: لا. إن مقاومة الرطوبة أو التعرض المؤقت للمياه لا تثبت تلقائيًا مدى ملاءمتها للغمر المستمر، أو الضغط تحت الماء، أو توتر التركيب، أو تآكل قاع البحر.
س: متى يكون الكابل البحري المصفح ضروريا؟
ج: يتم وضع الدرع في الاعتبار عندما يعرض المسار الكابلات للصدمات أو السحق أو قوى السحب أو مخاطر الدفن أو نشاط قاع البحر، ولكنه قد يكون غير ضروري في المسارات المرنة المحمية.
