ما هو ونش الكابلات الكهربائية لشركة شور باور
إن ونش الكابلات الكهربائية للطاقة الشاطئية هو نظام متخصص لإدارة الكابلات البحرية يقوم بتخزين ونشر والحفاظ على التوتر على الكابلات الكهربائية الثقيلة التي تربط السفن بإمدادات الطاقة بجانب الميناء. تعمل هذه الأنظمة على التخلص من التعامل اليدوي مع كابلات الطاقة الشاطئية الضخمة التي يمكن أن تزن ما يصل إلى 15 كجم لكل متر للتكوينات ذات التيار العالي، مع توفير التحكم المستمر في التوتر الذي يمنع تلف الكابل من حركة السفينة، وتغيرات المد والجزر، والانجراف الناجم عن الرياح. يدمج النظام بكرة كابل مزودة بمحرك، ومجموعة حلقة منزلقة لنقل الطاقة بشكل مستمر، ومراقبة ذكية للتوتر لضمان اتصال كهربائي آمن وموثوق بين البنية التحتية الشاطئية وأنظمة التوزيع على متن السفن.
تعتبر أنظمة ونش كابل الطاقة الشاطئية ضرورية لعمليات الكي البارد، حيث تقوم السفن بإيقاف تشغيل المولدات الموجودة على متن السفينة وسحب الكهرباء من مرافق الميناء لتقليل الانبعاثات والضوضاء واستهلاك الوقود. تضمن آلية الونش أن يحافظ الكابل على التوتر المناسب طوال فترة بقاء السفينة، حيث يقوم بسحب الكابل أو تحريره تلقائيًا أثناء تحرك السفينة مع المد والجزر أو عمليات التحميل. بدون إدارة مناسبة للكابلات، يمكن أن يؤدي التوتر المفرط إلى إتلاف الموصلات والعوازل، بينما يؤدي التوتر غير الكافي إلى إنشاء حلقات كابل خطيرة تشكل مخاطر التعثر والمخاطر الكهربائية.
مكونات النظام وآلية التشغيل
يشتمل نظام ونش كابل الطاقة الساحلي الكامل على عدة مكونات متكاملة تعمل معًا لإدارة نشر الكابلات والحفاظ على الاستمرارية الكهربائية. ويختلف التصميم بين أنظمة الجهد المنخفض في 400-450 فولت وأنظمة الجهد العالي في 6.6 كيلو فولت إلى 11 كيلو فولت ، على الرغم من أن البنية الأساسية تظل متسقة عبر فئات الجهد.
بكرة الكابل ومجموعة القيادة
تعمل بكرة الكابل كآلية تخزين ونشر مركزية، ويتم تحديد حجمها وفقًا لطول الكابل وقطره. بكرات تستوعب أطوال الكابلات التي تتراوح من 55 مترا للمنشآت المدمجة لأكثر من ذلك 100 متر لأرصفة المياه العميقة، مع إمكانية لف متعددة الطبقات لزيادة سعة التخزين إلى أقصى حد. يستخدم نظام القيادة عادةً أ 4 إلى 7.5 كيلو واط محرك يتم التحكم فيه بالتردد يعمل عند 960 إلى 1440 دورة في الدقيقة ، إلى جانب البكرة من خلال قابض التباطؤ وعلبة تروس التخفيض. توفر أداة التوصيل التباطؤ حماية بالغة الأهمية من الحمل الزائد عن طريق الانزلاق عندما يتجاوز شد الكابل القيم المحددة مسبقًا، مما يمنع تلف المحرك والضغط الزائد على الكابل.
تجميع حلقة الانزلاق
تتيح مجموعة الحلقة المنزلقة النقل المستمر للطاقة الكهربائية أثناء دوران البكرة أثناء تمديد الكابل أو سحبه. تتميز أنظمة الجهد المنخفض عادةً بقدرات حلقة انزلاقية تبلغ 1000 أ مع 3 حلقات طاقة، 1 حلقة أرضية، 4 حلقات تحكم . تكوينات الجهد العالي مثل مقبض النظام JL-HVSR-650A 650 أمبير عند 10 كيلو فولت مع a rated capacity of 7.2 ميجا فولت أمبير . يتضمن صندوق الحلقة المنزلقة مراقبة ارتفاع درجة الحرارة للكشف عن ظروف التسخين غير الطبيعية التي قد تشير إلى تدهور الاتصال أو ظروف التحميل الزائد. يجب أن تحمل جميع أنظمة حلقات الانزلاق شهادة جمعية التصنيف وأن تجتاز فحصًا من طرف ثالث لضمان السلامة في البيئات البحرية.
التحكم الذكي والمراقبة
تتضمن أنظمة ونش كابلات الطاقة الشاطئية الحديثة وحدات تحكم منطقية قابلة للبرمجة مع إمكانات شاملة لمراقبة الأخطاء. يقوم النظام باستمرار بتتبع درجة حرارة حلقة الانزلاق، وحمل المحرك، وموضع البكرة، وقيم عزم الدوران، وحالة العاكس، والشذوذ في شد الكابل. تقوم عدادات النبض بمراقبة دوران البكرة لحساب طول الكابل المنشور، مع تنبيهات قابلة للتكوين عند النشر الكامل، وآخر دورتين، ومواضع الدوران النهائية لمنع السفر الزائد. تشتمل خيارات التحكم عن بعد على واجهات سلكية ولاسلكية، مما يسمح للمشغلين بإدارة عمليات الكابلات من جسر السفينة أو محطة التحكم بجانب الرصيف مع الحفاظ على المراقبة البصرية لنقطة الاتصال.
تكوينات نظام الجهد المنخفض والجهد العالي
يتم تصنيف أنظمة ونش كابل الطاقة الشاطئية حسب جهد التشغيل، مع متطلبات تصميم مميزة لتطبيقات الجهد المنخفض والجهد العالي. تحدد فئة الجهد بنية الكابل ومواصفات حلقة الانزلاق وتصاريح السلامة ومتطلبات الامتثال التنظيمي.
| المعلمة | نظام الجهد المنخفض | نظام الجهد العالي |
|---|---|---|
| تصنيف الجهد | التيار المتناوب 400 فولت 50 هرتز/450 فولت 60 هرتز | 6.6 كيلو فولت 60 هرتز / 11 كيلو فولت 50 هرتز |
| الحد الأقصى لحجم الكابل | 3 × 95 1 × 50 مم² | 3 × 185 1 × 95 مم² |
| قدرة حلقة الانزلاق | 1000 أ | 650A إلى 700A |
| قوة المحرك | 4 إلى 7.5 كيلو واط | 4 إلى 7.5 كيلو واط |
| طول الكابل | 100 م 2 دور فارغ | 55 م 2 المنعطفات الفارغة |
| سرعة اللف | 0 إلى 15 م/دقيقة | 0 إلى 15 م/دقيقة |
| تطبيق نموذجي | السفن التجارية والعبارات | السفن السياحية، سفن الشحن الكبيرة |
مواصفات الكابلات وتقييمات السعة
يجب أن تتحمل كابلات الطاقة الشاطئية التي يتم إدارتها بواسطة أنظمة الونش الكهربائية الثني المستمر والتآكل والتعرض للمياه المالحة والضغط الميكانيكي مع الحفاظ على السلامة الكهربائية. يعتمد اختيار الكابل على متطلبات طاقة السفينة وفئة الجهد والظروف البيئية في الرصيف.
بناء الكابلات والمواد
تتميز كابلات الطاقة Shore بموصلات نحاسية مرنة مع عزل من مادة البولي إيثيلين أو مطاط الإيثيلين بروبيلين المتشابك المُصنف للخدمة البحرية. يستخدم الغلاف الخارجي مواد مثل النوع S أو ST أو SE أو البولي يوريثين التي تقاوم الزيت والتآكل وتدهور الأشعة فوق البنفسجية. تشتمل الكابلات عالية الجهد على طبقات حماية إضافية وعناصر ألياف بصرية للاتصال والمراقبة. يحدد الحد الأدنى لمتطلبات نصف قطر الانحناء تصميم حامل الكابل وأسطوانة التوجيه، مع مجموعات بكرات متعددة تضمن عدم تشابك الكابل أو تجاوز حدود الانحناء أثناء النشر والسحب.
السعة وتحجيم الكابلات
يتبع تحديد حجم الكابل جداول السعة المحددة بناءً على المقطع العرضي للموصل وظروف التثبيت. بالنسبة للسفن الترفيهية، تشمل التكوينات الشائعة 30 أمبير الخدمة باستخدام 10 أوغ الموصلات, 50 أمبير الخدمة باستخدام 6 أوغ الموصلات, and 100 أمبير الخدمة باستخدام 2 أوغ الموصلات. تتطلب السفن التجارية والسفن السياحية موصلات أكبر بكثير 150 أمبير وتوظيف خدمات أكبر 1/0 AWG أو 50 مم² وكابلات أكبر. يجب أن يستوعب نظام ونش الكابلات القطر الخارجي لهذه الكابلات الثقيلة، والذي يتراوح من 12 ملم لكابلات 30 أمبير لأكثر من 70 ملم لـ 150 أمبير وتكوينات أكبر .
التحكم المستمر في التوتر وميزات السلامة
السمة التشغيلية المحددة لرافعة كابل الطاقة الشاطئية هي نظام التحكم المستمر في التوتر، والذي يعوض تلقائيًا حركة السفينة مع منع تلف الكابل بسبب الإجهاد المفرط أو ظروف الركود الخطيرة.
مراقبة التوتر والتكيف
تقوم أجهزة إرسال التوتر المثبتة على حامل الكابل أو نقطة الاتصال بقياس القوة المطبقة على الكابل وتنقل الإشارات التناظرية إلى وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة. تقوم وحدة التحكم بمقارنة التوتر الفعلي مع نقاط الضبط القابلة للتكوين وتطلب من محول التردد ضبط سرعة المحرك واتجاهه. عندما تزيد حركة السفينة من شد الكابل فوق النقطة المحددة، تقوم الونش بتحرير الكابل لاستعادة التوتر المناسب. عندما ينخفض التوتر إلى أقل من النقطة المحددة، تقوم الونش بسحب الكابل للتخلص من الارتخاء. تعمل وحدة التحكم ذات الحلقة المغلقة بشكل مستمر دون تدخل المشغل، مما يحافظ على ظروف الكابل المثالية بغض النظر عن العوامل الخارجية.
وظائف الطوارئ والحماية
يتضمن النظام طبقات أمان متعددة لحماية الأفراد والمعدات والسفينة. تقوم وظائف التوقف في حالات الطوارئ بإيقاف جميع عمليات الونش فورًا عند تفعيلها من أي محطة تحكم. تعمل الحماية من الحمل الزائد من خلال أداة التوصيل التباطؤي على منع احتراق المحرك عندما يرتفع شد الكابل بشكل غير متوقع. تعمل أجهزة إنذار شذوذ شد الكابل على إعلام المشغلين بالظروف التي تتجاوز معايير التشغيل الآمنة. يشتمل صندوق الطاقة الشاطئية على مفاتيح علبة مقولبة ثلاثية الطور مع حماية من الحمل الزائد والدائرة القصيرة، وتشابك تسلسل الطور لمنع الاتصال غير الصحيح، والتبديل التلقائي لتصحيح أخطاء الطور دون إعادة الأسلاك يدويًا. تصنيفات الحماية IP56 ضمان التشغيل المستمر في البيئات البحرية مع الرطوبة ورذاذ الملح والتعرض للغبار.
حامل الكابلات وأجهزة النشر
يقوم حامل الكابل بنقل كابلات الطاقة من بكرة الونش إلى نقطة اتصال السفينة، مما يوفر الدعم الهيكلي والتوجيه الذي يمنع الاحتكاك ويحافظ على نصف قطر الانحناء المناسب طوال مسار الكابل.
تصميم الرف وتشغيله
رفوف الكابلات مصنوعة من الفولاذ منخفض الكربون مع توفير أنظمة طلاء بحرية مضادة للتآكل 80 ميكرومتر كحد أدنى سمك الفيلم الجاف. يتميز الهيكل بكرات توجيه متعددة موضوعة للحفاظ على نصف قطر انحناء الكابل ضمن مواصفات الشركة المصنعة، مما يمنع تلف الموصل من الانحناء الحاد. تعمل آليات التلسكوب الهيدروليكية أو اليدوية على خفض الحامل إلى جانب السفينة أثناء عمليات الإرساء ثم سحبه أثناء النقل. عند نشر الحامل، يقوم بوضع نقطة اتصال الكابل على ارتفاع يمكن الوصول إليه لأفراد الطاقم لإكمال اقتران الطاقة الشاطئية. عند سحبها، تظل المجموعة داخل غلاف بدن السفينة لمنع حدوث أي ضرر أثناء الملاحة.
واجهة الاتصال
تتميز نقطة توصيل الطاقة الشاطئية الموجودة على جانب السفينة بصندوق طاقة ساحلي مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L بسمك لا يقل عن 3 مم سطح مطلي لحماية إضافية من التآكل. يحتوي الصندوق على قضبان توصيل نحاسية ثلاثية الطور وقضبان توصيل أرضية بحجم مناسب للتيار المقنن مع ارتفاع درجة الحرارة ضمن الحدود المقبولة. تمنع الأغطية الزجاجية للماكينة التلامس العرضي مع الموصلات النشطة بينما تسمح بالفحص البصري. تحدد رموز التحذير الواضحة من المخاطر وجود الجهد العالي للموظفين. يجب أن تتوافق الواجهة مع معايير الطاقة الساحلية الدولية بما في ذلك IEC/ISO/IEEE 80005 لضمان التوافق مع البنية التحتية للموانئ في جميع أنحاء العالم.
متطلبات التثبيت والامتثال للتصنيف
يجب أن تستوفي أنظمة ونش الكابلات الكهربائية للطاقة الشاطئية المتطلبات التنظيمية الصارمة لضمان التشغيل الآمن في البيئات البحرية والتوافق مع معايير البنية التحتية الدولية للموانئ.
شهادة جمعية التصنيف
يجب أن تحمل جميع المكونات الرئيسية بما في ذلك بكرة الكابل ومجموعة الحلقة المنزلقة والمحركات وأنظمة التحكم شهادات من جمعيات التصنيف المعترف بها مثل CCS أو ABS أو LR أو BV أو GL أو NK أو DNV أو KR أو RINA. يتطلب نظام حلقة الانزلاق تقارير فحص من طرف ثالث من مختبرات معتمدة مثل CNAS. تتحقق هذه الشهادات من أن المعدات تلبي معايير الأداء الهيكلي والكهربائي والبيئي للخدمة البحرية. يجب على الشركات المصنعة تقديم شهادات المنتج لكل مجتمع تصنيف لدعم تسجيل السفن وعمليات التفتيش على مراقبة دولة الميناء.
المواصفات البيئية والتشغيلية
يجب أن يُظهر النظام الكامل القدرة على التشغيل المستمر على المدى الطويل في البيئات البحرية. تتلقى الأسطح الخارجية أنظمة طلاء بحرية مضادة للتآكل مصممة لتحمل رذاذ الملح والرطوبة ودورات درجة الحرارة. صيانة العبوات الكهربائية حماية IP56 ضد دخول الماء وتراكم الغبار. يعمل النظام على إمدادات الطاقة للسفن تيار متردد 400 فولت 50 هرتز أو تيار متردد 450 فولت 60 هرتز ، مع أنظمة فرامل المحرك التي تضمن بقاء البكرة ثابتة عند عدم نشر الكابل أو سحبه بشكل فعال. تستوعب أنظمة التحكم كلاً من معايير الطاقة 50 هرتز و60 هرتز لضمان التوافق التشغيلي العالمي.
إطار اختيار المواصفات
- تحديد متطلبات طاقة السفينة واختيار فئة الجهد المناسبة: الجهد المنخفض للسفن التي تقل قدرتها عن 5 ميجاوات، والجهد العالي للسفن الأكبر حجمًا
- قم بحساب طول الكابل المطلوب بناءً على عمق الرصيف ونطاق المد والجزر وسطح السفينة
- يتم قياس حجم موصلات الكابلات وفقًا لمتطلبات السعات مع تقليل القدرة المناسبة للتركيب البحري
- حدد سعة حلقة الانزلاق بناءً على التيار المقنن وعدد دوائر الطاقة والأرض والتحكم
- حدد قوة المحرك وتكوين محرك الأقراص بناءً على وزن الكابل وسرعة النشر ومتطلبات التوتر
- تصميم هندسة حامل الكابلات للحفاظ على الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء المحدد من قبل الشركة المصنعة
- قم بتكوين نقاط ضبط التوتر وحدود الإنذار بناءً على قوة كسر الكابل مع عوامل الأمان المناسبة
تمثل أنظمة ونش الكابلات الكهربائية للطاقة الشاطئية واجهة مهمة بين البنية التحتية للميناء والأنظمة الكهربائية للسفن. تضمن المواصفات والتركيب والصيانة الصحيحة لهذه الأنظمة عمليات كي بارد موثوقة تقلل الانبعاثات وتخفض تكاليف التشغيل وتدعم أهداف الامتثال البيئي للعمليات البحرية في جميع أنحاء العالم.
