المدونة

تصميم هيكلي قوي للنشر الجوي على الأبراج

تقوية ميكانيكية ضد أحمال الرياح والجليد والشد

تحتاج الكابلات المغذية لأبراج الاتصالات إلى تقوية خاصة للتعامل مع جميع أنواع الظروف الجوية القاسية. المكونات الرئيسية في هذه التصاميم هي الموصلات ذات الخصائص الشدّية القوية جدًا، والتي تُصنف على الأقل لتحمل شد يبلغ 600 كجم. كما أنها تتضمن طبقات من خيوط الأراميد التي تقلل من التمدد عند تطبيق الأوزان، حيث تبلغ نسبة التقلص حوالي 40٪ مقارنة بالتصاميم العادية التي لا تحتوي على هذا التقوية. جانب آخر مهم هو نمط التجميع الحلزوني المستخدم في جميع أنحاء الكابل، والذي يساعد على منع الالتواء أثناء التغيرات في درجات الحرارة. كل هذه الخيارات الهندسية مهمة لأنها تحافظ على بنية الكابل حتى عند التعرض لرياح الأعاصير من الفئة 3 التي تتجاوز سرعتها 178 كم/س، أو عند التعامل مع تراكم الجليد بسماكة تزيد عن 12 مم حول البرج. هذا النوع من المتانة يضمن استمرار الإشارات في الاتصال عندما تتعرض الأبراج لأقصى أحمالها.

مواد غلاف مقاومة للأشعة فوق البنفسجية ومضادة للتآكل للتعرض على المدى الطويل

الطبقة الخارجية تعمل كدرع رئيسي ضد أضرار البيئة على مدار سنوات. نحن نمزج البولي إيثيلين عالي الكثافة مع تثبيت الكربون الأسود الذي يحجب ما يقرب من جميع أشعة فوق البنفسجية وفقًا لاختبارات ASTM. كما يحتوي المادّة على بوليمرات متصالبة تمتد لأكثر من خمسمائة بالمئة عند الحاجة، لمقاومة الصدمات الناتجة عن الأجسام الطائرة. وتساعد إضافات خاصة في تقليل التآكل على الغلاف بنحو الثلثين أثناء التركيب عبر البكرات. وتضمن هذه العناصر معًا أن تظل المنتج مستقرًا أمام الضوء فوق البنفسجي لمدة تقارب خمسة وعشرين عامًا دون أن يحدث تشقق أو هشاشة، حتى في البيئات القاسية مثل الصحاري حيث يمكن أن تتجاوز مستويات الأشعة فوق البنفسجية الحادية عشرة. تُظهر الاختبارات الواقعية أقل من نقطتين اثنين مليمتر من التآكل كل عام بعد التعرض المستمر.

المتانة البيئية: حماية الكابل الغذائي في الظروف القصوى

تتطلب أبراج الاتصالات كابلات تغذية مصممة لتحمل عوامل الإجهاد البيئي القاسية، بما في ذلك التقلبات الشديدة في درجات الحرارة، والرطوبة، والتعرض للمواد الكيميائية، والتي يمكن أن تؤدي إلى تدهور الأداء واختلال استمرارية الإشارة. فالقدرة على التحمل ليست خيارًا، بل هي أساسية لضمان الموثوقية التشغيلية.

الاستقرار الحراري عبر نطاق تشغيل من -40°م إلى +70°م

يجب أن تحافظ كابلات التغذية على سلامة العازل الكهربائي خلال دورة حرارية قاسية. تستخدم الكابلات المصنفة لدرجة حرارة من –40°م إلى +70°م (مطابقة للمواصفة IEC 60794-4) عزل بولي إيثيلين متصالب (XLPE) يحتفظ بمرونته عبر هذا التغير البالغ 110°م، مما يمنع تشكل شقوق دقيقة أثناء الانكماش والتمدد، وهي إحدى الأسباب الرئيسية لفقدان الإشارة في تطبيقات الأبراج.

منع تسرب الرطوبة باستخدام تقنيات القلب المملوء بالهلام أو التقنية الجافة المانعة

يمكن أن تؤدي الرطوبة الناتجة عن الرطوبة العالية والأمطار إلى تقصير عمر الكابلات التغذوية بشكل كبير. تعمل النوى المعبأة بالهلام من خلال تشكيل نوع من الدرع المعاد للرطوبة داخل غلاف الكابل، مما يدفع أي ماء يتسلل إلى الداخل للخارج. أما تقنية الكتلة الجافة فتعمل بشكل مختلف، حيث تعتمد على مواد خاصة تمتص الرطوبة عند ملامستها لها، وتنفصل بزيادة حجمها حوالي ثلاثة أضعاف حجمها الأصلي. وكلا الطريقتين تستوفيان متطلبات GR-20-CORE المتعلقة بالحماية من الفيضانات. وتُظهر الاختبارات الميدانية أن هذه الأنظمة المغلقة تقلل مشاكل التآكل بنسبة أفضل تصل إلى 90٪ مقارنة بالكابلات العادية غير المغلقة. والأهم من ذلك، يعني هذا أن الكابلات المثبتة قرب السواحل أو في المناطق الحارة والرطبة تظل صالحة للعمل لأكثر من عقدين قبل الحاجة إلى استبدالها.

الأداء الكهربائي والسلامة في البيئات البرجية عالية الكثافة

سلامة العزل ومقاومة التتبع بالقرب من المعدات عالية الجهد

لا يمكن بأي حال المساس بالسلامة العازلة عندما يتعلق الأمر بسلامة الكابلات التغذوية في أبراج الاتصالات المليئة بأنواع مختلفة من المعدات عالية الجهد. يجب أن تكون الكابلات قادرة على تحمل مجالات كهربائية شديدة دون أن تفشل عوازلها، وعادةً ما يعني ذلك أن تكون مقاومة العزل لديها في حدود 20 إلى ربما 30 كيلوفولت لكل مم. تظهر المشاكل عندما تكون هذه الكابلات قريبة من المحولات أو خطوط الكهرباء، لأن مقاومة التتبع تصبح ذات أهمية كبيرة في هذه الحالة. فبدون مقاومة كافية، يمكن أن تتكون مسارات توصيلية كربونية على أسطح العوازل كلما تراكم الأوساخ أو وجود الرطوبة. ولهذا السبب يلجأ معظم المصنّعين إلى استخدام البولي إيثيلين المتشابك شبكيًا (XLPE) أو البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) كمواد غلاف خارجي، نظرًا لمقاومتها الطبيعية لهذا النوع من التتبع الكهربائي. إن اختيار الطبقتين بشكل صحيح يُحدث فرقًا كبيرًا في قواعد الأبراج المزدحمة، حيث قد تؤدي شرارة كهربائية إلى بدء سلسلة من الأعطال عبر النظام بأكمله. وتشير الخبرة إلى أن الكابلات التي تفتقر إلى هذه الخصائص الوقائية تميل إلى الفشل بمعدل ثلاث مرات أكثر في المناطق التي تتعرض لإجهادات كهربائية شديدة.

الشهادة، الموثوقية، والعمر الافتراضي المثبت لكابلات المغذيات البرجية

الامتثال لمعايير IEC 60794-4 وGR-20-CORE

الحصول على شهادات الصناعة المناسبة أمر بالغ الأهمية لكابلات التغذية الخاصة بالأبراج في السوق اليوم. فيما يتعلق بالمعايير، فإن المعيار IEC 60794-4 يتحقق بشكل أساسي من أداء الكابل البصري حتى عند تعرضه للإجهادات الميكانيكية. ثم هناك المعيار GR-20-CORE الذي يفحص مدى مقاومة الكابل أمام التحديات البيئية المختلفة، ويشمل ذلك القدرة على التحمل أمام أضرار المياه الناتجة عن الفيضانات، والتعامل مع التعرض الطويل لأشعة الشمس فوق البنفسجية، والقدرة على تحمل قوى السحب التي تبلغ حوالي 2500 نيوتن. يُكرس معظم المصنّعين وقتًا كبيرًا لاختبار جوانب مختلفة من منتجاتهم قبل الإطلاق، حيث يفحصون كل شيء بدءًا من متانة الغلاف الخارجي ووصولًا إلى كمية فقدان قوة الإشارة مع المسافة، بالإضافة إلى التأكد من إمكانية ثني الكابل دون التسبب في تلف. تساعد هذه الاختبارات في ضمان عمل الكابلات بشكل موثوق عبر مختلف سيناريوهات التركيب في جميع أنحاء العالم.

عمر خدمة 25 عامًا مع معدل فشل سنوي أقل من 0.5% (بيانات حقلية OFC-2023)

تُظهر البيانات التي تم جمعها خلال OFC-2023 أن الكابلات التغذوية الحاصلة على الشهادة المناسبة يمكن أن تدوم حوالي 25 عامًا مع حدوث أعطال أقل من نصف بالمئة سنويًا. ما الذي يجعلها بهذه الدرجة من الموثوقية؟ إن النوى المحمية بالهلام تمنع دخول الرطوبة حتى في حال وصلت الرطوبة إلى أكثر من 95%. كما تحتوي هذه الكابلات على غلاف من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) يبقى مرنًا حتى درجة حرارة تبلغ سالب 40 درجة مئوية، بالإضافة إلى مواد مصنفة للاستخدام الخارجي وتُقاوم الأضرار الناتجة عن الأوزون. قام الباحثون بدراسة نحو 12 ألف تركيب في مواقع مختلفة ووجدوا أن الأبراج الموجودة في المناطق الساحلية والصحراوية حافظت على معدل تشغيل يقارب 98%. ووفقاً لتقرير معهد بونيمون لعام 2023، فإن هذا النوع من الأداء يوفر للمشغلين نحو 740 ألف دولار أمريكي من تكاليف الاستبدال لكل موقع.

قسم الأسئلة الشائعة

لماذا تعتبر التقوية الميكانيكية مهمة بالنسبة للكابلات التغذوية؟

يُعد التدعيم الميكانيكي أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة لكابلات التغذية لتمكّنها من تحمل الظروف الجوية القاسية مثل الرياح الشديدة وتكوّن الجليد، مما يضمن استمرارية الإشارة ويمنع حدوث أضرار هيكلية.

كيف تساهم المواد المقاومة للأشعة فوق البنفسجية في إطالة عمر كابلات التغذية؟

تحمي المواد المقاومة للأشعة فوق البنفسجية، مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة الممزوج بمواد تثبيت الكربون الأسود، الكابلات من الأضرار البيئية، وتحافظ على سلامتها ومرونتها لفترات طويلة.

ما الدور الذي تلعبه سلامة العازل الكهربائي في أبراج الاتصالات؟

تضمن سلامة العازل الكهربائي أن تكون كابلات التغذية قادرة على تحمل مجالات كهربائية عالية الجهد دون المساس بعزلها، وهو ما يُعد أمرًا حيويًا للسلامة في بيئات الأبراج التي تحتوي على معدات تعمل بجهد عالٍ.

كيف تعزز تقنيات منع الرطوبة طول عمر الكابلات؟

تحمي تقنيات منع الرطوبة، مثل النوى المملوءة بالهلام أو النوى ذات الحجب الجاف، الكابلات من أضرار المياه، مما يمدّد بشكل كبير من عمر خدمتها، خاصةً في المناطق الرطبة والساحلية.

ما هي الشهادات المهمة لكابلات التغذية الخاصة بأبراج الاتصالات؟

تُعد الشهادات مثل IEC 60794-4 و GR-20-CORE أمرًا بالغ الأهمية لأنها تضمن توافق الكابلات مع معايير الصناعة من حيث الأداء الميكانيكي والبصري والبيئي.