نظام حماية الكابلات

سيصمم نظام حماية الكابلات لتوفير الحماية لمدى حياة محدد، وهو «عمر التصميم» للنظام، والذي قد يختلف تبعًا للظروف المصادفة.

يحدث الانحناء الزائد للكبل عند ثني الكابل في دائرة نصف قطرها أقل من نصف قطر الانحناء الأدنى المحدد من قبل الشركة المصنعة. على الرغم من أن الكابل قد ينجو من تجاوز الحد في البداية، إلا أن هذا قد يؤدي إلى كلال لاحق داخل الكابل مما يؤدي في النهاية إلى فشل الكابل. يجب أن يحافظ نظام حماية الكابلات المحدد على نصف قطر أكبر من نصف قطر الانحناء الأدنى المحدد.

يمكن أن تواجه أنظمة حماية الكابلات الموجودة تحت سطح البحر التآكل بسبب الحركة، والتغيرات العامة في التركيب بسبب غمرها لفترة طويلة من الزمن، مثل التآكل أو التغيرات في المركبات القائمة على «البوليمر». يجب مراعاة التأثيرات المستحثة على نظام حماية الكابلات الناتجة عن العناصر الديناميكية في البيئة. قد تؤدي التغييرات البسيطة مثل التغيرات في درجات الحرارة أو التيار أو الملوحة إلى حدوث تغييرات في القدرة على توفير الحماية لحياة الكابل. يُنصح بتقييم الآثار المحتملة لحركة نظام حماية الكابلات بعناية، فيما يتعلق بالقدرات الديناميكية للكابل. قد يتحمل نظام حماية الكابلات أسوأ الظروف الممكنة خلال فترة 100 عام، لكن هل الكابل الموجود داخل نظام حماية الكابلات سينجو من هذه الحركات. في بعض الحالات، مثل نهايات الشواطئ لكابلات الألياف الضوئية حيث تتواجد النتوءات الصخرية، يمكن تقليل التأثيرات الديناميكية عن طريق تأمين الأنابيب المفصلية على صخرة قاع البحر، وبالتالي تقليل درجة الحركة المتبقية.

أجرت بعض الشركات المصنعة اختبارات تجريبية مستقلة لتوفير دورة حياة مدتها 25 عامًا من القوى الديناميكية المطبقة على منتجاتها من أجل تزويد العملاء بثقة أفضل في قدرة النظام على البقاء.

سبب آخر لفشل كابلات الطاقة تحت سطح البحر هو ارتفاع درجة الحرارة، والذي يمكن أن يحدث عندما يوجد كابل داخل نظام حماية الكابلات دون قدرة كافية على تبديد الحرارة الناتجة عن الكابل. هذه تؤدي إلى الكلال المبكر لعزل الكابل، مما يتطلب استبدال الكابل.

تمثل حوادث الكابلات في قاع البحر حوالي 77% من إجمالي التكلفة العالمية لخسائر مزرعة الرياح. منذ عام 2007، أُبلغ عن هذه النسبة المئوية، والتي تراوحت بين 70-80% إحصائيًا عامًا بعد عام.[3]

يعد استقرار قاع البحر عاملًا هامًا مرتبطًا بأنظمة حماية الكابلات. إذا كان نظام حماية الكابلات قابل للطفو للغاية، فمن المرجح ألا يبقى على اتصال مع قاع البحر، وبالتالي من المرجح أن يتطلب نظام حماية الكابلات تدابير إضافية للاستقرار التصحيحي، مثل تركيب حصيرة خرسانية أو أكياس صخرية أو إلقاء صخور.

عندما يُثبت نظام حماية الكابلات كواجهة مع بنية عمود أحادي، من المحتمل أن يكون هناك تعرية في قاع البحر إلى حد ما. إذا أصبحت عملية التعرية مفرطة، فقد يتم تعليق نظام حماية الكابلات داخل فتحة التعرية، ويجب أن يكون قادرًا على دعم وزنه ووزن الكابل الموجود في الداخل. سيؤدي الفشل في الحفاظ على سيناريو التحميل هذا إلى فشل نظام حماية الكابلات، مما سيسمح بدوره للقوى بالتأثير على الكابل الداخلي، مما يؤدي في النهاية إلى تلف الكابل.

داخل سوق مصادر الطاقة المتجددة على وجه الخصوص، يُفضل أن يكون تركيب نظام حماية الكابلات بدون غطس، حيث يقلل هذا من تكلفة المطورين ويزيل المخاطر على حياة الإنسان من خلال الغوص في منطقة خطرة.

الاعتبار الأخير لنظام حماية الكابلات هو إزالة الكابل في حالة حدوث عطل. تتطلب بعض التصميمات تدخل الغواص لاستعادة الكابل مع نظام حماية الكابلات. يجب أيضًا إيلاء الاعتبار الواجب لإزالة نظام حماية الكابلات في حالة فشل نظام حماية الكابلات نفسه. التكاليف المرتبطة باستبدال نظام حماية الكابلات خلال فترة التشغيل لمزرعة الرياح البحرية ليست ضئيلة، حيث من المرجح أن يحتاج الكابل إلى إصلاح أو استبدال كجزء من العملية.