تحدي قائم

مراقبة الشبكة الكهربائية و أنابيب الغاز لضمان حمايتها ضد المخاطر

مقدمة

يقوم فنيو خطوط نقل الطاقة الكهربائية و أنابيب الغاز بتفحص الشبكة الممتدة على مساحات شاسعة بشكل مستمر و ذلك من أجل رصد أي أعطال و معالجتها بشكل عاجل قبل أن تؤدي إلى أي أضرار جسيمة.

فعلى سبيل المثال قد تشكل شجرة عملاقة قائمة بالقرب من خطوط نقل الطاقة الكهربائية تهديدا على الشبكة مما يستوجب اتخاذ الإجراءات المناسبة للحفاظ على نزاهة الشبكة. و بالمثل فإن عمليات الحفر بالقرب من أنابيب الغاز تعتبر خطرًا على إمدادات الغاز.

و بذلك ، فقد يكون لبعض الاضطرابات البسيطة تأثيرات متتابعة على مستوى المنطقة سواء بتركها تعم في الظلام بسبب انقطاع الكهرباء ، أو حرمانها من الغاز بسبب تعطل إمداداته.

خطوط نقل الطاقة الكهربائية
أنابيب نقل الغاز
الأهمية

من الجلي أن حياتنا اليومية تعتمد بشكل أساسي على استمرارية عمل شبكتي الكهرباء و الغاز بشكل سلس ، و قد نتغاضى عن هذه الحقيقة و نتناساها حتى تنقطع إمدادات الطاقة و الكهرباء و ندرك أهميتها البالغة.

في هذه المقالة ، سنتناول بعض المشاكل التي يتعامل معها فنيو شبكات الكهرباء و الغاز بشكل مستمر لضمان استدامة عمل الشبكة و من ثم سنتطرق إلى تحليلات بيانات الأقمار الاصطناعية و كيفية استغلالها لمساعدتنافي رفع كفاءة هذه المهام

أرقام

شبكة نقل ضخمة

ففي الولايات المتحدة فإن:

  • طول خطوط نقل الطاقة الكهربائية يبلغ قرابة الـ 600.000 ميلًا بحيث يعتبر 240.000 ميلًا منها خطوط جهد فائق (> 230 كيلوفولت)
  • طول خطوط النفط يبلغ حوالي 190.000 ميلًا
  • طول خطوط نقل الغاز الطبيعي يبلغ حوالي 2.4 مليون ميل

و حتى نتمكن من استيعاب هذه الأرقام ، فإنه يمكن لخطوط الطاقة الكهربائية في الولايات المتحدة أن تقوم بالالتفاف حول الأرض لـ 24 مرة!

نظرة عامة

تحدٍ يومي

تتكون كل من شبكة الكهرباء وشبكات الأنابيب من خطوط التوزيع الرئيسية والتي تنقل كميات كبيرة من الإمداد بالقرب من المراكز السكانية ، وخطوط التوزيع المحلية حيث تسمح للطاقة بالتدفق بسلاسة إلى ملايين المنازل والشركات.

دعونا نتطرق إلى بعض مسببات الاضطراب للشبكة:

إدارة الغطاء النباتي

يعد تعدي الغطاء النباتي معضلة كبيرة تعيق عمل الجولات الرقابية الميدانية أو الاستطلاع الجوي لخطوط الأنابيب و الشبكة الكهربائية.

قد يتسبب تلامس الأشجار و خطوط نقل الطاقة الكهربائية بانقطاع الكهرباء بشكل جزئي أو كلي عن بعض المناطق ، و هذا ما حدث خلال أغسطس 2003 في شمال شرق ولاية أوهايو حيث فشل نظام التنبيه في أكرون ، و انتشر العطل في الشبكة بسرعة مما أدى إلى انقطاعالطاقة عن  أكثر من 50 مليون شخص في الولايات المتحدة وكندا. كان هذا أكبر انقطاع للتيار الكهربائي في تاريخ أمريكا الشمالية ، و كلّف ما يقدر بنحو 6 مليارات دولار.

و كأحد القرارات الناتجة عن هذه الحادثة تم فرض قواعد أكثر صرامة للمنشآت حيث تطلب اللوائح الجديدة من المرافق إزالة الأشجار من ممرات خطوط الكهرباء ، مع مخالفات تصل إلى مليون دولار في اليوم ، ومع ذلك لا تزال الحوادث تحدث ، وعندما تحدث ، تكون العواقب وخيمة.

فعلى سبيل المثال، في سبتمبر 2020 اندلع حريق في شمال كاليفورنيا عبر أكثر من 88 ميلاً مربعاً ، مما أسفر عن مقتل أربعة أشخاص. قال المحققون إن الحريق اندلع بعد أن هوت شجرة صنوبر على خط توزيع كهربائي.

I'll show you how

عمليات الحفر

عندما يتعلق الأمر بمراقبة سلامة خطوط الأنابيب فهناك أمران يجب التنبه لهما. أولاً : معظم خطوط أنابيب الغاز مدفونة تحت الأرض على عمق بضعة أمتار فقط. ثانيًا: تمنح الأنظمة للشركات المشغلة حقوق بناء وتشغيل وصيانة مرافق خطوط الأنابيب ، لكن الملكية الفعلية للأرض تظل مع مالك الأرض. وعليه فقد يقرر مالك الأرض إجراء بعض أعمال الحفر الحفر بالقرب من خطوط الأنابيب ، وهو أمر مقبول طالما أنه لا يتعارض مع مصالح المشغل و يؤثر على أداء مسؤولياته.

ومع ذلك ، فإن هذا التنظيم يحمل بعض المخاطر ، بما في ذلك احتمال إتلاف خط الأنابيب ، وهذا هو السبب في ضرورة وجود تنظيمات تتعلق بالتنسيق مع المشغل قبل الحفر من قبل مالك الأرض ، ففي عام 2016 تم إغلاق خط أنابيب كولونيال مؤقتًا بعد أن قام أحد المقاولين بإتلاف الخط ، مما تسبب في تسرب البنزين الذي اشتعلت به النيران واحترق لعدة أيام ، مما أسفر عن مقتل عاملين وإصابة أربعة آخرين.

هناك اعتبارات أخرى يمكن الاخذ بها كعدم السماح لمالك الأرض بالتعدي على خط الأنابيب وبناء شيء يمكن أن يتداخل مع قدرة المشغل على أداء مسؤولياته كإنشاء بعض الأبنية أو المسابح القريبة جدا من خطوط الأنابيب.

I'll show you how

السرقة

يعتبر أمان الشبكة ضد السرقة و التخريب أحد الجوانب المهمة و التحديات الكبيرة للشركات المشغلة و التي يصعب الوقاية منها و لها العديد من الآثار الاقتصادية والبيئية.

على سبيل المثال: نيجيريا تعاملت مع السرقة أو لسنوات عديدة. خطوط الأنابيب التي تعبر دلتا النيجر الغنية بالنفط هي أهداف للعصابات حيث يتم سرقة النفط من خطوط الأنابيب هذه ويباع دوليًا أو يتم تكريره محليًا. يُسرق حوالي 200 ألف برميل من النفط الخام يوميًا ، وفقًا لتقدير حديث لمؤسسة البترول الوطنية النيجيرية المملوكة للدولة. بالأسعار الحالية ، هذا يساوي ما يقرب من 20 مليون دولار في اليوم. هناك أيضًا تكلفة لا حصر لها للأضرار البيئية الناجمة عن انسكاب النفط على الأراضي الطبيعية و مخالفات مصافي التكرير المحلية المنتشرة في جميع أنحاء دلتا النيجر.

تُصنف نيجيريا كأكبر منتج في إفريقيا بطاقة إنتاجية تبلغ حوالي 2.2 مليون برميل في اليوم ، على الرغم من أن متوسط إنتاج 2020 بلغ 1.72 مليون برميل في اليوم. ستكون هذه الأرقام ستكون أكبر لولا فقدان البراميل بسبب عمليات السرقة.

I'll show you how

تقنيات الأقمار الاصطناعية

المشكلة الأساسية التي يواجهها المشغلون هي القدرة على مراقبة بنيتهم التحتية بشكل فعال للحماية من التعديات أو الغطاء النباتي الذي يمكن أن يؤثر على أنظمتهم.

قد يكون الحل المثالي بتبني نظام تنبيه للتركيز على المناطق المهمة و النشاطات القائمة فيها ، مما يسمح للمشغلين بتخصيص الموارد عند حدوث أي طارئ بشكل أكثر كفاءة و فعالية.

تتضمن إحدى التوليفات استخدام رادار الفتحة التركيبية (SAR) على منطقة واسعة للكشف الأولي ، إلى جانب الصور الضوئية و التي ستغطي مساحة أصغر لتحليل أكثر دقة.

SAR هي تقنية تعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ، لذا يمكن الاعتماد عليها لتوفير مراقبة منتظمة ، حتى إذا كانت السحب تعيق الرؤية من القمر الصناعي.

من ناحية أخرى ، لا يمكن الحصول على الصور الضوئية إلا في حالة عدم وجود السحب ، و يمكن جمعها عبر طائرات الهليكوبتر أو الطائرات بدون طيار ، والتي يمكن أن تطير تحت الغيوم ، و لذا فمن الممكن أن تكون التكاليف عالية ، ولهذا السبب تبرز أهمية SAR و التي تمكننا من الحد من مساحة منطقة جمع الصور.

I'll show you how

Ursa Space

شركة تقنيات فضائية

سارسات العربية

لدينا شراكات مع العديد من مزودي بيانات الأقمار الاصطناعية على مستوى العالم ، والتي نقوم بمعالجتها و تحليلها وتحويلها إلى حلول للعديد من المشكلات

أخبرنا إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن منتجاتنا و تقنياتنا.