موسم الأعاصير والفيضانات: تصميم واستعادة الطاقة الاحتياطية للاتصالات في جنوب شرق آسيا

المقالة

10 أبريل 2018

يبلغ متوسط ​​لوزون وفيساياس حوالي عشرين إعصارًا مداريًا سنويًا؛ ولكل من وسط فيتنام وحوض تشاو فرايا والساحل الشرقي لماليزيا تقويم الفيضانات الخاص به. وتمتد فترات انقطاع التيار من ساعات إلى أيام، ولا تتعافى البطارية المغمورة بالمياه أبدًا. تتناول هذه المقالة ارتفاع التثبيت، وحماية الخزانة، والتوضع المسبق لقطع الغيار والعائق الحقيقي في سرعة الاستعادة.

منحنى انقطاع موسم الأعاصير

خريطة المخاطر في جنوب شرق آسيا ليست خريطة واحدة، بل أربع طبقات معًا. تقع الفلبين في وسط حزام الأعاصير في غرب المحيط الهادئ: يبلغ متوسط ​​لوزون وفيساياس حوالي عشرين إعصارًا مداريًا سنويًا، خمسة إلى ثمانية منها بقوة أعاصير شديدة، ويمكن لممر واحد أن يترك مقاطعة بدون شبكة كهرباء لمدة ثلاثة إلى سبعة أيام. على طول ممر دا نانغ وكوانغ نام وكوانغ نجاي بوسط فيتنام، يمتد الموسم من سبتمبر إلى نوفمبر، حيث تنتج الأعاصير بالإضافة إلى الرفع الجبلي هطول أمطار غزيرة وفيضانات مفاجئة تؤدي إلى قطع خطوط النقل التي تعمل بجانب الطرق السريعة. حوض تشاو فرايا السفلي في تايلاند حول أيوثايا وباثوم ثاني منخفض ومسطح؛ غمرت الفيضانات الطويلة في عام 2011 المناطق الصناعية والمحطات القاعدية معًا، واستغرق انحسارها ما يقرب من شهرين. وتشهد ولايتي كيلانتان وترينجانو على الساحل الشرقي لماليزيا انقطاعات متكررة واسعة النطاق خلال الرياح الموسمية الشمالية الشرقية في الفترة من نوفمبر إلى فبراير. تشترك هذه المخاطر الأربعة في خاصية واحدة بالضبط: تتغير مدة الانقطاع من ساعات إلى أيام، ويتم استنفاد النسخة الاحتياطية المصممة لمدة أربع ساعات بحلول بعد ظهر اليوم الأول.

كيف تدمر الفيضانات البطارية

يحدث تلف بطارية الرصاص الحمضية بسبب الماء على شكل طبقات، ومعظمها لا يمكن إصلاحه. الطبقة الأولى هي العلبة والأطراف: بمجرد وصول الماء إلى منطقة الأطراف، تشكل الأعمدة وأشرطة التوصيل خلية إلكتروليتية، ويظهر التآكل الشديد خلال أيام، وترتفع مقاومة التلامس حتى تصبح البطارية غير قادرة على حمل تيار التفريغ. والثاني هو المنحل بالكهرباء: حتى البطارية المغلقة المغمورة لعدة أيام سوف تمتص الماء من خلال مسامية العلبة وصمام التنفيس، مما يخفف الحمض ويقلل الجاذبية النوعية، وبالتالي تتلاشى السعة. والثالث هو قصر داخلي: تحمل مياه الفيضانات الموحلة الطمي والأيونات الموصلة، وبمجرد أن تقوم بتوصيل الصفائح الموجبة والسالبة داخل الخلية، يتم تفريغ البطارية ذاتيًا إلى الصفر ولن يتم إعادة شحنها. والأمر الأكثر إغفالاً هو الرابع: البطاريات التي كانت مغمورة بالمياه ولكن لا تزال فارغة في ذلك الوقت، تفشل في مجموعة بعد ثلاثة إلى ستة أشهر، لأن التآكل قد حدث بالفعل ولم يصل ببساطة إلى نقطة التحول. لذا فإن قرار الاحتفاظ أو الاستبدال بعد الفيضان لا يمكن أن يعتمد على جهد الدائرة المفتوحة؛ فهو يتطلب اختبار تفريغ القدرة، ويجب استبدال أي شيء أقل من 80% من التصنيف.

ارتفاع التثبيت وتصميم الخزانة

يتم تحديد معظم القدرة على الصمود في مواجهة الكوارث في مرحلة الرسم. أولا، ارتفاع التركيب: يجب أن يكون الجزء السفلي من بنك البطاريات على ارتفاع لا يقل عن 0.5 متر فوق أعلى مستوى للفيضان المسجل - وفي المواقع الواقعة على ضفاف النهر في الفلبين ووسط فيتنام، غالبا ما يعني ذلك 1.2 متر أو أكثر. عندما لا يمكن رفع التركيب على الأرضية، قم بالتبديل إلى صناديق البطاريات المثبتة على الحائط أو ضع البنك على قاعدة خرسانية. ثانيًا، حماية الخزانة: على الأقل IP55، وحشيات مزدوجة على حواف الأبواب، ومسار تصريف متاهة عند مدخل الهواء حتى لا يتمكن المطر الذي تحركه الرياح من الدخول مباشرة. ثالثًا، الصرف: قم بتركيب فتحات التصريف في أرضية الخزانة المنحدرة للخارج، وارفع القاعدة بما لا يقل عن 200 مم فوق المستوى لإيقاف احتياطي جريان السطح. رابعًا، التآكل: المواقع الساحلية - في أي مكان في الفلبين، والساحل الفيتنامي، والساحل الشرقي لماليزيا - تحمل ضبابًا عالي الملح، لذا يجب تحديد العلبة والمسامير وقضبان التأريض بفئة التآكل C4 أو C5، وإلا سيفشل الهيكل قبل أن يحدث ذلك للإلكترونيات. لا يعد أي من هذه الأربعة باهظ الثمن، ولكن إذا حذفت واحدًا فسيتم إعادة بناء الموقع بالكامل بعد الإعصار التالي.

المركزية مقابل الموزعة: من يستعيد بشكل أسرع؟

إن سرعة الاستعادة بعد الكارثة تعتمد بشكل أكبر على بنية النسخ الاحتياطي أكثر من حجم الطاقم. النسخ الاحتياطي المركزي - خلايا 2 فولت كبيرة في غرفة المعدات، مثل سلسلة GFM بقدرة 200-3000 أمبير/ساعة - يتميز بتكلفة وحدة أقل ويسهل مراقبته مركزيًا، ولكن أي فشل واحد له تأثير واسع النطاق ويحتاج الاستبدال إلى معدات رفع، وهو ما يعني غالبًا الانتظار لمدة ثلاثة أيام أو أكثر في منطقة ذات طرق مقطوعة. يتمتع النسخ الاحتياطي الموزع - سلسلة طرفية أمامية مستقلة بجهد 12 فولت لكل خزانة - بقدرة صغيرة لكل نقطة وعزل جيد للأخطاء؛ تزن الكتلة الأحادية الواحدة ما بين 30 إلى 60 كجم ويمكن لشخصين يحملان مفتاح ربط واحد تبديلها، لذلك يمكن إجراء عملية الترميم بواسطة فرق الدراجات النارية. في المقاطعات الجزرية الفلبينية والمرتفعات الوسطى في فيتنام، عادةً ما تستعيد الهندسة المعمارية الموزعة الخدمة بسرعة أكبر من ضعف السرعة المركزية. الإجابة العملية هي هجينة: القدرة المركزية في المواقع الأساسية، وقابلية الاستبدال الموزعة في المواقع الطرفية، مع هدف تصميمي يتمثل في استبدال السلسلة بالكامل في غضون ساعتين في أي موقع واحد - وهو مؤشر أقرب بكثير إلى واقع الكارثة من أي رقم للقدرة.

قطع الغيار قبل تحديد المواقع والتدريبات

تتلخص المرونة في نهاية المطاف في سؤالين واضحين: أين توجد قطع الغيار، وهل يستطيع الطاقم إجراء عملية المبادلة بالفعل؟ بالنسبة لقطع الغيار، الموقع يهم أكثر من الكمية. قم بإعداد المستودعات حسب منطقة الخطر، بحيث يغطي كل منها دائرة نصف قطرها أربع ساعات بالسيارة، ومخزنة بنسبة 5% إلى 8% من عدد الموقع في تلك المنطقة - ومخزنة كسلاسل كاملة، وليست كتل أحادية فردية، لأنه لا أحد لديه الوقت لمطابقة الخلايا في الموقع بعد الإعصار. يجب أن يحتوي المستودع أيضًا على أشرطة توصيل، وأغطية طرفية، وأدوات معزولة، وجهاز اختبار القدرات؛ تُظهر البيانات الميدانية أن العنصر المفقود غالبًا في موقع الترميم ليس البطارية، بل الحزام ومفتاح عزم الدوران. يجب أن يتم تصميم التدريبات حول سيناريو عدم وجود شبكة أو طريق أو شبكة: افترض أن الموقع نفسه خارج الاتصال، وأرسل الطاقم مع قائمة موقع ورقية ومفتاح ميكانيكي، وأعد الشحن من مولد في الموقع وأكمل استبدال السلسلة بالكامل، كل ذلك مقابل ساعة توقيت. قم بتشغيله مرة واحدة قبل كل موسم الرياح الموسمية وقارن الوقت الفعلي بهدف الساعتين - الفجوة هي قائمة العمل في العام المقبل. عادةً ما يقوم المشغلون الذين يقومون بالحفر بجدية باستعادة أكثر من 90% من المواقع خلال 72 ساعة؛ أولئك الذين لا يميلون إلى خسارة الأسبوع الأول بسبب الارتباك.

الأسبوع الأول بعد الإعصار: أمر الاستعادة

لا تقتصر عملية الترميم بعد وقوع الكارثة على إصلاح كل موقع في وقت واحد؛ فهو يتبع أمرًا صارمًا، والحصول على الأمر بشكل خاطئ يضاعف إجمالي وقت الاسترداد. الأولوية الأولى هي نقاط تجميع النقل والعقد الأساسية، لأنها عندما تفشل، لا يمكن للعشرات من المواقع النهائية أن تصل حتى مع استعادة الطاقة - وإصلاحها لا يحقق شيئًا. والأولوية الثانية هي المواقع التي تحمل اتصالات الطوارئ والخطوط الخاصة بالمؤسسات، والتي تطلب الحكومات عادةً استعادتها أولاً بعد وقوع الكارثة، مع حدوث تأخير إضافي في ضغط الامتثال. الأولوية الثالثة هي المواقع الكلية التي تغطي كثافة سكانية كبيرة، حيث تتركز حركة المرور. وتأتي مواقع الضواحي والريف في المرتبة الرابعة. يجب أن يتم إصلاح هذا الأمر كقائمة قبل الموسم وإصداره لأطقم الترميم وإرسال المولدات ومستودعات قطع الغيار، بدلاً من اتخاذ قرار بشأنه في اجتماع طارئ بعد ذلك. هناك خطوة أخرى يتم تجاهلها بشكل روتيني وهي تسلسل الطاقة مقابل ناقل الحركة: يقوم العديد من أطقم العمل بتوصيل المولد أولاً ثم يكتشفون أن التوصيل الخلفي معطل، مما يؤدي إلى إهدار الطاقة. تأكد من حالة وصلة التوصيل قبل أن تقرر ما إذا كنت تريد تشغيل المولد أم لا. أخيرًا، سجل كل شيء: وقت الوصول، ووقت الاستعادة، وما تم استبداله وما بقي معلقًا في كل موقع، وقم بالتقاطه على الفور والإبلاغ عنه مرة أخرى. هذا السجل هو الأساس لمطالبة التأمين والمدخلات في التدريبات التالية. احصل على الطلب والسجلات بشكل صحيح في الأسبوع الأول، والأسابيع الثلاثة التالية هي مجرد تنفيذ. View Telecom Backup Power Selection