The Stealthy Degradation of Transmission and Distribution Circuits

وتشهد نقاط الفشل الحاد في عمليات التحميل الحرارية والكابلات تحت الأرض التي تشكل العمود الفقري لشبكات الطاقة الحديثة انخفاضاً هادئاً ولكن لا يطاق، إذ تُحدث عمليات التخصيب في المنطقة، وهي عملية مميتة تقودها عقود من التدوير الحراري، وتُعدل تدريجياً درجات الحرارة في المناطق الحضرية، وتُقلل من قوة الحركة في عام 2014 بنسبة تصل إلى 20 في المائة على مدى فترة الخدمة العليا.

وتواجه نظم الكابلات الجوفية تحدياً أكثر غموضاً، إذ تُحدث في الوقت نفسه، في إطار الدراسة الاستقصائية التي تجرى في مناطق الاقتصاد الكلي التي تُعرف بالأوراق التي تُعرف بالأوراق التي تُستخدم فيها كميات كبيرة من المواد الكيميائية، آثاراً اقتصادية غير قابلة للتأثر، وتُحدث في كثير من الأحيان، آثاراً اقتصادية غير مباشرة على الإطلاق، وتُحدث في هذه المناطق التي تُسدِّر فيها كميات كبيرة من الكوا في المناطق().

عندما تصبح نظم الحماية مسؤولية

وتستهدف خطط الحماية عزل الأخطاء في الثانية، ولكن موثوقيتها تتناقص ككل عنصر من عناصر عصر السلسلة، أما المحولات الحالية، والمتحولات الفولطية، والشحنات الواقية، ونظم القدرة على التحكم في العاصمة، وقطع الطرق الثلاثية، فتترتب عليها آليات فشل متميزة، ولا تزال الأكياس الميكانيكية، تعمل في كثير من فترات التعاقب القديمة، تعاني من الارتطام.

وآلية عصرية خطيرة بوجه خاص هي تدهور العزلة من مادة الأشعة السينية والفولطية، وكثيرا ما تكون القذفات على هذه الأجهزة غير محسوبة بالورقية ومعرضة للجرائم والتصريف الجزئي، وإذا فشلت مادة الأشعة السينية في حدوث خطأ، فإن التسلسل التراكمي الناجم عن ذلك يشوه الموجة المقيسة، مما قد يتسبب في ارتفاع مسافات بعيدة عن الوصول إلى منطقة الحماية التابعة لها أو إلى حد أدنى.

أما البطاريات الإضافية التي تُحدثها محطة التصحاح فهي عنصر آخر تترتب عليه آثار مباشرة وشديدة، إذ إن التكسير والربط الشبكي يضعفان تدريجيا القدرة على إجراء عمليات الترميم، وقد لا يتمكن مصرف البطاريات المضعف من توفير الطاقة العالية اللازمة لقطع عدة قطع من الكسر خلال خطأ في الحافلات، وفي حادث وقع في منتصف الغرب، لم يُخفِر بعد عن مسارات التصفير في العاصمة.

الاستقرار في الخطر: فولتاج، التردد، الرقابة

كما أن نظم التسخين التي تستخدمها أجهزة الاستنشاق، قد تدهورت، وتعاني أجهزة الاستنشاق التي لا تُستخدم في أجهزة الاستنشاق بالبطاقات الحرارية من انهيار في النظام الوطني للضغط الحراري، مما أدى إلى خفض قدرة المولد على توفير الطاقة الرجعية، وهو أمر أساسي لدعم الفولط الدينامي بعد حدوث حالة طوارئ.

كما أن استقرار الترددات يؤثر على نحو مماثل على حكام التربينات القديمة، حيث أن التربينات البخارية القديمة التي تُستخدم في حكام الهيدروليك الميكانيكية تقاس في ثوان، بينما تُظهر النظم الرقمية الحديثة للكهرباء في عشرات الألف ثانية، ومع اقتراب الموارد المتجددة من تواتر النظام، تزداد أهمية الاستجابة السريعة للتبني.

وقد تفاقمت عمليات التذبذب بين المناطق، وهي شكل من أشكال الاستقرار في المواقع الصغيرة، بسبب خطوط الانتقال القديمة، حيث كان التآكل وزيادة مقاومة الموصلات، مما أدى إلى انخفاض الاحتياجات من المجارير، وإذا لم تكن المحركات التي توزع على المولدات الكهربائية مصممة على نحو دقيق على هذه الخصائص المتغيرة، فإن عمليات التوليد التي تنجم عن التدفق لا تزال غير مأهولة.

التكلفة الحقيقية للنفقة المؤجلة

وفي ظل عدم وجود معايير للموثوقية في مجال الصناعة - الوكالة الدولية للطاقة الذرية، ومؤسسة التأمين الصحي الدولية، ومؤسسة التنمية الدولية، ومؤسسة مايفي، ترتبط مباشرة بسن البنية التحتية، حيث يلبي تحليل إحصائي قدره 60 مرفقاً من المرافق العامة على مدى فترة عشر سنوات، ويحقق هدف الاسترداد المالي المؤجل من كل 10 سنوات في متوسط عمر المحول، إذ بلغ متوسطه 7 دقائق لكل زبون في السنة، حتى بعد السيطرة على النمو في الطقس والحمول.

وتزداد الضغوط الاقتصادية على المرافق، وقدرت دراسة فريق براتل لعام 2020 أن متوسط الفائدة التي يملكها المستثمرون الأمريكيون من أجل زيادة الإنفاق على رأس المال بنسبة 15-20 في المائة على مدى العقد المقبل، لا يزال قائماً على مستويات الموثوقية الحالية، غير أن الاتفاق التنظيمي يخلق في كثير من الأحيان توتراً بين الاستثمار الرأسمالي الضروري والقدرة على تحمل تكاليف المستثمر، وكثيراً ما تحاجج مجموعات الدعوة الاستهلاكية بأن تقنيات تمديد العمر - مثل استخلاص النفط المتحول، والتصريف على الإنترنت

وقد أصبح التعرض للتأمين والمسؤولية عن الإخفاقات في الأصول الناشئة عاملاً حاسماً، فبعد عدة حرائق برية عالية الجودة ترتبط بإخفاقات خط النقل، أصبحت أقساط التأمين ضد المسؤولية عن المنافع شديدة الوطأة، حيث تبلغ بعض الشركات عن زيادات تتجاوز 30 في المائة على مدى خمس سنوات، مما أرغم على تسريع برامج الارتداد، بما في ذلك الاستعاضة عن أبراج الفولاذ بأقية احتكارية، وتركيب أجهزة السلوك المشمول بها في المناطق الشديدة الخطورة.

من قاعدة الوقت إلى إدارة الأصول المشروطة

والانتقال من الصيانة المرنة القائمة على الزمن إلى الصيانة المرنة القائمة على الظروف هو أكثر التدخلات فعالية لإدارة البنية الأساسية للشيخوخة، ويعتمد الصيانة القائمة على شروط محددة على الرصد في الوقت الحقيقي والتشخيصات الدورية لتقييم صحة الأصول والتدخل في الجدول الزمني فقط عند الحاجة، وبالنسبة للمتحولين، يظل تحليل الغازات المذوبة هو المعيار الذهبي، ويرصد على شبكة الإنترنت أن عينات النفط المستمرة ومشغلات الإنذار تزيد عن الحد الأقصى للغازات الرئيسية(22).

وقد تستفيد أجهزة كسر الدائرة من قياس المقاومة الدينامية وتحليل التوقيت، ويمكن لإدارة المخاطر المؤسسية أن تكشف تآكل الاتصالات الرئيسية التي تقطع دون أن تتطلب تفتيشا داخليا كاملا، وقد أظهرت ورقة الصناعة لعام 2020 أن إدارة المخاطر المؤسسية حددت إرتداء أجهزة الاتصال في 12 في المائة من أجهزة الكشف عن الترددات المتوسطة القديمة التي اجتاحت التفتيش البصري الموحد، مما يتيح استبدالها بصورة محددة قبل حدوث فشل كارثي، كما أن هذه العمليات التي أجريت في إطار فحص الحافلات الخفية وكشف عن وجود نقاط اتصال عالية.

ويحتاج التحليل الافتراضي إلى بيانات حالة إضافية باستخدام التعلم الآلاتي للتنبؤ ببقايا الحياة المفيدة، وقد وضعت هيئة تينيسي فالي مؤشرا صحيا للمحوِّلات يجمع بين نتائج الـ دي.غ وتاريخ الحمل وبيانات درجة الحرارة وعمر الأصول، بحيث يصنف الوحدات التي تقل عن 50 وحدة ويتلقى الرصد الموسَّع وتُعطى الأولوية للاستبدال في خطة رأس المال.

"الطريق الرقمي"

ويحتوي التواؤم الرقمي للتكنولوجيا على نسخة افتراضية من أصل مادي يستكمل في الوقت الحقيقي من بيانات الاستشعار الناشئة كجهاز تكامل قوي لإدارة الهياكل الأساسية القديمة، ويمكن أن يتضمن التوأم الرقمي لخط الانتقال بيانات الطقس في الوقت الحقيقي، ودرجة الحرارة في السلوك، وقياسات النسور، ونماذج الظروف القديمة لحساب درجات الحرارة الدينامية، مما يسمح للمشغلين بتحميل خط أعلى من حيث تسمح الظروف، أو بالحد من الحد الأقصى من درجات الحرارة.

وفي إطار هذه المنح الفرعية، يدمج توأم رقمي بيانات حالة من جميع المرافق التي تنقل الأصول، وتوقيت الكسر، والبطارية، والارتفاع في المصانع، وسحب البيانات في مدخل موحد، وبدءاً من نظام " نموذجي " ، وانتهاءً بـ " نظام " الاختبار " ، و " نظام " التوليد " ، و " الاختبار " ، و " الاختفاء " ، و " الاختبار " ، و " الاصطنان " ، و " ، و " الاختصار " ، و " الاختناقضاء " الاصطنان " ، و " الاصطنان " ، و " الاصطنان " ، و " ، و " ، و " الاصطنان " ، و " الاصطنان " الاصطناعي " ، و " ، و " ، و " ، و

العامل البشري والمعرفة التنظيمية

فالبنى التحتية القديمة ليست مجرد تحد تقني، بل هي تحد لرأس المال البشري، إذ أن المهندسين والفنيين والعمال الخطيين الذين صمموا وأقاموا وأبقوا على الأصول الموجودة يتقاعدون بمعدل متسارع، كما أن مكتب إحصاءات العمل في الولايات المتحدة لم يكن لديه سوى 30 في المائة من القوى العاملة الحالية في مجال الطاقة الكهربائية، وهو ما يجعل من الممكن تقاعده بحلول عام 2028، كما أن المعرفة التي يحملونها عن معدات خماسية، وعمليات إصلاح تاريخية، وتعديلات سجلات الموقع.

ولمعالجة ذلك، تقوم المرافق الرائدة بتنفيذ برامج إرشادية منظمة واستخدام واقع معزز للسماح للخبراء عن بعد بتوجيه العاملين الميدانيين في الوقت نفسه، حيث تقوم بعض المنظمات ببناء رسوم تعريفية لتحديد العلاقات بين المعدات والإخفاقات التاريخية وإجراءات الصيانة، وقد تبين من دراسة استقصائية أجراها معهد نقل المعارف عن عام 2023 أن المرافق التي لديها برامج رسمية لاحتفاظ المعرفة تفيد بأن عدد حالات الفشل في إعادة البناء أقل بنسبة 40 في المائة على المعدات القديمة مقارنة بالثقافة غير المطلوبة.

Climate Adaptation and Load Growth

ويزيد تغير المناخ من حدة التوتر في البنية الأساسية القديمة بطرق لم يكن الغرض منها أصلاً الصمود، إذ إن ارتفاع درجات الحرارة المحيطة يقلل من القدرة الحرارية للمحولين والموصلين، كما أن موجات الحرارة الشديدة والموجات الجفافية تزيد من خطر حدوث حرائق برية من المعدات القديمة، وتواجه المرافق الساحلية ارتفاعاً في مستويات البحار وزيادة رذاذ الملح، وتسريع التآكل في الكهرباء الخفيضة والهياكل الأساسية للأخشاب.

ويمكن أن يؤدي نمو الطاقة الكهربائية إلى زيادة القدرة على الانتقال والتدفئة إلى زيادة الضغط، كما أن من شأن وجود قدرة على توقع تحميل المركبات الكهربائية إلى الضعف في العقد القادم أن يقيّم ما إذا كانت محولات التوزيع التي كانت تستخدمها بالفعل في الفترة ما بين 30 و40 عاماً أن تُعالج الحمولات المتزايدة والمركّزة.

طريق تنازلي من أجل مقاومة الجريم

إن أثر البنية التحتية الناشئة في نظام الطاقة ليس مشكلة ينبغي حلها بحملة رأسمالية واحدة، بل يتطلب دورة مستمرة من تقييم الأوضاع، وترتيب أولويات المخاطر، وتجديد الأولويات الاستراتيجية، والاستبدال المستهدف، والاحتساب إلى معارف القوة العاملة، كما أن المرافق التي تدمج هذه الدورة في ثقافتها التشغيلية مدعومة بأطر تنظيمية تكافئ الموثوقية الطويلة الأجل على تقليل التكاليف القصيرة الأجل إلى أدنى حد ممكن، قد تحولت إلى قدرة على تحمل المخاطر من جانب المسؤولية.

ولا بد أن تتألف شبكة المستقبل من مجموعة من الأصول المادية التي تمتد إلى حقبة مختلفة، من متحولين يبلغون من العمر 50 عاما إلى ضوابط حديثة للدول الصلبة، وفهم كيف أن المكونات الناشئة يمكن أن تضعف بشكل فرعي استقرار الزوايا، ودعم الفولط، واستمرارية الخدمة هي المهمة الهندسية والإدارية المحددة للعقد الحالي، وذلك عن طريق جعل الاستثمارات الحكيمة والمستنيرة للبيانات في مجال الرصد، وحشد القوى العاملة، وبذل جهود مستهدفة في مجال السلامة،