På strövtåg: Skydd av trådlösa mobilnät i Australien

Telekomföretag spelar en stor roll i våra dagliga liv. Mobilnätverken tillhandahåller röst- och datakommunikation för företag, räddningstjänst, för att hålla kontakten med vänner och familj, surfa på sociala medier, hålla dig uppdaterad om de senaste nyheterna med mera. Med lanseringen av 5G-tekniken kommer många fler industriella tillämpningar att vara beroende av mobilnäten. Detta kan omfatta säkerhets- och övervakningstillämpningar, smarta kraftnät och detektering av vatten- och gasläckor. För enskilda personer kan utvecklingen av telekomnätverkens säkerhet också innebära fler smarta kroppsnära enheter, förarlösa bilar och andra nya tillämpningar.

Jordningssystemet är en av de viktigaste komponenterna i en telekomanläggning. System med jordning och potentialutjämning är att föredra när det gäller att jorda för blixtnedslag, vilket skyddar telekominfrastruktur, utrustning och arbetare över hela världen. När blixten slår ned i en väljordad mobilmast eller annan utrustning passerar den större delen av elströmmarna genom mastens stål, jordledare och jordelektroder på sin väg ner i jorden istället för att passera genom känslig utrustning som kan skadas. Den här rekommenderade vägen håller också högspänningsströmmar borta från människor.

Sänka kostnaderna i en krävande miljö

Två stora telekomföretag i Australien kom fram till att de behövde sänka sina totala kostnader för att göra affärer. Konkurrensen är hård i telekombranschen på grund av den snabba teknikutvecklingen och kostnaden för den tekniken faller när den ersätts med något nytt. Leverantörer är extremt pressade att konkurrera både vad det gäller kostnad och prestanda.
Telekomföretagen ansåg att vissa konstruktionsändringar kunde öka effektiviteten och spara pengar utan att påverka skyddsnivån eller kundupplevelsen negativt.

Det gamla jordningssystemet använde ett kopparbandssystem med kopparbundna jordstavar och kopparledare. I de här band- och kabelsystemen fungerade ett platt kopparband som ledare under jord. Flerkardeliga kopparkablar anslöt kopparbandet till telekomskjul, skåp, stängselstolpar och master. Systemet hade fungerat bra i många år och gjorde ett bra jobb med att skydda utrustningen.

Band- och kabelsystem ger god böjlighet och ledningsförmåga, men den böjligheten och bandets form kan också hindra installationen. Det beror på att bandet sjunker ner i diken under installationen, vilket gör det svår att arbeta med och ibland måste det vridas för att vissa anslutningar ska kunna göras.

Även om de flesta mobilmaster och anläggningar för telekommunikation finns i städer och förorter hade dessa företag också ett stort antal anläggningar på landsbygden och i vildmarken. Platser i den australiska vildmarken kan vara svåra att arbeta i på grund av avståndet från storstadsområden och extrema väderförhållanden som höga temperaturer och plötsligt regn. Dessa förhållanden kan göra reparationstiden mycket lång på anläggningar på landsbygden.

Utöver problem med installationen av kopparband fick telekomföretagen ytterligare kostnader och störningar på grund av kopparstölder. Även om koppar är den bästa jordledaren är det ett värdefullt råmaterial. Det gör att jordningskomponenter av koppar drar till sig tjuvar som stjäl ledare och skenor från mobilmaster för att metallen som skrot. När tjuvar skadar jordningssystem lämnas mobilmasterna exponerade för skador från blixtnedslag och nätverken med högre risk för avbrott. Stulen jordningsutrustning kan leda till större risker för telekombolagens arbetare och störd mobiltäckning för kunderna.

En arbetsbesparande lösning

Telekomföretagen hade arbetat med nVent-produkter tidigare och vände sig till nVent för att konstruera ett nytt jordningssystem som skulle vara billigare, enklare att installera och ge motsvarande prestandanivå under en mängd olika förhållanden, inklusive i en tuff miljö.

nVents ingenjörer skapade ett nytt jordningssystem som ersatte kopparbandet med nVent ERICO Cu-Bond runda ledare, kopparbundna stålledare (CBSC). Dessutom har nVent tillverkat CBSC:er i 4 meter långa längder och packat dem i rör om tio för att göra det enkelt att leverera till anläggningar och forsla dem ovanpå flakbilar – de fordon som entreprenörerna kör till arbetsplatser. Entreprenörerna ansluter ledarna på plats så att de bildar ringar som fästs vid resten av jordningssystemen och grävs ner i marken. Dessa CBSC-ledare är tillräckligt böjliga för att kunna böjas för hand, men eftersom de är styva istället för sladdriga band kan arbetarna lyfta hela systemet som en enhet eller i delar och palla upp det utanför diket. Arbetare kan installera det mesta av systemet utan att böja sig ner i diket.

”Vi hade den kopparbundna stålledaren tillgänglig för oss som produkt, men mer arbete behövdes för att göra det möjligt genom att producera den i en i förväg uträtad form, och konstruera och testa anslutningarna och installationen i verkligheten”, säger Rohit Narayan, chef för Global Telecom på nVent.

Att byta från ledande band till ledande stavar var en liten innovation, men det lönade sig enormt mycket. Tekniker på plats bekräftade att installationstiden på ett telekomföretags anläggningar sjönk från cirka två timmar till mindre än en timme.

nVents ingenjörer observerade att nVent ERICO Cadweld-formarna, tillverkade av grafit och använda till att göra anslutningarna mellan jordledare, varade längre med CSB-ledare än det ledande bandet eftersom de rundade stavarna är skonsammare mot formarna än bandets vassa kanter. Kvaliteten på anslutningarna i hela installationen var också bättre än i kopparbandssystem. Dessutom uppnår jordningssystemet med CBSC samma jordresistansvärden som kopparbandssystem, och alla anslutningar och ledare uppfyller en ansedd standard som IEC eller IEEE. Den relativa livslängden för CBSC i en mängd olika markförhållanden är 30–40 år. Det är betydligt längre livslängd än andra kopparfria alternativ, till exempel galvaniserat stål.

nVent ERICO-systemet var lättare att installera, vilket minskade arbetskostnaderna och själva materialen var billigare, eftersom kostnaden för CBSC är lägre än kopparband tack vare dess stålkärna.

Lägga till stöldskydd

nVent tillhandahöll också en flerkardelig antistöldkabel, nVent ERICO Cu-Bond kompositkabel, för att ansluta underjordiska jordelektroder till master, stängselstolpar och jordskenor. Stålkardelerna på utsidan av antistöldkabeln gör att kabeln ser ut som en stålvajer, vilket är oattraktivt för koppartjuvar. De yttre kardelerna i kabeln är också magnetiska, vilket lurar de tjuvar som testar kablar med en magnet för att se om den är av stål eller koppar. Även om tjuvarna skulle vara smarta nog att upptäcka att det finns koppar inuti de stöldavskräckande kablarna, skulle mängden koppar inuti inte vara värd besväret med att separera kardelerna.

Förutom skydd mot människoskapade hot är det nya systemet lättare att installera och ger lång livslängd och likvärdiga prestanda som kopparbandssystemet i en mängd olika miljöer, inklusive i vildmarken. Det minskar kostnaderna för installation och underhåll eftersom företagen inte behöver reparera dem lika ofta som de gamla systemen.

Kunder inom telekombranschen ser jordningssystem som kritiska delar av sina installationer eftersom de skyddar anläggningar från blixtnedslag, höga brusnivåer och risker för elektriska stötar.  Med nya system på plats kan två telekomföretag nu tillhandahålla stark och tillförlitlig service till sina kunder samtidigt som kostnaderna hålls nere.