پیش‌ساخت و کاربرد سازه پوششی اتاقک‌های فشار قوی در زیرстанدها
توسعه اقتصادی نیازمند کارایی بالاتر در ساخت تأسیسات الکتریکی است، که منجر به ظهور فناوری پیش‌ساخته شده کابین تأسیسات می‌شود. با طراحی ماژولار، تجهیزات، راه‌اندازی و پیش‌ساخته شدن در کارخانه انجام می‌شود و تنها "تکه‌بندی" در محل نصب مورد نیاز است. به عنوان مثال، اتاق فشار قوی 10kV: تجهیزات و کابین در کارخانه نصب می‌شوند، کار در محل محدود به مونتاژ باربر و کابین است. خط ورودی ترانسفورماتور اصلی از طریق دیواره‌های بوشینگ متصل می‌شود و خطوط خروجی از طریق لایه کابل زیر کابین خارج می‌شوند، که به طور قابل توجهی دوره ساخت را کوتاه می‌کند و هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.
اتاق‌های فشار قوی تأسیسات سنتی از ساختارهای بتن آرماتوری استفاده می‌کنند که نیازمند ریختن لایه‌ای بتن است که حدود 6 ماه از ساخت تا نصب طول می‌کشد - نمی‌تواند نیازهای ساخت شبکه را برآورده کند. هزینه مواد و کار موجب افزایش هزینه کل می‌شود. علاوه بر این، ساختار تکی آنها تابعیت‌های ضد گرد و غبار، عایق گرمایی و کنترل محیطی را ندارد. دماهای بالا موجب تسریع در پیری عایق تجهیزات می‌شود، در حالی که رطوبت در قسمت‌های عایق می‌تواند باعث خرابی‌های الکتریکی شود.
برای حل این مشکلات، این مقاله یک ساختار اتاق فشار قوی پیش‌ساخته شده پیشنهاد می‌کند. پیش‌ساخته شدن و تست در کارخانه امکان مونتاژ سریع در محل را فراهم می‌کند، با کنترل محیطی و نظارت بر تجهیزات یکپارچه. تشکیل شده از واحد کابین‌های فشار قوی، واحد شفت کابل و غیره، به بهینه‌سازی استفاده از فضا و تسهیل نگهداری تجهیزات کمک می‌کند.
1. اصول فنی و عملکردی کلیدی ماژول‌های ساختاری
1.1 واحد کابین پیش‌ساخته
به عنوان کوچک‌ترین واحد مونتاژ، تجهیزات پیش‌نصب شده را یکپارچه می‌کند. تجهیزات کارخانه‌ای تولید شده شامل تجهیزات کلیدزنی و پنل‌های کنترلی در کابین نصب، تست و پیش‌ساخته شده و سپس برای حمل جداسازی می‌شوند. اندازه‌گیری شده تا به اندازه تریلرها بگنجد، واحدها به صورت ماژولار در محل مونتاژ می‌شوند: وصل کردن کابین‌ها، اتصال باربرها و باربرهای تغذیه، و اتصال کابین‌ها برای تشکیل اتاق فشار قوی.
1.2 واحدهای فشار قوی و شفت کابل
1.3 واحد ارتباطی و کنترل پنل
جایگزینی تجهیزات کلیدزنی میانی با پنل‌های کنترلی برای جمع‌آوری داده‌های تجهیزات اولیه و ارسال آنها از طریق شفت کابل به اتاق کنترل برای نظارت از راه دور.
1.4 واحدهای مجهز به درب
بستن انتهای اتاق فشار قوی با درب‌های فرار از آتش. دو بار مهر و موم شده (شکل 2) برای مسدود کردن گرد و غبار، درب‌ها از پانل‌های GRP-پلی اورتان سبک وزن با لبه‌های فولاد ضد زنگ برای دوام استفاده می‌کنند.
1.5 واحد کابین پیش‌ساخته: ساختار چارچوبی و طراحی تحمل بار
واحد کابین پیش‌ساخته شامل چارچوب، ستون‌های عمودی و دیوارها است. چارچوب یک ساختار شبکه‌ای است که از فولاد H-شکل با روش جوشکاری گوده‌ای ساخته شده و وزن خود کابین و تجهیزات داخلی (تجهیزات کلیدزنی، پنل‌های کنترلی و غیره) را تحمل می‌کند. چارچوب فولادی همچنین به عنوان پایه‌ی نهفته برای نصب تجهیزات عمل می‌کند، با تجهیزات کلیدزنی و پنل‌ها مستقیماً روی آن نصب شده برای تحمل بار پایدار.
1.6 ستون‌های عمودی: تقویت مکانیکی و پشتیبانی بالایی
ستون‌های عمودی در طول لبه‌های چسباندن واحد کابین قرار داده شده‌اند، با 4 ستون در هر یک از جلو و عقب تجهیزات کلیدزنی در سطح چسباندن، در مجموع 8. ساخته شده از لوله‌های فولادی مربعی، آنها عموداً بین چارچوب‌های فولادی پایین و بالای کابین جوشکاری شده‌اند و با پشتیبانی‌های قطری تقویت شده‌اند تا قدرت مکانیکی را افزایش دهند. علاوه بر تقویت سختی کلی اتاق فشار قوی، ستون‌ها پشتیبانی قابل اعتماد برای اتاق کنترل پیش‌ساخته بالایی فراهم می‌کنند و انتقال مؤثر بار را تضمین می‌کنند.
1.7 سیستم دیوار: عایق گرمایی، مقاومت در برابر آب و تقویت ساختاری
دیوارهای کابین ساختارهای مرکب دو لایه (داخلی + خارجی) هستند که از صفحات فولادی مرکب نوع کلیپ‌شده پر شده با مواد عایق گرمایی ساخته شده‌اند.
صفحات با پیچ‌های داخلی بعد از چسباندن ثابت می‌شوند، با انتهای‌های جوشکاری شده به چارچوب. اتصال متقاطع قابل توجهی قدرت ضد تغییر شکل دیوار را افزایش می‌دهد و همچنین عایق گرمایی و ثبات ساختاری را برای مقاومت در برابر نیروهای خارجی تضمین می‌کند.
1.8 ماژول ضد حیوانات کوچک
درب‌های یکپارچه با کارت‌های قفل (با نگهداری بافر برای مسدود کردن آفات در زمان باز شدن) و نقاط ثابت دیوار/گوشه برای فخ‌های چسبنده، دوگانه محافظت در برابر حیوانات کوچک را فراهم می‌کنند.
1.9 ماژول کنترل دما و رطوبت
ترکیب ترموستات خودکار، گرمکن صنعتی (برای ثبات طولانی‌مدت در دماهای پایین) و سیستم هواکشی غیرمرکزی. داده‌های زنده موجب روشن و خاموش شدن هوشمندانه گرمکن/سرماکن برای حفظ شرایط پایدار کابین می‌شود.
1.10 سیستم هواکشی غیرمرکزی
استفاده از واحد هواکشی صنعتی با قدرت بالا + لوله‌های بالایی. هوا سرد به پایین سینک می‌کند و جریان همگنی برای توزیع یکنواخت دما ایجاد می‌کند، جلوگیری از گرم شدن محلی برای محافظت از تجهیزات.
1.11 ماژول ربات گشت
مسیر گیری در کانال‌های تجهیزات کلیدزنی؛ ربات‌ها (با دتکتورهای قابل جمع شدن) به صورت خودکار با ناوبری موقعیت‌یابی می‌کنند. انجام بازرسی‌های 360 درجه (تشخیص AI، دما IR، تخلیه جزئی)، ارسال داده‌های زنده برای تشخیص خطرات پنهان - جایگزینی بازرسی‌های دستی.
1.12 ماژول روشنایی
دو حالت: چراغ‌های LED کانالی نصب شده (برای نگهداری) + چراغ‌های اضطراری تغذیه شده با UPS (نصب شده به صورت متقاطع، با هشدارها) برای پشتیبانی در مواقع قطع برق، تضمین دید ایمن.
1.13 دریچه‌های هوا ورودی/خروجی
دریچه‌های ورودی بالا + دریچه‌های خروجی پایین تشکیل یک جریان همگن می‌دهند. شکل شاخه‌ای (شکل 5) با دهانه‌های خارجی رو به پایین (پیش فیلتر شده با شبکه ماسه‌ای)، لوله‌های لابیرنت (برای کند کردن هوا و جمع‌آوری آبستره‌ها) و فیلترهای محافظتی بالا - تعادل بین تهویه و کنترل گرد و غبار.
1.14 طراحی باربر زمینی حلقه‌ای
باربر زمینی حلقه‌ای از فولاد تخت گالوانیزه شده ساخته شده است که در طول دیوارهای اتاق فشار قوی به صورت آشکار قرار دارد. این باربر زمینی تجهیزات اصلی، زمین‌های محافظ و زمین‌های نگهداری را متصل می‌کند و دارای ترمینال‌های زمین‌سازی دستی کافی برای برآورده کردن نیازهای "پنج پیشگیری" و تضمین زمین‌سازی ایمن است. چهار سیم مسی نرم از باربر زمینی عبور می‌کنند و از طریق کف کابین عبور می‌کنند تا اتصالات قابل اعتماد با شبکه زمینی اصلی ایجاد کنند و سیستم زمین‌سازی جهانی را تشکیل دهند.
2 تحلیل فناوری‌های کلیدی
اتاق‌های فشار قوی کابین پیش‌ساخته با استفاده از سه فناوری کلیدی، ساخت سریع تأسیسات، بهینه‌سازی محیطی و عملکرد ایمن را انجام می‌دهند و عملکرد پایدار تجهیزات کلیدزنی 10kV را حمایت می‌کنند:
2.1 چیدمان تراکمی لایه کابل
در طی ساخت سازه‌ای، فقط پایه اتاق فشار قوی و لایه کابل ساخته می‌شود و کابین‌های پیش‌ساخته مستقیماً روی لایه کابل پس از رسیدن مونتاژ می‌شوند. پله‌های اختصاصی (با پناه‌های باران FRP دوطرفه) اضافه می‌شوند و چاه‌های خلاء در پایین به سینک‌های باران متصل می‌شوند برای تخلیه آب باران. این استانداردهای اخلاء آتش را برآورده می‌کند و دسترسی عملگر به لایه کابل را تسهیل می‌کند.
2.2 پیش‌ساخته شدن و مونتاژ کارخانه‌ای
واحدهای کابین پیش‌ساخته بر اساس نیازهای تجهیزات الکتریکی در کارخانه پیکربندی و پیش‌ساخته می‌شوند و سپس برای مونتاژ سریع در محل جدا می‌شوند. نصب کارخانه‌ای از مشکلات کیفیت در محل به دلیل عوامل محیطی یا شخصی جلوگیری می‌کند و تحویل "یکپارچه کابین-کابین" برای کاهش کار ساخت، سازگاری با زمین‌های پیچیده و مزایای قابل توجه زمانی و هزینه‌ای فراهم می‌کند.
2.3 ساختار دو لایه بهینه‌سازی فضایی
اتاق کنترل پیش‌ساخته می‌تواند بالای اتاق فشار قوی ساخته شود. طراحی دو لایه موقعیت‌های منتخب تجهیزات کلیدزنی را به شفت‌های کابل ثانویه تبدیل می‌کند که اجازه می‌دهد کابل‌ها از طریق به اتاق کنترل بالایی عبور کنند، بهبود استفاده از فضا و کاهش طول کابل. ستون‌های عمودی فولادی مربعی با پشتیبانی‌های قطری قدرت مکانیکی را افزایش می‌دهند و هر دو لایه و مسیرهای ربات گشت را برای بازیافت فضا پشتیبانی می‌کنند.
3 مزایای فنی
3.1 یکپارچه‌سازی ماژول‌های چندکاره
یکپارچه‌سازی ماژول‌های ضد حیوانات کوچک، کنترل دما و رطوبت و ربات گشت به اتاق فشار قوی توانایی‌های ضد گرد و غبار، عایق گرمایی، تنظیم محیطی و نظارت بر تجهیزات را می‌دهد و یک "حامل هوشمند" برای تجهیزات برقی ایجاد می‌کند.
3.2 تضمین محیطی در تمام دوره عمر
کنترل خودکار دما و رطوبت و سیستم هواکشی غیرمرکزی شرایط پایدار کابین را حفظ می‌کنند، قابلیت اطمینان تجهیزات و راحتی عملیات را افزایش می‌دهند و از پیری عایق و خطرات کوتاه‌مداری به دلیل دماهای بالا جلوگیری می‌کنند.
4 مطالعه موردی کاربرد
در اجرای برنامه آزمایشی فناوری‌های جدید سال 2018 شرکت توزیع برق جنوب چین، دفتر توزیع برق ژونگ‌شان از فناوری پیش‌ساخته در تأسیسات 110kV تونگفو استفاده کرد و ساخت (شامل ساخت سازه‌ای، نصب و راه‌اندازی) در 6 ماه تکمیل شد - حل مشکلات برنامه‌ریزی سنتی. هزینه‌های مصالح ساخت 25% کاهش یافت. اتاق فشار قوی 10kV پیش‌ساخته دارای ساختار قابل اعتماد، چیدمان منطقی تجهیزات و سیستم‌های محیطی کامل است که ادغام آلی تجهیزات الکتریکی و کابین‌ها را برای عملکرد پایدار بلندمدت فراهم می‌کند.
بعد از عملیات، کاهش خطرات تجهیزات، بهینه‌سازی محیط و بهبود قابلیت اطمینان تأمین برق هزینه‌های تعمیرات اضطراری را کاهش داد، تأمین بار خطوط فیدر 10kV را تضمین کرد و مزایای اقتصادی و اجتماعی قابل توجهی ایجاد کرد.
5 نتیجه‌گیری
با هدف "دوره ساخت طولانی، محیط ضعیف و نگهداری و تعمیرات هوشمند ضعیف" اتاق‌های فشار قوی بتن آرماتوری سنتی، این مقاله راه‌حل کابین پیش‌ساخته را پیشنهاد می‌کند: تست کابین و تجهیزات در کارخانه، سپس مونتاژ "تکه‌بندی" در محل پس از حمل جدا شده. کابین عایق‌بندی شده با قفل، چیدمان کابل شفت و یکپارچه‌سازی چند ماژولی امکان ساخت سریع و بهینه‌سازی محیطی را فراهم می‌کند.
این ساختار امنیت تجهیزات در تمام دوره عمر را حمایت می‌کند، نگهداری و تعمیرات را ساده می‌کند و ارزش ترویجی گسترده‌ای دارد و مسیر نوآورانه‌ای برای ساخت تأسیسات هوشمند فراهم می‌کند.
