راه‌حل قطع‌کننده SF6 شرکت راکویل برای زیرстанسیون‌ها در کوهستان‌های اتیوپی

۱. زمینه پروژه​
مرتفعات اتیوپی دارای ارتفاعات بالا (متوسط بیش از ۲,۵۰۰ متر)، آب و هوای بسیار سرد (دما در زمستان به کمتر از -۳۰ درجه سانتیگراد می‌رسد) و موقعیت در منطقه لرزه‌خیز ریف شرق آفریقا هستند. این شرایط چالش‌های قابل توجهی برای تجهیزات برق ایجاد می‌کنند:

1. ​خطر تبخیر SF6: در فشار عملیاتی ۰.۶ مگاپاسکال، گاز SF6 در دمای -۲۵ درجه سانتیگراد تبخیر می‌کند. سرما شدید ممکن است باعث تبخیر شود که منجر به کاهش عایق‌بندی و از دست دادن توانایی خاموش کردن قوس الکتریکی می‌شود.
2. ​تهیه‌ها لرزه‌ای: منطقه تجربه شدت لرزه‌ای بیش از ۸ درجه را دارد. اتصالات سخت سنتی در معرض خسارت مکانیکی یا نشت گاز به دلیل فعالیت زمین‌شناسی هستند.
3. ​وابستگی بالا به نگهداری خارجی: تخصص فنی محلی محدود است که نیازمند وابستگی بلندمدت به مقاولان بین‌المللی برای نگهداری است، که منجر به هزینه‌های بالا و تأخیر در پاسخ می‌شود.
   برای رفع این چالش‌ها، Rockwill باید راه‌حلی برای شیرآور SF6 طراحی کند که به شرایط ارتفاع، سرما و لرزه‌خیزی تناسب داشته باشد و عملکرد پایدار و نگهداری را تضمین کند.

​۲. طراحی و نصب مخصوص شیرآور SF6​

1. ​طراحی ضدتبخیر​
   • ​واحدهای گرمایشی داخلی: با الهام از راه‌حل‌های اثبات شده در مناطق سرد سینا، نوارهای گرمایشی آلیاژ نیکل-کروم (۸۰۰ تا ۱,۲۰۰ وات) در پایه عایق سرامیکی شیرآور یکپارچه شده‌اند. با استفاده از حسگرهای دما برای کنترل حلقه بسته، این امر مطمئن می‌کند که گاز SF6 بالای -۱۸ درجه سانتیگراد (بیش از نقطه تبخیر -۲۵ درجه سانتیگراد در ۰.۶ مگاپاسکال) بماند.
   • ​بهینه‌سازی عایق‌بندی حرارتی: ماده نانوجل آئروژل دور عایق سرامیکی و لوله‌ها پیچیده شده است که باعث کاهش اتلاف گرما و بهبود کارایی گرمایشی به ۳۰٪ در سرما شدید می‌شود.
2. ​طراحی تقویت لرزه‌ای​
   • ​اتصالات لوله‌ای انعطاف‌پذیر: لوله‌های گاز SF6 موجدار اجازه جابجایی محوری (±۱۵ میلی‌متر) و جابجایی شعاعی (±۱۰ میلی‌متر) را می‌دهند که از شکست ختم‌بندی به دلیل تمرکز تنش لرزه‌ای جلوگیری می‌کند.
   • ​تقویت براکت‌ها و مفصل‌های جداکننده: براکت‌ها از فولاد Q345B با تقویت متقاطع استفاده می‌کنند، در حالی که مفصل‌های جداکننده گلوله‌ای اصطکاکی در پایه ۸۰٪ انرژی لرزه‌ای را جذب می‌کنند و پاسخ شتاب تجهیزات را به زیر ۰.۳g کاهش می‌دهند.
3. ​سیستم نگهداری محلی​
   • ​مرکز آموزش فنی: پایگاه آموزشی در آدیس آبابا دوره‌های دو زبانه (انگلیسی/آمهری) درباره تشخیص گاز SF6، کالیبراسیون سیستم گرمایشی و ارزیابی تجهیزات پس از زلزله ارائه می‌دهد.
   • ​سیستم نظارت هوشمند: حسگرهای IoT وضعیت فشار گاز، دما و ارتعاش را در زمان واقعی نظارت می‌کنند. الگوریتم‌های هوش مصنوعی خرابی‌ها را پیش‌بینی می‌کنند و سفارشات نگهداری ایجاد می‌کنند، که باعث کاهش ۵۰٪ بازرسی‌های دستی می‌شود.

​۳. نتایج مورد انتظار​

1. ​قابلیت اعتماد ضدتبخیر افزایش یافته: سیستم‌های گرمایشی دمای کامره خاموش‌کننده قوس را بالای -۱۸ درجه سانتیگراد ثابت می‌کنند، که خطر تبخیر SF6 را حذف می‌کند. نرخ خرابی سالانه شیرآور به کمتر از ۰.۵ حادثه بر واحد کاهش می‌یابد.
2. ​مطابقت لرزه‌ای: اتصالات انعطاف‌پذیر و طراحی‌های جداکننده تجهیزات را قادر می‌سازد تا شدت‌های لرزه‌ای ۸ درجه را تحمل کنند، با حداقل ۹۵٪ تمامیت عملکرد پس از زلزله.
3. ​بهینه‌سازی هزینه‌های نگهداری: چرخه‌های آموزش فنی محلی به ۳ ماه کاهش می‌یابند. زمان پاسخ نگهداری از ۷۲ ساعت به ۸ ساعت بهبود می‌یابد، که باعث کاهش ۴۰٪ هزینه‌های چرخه عمر می‌شود.
4. ​تأیید تطبیق با محیط: راه‌حل موفق به تست‌های دمای پایین -۴۰ درجه سانتیگراد و آزمایش‌های پلتفرم شبیه‌سازی زلزله رسیده است، که نیازهای ترکیبی محیط‌های ارتفاع بالا، دمای پایین و لرزه‌خیزی شرق آفریقا را برآورده می‌کند.