پیشنهاد راکویل برای برشکن SF6 در زیراستانسیون‌های 33kV نیجریه

پس‌زمینه پروژه​
این کشور نیجریه با آب و هوای گرمسیری خود که با دمای بالای سالانه (میانگین سالانه ۳۵ درجه سانتیگراد) و رطوبت (≥۸۰٪) مشخص می‌شود، چالش‌های قابل توجهی برای تمامیت بسته‌بندی، عملکرد عایق‌بندی و مدیریت گاز تجهیزات الکتریکی ایجاد می‌کند. شرکت راکویل به منظور به‌روزرسانی یک زیرстанسیون ۳۳kV، محصول اختصاصی خود یعنی دیود سیفون SF6 نوع HV را جهت مقابله با مسائل حیاتی به کار گرفت:

1. ​ریسک‌های شکست بسته‌بندی: پیری سریع بسته‌ها به دلیل گرما و ورود آب در فصل‌های موسمی.
2. ​مدیریت گاز SF6: رطوبت بالا موجب افزایش خطرات تبدیل گاز به مایع و رطوبت (بیش از حد مجاز) می‌شود که عملکرد عایق‌بندی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
3. ​عملیات مکرر: نیاز به ≥۶۰۰۰ چرخه مکانیکی برای مدیریت نوسانات شبکه از طریق تغییر کنندگان ظرفیت.

​راه‌حل‌های فنی​

1. ​نصب استاندارد​
   • تطبیق: رعایت دقیق استانداردهای GBJ147-90 و دستورالعمل‌های سازنده، همراه با دستورالعمل‌های کاری دقیق.
   • بالابری: کرنش ۱۶ تن برای موقعیت‌دهی دقیق، همراه با آزمایش‌های تحمل دی الکترونیک (ولتاژ توان متناوب ≥۳۳kV، ولتاژ ضربه صاعقه ≥۱۷۰kV).
   • فشردن رسانه: ابزارهای فشردن هیدرولیک با خطای گشتاور ≤۵٪ برای کاهش مقاومت تماس در دماهای بالا.
2. ​مدیریت خلاء و گاز با دقت بالا​
   • آماده‌سازی لوله: پاکسازی لوله‌ها با الکل بدون آب؛ پوشاندن گودی‌های بسته‌بندی با چسب سیلیکون ۷۵۰۱ برای جلوگیری از آلودگی.
   • فرآیند خلاء: پمپ‌کردن دو مرحله‌ای به ۱۳۳Pa، نگهداری به مدت ۸ ساعت، پس از آن مشاهده ۴ ساعته (≤۱٪ نوسان).
   • کیفیت گاز: تأیید محتوای رطوبت SF6 (≤۸ppm برای هر استوانه) و بررسی‌های پس از پرکردن کامره (≤۱۵۰ppm). تشخیص نشت با استفاده از دتکتورهای حساسیت ۱×۱۰⁻⁶.
3. ​طراحی سازگار با آب و هوای محلی​
   • بسته‌بندی‌های مقاوم در برابر آب: پوشاندن گودی‌های فلانژ با چسب مقاوم در برابر آب (-۲۰ درجه سانتیگراد ~ ۱۲۰ درجه سانتیگراد) و تقویت با حلقه‌های نگهداری محور.
   • جلوگیری از تكثيف: دهنده‌های رطوبتی داخلی کنترل‌شده (حد آستانه: ۷۰٪) برای جلوگیری از تبدیل گاز به مایع.
   • مواد مقاوم در برابر دماهای بالا: تماس‌های آلیاژی مس-تنگستن پوشیده شده با نقره که می‌توانند دماهای ≥۲۰۰۰ درجه سانتیگراد (مقاومت تماس ≤۳۵μΩ) را تحمل کنند.
4. ​نگهداری و پشتیبانی محلی​
   • نگهداری مدولار: چمن‌های قابل جدا کردن کمان موجب تعویض سریع اجزا و کاهش زمان توقف می‌شود.
   • آموزش محلی: مرکز فنی مستقر در لاگوس خدمات آموزشی عملی در تحلیل گاز، رفع ایرادات مکانیکی و غیره ارائه می‌دهد.
   • نظارت هوشمند: سنسورهای فشار یکپارچه و ماژول‌های بی‌سیم مراقبت مداوم از چگالی SF6، دما و عملیات را انجام می‌دهند و در صورت وجود انحرافات خودکار هشدار می‌دهند.

دستاوردهای کلیدی​

1. ​قابلیت اطمینان: نرخ خرابی سالانه پس از نصب <۰٫۲٪، پشتیبانی از ≥۱۰ عملیات تغییر کنندگان ظرفیت روزانه.
2. ​مقاومت در برابر محیط زیست: گذراندن ۷۲ ساعت (۴۵ درجه سانتیگراد، ۹۵٪ رطوبت)، فراتر از استانداردهای بسته‌بندی IEC 62271-203.
3. ​کارایی هزینه‌ای: چرخه‌های نگهداری ۸ ساله (در مقابل دیودهای روغنی) و هزینه‌های چرخه عمر ۳۰٪ کمتر.

​نتیجه‌گیری​
راه‌حل راکویل با ترکیب کنترل‌های فرآیند دقیق (پروتکل‌های خلاء، کنترل کیفیت گاز) و نوآوری‌های سازگار با آب و هوای محلی (بسته‌بندی‌های مقاوم در برابر آب، خشک کن‌های هوشمند) موفق شده است شرایط بسیار سخت نیجریه را غلبه کند و یک معیار قابل تکرار برای کاربرد دیودهای SF6 در آفریقا ایجاد کند. برنامه‌های آینده شامل فناوری گاز ترکیبی SF6/N₂ برای کاهش بیشتر انتشار کربن و هزینه‌های عملیاتی است.