حلول معدات الفصل المكهربة ذات العزل الغازي في المناطق المرتفعة (HV GIS): دراسة حالة لفيتنام - HV GIS في التضاريس الصعبة

Ⅰ. خلفية المشروع

تتميز تضاريس فيتنام بتعقيدها الشديد، حيث تتجاوز الارتفاعات في مناطق شمال غرب البلاد ومرتفعات الوسط غالباً 1,000 متر. وتواجه هذه المناطق ظروفاً مناخية قاسية، بما في ذلك:

• رطوبة عالية مستمرة (متوسطها 95%)؛
• اختلافات درجات الحرارة اليومية الشديدة (تصل إلى 32 كلفن)؛
• تأكل الضباب المالح.

مع النمو الاقتصادي السريع لفيتنام (من المتوقع أن يصل نمو الناتج المحلي الإجمالي إلى 6.8% بحلول عام 2025)، ازداد الطلب على الكهرباء بشكل كبير. ومن بين التحديات الرئيسية:

• يكون المعدات التقليدية المعزولة بالهواء (AIS) في المناطق ذات الارتفاعات العالية عرضة للتدهور البيئي، مما يؤدي إلى انخفاض أداء العزل وتكاليف صيانة عالية؛
• تشجيع الحكومة الفيتنامية للمشاريع الطاقية المتجددة (مثل الطاقة الشمسية والرياح) يتطلب معدات نقل وتوزيع كهرباء ذات موثوقية عالية.

ضمن هذا السياق، أصبحت المعدات الغازية المعزولة ذات الجهد العالي (HV GIS) — التي تتميز بتصميمها المدمج ومقاومتها القوية للبيئة وخواصها الطويلة الأمد بدون صيانة — الحل الأساسي لتحديث البنية التحتية للكهرباء في المناطق ذات الارتفاعات العالية في فيتنام. ويجعل أداؤها الممتاز في الظروف القاسية منها الخيار المثالي لمعالجة التحديات الإقليمية.

​Ⅱ. الحل​

1. ​اختيار المعدات والتحسين الفني​
• ​تصميم مقاوم للأحوال الجوية: ​المعدات الغازية المعزولة ذات الجهد العالي (HV GIS)​​ تستخدم عازل غاز SF6، مصنف لـ 24-252 كيلوفولت، ويتم تكييفه مع الارتفاعات ≤3,000 متر وأيضاً درجات الحرارة من -40°C إلى +55°C. يتم إضافة أجهزة تعويض كثافة الغاز لتخفيف فقدان قوة العزل بسبب الضغط الجوي المنخفض في المناطق المرتفعة.
• ​منع الرطوبة والتغليف: ​HV GIS​ يدمج أنظمة تغليف متعددة الطبقات وأجهزة امتصاص رطوبة لمنع دخول الرطوبة في البيئات ذات الرطوبة العالية، مما يضمن نقاط الندى في غرف الغاز ≤-40°C. يتم استخدام طلاءات مقاومة للتآكل (مثل الزنك) لحماية من الضباب المالح.
• ​ابتكار المواد: ​مكونات المعدات الغازية المعزولة ذات الجهد العالي (HV GIS)​​ تستخدم مواد فوهة البوليتيترافلوإيثيلين (PTFE) المنتجة محلياً والتي تتميز بقوة الانهيار ≥30 كيلوفولت/ملم. تقترب مقاومة التآكل من المواد المستوردة مع تقليل التكاليف بنسبة 30%.
2. ​الرصد الذكي والصيانة​
• ​الرصد الفعلي للحالة: ​أنظمة HV GIS​ تدمج أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة وأجهزة استشعار الضغط وأجهزة مراقبة التفريغ الجزئي. بالإضافة إلى نظام التموضع بييدو، يتم تمكين نقل البيانات عبر السحابة وإخطارات الاستثناءات.
• ​الصيانة التنبؤية: بالنسبة لـ المعدات الغازية المعزولة ذات الجهد العالي (HV GIS)​، يتم تحليل بيانات المناخ التاريخية وبيانات الأعطال باستخدام التعلم الآلي لتحسين دورات الصيانة (مثل زيادة فحوصات الختم قبل موسم الأمطار)، مما يقلل من وقت التوقف غير المخطط له.
3. ​التكيف المحلي والتحكم في التركيب​
• ​التخطيط حسب التضاريس: يتم استخدام تقنية المعلومات الجغرافية (GIS) لدمج خرائط الارتفاع عالية الدقة في فيتنام ومعطيات الأرصاد الجوية، ومحاكاة خصائص الميكرومناخ (مثل سرعة الرياح ومخاطر التكاثف) في مواقع التركيب لتحقيق تخطيط مثالي.
• ​السلامة والكفاءة في البناء: تتبنى تركيب المعدات الغازية المعزولة ذات الجهد العالي (HV GIS)​ تقنيات معيارية لتقليل زمن البناء في المناطق ذات الارتفاعات العالية. يتم تزويد العمال بأجهزة مراقبة مرض الارتفاع لضمان السلامة.

​Ⅲ. الإنجازات​

1. ​زيادة الموثوقية​
• تحسنت معدلات التوافق مع العزل لـ HV GIS إلى 99.5%. فوق الارتفاعات 2,000 متر، زاد الجهد المقاوم للتناوب (ACWV) وجهد الصدمة المقاوم (IWV) بنسبة 40% مقارنة بالمعدات المعزولة بالهواء التقليدية (AIS).
• انخفض معدل الفشل لـ المعدات الغازية المعزولة ذات الجهد العالي (HV GIS)​ بنسبة 60%، مما حل مشاكل مثل تصنيف الأرز الزراعي خطأ كنباتات مغمورة وسوء تحديد المناطق المائية في منتجات GIS الأخرى.
2. ​الفوائد الاقتصادية​
• تقلص مساحة HV GIS بنسبة 70% مما يوفر تكاليف الأرض، بينما تمدد فترات الصيانة (10 سنوات) يقلل من تكاليف الصيانة بنسبة 50%.
• يدعم المعدات الغازية المعزولة ذات الجهد العالي (HV GIS)​ دمج شبكات الطاقة المتجددة، مما يزيد من إنتاج الطاقة الشمسية والرياح بنسبة 15% سنوياً.
3. ​التأثير البيئي والاجتماعي​
• تحقق HV GIS معدل تسرب أقل من 0.1%/سنة، مما يقلل من انبعاثات غازات الدفيئة وفقًا لخارطة الطريق الوطنية للانتقال الطاقي في فيتنام.
• توفر المعدات الغازية المعزولة ذات الجهد العالي (HV GIS)​ طاقة مستقرة للمناطق البعيدة ذات الارتفاعات العالية، مما يحسن مستوى المعيشة ويحفز التنمية الاقتصادية المتوازنة للمناطق.