پروژه‌های تجهیزات کنترل ولتاژ بالا با عایق گازی (HV GIS) در ارتفاعات بالا: مطالعه موردی ویتنام - HV GIS در زمین‌های دشوار

Ⅰ. زمینه پروژه

زمین‌شناسی ویتنام بسیار پیچیده است و ارتفاعات در مناطق شمال غربی و مرتفعات مرکزی معمولاً بیش از ۱۰۰۰ متر است. این مناطق با شرایط آب و هوایی سخت مواجه هستند، از جمله:

• رطوبت دائمی (متوسط ۹۵٪)؛
• نوسانات دمای روزانه شدید (تا ۳۲ کلوین)؛
• آب‌وهوایی تخریب‌کننده نمک.

با رشد اقتصادی سریع ویتنام (رشد GDP پیش‌بینی شده ۶.۸٪ تا سال ۲۰۲۵)، تقاضای برق به طور قابل توجهی افزایش یافته است. چالش‌های اصلی عبارتند از:

• تجهیزات قطع-وصل هوایی سنتی (AIS) در مناطق مرتفع به دلیل تخریب محیطی، عملکرد عایق‌بندی کاهش یافته و هزینه‌های نگهداری بالا می‌شود؛
• پیشبرد دولت ویتنام از پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر (مانند انرژی خورشیدی و بادی) نیازمند تجهیزات انتقال و توزیع برق با قابلیت اطمینان بالاست.

در این زمینه، قطع-وصل برق فشار بالا با عایق گازی (HV GIS) — که به دلیل طراحی فشرده، مقاومت قوی در برابر محیط و ویژگی‌های بدون نگهداری بلندمدت شناخته شده است — به عنوان راه‌حل اصلی برای به‌روزرسانی زیرساخت‌های برق در مناطق مرتفع ویتنام معرفی شده است. عملکرد عالی آن در محیط‌های سخت آن را به انتخاب ایده‌آل برای حل چالش‌های منطقه‌ای تبدیل می‌کند.

​II. راه‌حل​

1. ​انتخاب تجهیزات و بهینه‌سازی فنی​
• ​طراحی مقاوم در برابر آب و هوایی: ​قطع-وصل برق فشار بالا با عایق گازی (HV GIS)​​ از عایق گازی SF6 استفاده می‌کند، با ولتاژ اسمی ۲۴ تا ۲۵۲ کیلوولت، و تطبیق‌پذیر با ارتفاعات تا ۳,۰۰۰ متر و دماهای بین -۴۰ درجه سانتیگراد تا +۵۵ درجه سانتیگراد. دستگاه‌های جبران‌کننده چگالی گاز اضافه شده‌اند تا کاهش قدرت عایق‌بندی SF6 ناشی از فشار جو پایین در ارتفاعات بالا را جبران کنند.
• ​جلوگیری از رطوبت و دیواره‌سازی: ​HV GIS​ سیستم‌های دیواره‌سازی چند لایه و دستگاه‌های جاذب رطوبت را تلفیق می‌کند تا ورود رطوبت در محیط‌های رطوبتی بالا را جلوگیری کند و نقاط شبنم حفره‌های گاز را کمتر از -۴۰ درجه سانتیگراد نگه دارد. پوشش‌های ضد تخریب (مانند روکش رویا) محافظت در برابر تخریب نمک را فراهم می‌کنند.
• ​نوآوری مواد: ​قطع-وصل برق فشار بالا با عایق گازی (HV GIS)​​ از مواد نوکیل PTFE تولید داخلی با قدرت شکست ≥۳۰ کیلوولت بر میلی‌متر استفاده می‌کند. مقاومت آنها در برابر خوردگی قوس به سطح مواد وارداتی نزدیک است و هزینه‌ها را تا ۳۰٪ کاهش می‌دهد.
2. ​نظارت هوشمند و نگهداری​
• ​نظارت بر وضعیت در زمان واقعی: ​HV GIS​ سیستم‌ها حسگرهای دما/رطوبت، حسگرهای فشار و ماژول‌های نظارت بر تخلیه جزئی را تلفیق می‌کنند. با استفاده از سیستم موقعیت‌یابی بیدو، انتقال داده‌های ابری و هشدارهای ناهماهنگی فعال می‌شوند.
• ​نگهداری پیش‌بینی‌شده: برای ​قطع-وصل برق فشار بالا با عایق گازی (HV GIS)​، یادگیری ماشین داده‌های تاریخی آب و هوا و خرابی‌ها را تحلیل می‌کند تا چرخه‌های نگهداری را بهینه‌سازی کند (مانند بررسی‌های شدید دیواره قبل از فصل مونسون)، که منجر به کاهش توقف‌های غیرمنتظره می‌شود.
3. ​تأقلم محلی و کنترل نصب​
• ​برنامه‌ریزی مخصوص به زمین‌شناسی: نصب ​HV GIS​ از فناوری GIS برای یکپارچه‌سازی نقشه‌های ارتفاعی با وضوح بالا و داده‌های هواشناسی ویتنام استفاده می‌کند، ویژگی‌های میکروکلیمات (مانند سرعت باد، ریسک‌های تكثيف) در محل‌های نصب را شبیه‌سازی می‌کند تا چیدمان بهینه شود.
• ​امنیت و کارایی در ساخت: نصب‌های ​قطع-وصل برق فشار بالا با عایق گازی (HV GIS)​ از تکنیک‌های مدولار استفاده می‌کنند تا زمان‌های ساخت در مناطق مرتفع کوتاه شوند. کارگران با دستگاه‌های نظارت بر بیماری ارتفاعی مجهز می‌شوند تا امنیت را تضمین کنند.

​III. دستاوردها​

1. ​افزایش قابلیت اطمینان​
• نرخ‌های مطابقت عایق‌بندی تجهیزات ​HV GIS​ به ۹۹.۵٪ افزایش یافت. در ارتفاعات بالاتر از ۲,۰۰۰ متر، ولتاژ تحمل متناوب (ACWV) و ولتاژ تحمل ضربه (IWV) نسبت به AIS سنتی ۴۰٪ افزایش یافته است.
• نرخ خرابی تجهیزات ​قطع-وصل برق فشار بالا با عایق گازی (HV GIS)​​ ۶۰٪ کاهش یافته است، مشکلاتی مانند طبقه‌بندی نادرست مزارع برنج به عنوان گیاهان غرق شده و تشخیص نادرست مناطق آبزی در سایر محصولات GIS را حل کرده است.
2. ​مزایای اقتصادی​
• کاهش ۷۰٪ مساحت اشغالی توسط ​HV GIS​ هزینه‌های زمین را کاهش می‌دهد، در حالی که چرخه‌های نگهداری طولانی‌تر (۱۰ سال) هزینه‌های نگهداری را ۵۰٪ کاهش می‌دهد.
• ​قطع-وصل برق فشار بالا با عایق گازی (HV GIS)​ ادغام شبکه‌های انرژی تجدیدپذیر را پشتیبانی می‌کند و تولید سالانه انرژی خورشیدی و بادی را ۱۵٪ افزایش می‌دهد.
3. ​تأثیرات محیطی و اجتماعی​
• ​HV GIS​ نرخ‌های ترک خروج SF6 کمتر از ۰.۱٪ در سال را به دست می‌آورد و انتشار گازهای گلخانه‌ای را با توجه به مسیر انتقال انرژی ملی ویتنام کاهش می‌دهد.
• ​قطع-وصل برق فشار بالا با عایق گازی (HV GIS)​ برق پایدار به مناطق دورافتاده مرتفع ارائه می‌دهد و بهبود زندگی و ترویج توسعه اقتصادی تعادل‌یافته مناطق را فراهم می‌کند.