راه‌حل قطع کننده ولتاژ بالا برای آب و هوای سخت (توفان، باران سنگین) در فیلیپین

زمینه پروژه​
فیلیپین در ناحیه بادهای تایفونی اقیانوس آرام غربی واقع شده است و سالانه بیش از ۲۰ سیکلون گرمسیری را تجربه می‌کند، که حدود ۵ تا به تایفون‌های بسیار مخرب (مثلاً تایفون هایان در سال ۲۰۱۳ که ۷۵۰۰ قربانی داشت و تایفون اودت در سال ۲۰۲۱ که ۹۵ خط انتقال را غیرفعال کرد) تبدیل می‌شوند. تایفون‌ها با بارش باران سنگین، سیلاب، فرسایش نمکی و بادهای قوی چندین تهدید برای زیرساخت‌های برق ایجاد می‌کنند:

1. ​خرابی‌های الکتریکی: سیلاب‌ها زیرстанسیون‌ها را غوطه‌ور می‌کنند، که باعث کاستی در سیستم‌های ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ می‌شود و رطوبت باعث خرابی عایق‌بندی می‌شود.
2. ​آسیب‌های ساختاری: بادهای قوی برج‌های انتقال را می‌رانند و اجزای مکانیکی نصب‌های ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ را تغییر شکل و مسدود می‌کنند.
3. ​نوسانات ولتاژ: ولتاژ ناپایدار در حین بازسازی شبکه پس از بلایای طبیعی (ولتاژ صنعتی ۴۴۰V در فیلیپین در مقایسه با ۳۸۰V برای تجهیزات چینی) باعث سریع‌تر شدن خوردگی ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ می‌شود.
   سوئیچ‌های جداکننده ولتاژ بالای سنتی کافی‌القدر مقاومت در برابر بلایای طبیعی ندارند و نیاز به به‌روزرسانی‌های هدفمند برای افزایش استحکام شبکه دارند.

​راه‌حل​
​۱. طراحی انطباق‌پذیر با محیط​

1. ​افزایش مقاومت در برابر فرسایش و بسته‌بندی​
• ایزولاتورهای سرامیکی را با ایزولاتورهای سیلیکونی مرکب جایگزین کرده‌ایم که مقاومت خمشی ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ را ۴۰٪ افزایش می‌دهد و مقاومت در برابر فرسایش نمکی (برای مناطق ساحلی بسیار مهم) را افزایش می‌دهد.
• پوشش ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ را به رتبه IP68 ارتقا داده‌ایم و با نیتروژن خشک پر کرده‌ایم تا از نفوذ سیلاب و تكثيف جلوگيری شود.
2. ​مقاومت در برابر باد و زلزله​
• پرتاب‌کننده‌های هوایی روی برج‌های ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ نصب کرده‌ایم تا بار باد را ۳۰٪ کاهش دهیم.
• در پایه‌های ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ جاذبه‌های هیدرولیکی سه‌بعدی اضافه کرده‌ایم تا بتوانند در برابر تایفون‌های رده ۱۶ و زلزله‌های بزرگی ۸ مقاومت کنند.

​۲. سیستم نظارت هوشمند و قطع سریع​

​۳. طراحی جایگزینی سریع مدولار​

• ​واحد‌های تماس پلاگ-این: هسته‌های پیش-پوشش‌دار ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ زمان جایگزینی را به ۴ ساعت کاهش می‌دهند.
• ​مدول سازگار با ولتاژ: ترانسفورماتور یکپارچه ۴۴۰V/۳۸۰V سازگاری ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ را تضمین می‌کند.

​۴. سیستم‌های دفاعی پشتیبان​

1. ​انتشار مبتنی بر شبکه: تراکم ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ را در مناطق پرخطر (مثلاً لوزون، ویساياس) ۵۰٪ افزایش داده‌ایم.
2. ​پلتفرم دیجیتال توین: تأثیرات تایفون‌ها را بر شبکه‌های ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ شبیه‌سازی می‌کند.

​نتایج​

1. ​افزایش مقاومت در برابر بلایای طبیعی​
• در طی تایفون تائوزی (۲۰۲۴)، ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ نرخ خرابی‌ها را در مناطق آزمایشی لوزون ۸۲٪ کاهش داد.
• ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ ۲۳ کاستی ناشی از سیل را جلوگیری کرد و از قطعی کهنه‌ای که می‌توانست اتفاق بیفتد، جلوگیری کرد.
2. ​بهینه‌سازی کارایی اقتصادی​
   | ​شاخص​ | ​قبل​ | ​بعد​ |
   |-----------------------------|------------|-----------|
   | زمان تعمیر متوسط | ۷۲ ساعت | ۸ ساعت |
   | هزینه نگهداری سالانه | ۲.۸M | ۰.۹M |
   | عمر تجهیزات | ۸ سال | ۱۵ سال |
   منبع: گزارش سالانه NGCP ۲۰۲۴
3. ​افزایش مزایای اجتماعی​
• ​سوئیچ جداکننده ولتاژ بالا​ برق اضطراری برای ۱۲۹ مکان اخلاء را پشتیبانی کرد.