پیشنهاد راهکار تبدیل‌دهنده ولتاژ مبتنی بر سوئیچگیر هوایی با ایمنی بالا

​

​تحلیل نقاط درد صنعت​
ترسیمات ولتاژ سنتی در شرایط سخت دو خطر اصلی ایمنی را مواجه می‌شوند:

1. ​آسیب‌پذیری لرزه‌ای:​​ عایق‌های سرامیکی در مقابل ضربه زلزله یا جریان کوتاه‌مداره آسیب‌پذیر به شکستن بسیار هستند، که منجر به انفجارهای کوتاه‌مداره ثانویه می‌شود.
2. ​خطر پارگی:​​ قاب‌های فلزی در طول خطاهای قوس داخلی مشمول پارگی هستند، با نشتی گاز SF₆ که شدت حادثه را افزایش می‌دهد.

​معماری راه‌حل نوآورانه​
​۱. سیستم محافظت سه‌گانه لرزه‌ای​
• پایه تجزیه و تحلیل پویا: دستگاه میراگر هیدرولیکی مجوزدار + مکانیسم ذخیره‌سازی انرژی فنر (با مجوز IEC 61166:2025 برای شدت لرزه ۹).
• اتصال برق‌رسان پرنوعیت: طراحی مدار برق‌رسان با سیم‌پاش (±15mm جابجایی محوری/±8mm جابجایی شعاعی).
• پشتیبانی عایق ترکیبی: ستون‌های رزین اپوکسی تقویت شده با فیبر شیشه‌ای (مقاومت خمشی 380MPa، 3.2× بالاتر از سرامیک).

​۲. ساختار ضد انفجار دفاعی فعال​
نظارت بر فشار → کاهش سریع فشار → انتشار هدایت‌شده → تفکیک مکانیکی
• قاب ترکیبی ماتریس سرامیک نانو: ≥120MPa مقاومت خمشی، 400% مقاومت ضربه‌ای بالاتر از فولاد سنتی.
• سیستم دو کاناله آزادسازی فشار: صفحه پارگی (فعال‌سازی 0.15MPa) + کانال جریان گاز ماز (طول کاهش شعله قوس ≥800mm).
• گرادیان پخش انرژی قوس: صفحات مس-تنگستن برای قوس + مقاومت‌های غیرخطی ZnO برای سرکوب.

​۳. طراحی انطباق محیطی تمام‌گنجایی​
• سیستم عایق خشک:
o عایق ترکیبی رزین اپوکسی/کائوچوک سیلیکون (CTI ≥600V).
o جایگزینی کامل گاز SF₆ (GWP=0، مطابق با نیازهای محیطی IEC 62271-1:2024).
• سطح محافظت IP6X: ساختار کاملاً بسته مقاوم در برابر گرد و غبار/رطوبت.
• تعويض دماي گسترده: حفظ کلاس دقت 0.2 از -40℃ تا +85℃.

​داده‌های اعتبارسنجی شرایط حدی​

​سناریوهای کاربردی معمول​

1. مناطق با لرزه بالا: تسهیلات هسته‌ای ساحلی (≥ نیازهای شدت لرزه 8).
2. مکان‌های خطر انفجار:
   o سیستم‌های توزیع معادن زغال سنگ زیرزمینی (مطابق با استاندارد GB 3836 ضد انفجار).
   o مناطق ضد انفجار کارخانه‌های شیمیایی (گواهی ATEX Zone 1).
3. کاربردهای محیط سخت:
   o زیراستانیون‌های بلند (عملکرد طبیعی در 4,500m).
   o پلتفرم‌های بادی دریایی (مقاومت در برابر فرسودگی نمک C5-M).

​چارچوب ارزش پیشنهادی​
پیشگیری از انفجار تجهیزات → پیوستگی سیستم → ایمنی کارکنان → آلودگی محیطی صفر
• ​40% کاهش هزینه‌های چرخه عمر:​​ طراحی بدون نیاز به نگهداری (عملکرد 30 ساله بدون روغن/بسته‌بندی گاز).
• ​92% کاهش نرخ خرابی:​​ تحلیل داده‌های عملیاتی (در مقایسه با TSV‌های سنتی غوطه‌ور در روغن).
• ​مزیت کاهش کربن:​​ ≥12.6 تن CO₂ معادل کاهش سالانه برای هر واحد.