Indonesian maanjäristyksille kestävän korkean jännitteen erottimen ratkaisu maanjäristysten vaarassa oleviin sähköverkkoihin

1. Projektin tausta​

Indonesia sijaitsee Tyynenmeren tulirengasalueella, jossa maanjäristyksiä on yleistä. Indonesialaisen meteorologian, klimatologian ja geofysiikan viraston (BMKG) varoituksen mukaan saaret, kuten Sumatra, Java ja Sulawesi, ovat alttiina suurille mega-tyyppisille järistyksille, jotka aiheuttavat vakavia riskejä sähköinfrastruktuurille.

Perinteiset Korkeajännite-erottimet, joilla on korkea rakenteellinen jäykkyys ja heikko maanjäristystä vastaan kykenevä ominaisuus, ovat alttiina erottimen isolatorien murtumiselle, johtojen siirtymiselle tai mekaanisten liitosten epäonnistumiselle maanjäristyksissä, mikä johtaa verkon pilaantumiseen. Esimerkiksi vuoden 2018 M7.4 Sulawesin maanjäristys aiheutti massiivista vahinkoa alijärjestelyjen laitteille. Näin ollen kehittää Korkeajännite-erottimia, jotka soveltuvat voimakkaasti maanjäristystä alttiisiin alueisiin, on tullut Indonesian sähkövarmuuden kannalta kiireelliseksi tarpeeksi.

​2. Ratkaisu​

2.1 Ydinmaanjäristysturvallisuusdesign-teknologia​​

• Monitasoinen järkytyksen absorbointijärjestelmä:
  Käyttää "vaimennin + levypalju" -yhdistelmärakennetta Korkeajännite-erottimissa. Pystysuuntaiset kaksisuuntaiset vaimentimet absorboivat maanjäristyksen energian, kun taas vaakasuunnassa toimivat levypaljun sarjat hajottavat leikkausvoimat, vähentäen resonaansiriskejä. Esimerkiksi levypaljun sarjojen lisääminen Korkeajännite-erottimen perustaan voi kompensoida jopa 30 % vaakasuuntaista siirtymää.
• Ritilänperäinen eristyssarana (FPS)​:
  Asentaa kaarevaan liukusuuntaan ritilänperäisiä eristyssaranoja Korkeajännite-erottimen laiteperustaan, jolloin energiaa tuhlataan liukemalla (kitkakerroin optimoitu arvoon 0.04) automaattisesti palautettavalla tavalla.

2.2 Rakenteellinen vahvistaminen & älykäs ennustava varoitusjärjestelmän integrointi​

• Laitteiden yhteensopivuuden optimointi:
  Korkeajännite-erottimissa, joissa on moniosaisia isolatoreita (esim. GW9-10 -tyyppi), joustavat johtimet korvaavat jäykät yhteydet vähentääkseen maanjäristyksen vaikutusta. Metalliset vahvistusrengaslisäosat lisätään isolatorien juureihin estämään näiden kyyneltyminen kytkimeissä.
• Maanjäristyksen ennustavan varoitusjärjestelmän linkitys:
  Integroituu maanjäristyksen ennustaviin varoitusjärjestelmiin, mahdollistaen Korkeajännite-erottimien automaattisen sulkemisen vahvan maanjäristyksen muutamia sekunteja ennen.

​2.3 Paikallinen sopeutus & huollon takuut​

• Materiaalit & valmistusmenetelmät:
  Korkeajännite-erottimien kotelot käyttävät korkean venymäkykyisen teräksen, ja kriittisissä ruuviyhteyksissä on kumipohjaisia järkytystenvaimenttimia.
• Modulaari huoltojärjestelmä:
  Järkytystenvaimenttimen osat Korkeajännite-erottimissa on suunniteltu irrotettaviksi moduuleiksi nopean vaihtoehdon tarpeeseen.

​3. Saavutetut tulokset​

3.1 Merkittävästi parannettu maanjäristysturvallisuus​
Laboratorio-simulaatiot vahvistavat, että optimoidut Korkeajännite-erottimet kestävät IX-intensiivisen maanjäristyksen, jossa isolatorien juurten stressi on vähentynyt >50 %.

3.2 Parannettu verkoston luotettavuus​
Ennustava varoitusjärjestelmän linkitys lyhentää maanjäristyksen aiheuttaman sähkökatkoksen palautumisaikaa Korkeajännite-erottimilla varustetuissa alijärjestelyissä alle 2 tunniksi.

​3.3 Teknologian edistäminen & kustannustehokkuus​
Tämä Korkeajännite-erottimen ratkaisu on sisällytetty Indonesian SNI-maanjäristysturvallisuuden rakennustandardeihin.