โซลูชันสวิตช์ตัดวงจรแรงสูงทนทานต่อแผ่นดินไหวสำหรับระบบไฟฟ้าในพื้นที่เสี่ยงภัยแผ่นดินไหวของอินโดนีเซีย

1. ภูมิหลังของโครงการ​

อินโดนีเซียตั้งอยู่บนวงแหวนไฟแปซิฟิก ประสบกับการสั่นสะเทือนของแผ่นดินบ่อยครั้ง ตามคำเตือนจากสำนักงานอุตุนิยมวิทยา ภูมิอากาศ และธรณีฟิสิกส์ของอินโดนีเซีย (BMKG) เกาะเช่น ซูมาตรา ชวา และซูลาเวสี เผชิญกับภัยคุกคามจากแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นอันตรายร้ายแรงต่อโครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้า

สวิตช์ตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงแบบดั้งเดิม เนื่องจากมีความแข็งแรงของโครงสร้างสูงและทนทานต่อการสั่นสะเทือนได้น้อย จึงเสี่ยงต่อการแตกของฉนวน หรือการเคลื่อนที่ของสายนำ หรือการล้มเหลวของระบบกลไกในระหว่างแผ่นดินไหว ทำให้เกิดการหยุดชะงักของระบบไฟฟ้า เช่น แผ่นดินไหวขนาด 7.4 ที่ซูลาเวสีในปี 2018 ทำให้เกิดความเสียหายอย่างหนักต่ออุปกรณ์สถานีไฟฟ้า ดังนั้น การพัฒนาสวิตช์ตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงที่สามารถปรับตัวเข้ากับพื้นที่ที่มีการสั่นสะเทือนสูงจึงเป็นความจำเป็นเร่งด่วนเพื่อความปลอดภัยทางไฟฟ้าของอินโดนีเซีย

​2. แนวทางแก้ไข​

2.1 เทคโนโลยีการออกแบบที่ทนทานต่อการสั่นสะเทือน​​

• ระบบดูดซับแรงสั่นสะเทือนหลายระดับ:
  ใช้โครงสร้างผสม "ดัมเปอร์ + สปริงแผ่น" สำหรับสวิตช์ตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูง ดัมเปอร์ที่ทำงานในแนวตั้งดูดซับพลังงานจากการสั่นสะเทือน ในขณะที่สปริงแผ่นที่ทำงานในแนวนอนกระจายแรงเฉือน ลดความเสี่ยงของการเกิดการสั่นสะเทือนร่วม เช่น การเพิ่มสปริงแผ่นลงบนฐานสวิตช์ตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงสามารถลดการเคลื่อนที่ขวางได้ถึง 30%
• แบริ่งแยกสั่นสะเทือนแบบแรงเสียดทานแบบเพนดูลัม (FPS)​:
  ติดตั้งระบบรางเลื่อนโค้งแบบเพนดูลัมที่ฐานอุปกรณ์สวิตช์ตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูง ดูดซับพลังงานผ่านแรงเสียดทานจากการเลื่อน (ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานปรับให้เหมาะสมที่ 0.04) พร้อมการรีเซ็ตโดยอัตโนมัติ

2.2 การเสริมสร้างโครงสร้างและการรวมระบบเตือนภัยล่วงหน้า​

• ​การปรับปรุงการเชื่อมต่ออุปกรณ์:
  สำหรับสวิตช์ตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงที่มีฉนวนหลายส่วน (เช่น ประเภท GW9-10) ใช้สายนำที่ยืดหยุ่นแทนการเชื่อมต่อแบบแข็ง เพื่อลดผลกระทบจากการสั่นสะเทือน วงแหวนเสริมเหล็กถูกเพิ่มที่ฐานฉนวนเพื่อป้องกันการแตกของสวิตช์เหล่านี้
• การเชื่อมโยงระบบเตือนภัยล่วงหน้า:
  รวมกับระบบเตือนภัยแผ่นดินไหวล่วงหน้า ทำให้สวิตช์ตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงสามารถป้องกันการตัดไฟอัตโนมัติได้ก่อนที่จะเกิดแผ่นดินไหวแรงๆ ภายในไม่กี่วินาที

​2.3 การปรับตัวให้เข้ากับท้องถิ่นและการรับประกันการบำรุงรักษา​

• ​วัสดุและฝีมือ:
  ตู้สวิตช์ตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงใช้เหล็กที่มีความยืดหยุ่นสูง และการเชื่อมต่อสลักเกลียวสำคัญใช้แผ่นรองดูดซับแรงสั่นสะเทือนยาง
• การออกแบบการบำรุงรักษาโมดูลาร์:
  ส่วนประกอบดูดซับแรงสั่นสะเทือนในสวิตช์ตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงมีโมดูลที่สามารถถอดเปลี่ยนได้รวดเร็ว

​3. ผลลัพธ์ที่ได้รับ​

3.1 สมรรถนะในการทนทานต่อการสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก​
การจำลองในห้องปฏิบัติการยืนยันว่าสวิตช์ตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงที่ได้รับการปรับปรุงสามารถทนทานต่อการสั่นสะเทือนระดับ IX ได้ โดยความเครียดที่ฐานฉนวนลดลงมากกว่า 50%

3.2 ความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น​
การเชื่อมโยงระบบเตือนภัยล่วงหน้าลดเวลาการฟื้นฟูจากภาวะไฟฟ้าดับที่เกิดจากแผ่นดินไหวในสถานีไฟฟ้าที่ติดตั้งสวิตช์ตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงลงเหลือไม่เกิน 2 ชั่วโมง

​3.3 การส่งเสริมเทคโนโลยีและความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ​
โซลูชันสวิตช์ตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงถูกนำไปรวมไว้ในมาตรฐานอาคารที่ทนทานต่อการสั่นสะเทือน SNI ของอินโดนีเซีย