Kao vodeći dobavljač vanjskog sklopke visokog napona, iz prve sam ruke bio svjedok kritične važnosti dizajniranja ovih sustava da izdrže sile prirode, posebno zemljotrese. Potresi mogu uzrokovati ozbiljna oštećenja električne infrastrukture, što dovodi do nestanka struje, kvarova na opremi i značajnih ekonomskih gubitaka. U ovom postu na blogu podijelit ću neke uvide i najbolje prakse o tome kako dizajnirati vanjsku sklopku visokog napona kako bi se oduprijele potresima.
Razumijevanje prijetnje potresa
Prije nego što uđete u aspekte dizajna, ključno je razumjeti prirodu prijetnje potresa. Zemljotresi generiraju pokrete tla koje može karakterizirati njihov intenzitet, sadržaj frekvencije i trajanje. Ovi pokreti tla mogu podvrgnuti vanjskom visokonaponskom prekidaču na raznim vrstama sila, uključujući bočne sile, vertikalne sile i torzijske sile.
Intenzitet potresa obično se mjeri pomoću Richter skale ili Mercallijeve skale intenziteta. Richtera skala mjeri veličinu potresa na temelju amplitude seizmičkih valova, dok skala Mercalli intenziteta procjenjuje učinke potresa na određenom mjestu. Sadržaj frekvencije u potresu odnosi se na raspodjelu energije u različitim frekvencijama. Highfrekventni pokreti tla mogu uzrokovati brze oscilacije u prekidaču, dok niskofrekventni pokreti tla mogu rezultirati velikim pomacima.
Trajanje potresa također je važan faktor koji treba uzeti u obzir. Zemljotresi dužeg trajanja mogu podvrgnuti prebacivanju na trajne sile, povećavajući vjerojatnost strukturnog oštećenja. Uz to, nakon glavnog potresa može se dogoditi i nakon što je dodatno pogoršao štetu.
Razmatranja dizajna za otpor potresa
Prilikom dizajniranja vanjskog visokog napona SwitchGear za otpor potresa, potrebno je uzeti u obzir nekoliko ključnih razmatranja. Oni uključuju strukturni dizajn, dizajn temelja, odabir opreme i prakse instalacije i održavanja.
Strukturni dizajn
Strukturni dizajn SwitchGear -a igra presudnu ulogu u otporu potresa. Switchgear bi trebao biti dizajniran tako da izdrži bočne i vertikalne sile koje generiraju potres bez srušenja ili pretrpljenja značajnih oštećenja. To se može postići primjenom robusnih konstrukcijskih materijala, poput čelika ili betona, i ugradnjom značajki otpornih na seizmički, kao što su sustavi za učvršćivanje i prigušivanje.
Jedan važan aspekt konstrukcijskog dizajna je upotreba modularnog dizajna. Modularni prekidački sustavi sastoje se od pojedinačnih modula koji se mogu lako sastaviti i rastaviti. To omogućava lakše transport, ugradnju i održavanje, kao i bolji otpor seizmičkim silama. Uz to, modularni dizajni mogu se lakše prilagoditi različitim uvjetima i zahtjevima mjesta.
Drugo važno razmatranje je upotreba fleksibilnih veza između komponenti sklopke. Fleksibilne veze mogu pomoći apsorbiranju seizmičke energije i smanjiti prijenos sila između komponenti. To može spriječiti oštećenje komponenti i poboljšati ukupne seizmičke performanse prekidača.
Dizajn temelja
Dizajn temelja još je jedan kritični faktor otpora potresa vanjskog prekidača visokog napona. Temelj bi trebao biti dizajniran tako da osigura stabilnu bazu za SwitchGear i prebaci seizmičke sile na zemlju. To se može postići korištenjem dubokih temelja, poput gomile ili kasana, ili korištenjem plitkih temelja, poput rasprostranjenih podnožja ili prostirki.
Vrsta korištene temelje ovisit će o nekoliko čimbenika, uključujući uvjete tla, veličinu i težinu prekidača i seizmičku opasnost na mjestu. U područjima s mekim ili nestabilnim tlima mogu biti potrebni duboki temelji kako bi se osigurala stabilnost prekidača. U područjima s čvrstim tlima, plitki temelji mogu biti dovoljni.
Također je važno razmotriti interakciju između sklopke i temelja tijekom potresa. Temelj bi trebao biti dizajniran tako da omogući neko kretanje prekidača bez uzrokovanja pretjeranog naprezanja ili oštećenja. To se može postići korištenjem fleksibilnih veza između sklopke i temelja ili korištenjem izolacijskih sustava, poput baznih izolatora ili seizmičkih prigušivača.
Izbor opreme
Odabir opreme koja se koristi u vanjskom prekidaču visokog napona također je važno razmatranje otpornosti na potres. Oprema bi trebala biti dizajnirana i testirana kako bi izdržala seizmičke sile i nastavila raditi sigurno i pouzdano tijekom i nakon potresa.
Pri odabiru opreme važno je razmotriti seizmičku ocjenu opreme. Seizmička ocjena ukazuje na razinu seizmičke otpornosti opreme i obično se temelji na rezultatima seizmičkog ispitivanja. Oprema s višom seizmičkom ocjenom općenito je otpornija na seizmičke sile i veća je vjerojatnost da će nastaviti sigurno djelovati tijekom i nakon potresa.
Također je važno razmotriti kompatibilnost opreme seizmičkim dizajnom sklopke. Oprema bi trebala biti u stanju izdržati sile i pomake generirane seizmičkim dizajnom bez pretrpljenih oštećenja ili neispravnosti. Uz to, opremu treba instalirati na način koji omogućava jednostavan pristup i održavanje tijekom i nakon potresa.
Praksa instalacije i održavanja
Praksa instalacije i održavanja vanjskog visokonaponskog prekidača također su važne za otpor potresa. Switchgear bi trebao biti instaliran u skladu s uputama proizvođača i odgovarajućim seizmičkim standardima dizajna. To uključuje osiguranje da se SwitchGear pravilno usidri na temelj, da su spojeve između komponenti sigurne i da je oprema pravilno poravnana i izravnana.
Redovito održavanje je također bitno kako bi se osiguralo daljnje seizmičke performanse prekidača. To uključuje pregled prekidača na znakove oštećenja ili habanja, provjeru priključaka i pričvršćivača te testiranje opreme kako bi se osiguralo da pravilno radi. Svako oštećenje ili probleme treba odmah riješiti kako bi se spriječilo daljnje oštećenje ili neispravnost.
Studije slučaja
Da bismo ilustrirali važnost dizajniranja vanjskog visokonaponskog prekidača za otpor potresa, pogledajmo neke studije slučaja u stvarnom svijetu.
U 2011. godini, potres magnitude 9.0 udario je s obale Japana, što je pokrenulo masivni cunami. Zemljotres i tsunami uzrokovali su široko oštećenje električne infrastrukture u Japanu, uključujući vanjski prekidač visokog napona. Međutim, neki sustavi sklopke koji su dizajnirani i instalirani tako da se odupru zemljotresima mogli su izdržati seizmičke sile i nastavljaju sigurno djelovati.
Jedan takav primjer je sustav SwitchGear instaliran u nuklearnoj elektrani Kashiwazaki-Kariwa. Switchgear sustav dizajniran je tako da podnese potres magnitude 8,0 i opremljen je seizmičkim uređajima za izolaciju. Unatoč potresu magnitude 9.0, sustav SwitchGear ostao je netaknut i nastavio je raditi, pomažući u sprječavanju nuklearne katastrofe.
Drugi primjer je SwitchGear sustav instaliran na neboderu Taipei 101 u Tajvanu. SwitchGear sustav dizajniran je tako da podnese potres magnitude 7,0 i opremljen je fleksibilnim spojevima i prigušnim sustavima. Tijekom potresa 6,4 u 2016., sustav SwitchGear ostao je operativan, pokazujući svoje izvrsne seizmičke performanse.
Zaključak
Dizajniranje vanjskog visokonaponskog prekidača za otpor potresa je složen i izazovan zadatak. Međutim, uzimajući u obzir strukturni dizajn, dizajn temelja, odabir opreme i prakse instalacije i održavanja, moguće je dizajnirati SwitchGear sustave koji mogu izdržati sile prirode i nastaviti raditi sigurno i pouzdano tijekom i nakon potresa.
Kao dobavljač vanjskog visokonaponskog prekidača, posvećeni smo pružanju našim kupcima visokokvalitetne, otporne na potres. Naši SwitchGear Systems dizajnirani su i testirani kako bi ispunili najviše seizmičke standarde i opremljeni su najnovijim značajkama otpornim na seizmički. Bilo da tražite aVisoko naponski okvir za distribuciju kabela, anVanjska kutija za distribuciju kabela visokog naponaili aGRC Outdoor High napon kabel za distribuciju, Imamo stručnost i iskustvo da vam pružimo pravo rješenje za vaše potrebe.
Ako ste zainteresirani da saznate više o našim vanjskim visokim naponima SwitchGear proizvoda ili želite razgovarati o vašim specifičnim zahtjevima, ne ustručavajte se kontaktirati nas. Rado ćemo vam pružiti više informacija i pomoći vam u dizajnu i odabiru desnog sustava SwitchGear za vaš projekt.
Reference
- "Seizmički dizajn električne opreme", IEEE STD 693-2018
- "Smjernice za seizmički dizajn podstanica", Institut za istraživanje električne energije (EPRI)
- "Dizajn konstrukcija rezistentnih na potres", udruženje strukturnih inženjera Kalifornije (SEACOC) (SEAOC)
