ปัจจัยใดบ้างที่มีผลต่ออายุการใช้งานของสายส่งไฟฟ้าและสายเคเบิลในพื้นที่เมือง?

ปัจจัยเครียดจากสิ่งแวดล้อมในเขตเมือง

ผลกระทบของมลพิษในเมืองและการสัมผัสสารเคมีต่อฉนวนหุ้มสายเคเบิล

มลพิษทางอากาศในเมืองเร่งให้สายส่งไฟฟ้าและสายเคเบิลอิเล็กทริกเสื่อมสภาพเร็วขึ้น เนื่องจากสารมลพิษต่างๆ ทำปฏิกิริยาทางเคมีร่วมกัน เมื่ออนุภาคที่ปนเปื้อนด้วยออกไซด์ของกำมะถันสัมผัสกับฉนวนโพลีเอทิลีน จะเกิดกรดซัลฟิวริกที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อน ซึ่งส่งผลให้ความสามารถในการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าของฉนวนลดลง โดยมีประสิทธิภาพลดลงประมาณ 40% ภายในเวลาเพียง 15 ปี ตามมาตรฐานความปลอดภัยล่าสุด อีกประการหนึ่งคือโอโซน ซึ่งโจมตีฉนวนยางเอทิลีนโพรพิลีน (EP rubber) ที่ใช้ในสายเคเบิลหลายชนิด การทดสอบแสดงให้เห็นว่า ในพื้นที่ที่มีปริมาณการจราจรหนาแน่น รอยแตกร้าวจะเกิดขึ้นเร็วกว่าปกติประมาณ 30% จากการโจมตีทางเคมีเหล่านี้ ปัจจัยแวดล้อมดังกล่าวทำให้บริษัทผู้ให้บริการสาธารณูปโภคต้องเปลี่ยนอุปกรณ์บ่อยครั้งกว่าที่คาดไว้

ความชื้นและปริมาณน้ำฝนเร่งการกัดกร่อนในตัวนำอย่างไร

เมืองที่อยู่ตามแนวชายฝั่งและเขตอุตสาหกรรมมักประสบปัญหาการเสียหายของตัวนำไฟฟ้ามากกว่าปกติประมาณหกเท่า เนื่องจากความชื้นที่มีเกลือปนเปื้อนเข้าไปในอุปกรณ์ ส่วนประกอบอลูมิเนียมในสายเคเบิล ACSR โดยพื้นฐานแล้วจะผุกร่อนที่จุดที่เชื่อมต่อกับแกนเหล็ก เมื่อมีน้ำซึมผ่านชั้นหุ้มที่ได้รับความเสียหาย ตามข้อมูลของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม (EPA) ที่เราได้ตรวจสอบ ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นประมาณ 12 เปอร์เซ็นต์ หลังจากถูกเปิดเผยต่อความชื้นร้อยละ 80 เป็นเวลาเพียง 1,000 ชั่วโมง และหากในพื้นที่ใดมีปริมาณฝนตกมากกว่า 1,200 มิลลิเมตรต่อปี ทีมบำรุงรักษาจำเป็นต้องตรวจสอบจุดต่อสายเคเบิลใต้ดินเร็วกว่าปกติประมาณ 18 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งก็สมเหตุสมผล เพราะความชื้นส่วนเกินนี้ก่อให้เกิดความเสียหายอย่างแท้จริงเมื่อเวลาผ่านไป

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการขยายตัวทางความร้อนในไมโครคลิเมตของเมือง

ในเมืองที่มีผลเกาะความร้อนชัดเจน สายไฟฟ้าเหนือศีรษะจะประสบกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซึ่งอาจสูงถึงประมาณ 40 องศาเซลเซียสต่อวัน ตามกาลเวลา สิ่งนี้ก่อให้เกิดแรงเครียดจากการขยายตัวที่เทียบได้กับการโค้งงอประมาณ 15,000 รอบภายในระยะเวลาสิบปี ผลลัพธ์คือ ตัวนำไฟฟ้าโลหะผสม 6201-T81 เสื่อมสภาพเร็วกว่าที่ผู้ผลิตระบุไว้ประมาณ 22 เปอร์เซ็นต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่จุดรับแรงดึงสำคัญ เช่น แคลมป์ยึดระยะห่าง สภาพแวดล้อมใต้ดินยิ่งซับซ้อนมากขึ้น ท่อร้อยสายใกล้รถไฟใต้ดินมักมีอุณหภูมิคงที่ประมาณ 65 องศาเซลเซียส ซึ่งเร่งกระบวนการตกผลึกของวัสดุฉนวน XLPE สภาวะเช่นนี้ทำให้เกิดความท้าทายในการบำรุงรักษาระบบที่แตกต่างอย่างมากเมื่อเทียบกับโครงข่ายเหนือพื้นดิน

ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่ออายุการใช้งานของโครงสร้างพื้นฐานไฟฟ้า

รายงานการปรับตัวต่อสภาพภูมิอากาศในเขตเมืองปี 2024 เปิดเผยว่า เหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วขณะนี้ก่อให้เกิดความล้มเหลวก่อนกำหนดของโครงข่ายไฟฟ้าในเมืองถึง 34% สูงเป็นสามเท่าของค่าเฉลี่ยในทศวรรษ 1990 การเพิ่มขึ้นของความรุนแรงของพายุที่คาดการณ์ในช่วง 50 ปีข้างหน้า จำเป็นต้องมีการปรับปัจจัยการลดลงของกระแสไฟฟ้าในสายเคเบิลใหม่เพิ่มขึ้นอีก 15-20% เพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของฉนวนไฟฟ้าระหว่างเหตุการณ์ที่เกิดความเครียดรวมจากความร้อนและไฟฟ้า

บทบาทของตัวนำ ACSR อลูมิเนียม และเหล็กในการเสริมความทนทานของสายส่งไฟฟ้า

สายเคเบิล ACSR ผสมผสานความนำไฟฟ้าที่ดีของอลูมิเนียม (ประมาณ 61% IACS) เข้ากับเหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูง (แรงต้านทานแรงดึงประมาณ 1,035 MPa) เพื่อให้สามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้ดี ในขณะเดียวกันก็ยังคงความทนทานทางโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม มีปัญหาในสภาพแวดล้อมของเมืองที่สารเคมีในอากาศเร่งการสึกหรอ แกนเหล็กภายในสายเคเบิลเหล่านี้จะเกิดการกัดกร่อนเร็วขึ้นประมาณ 30% เมื่อเปรียบเทียบกับสายที่เคลือบด้วยสังกะสีเมื่อสัมผัสกับมลพิษเช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ลอยอยู่ในบรรยากาศ พื้นที่ชายฝั่งยังเผชิญกับอีกหนึ่งความท้าทาย เนื่องจากฝนกรดทำให้เส้นลวดเหล็กเกิดสนิมเร็วขึ้นประมาณ 40% เมื่อเทียบกับปกติ สิ่งนี้หมายความว่า วิศวกรจำเป็นต้องมีวิธีการที่ดีกว่าในการป้องกันการกัดกร่อนเมื่อออกแบบระบบโครงข่ายไฟฟ้าในปัจจุบัน โดยเฉพาะเมื่อพิจารณาถึงความสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานที่ต้องใช้งานได้อย่างต่อเนื่อง

ความก้าวหน้าของวัสดุตัวนำเพื่อยืดอายุการใช้งาน

นวัตกรรมล่าสุดมุ่งเน้นไปที่โลหะผสมอลูมิเนียมเคลือบนาโนและแกนคอมโพสิต ตัวนำที่เติมเซรามิกช่วยลดอัตราการออกซิเดชันลงได้ 58% เมื่อสัมผัสความชื้นอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ชั้นเคลือบเหล็กที่เสริมด้วยกราฟีนแสดงอัตราการเสื่อมสภาพทางไฟฟ้าเคมีช้าลง 60% ในการจำลองมลพิษในเมือง วัสดุเหล่านี้ยังคงความสามารถในการนำไฟฟ้าได้ 92% หลังการทดสอบอายุการใช้งาน 30 ปี ซึ่งเหนือกว่าสายเคเบิล ACSR แบบดั้งเดิมถึง 19% ในการประมาณอายุการใช้งาน

การเปรียบเทียบอัตราการเสื่อมสภาพของวัสดุภายใต้ปัจจัยเครียดในเขตเมือง

ไมโครไคลเมตในเขตเมืองก่อให้เกิดรูปแบบการสึกหรอที่แตกต่างกัน:

• อลูมิเนียมเสื่อมสภาพเร็วกว่าเหล็กถึง 25% ภายใต้การสัมผัสกับ SO- ในพื้นที่อุตสาหกรรม (0.18 มม./ปี เทียบกับ 0.25 มม./ปี)
• อัตราการกัดกร่อนของเหล็กเพิ่มขึ้นสามเท่าในพื้นที่ที่มีความชื้นสูง เมื่อเทียบกับพื้นที่แห้งแล้ง
• งานวิจัยเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแสดงให้เห็นว่า อลูมิเนียมเกิดการยืดตัวถาวร 0.12% ต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 50°C ซึ่งมากกว่าเหล็กถึงสามเท่า

การขยายตัวที่ต่างกันนี้เป็นสาเหตุของความล้มเหลวที่ข้อต่อในเขตเมืองถึง 23% ซึ่งเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการมีแนวทางการบำรุงรักษาเฉพาะวัสดุในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่น

ความท้าทายด้านภาระไฟฟ้าและภาระความร้อนในระบบกริดของเมือง

สายส่งไฟฟ้าในเขตเมืองต้องเผชิญกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อเมืองขยายตัว การรวมกันของภาระไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นและความผันผวนของอุณหภูมิไมโครคลิเมตทำให้โครงสร้างพื้นฐานต้องรับแรงกดดันสะสม ผลการวิเคราะห์ปี 2023 จากระบบกริดของ 15 เมืองใหญ่ พบว่าอุณหภูมิสูงสุดของตัวนำไฟฟ้าเกินกว่าเกณฑ์ปลอดภัยถึง 12-18% ในช่วงฤดูร้อน ซึ่งสัมพันธ์โดยตรงกับการเสื่อมสภาพของฉนวนที่เร่งตัวขึ้น

ผลกระทบของอุณหภูมิและภาระไฟฟ้าต่อประสิทธิภาพของสายส่งไฟฟ้า

ความเครียดจากความร้อนและไฟฟ้ามีปฏิสัมพันธ์กันในลักษณะที่ซับซ้อน สำหรับทุกๆ การเพิ่มขึ้น 10°C เหนืออุณหภูมิที่กำหนด ตัวนำไฟฟ้าอลูมิเนียมจะสูญเสียความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าลง 4.2% (IEC 2024) การเสื่อมสภาพนี้จะรุนแรงยิ่งขึ้นในเขตเมืองที่มีอุณหภูมิสูงกว่าพื้นที่ชนบทโดยรอบถึง 65°C-20°C ในช่วงฤดูร้อน

ความเสี่ยงจากการโอเวอร์โหลดในระบบกริดไฟฟ้าเขตเมืองที่มีความหนาแน่นสูง

พื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูงประสบกับเหตุการณ์การเปลี่ยนแปลงโหลดเพิ่มขึ้น 47% เมื่อเทียบกับเมื่อสิบปีก่อน (NERC 2024) การนำรถยนต์ไฟฟ้ามาใช้อย่างรวดเร็วเป็นตัวอย่างของแรงกดดันนี้—โครงสร้างพื้นฐานสำหรับชาร์จรถ EV ตอนนี้คิดเป็น 18% ของความแปรปรวนของโหลดสูงสุดในเมืองใหญ่ การปรับสมดุลโหลดอย่างเหมาะสมจำเป็นต้องใช้ระบบตรวจสอบขั้นสูง ตามที่ระบุไว้ในรายงานการศึกษาความยืดหยุ่นของระบบกริด ปี 2024

ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิต่อความล้าของตัวนำและสภาพความแข็งแรงของข้อต่อ

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิรายวันทำให้เกิดความเสียหายสะสมจากการขยายตัวและหดตัวทางความร้อน การศึกษาภาคสนามแสดงให้เห็นว่าสายส่งในเขตเมืองมีจำนวนรอบการขยายตัวมากกว่าสายในเขตชนบทถึง 30% โดยจำนวนข้อผิดพลาดที่จุดต่อจะเพิ่มขึ้น 9% ทุกๆ 1,000 รอบ (IEEE 2023) โลหะผสมรุ่นใหม่ที่มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนควบคุมได้สามารถช่วยลดรูปแบบการสึกหรอนี้ได้

ความสมบูรณ์ของโครงสร้างและกลไกการชำรุดในติดตั้งระบบในเขตเมือง

จุดที่มักเกิดความเสียหายบ่อยในระบบสายไฟฟ้า: หอคอย ฉนวน และตัวเชื่อมต่อ

โครงข่ายไฟฟ้าในเมืองมักแสดงจุดอ่อนที่ตำแหน่งเฉพาะซึ่งเราสามารถทำนายได้จริงๆ ยกตัวอย่างเช่น หอส่งไฟฟ้า มักเกิดรอยแตกร้าวเล็กๆ บริเวณที่สัมผัสกับพื้นดิน เนื่องจากพื้นดินใต้ฐานทรุดตัวลงตามกาลเวลา ในขณะเดียวกัน ฉนวนพลาสติกเหล่านี้เริ่มเสื่อมสภาพเมื่อเกิดปฏิกิริยาทางเคมีกับสารต่างๆ ที่ลอยอยู่ในอากาศของเมือง นอกจากนี้ยังต้องไม่ลืมขั้วต่อต่างๆ อีกด้วย ชิ้นส่วนเล็กๆ เหล่านี้เป็นสาเหตุของไฟฟ้าดับทันทีถึงเกือบ 4 จากทุกๆ 10 ครั้งในระบบเก่า ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเพราะโลหะต่างชนิดกันที่ใช้ร่วมกันในการต่อสายเกิดการกัดกร่อนซึ่งกันและกัน สิ่งนี้ผู้ผลิตควรให้ความสนใจมากขึ้นหากต้องการให้ไฟฟ้ายังคงทำงานต่อไปในช่วงพายุที่มาอย่างไม่คาดคิด

การกัดกร่อน การผุพัง และการสึกหรอทางกลในติดตั้งแบบเก่าในเขตเมือง

อัตราการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมของสายไฟฟ้าอลูมิเนียมตัวนำที่เสริมด้วยเหล็ก (ACSR) ในพื้นที่ชายฝั่งสูงกว่าในพื้นที่ภายในประเทศประมาณ 2.6 เท่า สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะการสะสมของคลอไรด์เร่งให้ชั้นออกไซด์ป้องกันเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว สำหรับระบบท่อใต้ดิน มักประสบปัญหาฉนวนผุกร่อนเนื่องจากน้ำซึมเข้าไปอย่างต่อเนื่อง ปัญหานี้จะรุนแรงขึ้นในพื้นที่ที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงขึ้นลงมากกว่า 35 องศาเซลเซียสระหว่างฤดูกาล เมื่อพิจารณาสายไฟเหนือศีรษะในเขตเมืองที่มีความหนาแน่นสูง จะพบอีกปัญหาหนึ่งที่ควรสังเกต คือ ตัวนำเกิดความล้าจากการสั่นสะเทือนแบบแอโรเดียน (Aeolian vibrations) อันเนื่องมาจากแรงลม และหากพิจารณาตัวเลขแล้ว แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนเหล่านี้เพิ่มขึ้นประมาณ 12 เปอร์เซ็นต์ทุกๆ 10 ปี ในเขตเมืองใหญ่ทั่วประเทศ

การเปลี่ยนล่วงหน้าเชิงป้องกัน เทียบกับ การบำรุงรักษาแบบแก้ไขเมื่อเกิดปัญหา: การสร้างสมดุลระหว่างต้นทุนและความน่าเชื่อถือ

เมื่อหน่วยงานด้านสาธารณูปโภคเริ่มใช้ระบบตรวจสอบสภาพโครงสร้างล่วงหน้า (predictive structural health monitoring systems) พวกเขามักจะสามารถยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนสำคัญเหล่านั้นได้อีกประมาณ 23 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับการเปลี่ยนตามกำหนดเวลาปกติ การดำเนินการที่ดีที่สุดดูเหมือนจะเป็นการผสมผสานการตรวจสอบข้อต่อโดยใช้เทคนิคถ่ายภาพความร้อนแบบอินฟราเรด เข้ากับการใช้หุ่นยนต์สำรวจจุดที่เกิดการกัดกร่อน วิธีการรวมกันนี้ช่วยลดการซ่อมแซมฉุกเฉินลงได้ประมาณ 41% และทำให้ระบบโครงข่ายไฟฟ้าทำงานได้อย่างต่อเนื่องเกือบ 99.98% การพิจารณาฉนวนโพลิเมอร์อีกทางหนึ่งก็เป็นการตัดสินใจที่ชาญฉลาด การเปลี่ยนฉนวนเหล่านี้ก่อนที่จะเกิดปัญหาแสดงให้เห็นถึงผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) ที่ค่อนข้างดี อยู่ที่ประมาณ 7 ต่อ 1 เพราะเหตุใด? เนื่องจากสามารถป้องกันการล้มเหลวแบบลูกโซ่ที่อาจทำให้ระบบไฟฟ้าในบางพื้นที่ของเมืองหยุดทำงานได้ในช่วงเวลาที่มีความต้องการใช้พลังงานสูงสุด

กลยุทธ์การวางผังเมืองและการบำรุงรักษาเพื่อยืดอายุการใช้งาน

ข้อจำกัดด้านภูมิศาสตร์และพื้นที่ในการวางแผนเส้นทางส่งไฟฟ้า

โครงข่ายไฟฟ้าในเมืองประสบปัญหาต่างๆ เกี่ยวกับการเดินสายเนื่องจากใต้ดินมีสิ่งปลูกสร้าง ถนน และโครงสร้างพื้นฐานอื่นๆ ที่หนาแน่นมาก ตามรายงานการศึกษาเมื่อปีที่แล้วพบว่า บริษัทสาธารณูปโภคในเขตเมืองเกือบเจ็ดในสิบแห่งเผชิญปัญหาความขัดแย้งเมื่อพยายามติดตั้งสายไฟใหม่ใกล้กับอาคารที่กำลังก่อสร้าง ด้วยเหตุนี้ วิศวกรจึงเริ่มใช้วิธีการสร้างสรรค์มากขึ้น เช่น การวางสายไฟแบบแนวตั้งซ้อนกันในพื้นที่ที่เป็นไปได้ และการใช้เทคนิคที่เรียกว่าไมโครเทรนชิง (micro trenching) ซึ่งช่วยให้สามารถวางสายเคเบิลผ่านรอยตัดเล็กๆ บนพื้นผิวถนนได้ โดยไม่จำเป็นต้องรื้อถอนทุกอย่างออก แนวทางเหล่านี้ช่วยหลีกเลี่ยงการรื้อถอนสิ่งปลูกสร้างเดิม ขณะเดียวกันก็ยังคงระยะห่างเพื่อความปลอดภัยที่จำเป็นสำหรับระบบไฟฟ้าไว้ได้

ข้อเปรียบเทียบระหว่างการติดตั้งใต้ดินกับเหนือดินในเขตเมือง

เมื่อพูดถึงการป้องกันสภาพอากาศเลวร้าย สายเคเบิลที่ฝังใต้ดินย่อมมีข้อได้เปรียบอย่างชัดเจน แม้ว่าจะมาพร้อมกับต้นทุนที่สูงกว่ามาก โดยค่าใช้จ่ายในการติดตั้งอาจสูงขึ้นถึง 4 ถึง 8 เท่า เมื่อเทียบกับสายไฟฟ้าเหนือศีรษะ แต่ผลการวิจัยล่าสุดยังชี้ให้เห็นสิ่งที่น่าสนใจอีกด้วย ระบบท่อไฟฟ้าใต้ดินในพื้นที่ที่เสี่ยงต่อการเกิดน้ำท่วม มีแนวโน้มประสบปัญหาการหยุดชะงักของบริการน้อยลงประมาณร้อยละ 23 เมื่อเกิดพายุรุนแรง บริษัทสาธารณูปโภคส่วนใหญ่จึงต้องเดินอยู่บนเส้นแบ่งที่ละเอียดอ่อนระหว่างความต้องการที่ขัดแย้งกันเหล่านี้ โดยมักเลือกใช้ระบบสายไฟเหนือศีรษะในพื้นที่อุตสาหกรรมการผลิต ซึ่งงบประมาณมีความสำคัญที่สุด ขณะที่จะเก็บระบบสายใต้ดินที่มีราคาแพงกว่าไว้สำหรับย่านธุรกิจใจกลางเมือง ที่ความเชื่อถือได้ของการจ่ายไฟคุ้มค่ากับค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมทุกบาท

เทคโนโลยีการตรวจสอบเชิงคาดการณ์เพื่อตรวจจับความผิดปกติแต่เนิ่นๆ

เทคโนโลยีเซนเซอร์ล่าสุดกำลังเปลี่ยนวิธีที่เราตรวจสอบสายเคเบิลแบบเรียลไทม์ โดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การตรวจวัดอุณหภูมิแบบกระจายร่วมกับการตรวจสอบการปล่อยประจุบางส่วน รายงานจากอุตสาหกรรมระบุว่า ระบบประเภทนี้สามารถลดงานซ่อมแซมที่ไม่คาดคิดได้ประมาณ 40% เนื่องจากสามารถตรวจพบปัญหาที่ฉนวนก่อนที่จะเกิดความเสียหายจริงขึ้น ยกตัวอย่างเช่น นครนิวยอร์ก โครงการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าของเมืองแสดงให้เห็นถึงผลลัพธ์ที่น่าประทับใจอย่างหนึ่ง นั่นคือ แนวทางการบำรุงรักษาเชิงทำนายสามารถยืดอายุการใช้งานของสายเคเบิลใต้ดินออกไปได้อีก 12 ถึง 15 ปี เมื่อดำเนินการอย่างเหมาะสม ซึ่งหมายถึงการหยุดชะงักที่ลดลงและประหยัดค่าใช้จ่ายได้อย่างมากในระยะยาวสำหรับบริษัทสาธารณูปโภคที่ต้องจัดการกับโครงสร้างพื้นฐานที่มีอายุการใช้งานมายาวนาน

อายุและการปฏิบัติด้านการบำรุงรักษาที่มีผลต่ออายุการใช้งาน

เมื่อบริษัทต่างๆ ใช้กลยุทธ์การบำรุงรักษาเชิงรุกที่รวมถึงการทำความสะอาดสายเคเบิลด้วยหุ่นยนต์ร่วมกับการทดสอบค่าฉนวนไฟฟ้าเป็นประจำ อุปกรณ์ของพวกเขามักจะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นประมาณ 30% เมื่อเทียบกับบริษัทที่รอจนกว่าอุปกรณ์จะเสียหาย งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าเมื่อบริษัทสาธารณูปโภคเริ่มใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในการวางแผนการบำรุงรักษา จะพบว่าความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องกับชิ้นส่วนที่เสื่อมสภาพลดลงประมาณ 58% สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างมาก โดยเฉพาะในพื้นที่ชายฝั่ง ซึ่งสายไฟและสายเคเบิลต้องเผชิญกับการกัดกร่อนจากน้ำเค็มอย่างต่อเนื่อง ปัญหานี้จะทวีความรุนแรงขึ้นเมื่อโครงสร้างพื้นฐานมีอายุมากขึ้น ทำให้มาตรการป้องกันเหล่านี้มีความจำเป็นอย่างยิ่งต่อการรักษาระบบบริการที่มีความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายนี้

ส่วน FAQ

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางสิ่งแวดล้อมหลักที่มีผลต่อโครงสร้างพื้นฐานไฟฟ้าในเขตเมืองคืออะไร

ปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมที่ก่อให้เกิดความเครียดหลัก ได้แก่ มลพิษทางอากาศ ความชื้นสูง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเนื่องจากปรากฏการณ์เกาะความร้อนในเมือง และเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ปัจจัยเหล่านี้มีส่วนทำให้วัสดุฉนวนของสายเคเบิลและชิ้นส่วนอื่นๆ เสื่อมสภาพ

มลพิษในเขตเมืองมีผลต่อฉนวนของสายเคเบิลอย่างไรโดยเฉพาะ

มลพิษในเขตเมือง โดยเฉพาะออกไซด์ของกำมะถัน จะทำปฏิกิริยากับวัสดุที่ใช้ในฉนวนของสายเคเบิล เช่น โพลีเอทิลีน และยางเอทิลีนโพรพิลีน ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพทางเคมีและแตกร้าว ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง และจำเป็นต้องเปลี่ยนอุปกรณ์บ่อยขึ้น

ทำไมเมืองชายฝั่งถึงได้รับผลกระทบจากความล้มเหลวของตัวนำมากกว่า

เมืองชายฝั่งมีระดับความชื้นเค็มสูงกว่า ซึ่งสามารถซึมเข้าไปในอุปกรณ์และเร่งกระบวนการกัดกร่อน โดยเฉพาะในส่วนที่ทำจากอลูมิเนียมของสายเคเบิล ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวของตัวนำเพิ่มขึ้น

มีความก้าวหน้าอะไรบ้างที่กำลังดำเนินการเพื่อยกระดับอายุการใช้งานของสายเคเบิล

มีการพัฒนานวัตกรรมต่างๆ เช่น อลูมิเนียมอัลลอยที่เคลือบด้วยนาโน แกนคอมโพสิต ตัวนำที่ผสมเซรามิก และเหล็กชุบที่เสริมด้วยกราฟีน เพื่อลดการเกิดออกซิเดชันและการเสื่อมสภาพทางอิเล็กโทรเคมี จึงช่วยยืดอายุการใช้งานของสายเคเบิล

เทคโนโลยีการตรวจสอบเชิงทำนายช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบโครงข่ายไฟฟ้าอย่างไร

การตรวจสอบเชิงทำนายที่ใช้เซ็นเซอร์ในการเก็บข้อมูลแบบเรียลไทม์ ช่วยในการตรวจจับความผิดปกติแต่เนิ่นๆ ลดความจำเป็นในการซ่อมแซมที่ไม่คาดคิดได้ประมาณ 40% และยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบโครงสร้างพื้นฐาน โดยการระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นก่อนที่จะนำไปสู่ความล้มเหลว