Solució de Rockwill Company per a interruptors de SF6 per a subestacions als Alts d'Etiòpia

I. Antecedents del projecte​
Els altiplans etíops se caracteritzen per una alçada elevada (mitjana superior a 2.500 metres), un clima extremadament fred (amb temperatures invernals que poden arribar als -30°C) i la seva ubicació dins de la zona sismogènica de la Rift Valley d’Àfrica Oriental. Aquests condicions presenten greus reptes per a l'equipament elèctric:

1. ​Risc de Liquefacció del SF6: A 0,6 MPa de pressió de treball, el gas SF6 es liquefa a -25°C. Els extrems fred poden causar la liquefacció, provocant una pèrdua de la capacitat aïllant i d'extinció d'arc.
2. ​Amenaces Sísmiques: La regió experimenta intensitats sísmiques superiors als 8 graus. Les connexions rígides tradicionals són propenses a danys mecànics o filtracions de gas degut a l'activitat geològica.
3. ​Alt Depenent de la Manteniment Extern: L'expertesa tècnica local és limitada, requerint una dependència a llarg termini de contractistes internacionals per al manteniment, resultant en costos elevats i respostes retardades.
   Per abordar aquests reptes, Rockwill ha de dissenyar una solució de circuit interruptor SF6 adaptada a les condicions d'alçada, fred i sismes, assegurant una operació i manteniment sostenibles.

​II. Disseny i Instal·lació Específic del Circuit Interruptor SF6​

1. ​Disseny Anti-Liquefacció​
   • ​Unitats de Calefacció Integrades: Inspirat en solucions comprovades de les regions gèlives de Xina, s'integren bandes calefactora d'allotge-criol·li (800-1.200 W) a la base dels aïllants de porcellana del circuit interruptor. Juntament amb sensors de temperatura per a control tancat, això assegura que el gas SF6 romangui per sobre de -18°C (superant el punt de liquefacció de -25°C a 0,6 MPa).
   • ​Optimització de l'Aïllament Tèrmic: El material d'aerogel de nanogel envolta els aïllants de porcellana i les tuberies, reduint la pèrdua de calor i millorant l'eficiència de calefacció en un 30% en condicions extremadament fredes.
2. ​Disseny de Reforç Sísmic​
   • ​Connexions Flexibles de Tuberies: Les tuberies ondulades de gas SF6 permeten desplaçaments axials (±15 mm) i radials (±10 mm), prevenint fallades de l'estanquitat a causa de la concentració de tensions sísmiques.
   • ​Suports Reforçats i Suports d'Isolació: Els suports utilitzen acer Q345B amb refuerços creuats, mentre que els suports d'isolació de pèndol de fricció a la base absorbeixen el 80% de l'energia sísmica, reduint la resposta d'acceleració de l'equipament a menys de 0,3g.
3. ​Sistema de Manteniment Localitzat​
   • ​Centre de Formació Tècnica: Una base de formació a Addis Abeba ofereix cursos bilingües (anglès/amhàric) centrats en la detecció de gas SF6, la calibració del sistema de calefacció i l'avaluació de l'equipament després dels terratrèmols.
   • ​Sistema de Monitoratge Intel·ligent: Sensores IoT monitoritzen la pressió del gas, la temperatura i la vibració en temps real. Algoritmes d'IA preveuen falles i generen ordres de manteniment, reduint les inspeccions manuals en un 50%.

​III. Resultats Esperats​

1. ​Fiabilitat Millorada contra la Liquefacció: Els sistemes de calefacció estabilitzen la temperatura de la cambra d'extinció d'arc per sobre de -18°C, eliminant el risc de liquefacció del SF6. Les taxes anuals de falla dels circuits interruptors cauen per sota de 0,5 incidents per unitat.
2. ​Conformitat Sísmica: Les connexions flexibles i els dissenys d'isolació permeten a l'equipament resistir intensitats sísmiques de 8 graus, amb ≥95% d'integritat funcional després del terratrèmol.
3. ​Costs de Manteniment Òptims: Els cicles de formació dels tècnics locals es redueixen a 3 mesos. El temps de resposta de manteniment millora de 72 hores a 8 hores, reduint els costos del cicle de vida en un 40%.
4. ​Adaptabilitat Ambiental Verificada: La solució ha passat proves de baixa temperatura a -40°C i assajos en plataformes sísmiques simulades, complint les demandes compostes de l'ambient d'alta alçada, baixa temperatura i alta activitat sísmica de l'Est d'Àfrica.