Rockwill社のエチオピア高原の変電所向けSF6サーキットブレーカー解処方

I.プロジェクト背景​
エチオピア高地は、高標高（平均2,500メートル以上）、極端な寒冷気候（冬の気温は-30°Cまで下がる）、および地震活動が活発な東アフリカ大裂帯内に位置しています。これらの条件は電力設備にとって大きな課題をもたらします：

1. ​SF6液化リスク: 0.6 MPaの動作圧力では、SF6ガスは-25°Cで液化します。極度の寒冷により液化が起こり、絶縁性能と消弧能力が低下する可能性があります。
2. ​地震の脅威: この地域では震度8以上の地震が発生します。伝統的な剛性接続は地質活動による機械的損傷やガス漏れのリスクが高いです。
3. ​外部メンテナンスへの依存度が高い: 地域の技術専門知識は限られており、長期的に国際的な請負業者にメンテナンスを依頼することになり、コストが高く反応が遅れます。
   これらの課題に対処するために、Rockwillは高標高、寒冷、地震環境に適したSF6遮断器ソリューションを設計し、持続可能な運転とメンテナンスを確保する必要があります。

​II. 対象のSF6遮断器設計と設置​

1. ​液化防止設計​
   • ​組み込みヒーティングユニット: 中国の寒冷地での実証された解決策に基づき、ニッケルクロム合金ヒーターストリップ（800〜1,200 W）を遮断器の磁器絶縁体の底部に組み込みます。温度センサーとの組み合わせで閉ループ制御を行い、SF6ガスの温度を-18°C以上に保ちます（0.6 MPaでの液化点-25°Cを超える）。
   • ​熱絶縁最適化: ナノゲルエアロゲル材料を使用して磁器絶縁体とパイプラインを包み、極度の寒冷下での熱損失を減らし、加熱効率を30%向上させます。
2. ​耐震補強設計​
   • ​柔軟なパイプライン接続: 波状のSF6ガスパイプラインは、軸方向の変位（±15 mm）と径方向の変位（±10 mm）を許容し、地震によるストレス集中からシール不良を防ぎます。
   • ​補強ブラケットと隔離ベアリング: ブラケットにはQ345B鋼と斜め補強を使用し、ベース部には摩擦振子隔離ベアリングを設置して地震エネルギーの80%を吸収し、設備の加速度応答を0.3g以下に抑えます。
3. ​現地メンテナンスシステム​
   • ​技術トレーニングセンター: アディスアベバのトレーニング基地では、英語/アムハラ語の双語コースを提供し、SF6ガス検出、ヒーティングシステムの調整、地震後の設備評価に焦点を当てています。
   • ​スマートモニタリングシステム: IoTセンサーを使用してガス圧力、温度、振動をリアルタイムで監視し、AIアルゴリズムで故障を予測し、メンテナンス命令を生成し、手動検査を50%削減します。

​III. 期待される成果​

1. ​液化防止信頼性の向上: 加熱システムにより消弧室の温度を-18°C以上に安定させ、SF6の液化リスクを排除します。年間遮断器の故障率は単位あたり0.5件未満になります。
2. ​耐震適合性: 柔軟な接続と隔離設計により、設備は震度8の地震に耐えられ、地震後の機能整合性は95%以上となります。
3. ​メンテナンスコストの最適化: 現地技術者の訓練期間は3ヶ月に短縮され、メンテナンス対応時間が72時間から8時間に改善され、ライフサイクルコストが40%削減されます。
4. ​環境適応性の確認: このソリューションは-40°Cの低温試験と地震シミュレーションプラットフォーム試験を通過し、東アフリカの高標高、低温、高地震環境の複合的な要求を満たしています。