Rockwill Company's SF6 Circuit Breaker Solution for Substations in the Ethiopische Hooglanden

I. Project Background​
De hooglanden van Ethiopië kenmerken zich door hoge hoogten (gemiddeld meer dan 2.500 meter), uiterst koude klimaten (winter temperaturen tot -30°C) en liggen in de seismisch actieve Oost-Afrikaanse Riftzone. Deze omstandigheden stellen aanzienlijke uitdagingen voor elektrische apparatuur:

1. ​Risico op verdampt SF6: Bij een werkdruk van 0,6 MPa vloeit SF6-gas bij -25°C. Extreme kou kan leiden tot verdamping, wat resulteert in verminderde isolatie en het verlies van de boogdoofmakende capaciteit.
2. ​Aardbevingsdreiging: De regio ervaart seismische intensiteiten boven de 8 graden. Traditionele starre verbindingen zijn gevoelig voor mechanische schade of gaslekken als gevolg van geologische activiteit.
3. ​Hoge afhankelijkheid van externe onderhoudsbedrijven: Lokale technische expertise is beperkt, waardoor er langdurige afhankelijkheid bestaat van internationale aannemers voor onderhoud, wat leidt tot hoge kosten en vertraagde reactietijden.
   Om deze uitdagingen aan te pakken, moet Rockwill een SF6-schakelaaroplossing ontwerpen die specifiek is aangepast aan hoge hoogte, koude en seismische omstandigheden, terwijl er wordt gewaarborgd dat de operatie en het onderhoud duurzaam blijven.

​II. Gerichte SF6 Schakelaarontwerp en Installatie​

1. ​Anti-verdampingsontwerp​
   • ​Ingebouwde verwarmingsunits: Gebaseerd op bewezen oplossingen uit de koude regio's van China, worden nikkel-chroom legervastheidsverwarmingsstrips (800-1.200 W) geïntegreerd aan de basis van de porseleinen isolator van de schakelaar. Samen met temperatuursensoren voor gesloten-lusregeling zorgt dit ervoor dat het SF6-gas boven -18°C blijft (wat de -25°C verdampingspunt bij 0,6 MPa overschrijdt).
   • ​Thermische isolatieoptimalisatie: Nanogel aerogel materiaal omhult de porseleinen isolator en leidingen, wat warmteverlies vermindert en de verwarmingsefficiëntie met 30% verbetert in extreme kou.
2. ​Seismisch versterkingsontwerp​
   • ​Vlexibele leidingverbindingen: Geplooid SF6-gasleidingen staan axiale verschuiving (±15 mm) en radiale verschuiving (±10 mm) toe, waardoor verzegelfouten voorkomen worden door seismische spanningconcentraties.
   • ​Versterkte beugels en isolatieondersteuningen: Beugels gebruiken Q345B-staal met kruisbalken, terwijl wrijvingspendulumisolatieondersteuningen aan de basis 80% van de seismische energie absorberen, waardoor de versnellingsreactie van de apparatuur onder de 0,3g wordt gehouden.
3. ​Lokale onderhoudssysteem​
   • ​Technisch trainingscentrum: Een trainingsbasis in Addis Abeba biedt tweetalige (Engels/Amhaars) cursussen gericht op SF6-gasdetectie, kalibratie van verwarmingssystemen en evaluatie van apparatuur na aardbevingen.
   • ​Slimme monitoringssysteem: IoT-sensoren monitoren real-time gasdruk, temperatuur en trilling. AI-algoritmen voorspellen storingen en genereren onderhoudsorders, waardoor handmatige inspecties met 50% worden verminderd.

​III. Verwachte Resultaten​

1. ​Verbeterde betrouwbaarheid tegen verdamping: Verwarmingsystemen stabiliseren de temperatuur in de boogdoofmakende kamer boven -18°C, waardoor het risico op verdamping van SF6 wordt geëlimineerd. Jaarlijkse schakelaaruitval frequenties dalen onder de 0,5 incidenten per eenheid.
2. ​Seismische compliance: Flexibele verbindingen en isolatiedesigns maken het mogelijk dat de apparatuur aardbevingen van 8 graden kan weerstaan, met ≥95% functionele integriteit na een aardbeving.
3. ​Geoptimaliseerde onderhoudskosten: Trainingcycli voor lokale technici worden verkort tot 3 maanden. De reactietijd voor onderhoud verbetert van 72 uur naar 8 uur, waardoor de levenscycluskosten met 40% worden verlaagd.
4. ​Omgevingsaanpassing geverifieerd: De oplossing heeft -40°C laagtemperatuurtests en gesimuleerde seismische platformproeven doorstaan, waarmee voldaan wordt aan de samengestelde eisen van de hoge hoogte, lage temperatuur en hoge seismische omstandigheden in Oost-Afrika.