Řešení pro plynové vypínače s uhlovodíkovými plněními typu Dead Tank SF6 pro regiony africké vysočiny (Etiopie)

Pozadí projektu​
Etiopie, nacházející se na východoafrické plošině, má průměrnou nadmořskou výšku přesahující 3 000 metrů. V některých oblastech mohou zimní teploty klesnout až na -30°C, což je provázeno významnými denními teplotními výkyvy (až 25°C denně) a intenzivním ultrafialovým zářením. Místní elektrický systém čelí následujícím výzvám:

1. ​Riziko likvidace plynu SF6: Tradiční uzavřené nádrže s obvodovým vypínačem SF6 jsou náchylné k likvidaci plynu SF6 při nízkých teplotách (kritická teplota likvidace ≈ -28,5°C), což kompromituje izolační a uhašení oblouku, což může způsobit provozní selhání.
2. ​Znehodnocení izolace vysoké nadmořské výšky: Snížení hustoty vzduchu oslabuje vnější sílu izolace, což vyžaduje posílení úrovně izolace nebo speciální návrhy pro uzavřené nádrže s obvodovým vypínačem SF6.
3. ​Vysoká obtížnost údržby: Vzdálené oblasti trpí nedostatkem dostatečných údržbářských zdrojů, což vyžaduje, aby uzavřené nádrže s obvodovým vypínačem SF6 disponovaly schopností dlouhodobé bezúdržbového chodu.

​Řešení​
Pro řešení environmentálních a technických výzev byly pro uzavřené nádrže s obvodovým vypínačem SF6 implementovány následující integrované opatření:

1. ​Optimalizace směsi plynů​
   • ​SF6+CF4 Směs plynů: Směs 25% SF6 a 75% CF4 snižuje kritickou teplotu likvidace na -60°C, což zajišťuje stabilitu plynu pro uzavřené nádrže s obvodovým vypínačem SF6 v extrémních podmínkách chladu.
   • ​Kontrola tlaku: Nominální tlak uzavřené nádrže s obvodovým vypínačem SF6 je nastaven na 0,6 MPa (manometrický tlak), kombinovaný s posílenou těsností, aby se zabránilo unikání plynu při nízkých teplotách.
2. ​Topení a tepelná izolace​
   • ​Vestavěné topné pásky: Do těla uzavřené nádrže s obvodovým vypínačem SF6 a tlakových potrubí je integrován 300W elektrický topný systém, který se automaticky aktivuje při teplotách pod -20°C, aby se udržel tlak plynu nad hranicí likvidace.
   • ​Dvojvrstvá izolace: Uzavřená nádrž s obvodovým vypínačem SF6 používá vnější UV odolnou kompozitní slupku a vnitřní vrstvu aerogelu, aby minimalizovala tepelné ztráty a odolala solárnímu záření na plošině.
3. ​Přizpůsobení vysoké nadmořské výšce​
   • ​Posílená izolace: Odolnost proti bleskovému impulzu uzavřené nádrže s obvodovým vypínačem SF6 je upgradována na 550 kV (proti standardu 450 kV), s prodlouženými porcelánovými izolačními trubkami (31 mm/kV).
   • ​Seismický návrh: Přidány jsou flexibilní spoje a otupující základy do uzavřené nádrže s obvodovým vypínačem SF6, splňující seismické požadavky na 0,3g horizontální a 0,15g vertikální akceleraci.
4. ​Podpora inteligentní údržby​
   • ​Online sledování plynů: Uzavřená nádrž s obvodovým vypínačem SF6 integruje relé hustoty a mikrovodné čidlo pro sledování reálného času tlaku a vlhkosti směsi SF6, přenášející data přes satelit do centrálních ovládacích systémů.
   • ​Modulární údržba
5. ​Modulární údržba: Jeden z možných mechanismů, například typ CTB-1, prodlužuje mechanickou životnost uzavřené nádrže s obvodovým vypínačem SF6 na 10 000 cyklů, čímž se snižuje potřeba místní údržby.