Solución de Interruptor de Corte SF6 con Tanque Muerto para Regiones del Altiplano Africano (Etiopía)

Antecedentes del Proyecto​
Etiopía, situada en el altiplano de África Oriental, tiene una altitud media superior a 3.000 metros. En algunas áreas, las temperaturas invernales pueden descender hasta -30°C, acompañadas de variaciones diurnas de temperatura significativas (hasta 25°C diarios) y radiación ultravioleta intensa. El sistema eléctrico local se enfrenta a los siguientes desafíos:

1. ​Riesgo de Liquefacción de Gas SF6: Los interruptores de circuito de tanque muerto tradicionales con gas SF6 son propensos a la liquefacción del gas SF6 a bajas temperaturas (temperatura crítica de liquefacción ≈ -28.5°C), lo que compromete la aislación y el rendimiento de extinción del arco, potencialmente causando fallos operativos.
2. ​Degradación del Aislamiento en Altura: La densidad reducida del aire debilita la resistencia del aislamiento externo, requiriendo niveles de aislamiento mejorados o diseños especializados para los interruptores de circuito de tanque muerto con gas SF6.
3. ​Alta Dificultad de Mantenimiento: Las áreas remotas carecen de recursos de mantenimiento suficientes, requiriendo que los interruptores de circuito de tanque muerto con gas SF6 tengan capacidades de mantenimiento a largo plazo sin necesidad de intervención.

​Solución​
Para abordar los desafíos ambientales y técnicos, se implementaron las siguientes medidas integrales para el interruptor de circuito de tanque muerto con gas SF6:

1. ​Optimización de Gases Híbridos​
   • ​Mezcla de Gases SF6+CF4: Una mezcla de 25% SF6 y 75% CF4 reduce la temperatura crítica de liquefacción a -60°C, asegurando la estabilidad del gas para los interruptores de circuito de tanque muerto con gas SF6 en condiciones extremadamente frías.
   • ​Control de Presión: La presión nominal del interruptor de circuito de tanque muerto con gas SF6 se establece en 0.6 MPa (presión manométrica), combinada con un sellado mejorado para prevenir fugas de gas a bajas temperaturas.
2. ​Sistema de Calefacción e Isolación Térmica​
   • ​Tiras de Calefacción Integradas: Un sistema de calefacción eléctrica de 300W se integra en el cuerpo y las tuberías de presión del interruptor de circuito de tanque muerto con gas SF6, activándose automáticamente por debajo de -20°C para mantener la presión del gas por encima del umbral de liquefacción.
   • ​Aislamiento de Doble Capa: El interruptor de circuito de tanque muerto con gas SF6 utiliza una carcasa compuesta exterior resistente a los rayos UV y una capa interna de aerogel para minimizar la pérdida de calor y soportar la radiación solar del altiplano.
3. ​Adaptación a Gran Altura​
   • ​Aislamiento Mejorado: La tensión de impulso de rayo soportada del interruptor de circuito de tanque muerto con gas SF6 se actualiza a 550 kV (vs. 450 kV estándar), con aisladores de porcelana de distancia de arrastre extendida (31mm/kV).
   • ​Diseño Sísmico: Se añaden uniones flexibles y bases absorbentes de choques al interruptor de circuito de tanque muerto con gas SF6, cumpliendo con los requisitos sísmicos de 0.3g de aceleración horizontal y 0.15g vertical.
4. ​Soporte de Mantenimiento Inteligente​
   • ​Monitoreo en Línea de Gases: El interruptor de circuito de tanque muerto con gas SF6 integra relés de densidad y sensores de microagua para el seguimiento en tiempo real de la presión y la humedad de la mezcla de SF6, transmitiendo datos vía satélite a sistemas de control central.
   • ​Mantenimiento Modular: Un mecanismo de resorte operado (por ejemplo, tipo CTB-1) extiende la vida útil mecánica del interruptor de circuito de tanque muerto con gas SF6 a 10.000 operaciones, reduciendo las necesidades de mantenimiento en el sitio.

​Resultados​
Desde su implementación en 2024, la solución de interruptor de circuito de tanque muerto con gas SF6 ha demostrado un rendimiento excepcional en la red del altiplano de Etiopía:

1. ​Fiabilidad Mejorada: Los sistemas de gases híbridos y calefacción permiten la operación estable de los interruptores de circuito de tanque muerto con gas SF6 a -40°C, reduciendo las tasas de fallo en un 85% sin interrupciones causadas por la liquefacción del gas.
2. ​Costos de Mantenimiento Reducidos: La frecuencia anual de mantenimiento disminuyó de 6 a 1, reduciendo los costos en un 30%.
3. ​Cumplimiento Ambiental: El uso de SF6 en los interruptores de circuito de tanque muerto con gas SF6 disminuyó en un 75%, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero en un 80% en comparación con soluciones convencionales, alineándose con el Acuerdo de París.