Rješenje za prekidalo s ugljikohidrata fluorida (SF6) s mrtvom posudom za visoravne regije Afrike (Etiopija)

Pozadina projekta​
Etiopija, smještena na visoravni istočne Afrike, ima prosječnu nadmorsku visinu preko 3.000 metara. U nekim područjima zimske temperature mogu pasti do -30°C, uz velike dnevne oscilacije temperature (do 25°C dnevno) i intenzivno ultraljubičasto zračenje. Lokalni sustav snabdevanja električnom energijom suočava se s sljedećim izazovima:

1. ​Rizik od tekućenja SF6 plina: Tradicionalni prekidači s SF6 plinom u metalnoj omotačkoj posudu podložni su riziku tekućenja SF6 plina pri niskim temperaturama (kritična temperatura tekućenja ≈ -28.5°C), što kompromitira izolacijska i ugasečka svojstva, potencijalno uzrokujući operativne propade.
2. ​Smanjenje izolacije na visokoj nadmorskoj visini: Smanjena gustoća zraka oslabljuje vanjsku izolacijsku čvrstoću, što zahtijeva jačanje razina izolacije ili specijalne dizajne za prekidače s SF6 plinom u metalnoj omotačkoj posudi.
3. ​Visoka težina održavanja: U daljim područjima nedostaje dovoljno resursa za održavanje, što zahtijeva da prekidači s SF6 plinom u metalnoj omotačkoj posudi imaju sposobnost dugotrajnog bezodržavanja.

​Rješenje​
Kako bi se suočili s okolišnim i tehničkim izazovima, za prekidač s SF6 plinom u metalnoj omotačkoj posudi implementirane su sljedeće integrirane mjere:

1. ​Optimizacija hibridnog plina​
   • ​Mješavina SF6+CF4 plina: Mješavina od 25% SF6 i 75% CF4 smanjuje kritičnu temperaturu tekućenja na -60°C, osiguravajući stabilnost plina za prekidače s SF6 plinom u metalnoj omotačkoj posudi u ekstremnoj hladnoći.
   • ​Kontrola tlaka: Nominirani tlak prekidača s SF6 plinom u metalnoj omotačkoj posudi postavljen je na 0,6 MPa (relativni tlak), kombiniran s jačanjem sigurnosti kako bi se spriječila curenje plina pri niskim temperaturama.
2. ​Sustav zagrijavanja i toplinske izolacije​
   • ​Ugrađene grejalice: U tijelo prekidača s SF6 plinom u metalnoj omotačkoj posudi i cjevove tlaka ugrađen je električni sustav zagrijavanja od 300W, koji automatski aktivira ispod -20°C kako bi se održao tlak plina iznad temperature tekućenja.
   • ​Dvostruka izolacija: Prekidač s SF6 plinom u metalnoj omotačkoj posudi koristi vanjsku UV-odupornu kompozitnu ljusku i unutarnji sloj aerogela kako bi se smanjila gubitci topline i otporno na solarno zračenje na visoravnini.
3. ​Prilagodba visokoj nadmorskoj visini​
   • ​Jačanje izolacije: Izolacija prekidača s SF6 plinom u metalnoj omotačkoj posudi protiv udara munje jačana je na 550 kV (u usporedbi s standardnim 450 kV), uz produženi put puznja keramičkih izolatora (31mm/kV).
   • ​Izolacija od seizmičkih utjecaja: Dodani su fleksibilni spojevi i amortizacijske baze prekidaču s SF6 plinom u metalnoj omotačkoj posudi, zadovoljavajući seizmičke zahtjeve od 0,3g horizontalne i 0,15g vertikalne akceleracije.
4. ​Podrška pametnom održavanju​
   • ​Online nadzor plina: Prekidač s SF6 plinom u metalnoj omotačkoj posudi integriše relé za gustoću i senzore za mikrovodu za stvarnotrenutni praćenje tlaka i vlage mješavine SF6 plina, prijenos podataka putem satelita centralnim kontrolnim sustavima.
   • ​Modularno održavanje Operativni mehanizam pogonjen prugom (npr. tip CTB-1) proširuje mehanički životni vijek prekidača s SF6 plinom u metalnoj omotačkoj posudi na 10.000 radnji, smanjujući potrebu za održavanjem na mjestu.