Dode Tank SF6 Schakelaaroplossing voor Hooglandgebieden in Afrika (Ethiopië)

Project Background​
Ethiopië, gelegen op het oost-Afrikaanse plateau, heeft een gemiddelde hoogte die 3.000 meter overschrijdt. In sommige gebieden kan de temperatuur in de winter dalen tot -30°C, vergezeld van aanzienlijke dagelijkse temperatuurschommelingen (tot 25°C per dag) en intense ultraviolette straling. Het lokale elektriciteitsnetwerk staat voor de volgende uitdagingen:

1. ​Risico op vloeibaar worden van SF6-gas: Traditionele Dead Tank SF6-schakelaars lopen risico op vloeibaar worden van SF6-gas bij lage temperaturen (kritische vloeipunttemperatuur ≈ -28,5°C), waardoor de isolatie en de boogdoofprestaties worden aangetast, wat potentiële bedrijfsstoringen kan veroorzaken.
2. ​Afbraak van isolatie op grote hoogte: Vermindering van de luchtdichtheid verzwakt de externe isolatiesterkte, waardoor verhoogde isolatieniveaus of gespecialiseerde ontwerpen nodig zijn voor Dead Tank SF6-schakelaars.
3. ​Hoge onderhoudsmoeilijkheden: Gebieden op afstand hebben onvoldoende onderhoudsbronnen, waardoor Dead Tank SF6-schakelaars moeten beschikken over langdurige onderhoudsvrije mogelijkheden.

​Oplossing​
Om de omgevings- en technische uitdagingen te tackelen, werden de volgende geïntegreerde maatregelen genomen voor de Dead Tank SF6-schakelaar:

1. ​Optimalisatie van hybride gas​
   • ​SF6+CF4-gasmengsel: Een mengsel van 25% SF6 en 75% CF4 verlaagt de kritische vloeipunttemperatuur tot -60°C, waardoor de gasstabiliteit van Dead Tank SF6-schakelaars in extreme kou wordt gewaarborgd.
   • ​Drukcontrole: De nominale druk van de Dead Tank SF6-schakelaar is ingesteld op 0,6 MPa (manometerdruk), gecombineerd met verbeterde dichting om gaslekken bij lage temperaturen te voorkomen.
2. ​Verwarmings- en thermische isolatiesysteem​
   • ​Ingebouwde verwarmingsstrips: Een elektrisch verwarmingssysteem van 300W is geïntegreerd in het lichaam en de drukleidingen van de Dead Tank SF6-schakelaar, dat automatisch actief wordt onder -20°C om de gasdruk boven de vloeipunt te houden.
   • ​Tweelaags isolatie: De Dead Tank SF6-schakelaar gebruikt een buitenste UV-bestendige composietomhulling en een binnenste aerogellaag om warmteverlies te minimaliseren en de zonnestraling op plateauhoogte te weerstaan.
3. ​Aanpassing aan grote hoogte​
   • ​Versterkte isolatie: De blikseminslagimpulsdruk van de Dead Tank SF6-schakelaar is verhoogd naar 550 kV (vs. 450 kV standaard), met verlengde sluipafstandsisolatoren (31 mm/kV).
   • ​Aardbevingsbestendig ontwerp: Flexibele verbindingen en schokdempende basis zijn toegevoegd aan de Dead Tank SF6-schakelaar, voldoend aan aardbevingsvereisten van 0,3g horizontale en 0,15g verticale versnelling.
4. ​Slimme ondersteuning voor onderhoud​
   • ​Online gasmonitoring: De Dead Tank SF6-schakelaar integreert dichtheidrelais en micro-water sensoren voor real-time tracking van de SF6-mengseldruk en -vochtigheid, waarbij de gegevens via satelliet naar centrale controle systemen worden verzonden.
   • ​Modulaire onderhoudsstructuur: Een veerverstuurd mechanisme (bijv. type CTB-1) verlengt de mechanische levensduur van de Dead Tank SF6-schakelaar tot 10.000 operaties, waardoor de behoefte aan ter plaatse onderhoud wordt verminderd.

​Resultaten​
Sinds de implementatie in 2024 heeft de Dead Tank SF6-schakelaaroplossing uitzonderlijke prestaties geleverd in Ethiopië's plateau-netwerk:

1. ​Verbeterde betrouwbaarheid: Hybride gas en verwarmingsystemen maken stabiele werking van Dead Tank SF6-schakelaars mogelijk bij -40°C, met een vermindering van storingen met 85% en geen uitval door gasvloeibaarwording.
2. ​Lagere onderhoudskosten: De jaarlijkse frequentie van onderhoud daalde van 6 naar 1, met een kostenvermindering van 30%.
3. ​Milieuconformiteit: Het gebruik van SF6 in Dead Tank SF6-schakelaars nam met 75% af, waardoor de broeikasgasemissies met 80% werden verminderd ten opzichte van conventionele oplossingen, in overeenstemming met de Parijse Overeenkomst.