Rozwiązanie wyłącznika SF6 Dead Tank dla regionów płaskowyżu afrykańskiego (Etiopia)

Tło projektu​
Etiopia, położona na Wysokim Wyżynie Afrykańskim, ma średnią wysokość przekraczającą 3000 metrów. W niektórych rejonach temperatura zimą może spadać do -30°C, a obserwuje się znaczne wahania temperatury w ciągu dnia (do 25°C dziennie) oraz intensywne promieniowanie UV. Lokalny system energetyczny staje przed następującymi wyzwaniami:

1. ​Ryzyko zastygnięcia gazu SF6: Tradycyjne przerywacze obwodów SF6 typu Dead Tank są narażone na zastygnięcie gazu SF6 przy niskich temperaturach (temperatura krytyczna zastygnięcia ≈ -28,5°C), co prowadzi do pogorszenia izolacji i możliwości gaszenia łuku elektrycznego, co potencjalnie powoduje awarie.
2. ​Zmniejszenie izolacji na dużych wysokościach: Zmniejszona gęstość powietrza osłabia siłę zewnętrznej izolacji, co wymaga wzrostu poziomu izolacji lub specjalnych rozwiązań dla przerywaczy obwodów SF6 typu Dead Tank.
3. ​Wysokie trudności utrzymania: W odległych rejonach brakuje wystarczających zasobów do utrzymania, co wymaga, aby przerywacze obwodów SF6 typu Dead Tank miały zdolność do długoterminowego bezobsługowego działania.

​Rozwiązanie​
Aby sprostać środowiskowym i technicznym wyzwaniom, wprowadzono następujące zintegrowane środki dla przerywacza obwodów SF6 typu Dead Tank:

1. ​Optymalizacja mieszaniny gazowej​
   • ​Mieszanina gazów SF6+CF4: Mieszanina składająca się z 25% SF6 i 75% CF4 obniża temperaturę krytyczną zastygnięcia do -60°C, zapewniając stabilność gazu dla przerywaczy obwodów SF6 typu Dead Tank w ekstremalnie zimnym klimacie.
   • ​Kontrola ciśnienia: Ciśnienie nominalne przerywacza obwodów SF6 typu Dead Tank wynosi 0,6 MPa (ciśnienie manometryczne), połączone z wzmocnioną szczelnością, aby zapobiec przeciekowi gazu przy niskich temperaturach.
2. ​System ogrzewania i izolacji termicznej​
   • ​Wbudowane grzałki: System ogrzewania o mocy 300W jest wbudowany w korpus przerywacza obwodów SF6 typu Dead Tank i rury ciśnieniowe, automatycznie aktywujący się poniżej -20°C, aby utrzymać ciśnienie gazu powyżej progu zastygnięcia.
   • ​Dwuwarcie izolacja: Przerywacz obwodów SF6 typu Dead Tank używa zewnętrznego obudowy kompozytowej odpornej na UV i wewnętrznego warstwy aerogelu, aby minimalizować straty ciepła i wytrzymać promieniowanie słoneczne na płaskowyżu.
3. ​Adaptacja do dużych wysokości​
   • ​Wzmocniona izolacja: Wytrzymałość przerywacza obwodów SF6 typu Dead Tank na impulsy błyskawiczne została zwiększona do 550 kV (w porównaniu do standardowych 450 kV), z wydłużonymi odstępami ściekowymi z porcelanowymi izolatorami (31 mm/kV).
   • ​Konstrukcja sejsmiczna: Dodano elastyczne połączenia i amortyzujące podstawy do przerywacza obwodów SF6 typu Dead Tank, spełniając wymagania sejsmiczne 0,3g w poziomie i 0,15g w pionie.
4. ​Wsparcie inteligentnego utrzymania​
   • ​Monitorowanie gazu online: Przerywacz obwodów SF6 typu Dead Tank integruje relé gęstości i czujniki mikrowody do monitorowania w czasie rzeczywistym ciśnienia i wilgotności mieszanki SF6, przesyłając dane satelitarnie do centralnych systemów kontroli.
   • ​Modularne utrzymanie: Mechanizm napędzany sprężyną (np. typ CTB-1) przedłuża żywotność mechaniczną przerywacza obwodów SF6 typu Dead Tank do 10 000 operacji, zmniejszając potrzebę konserwacji na miejscu.

​Wyniki​
Od momentu wdrożenia w 2024 roku, rozwiązanie przerywacza obwodów SF6 typu Dead Tank dostarczyło wyjątkowych wyników w sieci energetycznej Etiopii na płaskowyżu:

1. ​Zwiększone niezawodność: Mieszaniny gazowe i systemy ogrzewania umożliwiają stabilne działanie przerywaczy obwodów SF6 typu Dead Tank przy -40°C, zmniejszając częstość awarii o 85% z zerowymi przerwami spowodowanymi zastygnięciem gazu.
2. ​Niższe koszty utrzymania: Częstotliwość konserwacji rocznie spadła z 6 do 1, obniżając koszty o 30%.
3. ​Zgodność z środowiskiem: Użycie SF6 w przerywaczach obwodów SF6 typu Dead Tank zmniejszyło się o 75%, obniżając emisję gazów cieplarnianych o 80% w porównaniu do tradycyjnych rozwiązań, co jest zgodne z Porozumieniem Paryskim.