Rješenje za prekidače s heksafluoridom ugljenika (SF6) sa mrtvom bačvom za visoravne regije Afrike (Etiopija)

Pozadina projekta​
Etiopija, smještena na visoravni u istočnoj Africi, ima prosečnu nadmorsku visinu preko 3.000 metara. U nekim područjima zimska temperatura može pasti do -30°C, uz velike dnevne promjene temperature (do 25°C dnevno) i intenzivno ultraljubičasto zračenje. Lokalni električni sistem suočen je sa sljedećim izazovima:

1. ​Rizik od tečenja SF6 gasa: Tradicionalni SF6 prekidači s mrtvom bakrom osetljivi su na tečenje SF6 gasa na niskim temperaturama (kritična temperatura za tečenje ≈ -28.5°C), što kompromitira izolaciju i sposobnost ugasevanja luka, potencijalno dovodeći do operativnih propala.
2. ​Degradacija izolacije na visokoj nadmorskoj visini: Smanjena gustoća zraka oslabljuje spoljnju izolaciju, što zahtijeva poboljšane razine izolacije ili specijalne dizajne za SF6 prekidače s mrtvom bakrom.
3. ​Visoka održavanja težina: U daljim područjima nedostaje dovoljno resursa za održavanje, stoga treba da SF6 prekidači s mrtvom bakrom imaju sposobnosti dugotrajnog održavanja bez održavanja.

​Rješenje​
Da bi se suočilo sa okruženjskim i tehničkim izazovima, implementirane su sljedeće integrisane mere za SF6 prekidač s mrtvom bakrom:

1. ​Optimizacija hibridnog gasa​
   • ​Mesa SF6+CF4 gasa: Meso od 25% SF6 i 75% CF4 smanjuje kritičnu temperaturu za tečenje na -60°C, osiguravajući stabilnost gasa za SF6 prekidače s mrtvom bakrom u ekstremnom hladu.
   • ​Kontrola pritiska: Nominalni pritisak SF6 prekidača s mrtvom bakrom postavljen je na 0,6 MPa (pritisak na manometru), kombinovan sa poboljšanim zatvaranjem kako bi se sprečila curenje gasa na niskim temperaturama.
2. ​Sistem zagrijavanja i termičke izolacije​
   • ​Ugrađeni grejalni traci: Električni sistem zagrijavanja od 300W integriran je u telo SF6 prekidača s mrtvom bakrom i cijevi pritiska, koji automatski aktivira ispod -20°C kako bi se održao pritisak gasa iznad pragove tečenja.
   • ​Dvostruka izolacija: SF6 prekidač s mrtvom bakrom koristi spoljni UV-oduporno kompozitni škrovijet i unutrašnji sloj aerogela kako bi se smanjila gubitci toplote i otupio solarni zrak na visoravnim područjima.
3. ​Prilagođavanje visokoj nadmorskoj visini​
   • ​Poboljšana izolacija: Izolacija SF6 prekidača s mrtvom bakrom protiv udaraca munje unapređena je na 550 kV (u usporedbi sa standardnim 450 kV), sa produženim odvojnim porcelanskim bušnjacima (31mm/kV).
   • ​Izolacija od seizmičkih talasa: Dodati su fleksibilni spojevi i osnovice s apsorbentima talasa SF6 prekidaču s mrtvom bakrom, zadovoljavajući seizmičke zahteve od 0,3g horizontalne i 0,15g vertikalne akceleracije.
4. ​Inteligentna podrška za održavanje​
   • ​Online monitoring gasa: SF6 prekidač s mrtvom bakrom integriše relé za gustoću i senzore za mikro-vodu za praćenje u stvarnom vremenu pritiska i vlage mesa SF6, pri čemu se podaci prenose putem satelita centralnim kontrolnim sistemima.
   • ​Modularno održavanje: Mechanizam pogonjen oprugom (npr. tip CTB-1) proširuje mehanički život SF6 prekidača s mrtvom bakrom na 10.000 radnji, smanjujući potrebu za održavanjem na mestu.

​Rezultati​
Od njegovog uvođenja 2024. godine, rješenje SF6 prekidača s mrtvom bakrom dostavilo je izuzetne performanse u etiopskoj mreži na visoravni:

1. ​Poboljšana pouzdanost: Hibridni gas i sistemi zagrijavanja omogućuju stabilnu operaciju SF6 prekidača s mrtvom bakrom na -40°C, smanjujući stopu propala za 85% bez propala uzrokovanih tečenjem gasa.
2. ​Niže troškove održavanja: Frekvencija godišnjeg održavanja smanjena je sa 6 na 1, smanjujući troškove za 30%.
3. ​Skladnost sa okruženjem: Korišćenje SF6 u SF6 prekidačima s mrtvom bakrom smanjeno je za 75%, smanjujući emisije stakleničkih gasova za 80% u poređenju sa konvencionalnim rješenjima, u skladu sa Pariskim sporazumom.