Solution de disjoncteur SF6 à cuve morte pour les régions du plateau africain (Éthiopie)

Contexte du Projet​
L'Éthiopie, située sur le plateau d'Afrique de l'Est, a une altitude moyenne dépassant 3 000 mètres. Dans certaines régions, les températures hivernales peuvent descendre jusqu'à -30°C, accompagnées de variations de température diurne importantes (jusqu'à 25°C par jour) et d'une radiation ultraviolette intense. Le système électrique local est confronté aux défis suivants :

1. ​Risque de Liquefaction du Gaz SF6: Les disjoncteurs à cuve morte traditionnels utilisant du gaz SF6 sont susceptibles de voir ce gaz se liquéfier à basse température (température critique de liquefaction ≈ -28,5°C), compromettant l'isolation et la capacité d'extinction d'arc, potentiellement causant des pannes de fonctionnement.
2. ​Dégradation de l'Isolation en Haute Altitude: La densité réduite de l'air affaiblit la résistance de l'isolation externe, nécessitant des niveaux d'isolation renforcés ou des conceptions spécifiques pour les disjoncteurs à cuve morte SF6.
3. ​Difficulté de Maintenance Élevée: Les zones éloignées manquent de ressources suffisantes pour la maintenance, nécessitant que les disjoncteurs à cuve morte SF6 soient dotés de capacités de maintenance à long terme sans intervention.

​Solution​
Pour répondre aux défis environnementaux et techniques, les mesures intégrées suivantes ont été mises en œuvre pour les disjoncteurs à cuve morte SF6 :

1. ​Optimisation du Gaz Hybride​
   • ​Mélange de Gaz SF6+CF4: Un mélange de 25% de SF6 et 75% de CF4 réduit la température critique de liquefaction à -60°C, assurant la stabilité du gaz pour les disjoncteurs à cuve morte SF6 dans le froid extrême.
   • ​Contrôle de Pression: La pression nominale du disjoncteur à cuve morte SF6 est fixée à 0,6 MPa (pression relative), combinée à un scellement amélioré pour empêcher les fuites de gaz à basse température.
2. ​Système de Chauffage et d'Isolation Thermique​
   • ​Bandes de Chauffage Intégrées: Un système de chauffage électrique de 300W est intégré au corps du disjoncteur à cuve morte SF6 et aux conduites de pression, s'activant automatiquement en dessous de -20°C pour maintenir la pression du gaz au-dessus du seuil de liquefaction.
   • ​Isolation Double Couche: Le disjoncteur à cuve morte SF6 utilise une coque composite extérieure résistante aux UV et une couche interne d'aérogel pour minimiser les pertes de chaleur et résister à la radiation solaire du plateau.
3. ​Adaptation à la Haute Altitude​
   • ​Isolation Renforcée: La tension d'impulsion de foudre supportée par le disjoncteur à cuve morte SF6 est augmentée à 550 kV (contre 450 kV standard), avec des isolateurs en porcelaine de longueur de glissement étendue (31 mm/kV).
   • ​Conception Sismique: Des liaisons flexibles et des bases absorbant les chocs sont ajoutées au disjoncteur à cuve morte SF6, répondant aux exigences sismiques de 0,3g d'accélération horizontale et 0,15g d'accélération verticale.
4. ​Soutien Intelligent à la Maintenance​
   • ​Surveillance en Ligne du Gaz: Le disjoncteur à cuve morte SF6 intègre des relais de densité et des capteurs de micro-eau pour le suivi en temps réel de la pression et de l'humidité du mélange SF6, transmettant les données via satellite aux systèmes de contrôle central.
   • ​Maintenance Modulaire: Un mécanisme à ressort (par exemple, type CTB-1) prolonge la durée de vie mécanique du disjoncteur à cuve morte SF6 à 10 000 opérations, réduisant les besoins de maintenance sur site.

​Résultats​
Depuis son déploiement en 2024, la solution de disjoncteur à cuve morte SF6 a livré des performances exceptionnelles dans le réseau de plateau éthiopien :

1. ​Fiabilité Améliorée: Les systèmes de gaz hybrides et de chauffage permettent une opération stable des disjoncteurs à cuve morte SF6 à -40°C, réduisant les taux de panne de 85% avec zéro interruption due à la liquefaction du gaz.
2. ​Coûts de Maintenance Réduits: La fréquence annuelle de maintenance est passée de 6 à 1, réduisant les coûts de 30%.
3. ​Conformité Environnementale: L'utilisation de SF6 dans les disjoncteurs à cuve morte SF6 a diminué de 75%, réduisant les émissions de gaz à effet de serre de 80% par rapport aux solutions conventionnelles, en conformité avec l'Accord de Paris.