Solução de Disjuntor SF6 Dead Tank para Regiões de Planalto Africano (Etiópia)

Contexto do Projeto​
A Etiópia, localizada no planalto da África Oriental, tem uma altitude média superior a 3.000 metros. Em algumas áreas, as temperaturas invernais podem cair até -30°C, acompanhadas por variações diurnas de temperatura significativas (até 25°C diariamente) e radiação ultravioleta intensa. O sistema elétrico local enfrenta os seguintes desafios:

1. ​Risco de Liquidação de Gás SF6: Os tradicionais Disjuntores de Tanque Morto com SF6 são propensos à liquefação do gás SF6 em baixas temperaturas (temperatura crítica de liquefação ≈ -28,5°C), comprometendo o isolamento e o desempenho de extinção do arco, potencialmente causando falhas operacionais.
2. ​Degradação do Isolamento em Altitudes Elevadas: A redução da densidade do ar enfraquece a força do isolamento externo, necessitando de níveis de isolamento aprimorados ou designs especializados para Disjuntores de Tanque Morto com SF6.
3. ​Alta Dificuldade de Manutenção: As áreas remotas carecem de recursos de manutenção suficientes, exigindo que os Disjuntores de Tanque Morto com SF6 tenham capacidades de manutenção sem intervenção humana a longo prazo.

​Solução​
Para abordar os desafios ambientais e técnicos, as seguintes medidas integradas foram implementadas para o Disjuntor de Tanque Morto com SF6:

1. ​Otimização de Gás Híbrido​
   • ​Mistura de Gases SF6+CF4: Uma mistura de 25% de SF6 e 75% de CF4 reduz a temperatura crítica de liquefação para -60°C, garantindo a estabilidade do gás para Disjuntores de Tanque Morto com SF6 em condições extremamente frias.
   • ​Controle de Pressão: A pressão nominal do Disjuntor de Tanque Morto com SF6 é definida em 0,6 MPa (pressão manométrica), combinada com vedação aprimorada para prevenir vazamentos de gás em baixas temperaturas.
2. ​Sistema de Aquecimento e Isolamento Térmico​
   • ​Fitas de Aquecimento Integradas: Um sistema de aquecimento elétrico de 300W é integrado ao corpo do Disjuntor de Tanque Morto com SF6 e às tubulações de pressão, ativando automaticamente abaixo de -20°C para manter a pressão do gás acima do limite de liquefação.
   • ​Isolamento Duplo: O Disjuntor de Tanque Morto com SF6 utiliza uma carcaça composta exterior resistente a UV e uma camada interna de aerogel para minimizar a perda de calor e suportar a radiação solar típica do planalto.
3. ​Adaptação a Altitudes Elevadas​
   • ​Isolamento Aprimorado: A tensão de resistência a impulsos de raio do Disjuntor de Tanque Morto com SF6 é atualizada para 550 kV (vs. 450 kV padrão), com buchas de faísca estendidas (31mm/kV).
   • ​Design Sísmico: Vinculações flexíveis e bases absorventes de choque são adicionadas ao Disjuntor de Tanque Morto com SF6, atendendo aos requisitos sísmicos de 0,3g de aceleração horizontal e 0,15g de aceleração vertical.
4. ​Suporte de Manutenção Inteligente​
   • ​Monitoramento Online do Gás: O Disjuntor de Tanque Morto com SF6 integra relés de densidade e sensores de micro-água para rastreamento em tempo real da pressão e umidade da mistura de SF6, transmitindo dados via satélite para sistemas de controle central.
   • ​Manutenção Modular: Um mecanismo operado a mola (por exemplo, tipo CTB-1) estende a vida útil mecânica do Disjuntor de Tanque Morto com SF6 para 10.000 operações, reduzindo as necessidades de manutenção no local.

​Resultados​
Desde sua implementação em 2024, a solução do Disjuntor de Tanque Morto com SF6 tem proporcionado um desempenho excepcional na rede de planalto da Etiópia:

1. ​Confiança Aumentada: Sistemas híbridos de gás e aquecimento permitem a operação estável dos Disjuntores de Tanque Morto com SF6 a -40°C, reduzindo as taxas de falha em 85% com zero interrupções causadas pela liquefação do gás.
2. ​Custos de Manutenção Reduzidos: A frequência anual de manutenção diminuiu de 6 para 1, cortando custos em 30%.
3. ​Conformidade Ambiental: O uso de SF6 nos Disjuntores de Tanque Morto com SF6 diminuiu em 75%, reduzindo as emissões de gases de efeito estufa em 80% em comparação com soluções convencionais, alinhando-se com o Acordo de Paris.