Mengapa Udara Kering adalah Alternatif Terbaik untuk Gas SF₆ di Unit Ring Utama

1. Unit Ring Utama dengan Isolasi Udara dan Gas SF₆

Unit ring utama dengan isolasi udara sebagian besar mengintegrasikan saklar pemutus beban, disconnector, atau kombinasi keduanya dengan kemampuan grounding, yang dioperasikan secara manual atau listrik. Unit-unit ini mungkin juga mencakup pengaman untuk mengontrol garis input dan output kabel. Sebaliknya, unit ring utama dengan isolasi gas SF₆, yang umumnya dikenal sebagai peralatan switchgear dengan isolasi gas, menggunakan gas SF₆ untuk isolasi dan pemadam busur karena kekuatan dielektriknya yang tinggi, kemampuan pemadam busur yang kuat, non-toksis, dan stabilitas kimia, menjadikannya media yang sangat baik untuk kedua tujuan tersebut.

2. Alasan Mengganti Gas SF₆ dengan Udara Kering

Meskipun memiliki keunggulan, gas SF₆ memiliki potensi pemanasan global (GWP) yang sangat tinggi, menempatkannya di antara enam gas rumah kaca yang diatur oleh Protokol Kyoto. Sebagai negara penandatangan yang berkomitmen untuk mengurangi emisi, China telah mengurangi intensitas karbonnya sebesar 48,1% dari tingkat 2005 hingga akhir 2019, mencapai target 2020 lebih awal. Dengan tujuan nasional untuk mencapai puncak emisi karbon sebelum 2030 dan netralitas karbon sebelum 2060, mengurangi emisi karbon menjadi fokus kritis dalam perencanaan energi masa depan. Dalam konteks ini, mengganti gas SF₆ dengan udara kering dalam switchgear tegangan menengah memiliki lima alasan utama:

2.1 GWP Nol dari Udara Kering

Indeks GWP mengukur seberapa banyak massa tertentu dari gas rumah kaca menyumbang pada pemanasan global dibandingkan dengan massa yang sama dari karbon dioksida selama periode tertentu. GWP dari SF₆ adalah 23.900 kali lebih besar daripada CO₂, menjadikannya salah satu dari enam gas yang ditargetkan oleh Protokol Kyoto dan Direktif Eropa 2003/87 karena dampak lingkungannya. Rata-rata kompartemen saklar beban atau pemutus sirkuit mengandung sekitar 1 kg SF₆; jika bocor, ini setara dengan mengendarai mobil sejauh sekitar 200.000 km dalam hal kerusakan lingkungan.

Mengingat ada sekitar 30 juta unit switchgear di seluruh dunia, kebutuhan untuk menemukan alternatif SF₆ menjadi jelas. Dengan GWP nol, udara kering—yang terdiri dari 21% oksigen dan 79% nitrogen secara alami—menawarkan solusi yang menghilangkan kekhawatiran tentang kontribusi pemanasan global, memposisikannya sebagai pengganti ideal untuk SF₆ karena keamanan dan manfaat lingkungan yang jelas. Perbandingan antara sifat SF₆ dan udara kering diringkas dalam Tabel 1.

2.2 Udara Kering Tidak Memerlukan Pemulihan atau Penanganan

Peralatan switchgear logam tertutup ramah lingkungan dengan isolasi gas tidak menggunakan gas SF₆ selama produksi dan perakitan, sehingga menghilangkan kebutuhan untuk sistem pemulihan dan perlindungan gas. Mudah diisi, dan produk dekomposisinya tidak mengandung zat berbahaya, menjadikannya sesuai dengan standar lingkungan. Peralatan ini tidak menyebabkan pencemaran lingkungan selama operasi jangka panjang, cocok untuk lingkungan lembab dan keras, dan bebas perawatan. Sebaliknya, peralatan switchgear gas SF₆ harus menjaga gas SF₆ tertutup dalam sistem tertutup sepanjang siklus hidupnya untuk meminimalkan kebocoran dan mengurangi dampak lingkungan.

Saat perawatan diperlukan, unit pemulihan gas digunakan untuk mengumpulkan gas di tempat. Setelah diproses untuk menghilangkan kotoran, gas dapat digunakan kembali. Namun, selama operasi switching, SF₆ dapat menghasilkan produk sampingan beracun, sehingga gas SF₆ bekas diklasifikasikan sebagai limbah berbahaya. Biaya pembuangan gas SF₆ cukup besar, sekitar 20% dari harga asli peralatan. Penggunaan udara kering sepenuhnya menghilangkan kebutuhan akan SF₆, secara signifikan mengurangi dampak lingkungan switchgear dan menghindari biaya serta prosedur yang terkait dengan pembuangan dan pemulihan.

2.3 Udara Kering Menyediakan Keuntungan Tambahan bagi Operator

Switchgear baru tanpa SF₆ yang menggunakan udara kering memberikan banyak manfaat bagi operator: ① Tetap mempertahankan ukuran kompak yang dihargai pada peralatan SF₆ tradisional, dan metode operasinya tetap sama, sehingga teknisi tidak memerlukan pelatihan tambahan; ② Saklar beban tiga posisi dalam switchgear dengan isolasi gas ramah lingkungan menggunakan teknologi interupsi vakum paralel, mempertahankan kebiasaan operasi tiga posisi asli sambil memungkinkan solusi perangkat gabungan, menawarkan pelanggan perlindungan transformator yang ekonomis dan andal.

2.4 Udara Kering Melindungi Kesehatan dan Keselamatan Personil

Switchgear tegangan menengah sering digunakan di area publik, sehingga kesehatan dan keselamatan menjadi pertimbangan utama saat memilih alternatif SF₆. Udara kering, sebagai pengganti yang aman, melindungi publik dari risiko kesehatan dan keselamatan potensial. Sama sekali tidak beracun, sehingga bahkan jika bocor, tidak membahayakan orang atau lingkungan. Tidak menimbulkan risiko kesehatan bagi personil yang bertanggung jawab atas instalasi dan penonaktifan, dan tidak perlu menetapkan regulasi penanganan peralatan yang ketat untuk keselamatan personil. Sebaliknya, gas proprietary yang belum diverifikasi mungkin menimbulkan risiko kesehatan dan keselamatan.

2.5 Udara Kering Mengurangi Kekhawatiran Regulasi

Banyak perusahaan mengambil langkah-langkah signifikan untuk mengurangi drastis emisi gas rumah kaca. Upaya strategis ini didorong tidak hanya oleh keinginan untuk keberlanjutan yang lebih besar, tetapi juga oleh tekanan regulasi yang kuat. Di Eropa, penggunaan, penanganan, penonaktifan, pemantauan, dan pencatatan inventaris gas SF₆ diatur dengan ketat. Di China, kebijakan dan langkah-langkah relevan telah diperkenalkan sejak 2012 untuk mengatur penggunaan dan pemulihan gas SF₆. Menurut standar yang dikeluarkan oleh Administrasi Standarisasi China, emisi gas SF₆ yang dihasilkan selama perawatan dan penonaktifan peralatan SF₆ telah dimasukkan dalam cakupan akuntansi dan pelaporan gas rumah kaca bagi perusahaan jaringan listrik China.

Mengingat ekspektasi regulasi yang semakin ketat di masa depan, mengadopsi produk alternatif ramah lingkungan yang tidak terpengaruh oleh batasan regulasi masa depan adalah pilihan yang bijaksana untuk memastikan kelangsungan operasional. Switchgear tegangan menengah dengan udara kering menyediakan kinerja isolasi dan interupsi yang andal tanpa terpengaruh oleh regulasi lingkungan atau pajak karbon. Sebagai ekonomi terbesar kedua di dunia dan konsumen energi terbesar, China memainkan peran penting dalam transisi energi global. Baru-baru ini, Sidang Pleno Kelima Komite Pusat ke-19 mengusulkan tujuan pengembangan sosio-ekonomi kunci untuk periode Rencana Lima Tahun ke-14 China, secara eksplisit menyatakan bahwa "penataan sumber daya energi harus menjadi lebih rasional, efisiensi penggunaan harus meningkat secara signifikan, dan total emisi polutan utama harus terus menurun."

Secara keseluruhan, udara kering sebagai medium isolasi menawarkan keuntungan berikut: ① ramah lingkungan dan hijau; ② konduktivitas termal yang baik; ③ tidak memerlukan ventilasi atau peralatan pelindung selama produksi dan perawatan peralatan; ④ partikel logam yang dihasilkan selama produksi atau penggunaan menimbulkan bahaya minimal bagi switchgear dengan isolasi udara kering.

3 Kesimpulan

Tipe baru unit ring utama menggunakan udara kering sebagai medium isolasi, menggantikan gas SF₆ yang merusak lingkungan, sehingga mengurangi emisi gas rumah kaca. Pada akhir siklus hidupnya, lebih dari 90% material dapat didaur ulang. Penggunaan metode isolasi gas dengan tekanan positif sedikit mengurangi kemungkinan kebocoran gas, meningkatkan keamanan dan keandalan. Komponen-komponen tegangan tinggi sepenuhnya tertutup dalam enklosur logam, memastikan operasi yang aman dalam lingkungan keras seperti ketinggian, dingin ekstrem, kelembaban, dan polusi. Sakelar vakum dan sakelar isolasi/grounding tiga posisi mendukung operasi manual dan listrik, dan switchgear dilengkapi dengan kemampuan cerdas.

Meskipun unit ring utama ramah lingkungan telah membuat kemajuan dalam hal kecerdasan, kehijauan, dan perlindungan lingkungan, kinerja isolasi nitrogen dan udara kering pada tekanan yang sama hanya sekitar sepertiga dari SF₆, terutama dalam produk GIS tegangan tinggi, di mana belum ditemukan pengganti yang layak untuk SF₆. Oleh karena itu, upaya lebih lanjut diperlukan dalam pengembangan gas-gas ramah lingkungan.