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

1. Unit-unit Ring Utama Berisolasi Udara dan Berisolasi Gas SF₆

Unit-unit ring utama berisolasi udara sebagian besar mengintegrasikan pemutus beban, pemutus sambungan, atau kombinasi keduanya dengan kemampuan penggalian, yang dioperasikan secara manual atau listrik. Unit-unit ini mungkin juga mencakup sekering untuk mengontrol garis input dan output kabel. Sebaliknya, unit-unit ring utama berisolasi gas SF₆, yang umumnya disebut peralatan pemutus berisolasi gas, menggunakan gas SF₆ untuk isolasi dan pemadam busur karena kekuatan dielektriknya yang tinggi, kemampuan pemadam busur yang kuat, tidak beracun, dan stabilitas kimianya, menjadikannya media yang sangat baik untuk kedua tujuan tersebut.

2. Alasan Mengganti Gas SF₆ dengan Udara Kering

Meskipun memiliki kelebihan, 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 pada 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 sekarang menjadi fokus kritis dalam perencanaan energi masa depan. Dalam konteks ini, mengganti gas SF₆ dengan udara kering dalam peralatan pemutus tegangan menengah melayani lima alasan utama:

2.1 GWP Nol Udara Kering

Indeks GWP mengukur sejauh mana massa tertentu dari gas rumah kaca berkontribusi terhadap pemanasan global dibandingkan dengan massa yang sama dari karbon dioksida selama periode tertentu. GWP 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 pemutus beban atau pemutus sirkuit mengandung sekitar 1 kg SF₆; jika bocor, ini setara dengan mengendarai mobil sekitar 200.000 km dalam hal kerusakan lingkungan.

Mengingat ada sekitar 30 juta unit peralatan pemutus di seluruh dunia, kebutuhan untuk menemukan alternatif untuk 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, menempatkannya 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 Penyisihan

Peralatan pemutus logam tertutup berisolasi gas yang ramah lingkungan tidak menggunakan gas SF₆ selama produksi dan perakitan, menghilangkan kebutuhan untuk sistem pemulihan dan perlindungan gas. Mudah diisi, dan produk dekomposisinya tidak mengandung zat berbahaya, membuatnya sesuai dengan standar lingkungan. Peralatan semacam itu tidak menyebabkan pencemaran lingkungan selama operasi jangka panjang, cocok untuk lingkungan lembab dan keras, dan tanpa perawatan. Sebaliknya, peralatan pemutus gas SF₆ harus menjaga gas SF₆ tetap tersegel 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 dipurifikasi untuk menghilangkan kotoran, gas tersebut dapat digunakan kembali. Namun, selama operasi pemutusan, SF₆ dapat menghasilkan produk sampingan beracun, sehingga gas SF₆ bekas diklasifikasikan sebagai limbah berbahaya. Biaya penyisihan gas SF₆ sangat besar, sekitar 20% dari harga asli peralatan. Menggunakan udara kering sepenuhnya menghilangkan kebutuhan untuk SF₆, secara signifikan mengurangi dampak lingkungan peralatan pemutus dan menghindari biaya dan prosedur yang terkait dengan penyisihan dan pemulihan.

2.3 Udara Kering Menawarkan Keuntungan Tambahan bagi Operator

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

2.4 Udara Kering Melindungi Kesehatan dan Keselamatan Personil

Peralatan pemutus tegangan menengah sering digunakan di area publik, sehingga kesehatan dan keselamatan adalah pertimbangan utama saat memilih alternatif SF₆. Udara kering, sebagai substitusi yang aman, melindungi publik dari risiko kesehatan dan keselamatan potensial. Ini sepenuhnya tidak beracun, sehingga bahkan jika bocor, tidak membahayakan orang atau lingkungan. Tidak menimbulkan risiko kesehatan bagi personil yang bertanggung jawab atas instalasi dan pembongkaran, dan tidak perlu menetapkan peraturan penanganan peralatan yang ketat untuk keselamatan personil. Sebaliknya, gas-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 drastis mengurangi 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, pembongkaran, pemantauan, dan pencatatan inventaris gas SF₆ diatur secara ketat. Di China, kebijakan dan tindakan 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 pembongkaran peralatan SF₆ telah dimasukkan dalam cakupan akuntansi dan pelaporan gas rumah kaca untuk perusahaan jaringan listrik China.

Mengingat harapan akan regulasi yang semakin ketat di masa depan, mengadopsi produk alternatif yang ramah lingkungan yang tidak terpengaruh oleh batasan regulasi masa depan adalah pilihan yang bijaksana untuk memastikan kelangsungan operasi. Peralatan pemutus tegangan menengah berisolasi udara kering memberikan 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, Sesi Pleno Kelima Komite Sentral ke-19 mengajukan tujuan perkembangan sosio-ekonomi kunci untuk periode Rencana Lima Tahun ke-14 China, secara eksplisit menyatakan bahwa "penyediaan sumber daya energi harus menjadi lebih rasional, efisiensi penggunaan harus meningkat secara signifikan, dan total emisi polutan utama harus terus berkurang."

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 peralatan pemutus berisolasi udara kering.

3 Kesimpulan

Tipe baru unit-ring utama menggunakan udara kering sebagai medium isolasi, menggantikan gas SF₆ yang merugikan 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 penutup logam, memastikan operasi yang aman dalam lingkungan keras seperti ketinggian, dingin ekstrem, kelembaban, dan polusi. Pemutus vakum dan pemutus pengasingan/penggalian tiga posisi mendukung operasi manual dan listrik, dan peralatan pemutus memiliki fitur cerdas.

Meskipun unit-unit ring utama yang ramah lingkungan telah membuat kemajuan dalam 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 yang ramah lingkungan.