وحدات التغذية الدائرية الرئيسية SF6 مقابل وحدات التغذية الدائرية الرئيسية خالية من غاز SF6: الاختلافات الرئيسية

من منظور الأداء العازل، يظهر غاز السلفور هكسافلوريد SF6 خصائص عازلة ممتازة. قوة العزل الكهربائي له تبلغ حوالي 2.5 مرة من قوة الهواء، مما يضمن بشكل فعال أداء العزل للكهرباء في ظروف الضغط الجوي القياسي والحرارة المحيطة. الغازات الجديدة المستخدمة في المعدات الكهربائية الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد SF6 - مثل بعض خليط الغازات - يمكنها أيضًا أن تلبي متطلبات العزل، رغم أن قيمها الخاصة تختلف حسب التركيب. بعض هذه الغازات الجديدة الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد لها قوة عزل قريبة من غاز السلفور هكسافلوريد، بينما البعض الآخر أقل قليلاً.

من حيث التأثير على الاحتباس الحراري، يعتبر غاز السلفور هكسافلوريد غازاً دفيئاً قوياً بقوة احتباس حراري عالية جداً (GWP). خلال فترة زمنية تمتد إلى 100 عام، يصل قيمة GWP إلى 23,900. في المقابل، الغازات المستخدمة في المعدات الكهربائية الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد هي في الغالب بدائل ذات GWP منخفض؛ على سبيل المثال، بعض خليط الغازات الفلورية يكون لها قيم GWP محكومة بمئات أو حتى أقل، مما يقلل بشكل كبير من تأثيرها على التغير المناخي.

بالنسبة للثبات الكيميائي، يعتبر غاز السلفور هكسافلوريد مستقرًا كيميائيًا للغاية ولا يتفاعل تقريبًا مع المواد الأخرى تحت ظروف التشغيل العادية، مما يساعد في الحفاظ على بيئة داخلية مستقرة للكهرباء على المدى الطويل. ومع ذلك، بعض مكونات الغازات الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد تظهر استقرارًا كيميائيًا أضعف نسبيًا وقد تخضع لردود فعل كيميائية معينة تحت ظروف تشغيل خاصة - مثل درجات الحرارة العالية أو المجالات الكهربائية القوية - مما قد يؤثر على أداء المعدات.

من حيث متطلبات الختم، تكون جزيئات غاز السلفور هكسافلوريد صغيرة نسبيًا، مما يؤدي إلى خطر أكبر للتسرب. لذلك، تتطلب المعدات الكهربائية المعزولة بواسطة غاز السلفور هكسافلوريد عمليات وخامة ختم صارمة للغاية، عادة ما يتم استخدام مواد وبنى ختم عالية الأداء لضمان معدل تسرب سنوي أقل من 0.5٪. رغم أن المعدات الكهربائية الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد تتطلب أيضًا ختمًا صارمًا، إلا أن التركيز في اختيار المواد والعمليات يختلف عن المعدات التي تعمل بغاز السلفور هكسافلوريد. بعض الغازات الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد أقل ضرراً للمواد الختم، مما يسمح بخيارات أوسع للمواد الختم.

من حيث قدرة إطفاء القوس الكهربائي، يظهر غاز السلفور هكسافلوريد أداءً ممتازًا في إطفاء القوس الكهربائي. بعد التحلل، يقوم بإلتقاط الإلكترونات الحرة في بلازما القوس بسرعة، مما يسمح بإطفاء القوس بسرعة - خاصة في حالات الفصل الكهربائي ذات الجهد العالي والتيار العالي. تختلف قدرة إطفاء القوس الكهربائي للغازات الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد: بعض التركيبات المتقدمة تحقق أداءً مقارباً لغاز السلفور هكسافلوريد، بينما البعض الآخر أقل في سرعة وإفادة إطفاء القوس.

من منظور التكلفة، يعتبر غاز السلفور هكسافلوريد نفسه رخيصاً نسبياً. ومع ذلك، بسبب متطلبات الختم الصارمة ومعقدية أنظمة استرجاع وتوزيع الغاز، تبقى تكلفة المعدات الكهربائية المعزولة بواسطة غاز السلفور هكسافلوريد مرتفعة. بالنسبة للمعدات الكهربائية الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد، فإن بعض الغازات الجديدة الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد تتطلب تكاليف بحث وتطوير عالية وحالياً أغلى، ولكن مع التقدم التكنولوجي وتوفير التكاليف الناجم عن الإنتاج الضخم، تبدأ تكاليفها في الانخفاض ومن المتوقع أن تصبح تنافسية مع المعدات التي تعمل بغاز السلفور هكسافلوريد في المستقبل.

من حيث فترات الصيانة، تستفيد المعدات الكهربائية المعزولة بواسطة غاز السلفور هكسافلوريد من ثبات الغاز، وتتطلب عادة اختبار الغاز ومراجعة المعدات كل 3 إلى 5 سنوات في الظروف العادية. بالمقارنة، تعتمد فترات الصيانة للمعدات الكهربائية الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد على ثبات الغاز وظروف التشغيل؛ قد تحتاج بعض الوحدات لمراقبة الغاز والأداء بشكل أكثر تكراراً، مما قد يقصر دورة الصيانة إلى 1-2 سنة.

من حيث خصائص الجهد الانهيارات، يكون جهد الانهيار لغاز السلفور هكسافلوريد في المجالات الكهربائية الموحدة 2.5 إلى 3 مرات من جهد الهواء، مما يسمح له بتحمل الجهود العالية دون انهيار. جهد الانهيار للغازات الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد مرتبط ارتباطًا وثيقًا بتكوين الغاز والضغط، مع اختلاف كبير بين التركيبات المختلفة - بعضها يقترب من مستويات غاز السلفور هكسافلوريد، بينما البعض الآخر أقل بكثير - مما يتطلب تقييمًا دقيقًا أثناء التصميم والتطبيق.

من حيث نطاق التطبيق، تستخدم المعدات الكهربائية المعزولة بواسطة غاز السلفور هكسافلوريد على نطاق واسع في أنظمة الطاقة ذات الجهد العالي والجهد فوق العالي، وخاصة في المحولات الكهربائية وأنظمة الإمداد الكهربائي ذات الجهد العالي للمنشآت الصناعية الكبيرة. المعدات الكهربائية الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد تُعتمد بشكل متزايد في الأنظمة ذات الجهد المتوسط والمنخفض، ومع استمرار نضج التكنولوجيا، تتوسع تدريجيًا في التطبيقات ذات الجهد العالي. ومع ذلك، في السيناريوهات ذات الجهد العالي والسعة العالية، لا تزال هناك حاجة لمزيد من التحقق والتحسين مقارنة بالحلول التي تعمل بغاز السلفور هكسافلوريد.

من حيث طرق الكشف عن الغاز، يتم الكشف عن غاز السلفور هكسافلوريد عادة باستخدام تقنيات الكروماتوغرافيا الغازية أو التقاط الأشعة تحت الحمراء - وهي طرق ناضجة توفر دقة عالية في الكشف. بالنسبة للغازات الخالية من غاز السلفور هكسافلوريد، بسبب تركيباتها المعقدة والمتنوعة، تكون طرق الكشف أكثر تنوعًا ومستمرة في التطور. بينما يمكن تكييف بعض طرق الكشف عن غاز السلفور هكسافلوريد، يجب أيضًا تطوير تقنيات كشف جديدة مخصصة لمكونات الغاز المحددة لتوفير تحليل دقيق وسريع للغاز.