SF6 vs SF6 plynem nevybavené okruhové rozvaděče: Klíčové rozdíly

Z hlediska vlastností izolace má šestifluorid síry SF6 vynikající izolační vlastnosti. Jeho dielektrická pevnost je přibližně 2,5krát vyšší než u vzduchu, což efektivně zajišťuje izolační vlastnosti elektrického zařízení za standardních atmosférických podmínek a teploty. Nové plyny používané v bez-SF6 obvodech, jako jsou určité směsi plynů, mohou také splňovat izolační požadavky, i když jejich konkrétní hodnoty se liší v závislosti na složení. Některé z těchto nových bez-SF6 plynů mají dielektrickou pevnost blízkou SF6, zatímco jiné jsou mírně nižší.

Co se týče dopadu na globální oteplování, je SF6 silný skleníkový plyn s extrémně vysokým potenciálem pro globální oteplování (GWP). Na časovém horizontu 100 let dosahuje jeho GWP hodnota 23 900. Naopak plyny používané v bez-SF6 obvodech jsou převážně nízko-GWP alternativy; například některé fluorované směsi mají GWP hodnoty řádově stovek nebo i nižší, což výrazně snižuje jejich dopad na změnu klimatu.

Pokud jde o chemickou stabilitu, je SF6 velmi chemicky stabilní a prakticky nereaguje s jinými látkami za běžných provozních podmínek, což pomáhá udržovat dlouhodobě stabilní vnitřní prostředí elektrického zařízení. Nicméně některé komponenty v bez-SF6 plyních mají relativně slabší chemickou stabilitu a mohou procházet určitými chemickými reakcemi za speciálních provozních podmínek, jako jsou vysoké teploty nebo silné elektrické pole, což může ovlivnit výkon zařízení.

Vzhledem k požadavkům na uzavření jsou molekuly SF6 relativně malé, což vede ke vysokému riziku unikání. Proto vyžaduje SF6-izolované obvody extrémně přísné procesy a materiály pro uzavření, které typicky používají vysokovýkonné uzavírací hmoty a struktury, aby byla roční míra unikání nižší než 0,5 %. Ačkoli i bez-SF₆ obvody vyžadují přísné uzavření, důraz při výběru materiálů a procesů se liší od SF6 zařízení. Některé bez-SF6 plyně jsou méně koroziční pro uzavírací materiály, což umožňuje širší spektrum možností uzavíracích hmot.

Pokud jde o schopnost uhašování oblouku, SF6 ukazuje vynikající výkon při přerušování oblouku. Po rozkladu rychle zachytávolné elektrony v plazmatu oblouku, což umožňuje rychlé uhasení oblouku, zejména v případě vysokého napětí a vysokého proudu. Schopnost uhašování oblouku u bez-SF6 plynů se liší: některé pokročilé formulace dosahují výkonu při přerušování oblouku srovnatelného s SF6, zatímco jiné jsou v některých ohledech poněkud horší v rychlosti a účinnosti při uhašování oblouku.

Z hlediska nákladů je samotný plyn SF6 relativně levný. Nicméně kvůli přísným požadavkům na uzavření a komplexnosti systémů pro sběr a manipulaci s plynem zůstávají celkové náklady na SF6 obvody vysoké. U bez-SF6 obvodů jsou některé nové bez-SF₆ plyně spojené s vysokými náklady na výzkum a vývoj a jsou aktuálně dražší, ale s technologickým pokrokem a ekonomií škálování se jejich náklady postupně snižují a očekává se, že v budoucnu budou konkurenceschopné s SF6 zařízeními.

Pokud jde o intervaly údržby, SF6 obvody využívají stability plynu a obvykle vyžadují kompletní testování plynu a kontrolu zařízení pouze jednou za 3 až 5 let za běžných podmínek. Naopak intervaly údržby u bez-SF6 obvodů závisí na stabilitě plynu a provozních podmínkách; některé jednotky mohou vyžadovat častější monitorování plynu a posouzení výkonu, což může zkrátit interval údržby na 1–2 roky.

Vzhledem k charakteristikám napětí poruchy má SF6 napětí poruchy v homogenním elektrickém poli 2,5 až 3krát vyšší než vzduch, což mu umožňuje snést vysoká napětí bez poruchy. Napětí poruchy u bez-SF6 plynů je úzce spojeno se složením a tlakem plynu, s výraznou variací mezi různými formulacemi—některé se blíží úrovni SF6, zatímco jiné jsou značně nižší—což vyžaduje pečlivé hodnocení při návrhu a aplikaci.

Pokud jde o oblast použití, SF6 obvody jsou široce používány v vysokonapěťových a extra-vysokonapěťových elektrických systémech, zejména dominují v transformovacích stanicích a vysokonapěťových dodávacích systémech velkých průmyslových zařízení. Bez-SF6 obvody jsou stále více používány v středně a nízkonapěťových systémech a s pokračujícím technologickým zralostí se postupně rozšiřují do vysokonapěťových aplikací. Nicméně v případě vysokonapěťových a vysokokapacitních scénářů je stále potřeba další ověření a zdokonalení ve srovnání s řešeními SF6.

Vzhledem k metodám detekce plynu se SF6 obvykle detekuje pomocí plynové chromatografie nebo infračervené absorpce—zralé metody nabízející vysokou přesnost detekce. U bez-SF6 plynů jsou kvůli jejich složité a různorodé složení metody detekce více různorodé a neustále se vyvíjejí. Zatímco některé metody detekce SF6 lze upravit, musí být také vyvinuty nové detekční technologie specifické pro konkrétní složky plynu, aby byla umožněna přesná a rychlá analýza plynu.