Unidades de distribución en anillo con SF6 vs libres de gas SF6: Diferenzas clave

Dende o punto de vista do rendemento do aislamento, o hexafluoruro de sulfuro SF6 presenta excelentes propiedades aislantes. A súa resistencia dieléctrica é aproximadamente 2,5 veces a do aire, asegurando eficazmente o rendemento do aislamento do equipo eléctrico baixa presión atmosférica e temperatura ambiente estándar. Os gases libres de SF6 utilizados no equipamento de conmutación libre de SF6, como certas mezclas de gases, tamén poden cumprir os requisitos de aislamento, aínda que os seus valores específicos varían en función da fórmula. Algúns destes novos gases libres de SF6 teñen resistencias dieléctricas próximas á do SF6, mentres que outros son lixeriamente inferiores.

En termos de impacto no calentamento global, o SF6 é un gas de efecto invernadero potente cun Potencial de Calentamento Global (GWP) extremadamente alto. Ao longo dun horizonte de 100 anos, o seu valor GWP alcanza 23.900. En contraste, os gases utilizados no equipamento de conmutación libre de SF6 son en xeral alternativas de baixo GWP; por exemplo, algúns gases fluorados teñen valores GWP controlados a poucas centenas ou incluso menores, reducindo significativamente o seu impacto no cambio climático.

En canto á estabilidade química, o SF6 é altamente estable quimicamente e case non reacciona con outras substancias nas condicións operativas normais, o que axuda a manter un ambiente interno estable no equipo eléctrico a longo prazo. No entanto, algúns compoñentes dos gases libres de SF6 mostran unha estabilidade química relativamente menor e poden sufrir certas reaccións químicas en condicións operativas especiais, como temperaturas elevadas ou campos eléctricos fortes, posiblemente afectando ao rendemento do equipo.

En relación cos requisitos de estanqueidade, as moléculas de SF6 son relativamente pequenas, resultando nun maior risco de fuga. Polo tanto, o equipamento de conmutación aislado con SF6 require procesos e materiais de estanqueidade extremadamente rigorosos, empregándose tipicamente compósitos de estanqueidade de alto rendemento e estruturas para garantir unha taxa de fuga anual inferior ao 0,5%. Aínda que o equipamento de conmutación libre de SF6 tamén require unha estanqueidade estricta, a selección de materiais e procesos difire da do equipo de SF6. Algunhas das gases libres de SF6 son menos corrosivas para os materiais de estanqueidade, permitindo unha maior variedade de opcións de sellante.

En canto á capacidade de extinción de arcos, o SF6 demostra un rendemento excelente na interrupción de arcos. Despois da descomposición, captura rapidamente os electróns libres no plasma do arco, permitindo unha rápida extinción do arco, especialmente eficaz en escenarios de interrupción de alta tensión e alta corrente. O rendemento na interrupción de arcos dos gases libres de SF6 varía: algúns formulados avanzados logran un rendemento de interrupción de arcos comparable ao do SF6, mentres que outros son algo inferiores en velocidade e eficacia na interrupción de arcos.

Dende o punto de vista do custo, o gas SF6 en si mesmo é relativamente barato. No entanto, debido aos requisitos de estanqueidade e á complexidade dos sistemas de recuperación e manejo de gas, o custo global do equipamento de conmutación de SF6 permanece alto. Para o equipamento de conmutación libre de SF6, algúns dos novos gases libres de SF6 implican altos custos de I+D e actualmente son máis caros, pero coa avance tecnolóxico e as economía de escala, os seus custos están diminuíndo gradualmente e se espera que sexan competitivos co equipamento de SF6 no futuro.

En canto aos intervalos de mantemento, o equipamento de conmutación de SF6 benefíciase da estabilidade do gas, requirindo xeralmente unha proba completa do gas e unha inspección do equipo só cada 3 a 5 anos en condicións normais. En contraste, os intervalos de mantemento do equipamento de conmutación libre de SF6 dependen da estabilidade do gas e das condicións de funcionamento; algúns equipos poden requerir unha monitorización do gas máis frecuente e avaliacións de rendemento, posiblemente acortando o ciclo de mantemento a 1-2 anos.

En canto ás características de tensión de ruptura, o SF6 ten unha tensión de ruptura en campos eléctricos uniformes que é 2,5 a 3 veces a do aire, permitindo resistir altas voltaxes sen ruptura. A tensión de ruptura dos gases libres de SF6 está estreitamente relacionada coa composición e a presión do gas, variando significativamente entre diferentes formulados—algúns acercándose aos niveis de SF6, mentres que outros son notablemente menores—requerendo unha avaliación cuidadosa durante o deseño e a aplicación.

En canto ao alcance de aplicación, o equipamento de conmutación de SF6 é amplamente utilizado en sistemas de enerxía de alta e extra-alta tensión, dominando especialmente en subestacións e sistemas de suministro de alta tensión de grandes instalacións industriais. O equipamento de conmutación libre de SF6 está sendo cada vez máis adoptado en sistemas de media e baixa tensión, e coa madurez tecnolóxica en curso, está expandíndose gradualmente a aplicaciones de alta tensión. No entanto, en escenarios de alta tensión e alta capacidade, aínda son necesarios validacións e refinamentos adicionais en comparación coas solucións de SF6.

En canto aos métodos de detección de gas, o SF6 adoita detectarse utilizando cromatografía de gases ou técnicas de absorción infravermella—métodos maduros que ofrecen unha alta precisión de detección. Para os gases libres de SF6, debido á súa composición complexa e diversa, os métodos de detección son máis variados e están en constante evolución. Aínda que algúns enfoques de detección de SF6 poden adaptarse, tamén deben desenvolverse novas tecnoloxías de detección adaptadas a componentes específicos de gas para permitir unha análise de gas precisa e rápida.