SF6 kontra SF6-gázmentes gyűrűfőkötők: Főbb különbségek

Az izolációs teljesítmény szempontjából, a szén-hexafluorid (SF6) kiváló izolációs tulajdonságokkal rendelkezik. Dielektrikus ereje körülbelül 2,5-szerese az levegőnek, ami hatékonyan biztosítja az elektromos berendezések izolációját normál légkörnyezeti nyomás és hőmérséklet mellett. Az új SF6-gázmentes gázok, amelyeket az SF6-gázmentes kapcsolókban használnak, mint például bizonyos gázkeverékek, is megfelelhetnek az izolációs követelményeknek, bár konkrét értékeik a képlet alapján változnak. Néhány ezek közül az új SF6-gázmentes gázoknak olyan dielektrikus ereje van, ami közel áll az SF6-hez, míg másoknál kissé alacsonyabb.

A globális felmelegedésre gyakorolt hatás szempontjából, az SF6 egy erős üdehőgáz, aminek rendkívül magas Globális Felmelegedési Potenciálya (GWP) van. 100 év időtartamon az GWP-értéke elérheti a 23 900-at. Ellenben, az SF6-gázmentes kapcsolókban használt gázok legtöbbjük alacsony-GWP alternatívák; például, néhány fluorált gázkeverék GWP-értékeit akár pár száz vagy még alacsonyabbra tudják tartani, jelentősen csökkentve ezzel a klímaváltozásra gyakorolt hatást.

A kémiai stabilitás szempontjából, az SF6 nagyon kémiai stabil, és normál működési feltételek mellett ritkán reagál más anyagokkal, ami hosszú távon segít fenntartani a berendezések belső környezetének stabilitását. Ugyanakkor, az SF6-gázmentes gázok néhány összetevője viszonylag kevésbé kémiai stabil, és speciális működési feltételek mellett, például magas hőmérsékleten vagy erős elektromos mezőben, bizonyos kémiai reakciókon keresztül befolyásolhatják a berendezések teljesítményét.

A szellőzési követelmények szempontjából, az SF6 molekulái relatíve kisesek, ami magasabb szellőzési kockázattal jár. Ezért az SF6-izolált kapcsolókhoz szükség van nagyon szigorú szellőzési folyamatokra és anyagokra, általában magas teljesítményű szellőző vegyületekre és szerkezetekre, hogy az éves szellőzési arány alá essen a 0,5%-ot. Bár az SF₆-gázmentes kapcsolókhoz is szükség van szigorú szellőzésre, a használt anyagok és folyamatok kiválasztása eltér az SF6-es berendezésekhez képest. Néhány SF6-gázmentes gáz kevésbé korrosziós a szellőző anyagokra, ami szélesebb választási lehetőséget ad a szellőzők esetében.

Az ívleszállítási képesség szempontjából, az SF6 kiemelkedő ívleszállítási teljesítményt mutat. A bomlás után gyorsan foglalja le az ív plazmában található szabad elektronokat, ami lehetővé teszi a gyors ívleszállítást, különösen hatékony a magasfeszültségű, nagy áramú leszállítási esetekben. Az SF6-gázmentes gázok ívleszállítási teljesítménye változó: néhány fejlett képlet képes olyan ívleszállítási teljesítményt elérni, ami az SF6-nél megegyezik, míg másoknál a sebesség és a hatékonyság valamelyest alacsonyabb.

Költségszempontból, az SF6 gáz magát véve relatíve olcsó. Azonban a szigorú szellőzési követelmények és a gáz visszaszerezésének és kezelésének összetettsége miatt az SF6-kapcsolók teljes költsége továbbra is magas. Az SF6-gázmentes kapcsolók esetében, néhány új SF₆-gázmentes gáz magas kutatási és fejlesztési költségeket jelent, jelenleg drágább, de a technológiai előrehaladás és a méretezési előnyök révén a költségek lassan csökkennek, és a jövőben versenyképesek lehetnek az SF6-es berendezésekkel szemben.

Karbantartási időköz szempontjából, az SF6-kapcsolók a gáz stabilitása miatt általában csak 3-5 évente igényelnek teljes gáztesztelést és berendezésvizsgálatot normál körülmények között. Ellenben, az SF6-gázmentes kapcsolók karbantartási időközei a gáz stabilitásától és a működési körülményektől függnek; néhány egység gyakrabban igényel gázmonitorozást és teljesítményértékelést, ami rövidítheti a karbantartási ciklust 1-2 évig.

A töréspontteljesítmény szempontjából, az SF6 egyenletes elektromos mezőkben a levegő 2,5-3-szeres töréspontját mutatja, ami lehetővé teszi, hogy nagy feszültségek mellett ne történjen átmenet. Az SF6-gázmentes gázok töréspontja szorosan függ a gáz összetételétől és nyomásától, különböző képleteknél jelentősen változik, néhány esetben közelítve az SF6 szintjéhez, míg másoknál jelentősen alacsonyabb, ami a tervezés és alkalmazás során óvatos kiértékelést igényel.

Az alkalmazási terület szempontjából, az SF6-kapcsolókat széles körben használják a magas- és extrém-magasfeszültségű energiarendszerekben, különösen dominálva az átalakítóállomásokban és a nagy ipari létesítmények magasfeszültségű ellátási rendszereiben. Az SF6-gázmentes kapcsolók egyre inkább elterjednek a közepes- és alacsonyfeszültségű rendszerekben, és a technológia folyamatos fejlődésével fokozatosan beállnak a magasfeszültségű alkalmazásokba is. Ugyanakkor, a magasfeszültségű, nagy kapacitású esetekben további érvényesítés és finomítás szükséges, az SF6 megoldásokhoz képest.

A gázdetektálási módszerek szempontjából, az SF6 tipikusan gázchromatográfiával vagy infravörös absorpcióval detektálható, amelyek érett módszerek, amelyek nagy pontosságot biztosítanak. Az SF6-gázmentes gázok esetében, a komplex és sokféle összetételük miatt a detektálási módszerek sokfélebbek és folyamatosan fejlődnek. Bár néhány SF6-detektálási módszer alkalmazható, ugyanakkor új detektálási technológiák kell kifejleszteni, amelyek specifikus gázkomponensekre optimalizáltak, hogy pontos és gyors gázanalízist lehessen végezni.