SF6とSF6ガスフリーのリングメインユニット：主な違い

絶縁性能の観点から、六フッ化硫黄SF6は優れた絶縁特性を示します。その誘電強度は大気の約2.5倍であり、標準大気圧および周囲温度下で電気設備の絶縁性能を効果的に確保します。SF6ガスフリーのスイッチギアで使用される新しいSF6フリーガス—特定のガス混合物など—も絶縁要件を満たすことができますが、具体的な値は配合によって異なります。これらの新しいSF6フリーガスの中には、誘電強度がSF6に近いものもありますが、他のものはやや低い場合があります。

地球温暖化への影響に関して、SF6は非常に高い地球温暖化係数（GWP）を持つ強力な温室効果ガスです。100年間の時間枠では、そのGWP値は23,900に達します。一方、SF6ガスフリーのスイッチギアで使用されるガスは主に低GWPの代替品であり、例えば一部のフッ素化ガス混合物はGWP値が数百またはそれ以下に制御されており、気候変動への影響を大幅に減らしています。

化学的安定性については、SF6は通常の運転条件下で他の物質とほとんど反応せず、長期的に電気設備内の安定した内部環境を維持するのに役立ちます。しかし、SF6フリーガスのいくつかの成分は比較的弱い化学的安定性を持ち、高温や強電界などの特殊な運転条件下で特定の化学反応を起こし、設備の性能に影響を与える可能性があります。

シール要求に関して、SF6分子は相対的に小さいため、漏洩リスクが高いです。したがって、SF6絶縁スイッチギアは極めて厳格なシール工程と材料を必要とし、通常は高性能なシール化合物と構造を使用して年間漏洩率を0.5%未満に保証します。SF₆ガスフリーのスイッチギアも厳格なシールが必要ですが、材料とプロセス選択の焦点はSF6設備とは異なります。一部のSF6フリーガスはシール材料に対する腐食性が低く、より広範なシーラントオプションが可能です。

消弧能力に関して、SF6は優れた消弧性能を示します。分解後、アーチプラズマ中の自由電子を迅速に捕捉し、速やかなアーチ消滅を可能にします—特に高電圧、高電流の遮断シナリオで効果的です。SF6フリーガスの消弧性能は様々で、一部の先進的な配合はSF6に匹敵する消弧性能を達成していますが、他のものは消弧速度と効果性がやや劣る場合があります。

コスト面から見ると、SF6ガス自体は比較的安価です。しかし、厳しいシール要求とガス回収・処理システムの複雑さにより、SF6スイッチギア全体のコストは高くなります。SF6フリーガスのスイッチギアの場合、一部の新しいSF₆フリーガスは開発コストが高く、現在はより高価ですが、技術の進歩と規模の経済により、そのコストは徐々に減少し、将来SF6設備と競争力のあるレベルになると予想されます。

メンテナンス間隔に関して、SF6スイッチギアはガスの安定性により、通常の条件下では3〜5年に1回程度のガステストと設備検査が必要です。一方、SF6フリーガスのスイッチギアのメンテナンス間隔はガスの安定性と運転条件に依存し、一部のユニットではより頻繁なガスモニタリングと性能評価が必要となる場合があり、メンテナンスサイクルが1〜2年に短縮される可能性があります。

破壊電圧特性に関して、SF6は均一電界での破壊電圧が空気の2.5〜3倍であり、高電圧でも破壊せずに耐えられる能力があります。SF6フリーガスの破壊電圧はガス組成と圧力に大きく依存し、異なる配合により大きな変動があります—一部はSF6に近いレベルに達しますが、他のものは顕著に低い—設計と適用時には慎重な評価が必要です。

用途に関して、SF6スイッチギアは高電圧および超高電圧の電力システムで広く使用され、特に変電所や大規模工業施設の高電圧供給システムで主流です。SF6フリーガスのスイッチギアは中・低電圧システムで採用が増えており、技術の成熟とともに高電圧への適用も徐々に拡大しています。しかし、高電圧、大容量のシナリオでは、SF6ソリューションと比較してさらなる検証と改良が必要です。

ガス検出方法に関して、SF6は通常ガスクロマトグラフィーまたは赤外線吸収法を使用して検出され、これらは成熟した方法であり高い検出精度を提供します。SF6フリーガスの場合、その複雑かつ多様な組成により、検出方法はより多様で継続的に進化しています。一部のSF6検出手法は適応可能ですが、特定のガス成分に合わせた新しい検出技術を開発することで正確かつ迅速なガス分析を可能にする必要があります。