SF6 kontra SF6-fri ringhuvudenhet: Viktiga skillnader

Från ett isoleringsperspektiv visar sig svavhexafluorid SF6 ha utmärkta isolerande egenskaper. Dess dielektriska styrka är ungefär 2,5 gånger så hög som luftens, vilket effektivt säkerställer elektrisk utrustnings isoleringsprestanda under standardatmosfärisk tryck och omgivningstemperatur. De nya gaserna som används i SF6-gasfria växeluttag—som vissa gasblandningar—kan också uppfylla isoleringskraven, även om deras specifika värden varierar beroende på sammansättningen. Vissa av dessa nya SF6-gasfria gaser har dielektriska styrkor nära SF6:s, medan andra är något lägre.

När det gäller globaluppvärmningseffekter är SF6 en kraftfull växthusgas med extremt högt Global Warming Potential (GWP). Över en tidsperiod på 100 år når dess GWP-värde 23 900. I kontrast till detta är de gaser som används i SF6-gasfria växeluttag mestadels låga-GWP-alternativ; till exempel har vissa fluorinerade gasblandningar GWP-värden kontrollerade till några hundra eller ännu lägre, vilket signifikant minskar deras inverkan på klimatförändringarna.

När det gäller kemisk stabilitet är SF6 mycket kemiskt stabilt och reagerar knappt med andra ämnen under normala driftförhållanden, vilket hjälper till att bibehålla en stabil intern miljö i elektrisk utrustning över lång tid. Men vissa komponenter i SF6-gasfria gaser visar relativt svagare kemisk stabilitet och kan genomgå vissa kemiska reaktioner under speciella driftförhållanden—som hög temperatur eller starka elektriska fält—vilket potentiellt kan påverka utrustningsprestanda.

När det gäller tätningskrav är SF6-molekyler relativt små, vilket leder till en högre risk för läckage. Därför kräver SF6-isolerade växeluttag extremt stränga tätningsprocesser och material, vanligtvis använder man högpresterande tätningskompositer och strukturer för att säkerställa en årlig läckagefrekvens under 0,5 %. Även om SF₆- gasfria växeluttag också kräver strikt täting, skiljer sig valet av material och processer från SF6-utrustning. Vissa SF6-gasfria gaser är mindre korrosiva mot tätningsmaterial, vilket ger ett bredare urval av tätningsalternativ.

När det gäller bågläckningskapacitet visar sig SF6 ha utmärkt prestanda för bågläckning. Efter nedbrytning fångar den snabbt fria elektroner i bågläckningsplasma, vilket möjliggör snabb bågläckning—särskilt effektiv i högspänning, högströmsscenarior. Bågläckningsprestandan för SF6-gasfria gaser varierar: vissa avancerade formuleringar uppnår bågläckningsprestanda jämförbar med SF6, medan andra är något sämre i bågläckningshastighet och effektivitet.

Från ett kostnadsperspektiv är SF6-gasen själv relativt billig. Emellertid, på grund av stränga tätningskrav och komplexiteten i gasåtervinning och hanteringssystem, förblir den totala kostnaden för SF6-växeluttag hög. För SF6-gasfria växeluttag involverar vissa nya SF₆- gasfria gaser höga R&D-kostnader och är för närvarande dyrare, men med teknologiska framsteg och ekonomiska skaleffekter minskar deras kostnader gradvis och förväntas bli konkurrenskraftiga jämfört med SF6-utrustning i framtiden.

När det gäller underhållsintervaller gynnas SF6-växeluttag av gasens stabilitet, vilket normalt kräver fullständigt gastest och utrustningskontroll bara en gång var 3-5 år. I kontrast beror underhållsintervall för SF6-gasfria växeluttag på gasens stabilitet och driftförhållanden; vissa enheter kan kräva mer frekventa gaskontroller och prestandabedömningar, vilket potentiellt kan förkorta underhållscykeln till 1-2 år.

När det gäller brytningsvoltgegenskaper har SF6 en brytningsvoltage i enhetliga elektriska fält som är 2,5 till 3 gånger så hög som luftens, vilket gör det möjligt att uthärda höga spänningar utan brytning. Brytningsvolten för SF6-gasfria gaser är nära relaterad till gasens sammansättning och tryck, med betydande variation mellan olika formuleringar—några närmar sig SF6-nivåer, medan andra är märkbart lägre—vilket kräver noggrann utvärdering vid design och tillämpning.

När det gäller tillämpningsområde används SF6-växeluttag brett i högspännings- och extra-högspänningskraftsystem, särskilt dominanter i ombord och högspänningsförsörjningssystem för stora industriella anläggningar. SF6-gasfria växeluttag antas alltmer i medel- och lågspänningsystem, och med fortsatta teknologiska mognad expanderar de gradvis till högspänningsapplikationer. Men i högspänning, hög kapacitet scenarior behövs ytterligare validering och förfining jämfört med SF6-lösningar.

När det gäller gasdetektionsmetoder identifieras SF6 vanligtvis med gaschromatografi eller infrarödabsorptionstekniker—mogna metoder som erbjuder hög detektionsprecision. För SF6-gasfria gaser, på grund av deras komplexa och mångsidiga sammansättningar, är detektionsmetoder mer varierade och kontinuerligt utvecklas. Medan vissa SF6-detektionsmetoder kan anpassas, måste nya detektionstekniker anpassade för specifika gaskomponenter också utvecklas för att möjliggöra exakt och snabb gasanalys.