หน่วยควบคุมวงจรหลักที่ใช้ SF6 กับหน่วยควบคุมวงจรหลักที่ไม่ใช้แก๊ส SF6: ความแตกต่างสำคัญ

จากมุมมองของสมรรถนะฉนวน สังกะสีฟลูออไรด์ (SF6) มีสมรรถนะฉนวนที่ยอดเยี่ยม กำลังไฟฟ้าอิเล็กทริกของมันประมาณ 2.5 เท่าของอากาศ ทำให้สามารถรับประกันสมรรถนะฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิแวดล้อมมาตรฐาน ก๊าซผสมใหม่ที่ไม่มี SF6 ที่ใช้ในสวิตช์เกียร์ที่ไม่มีก๊าซ SF6 เช่น บางส่วนของก๊าซผสม สามารถตอบสนองต่อความต้องการฉนวนได้เช่นกัน แต่ค่าเฉพาะของพวกเขามีความแตกต่างกันไปตามสูตรผสม บางส่วนของก๊าซผสมใหม่ที่ไม่มี SF6 มีกำลังไฟฟ้าอิเล็กทริกใกล้เคียงกับ SF6 ในขณะที่บางส่วนมีค่าน้อยกว่า

ในแง่ของการมีผลกระทบต่อภาวะโลกร้อน SF6 เป็นก๊าซเรือนกระจกที่ทรงพลังอย่างมากโดยมีค่า Global Warming Potential (GWP) สูงมาก ตลอดระยะเวลา 100 ปี ค่า GWP ของมันถึง 23,900 ในทางตรงกันข้าม ก๊าซที่ใช้ในสวิตช์เกียร์ที่ไม่มีก๊าซ SF6 ส่วนใหญ่เป็นสารทดแทนที่มี GWP ต่ำ เช่น บางส่วนของก๊าซผสมฟลูออไรด์มีค่า GWP ควบคุมไว้เพียงไม่กี่ร้อยหรือต่ำกว่านั้น ลดผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างมาก

ในด้านความเสถียรทางเคมี SF6 มีความเสถียรสูงมากและแทบไม่เกิดปฏิกิริยากับสารอื่น ๆ ภายใต้เงื่อนไขการทำงานปกติ ซึ่งช่วยให้สภาพภายในของอุปกรณ์ไฟฟ้าคงที่ระยะยาว อย่างไรก็ตาม บางส่วนของก๊าซผสมที่ไม่มี SF6 มีความเสถียรทางเคมีต่ำกว่า และอาจเกิดปฏิกิริยาเคมีบางอย่างภายใต้เงื่อนไขการทำงานพิเศษ เช่น อุณหภูมิสูงหรือสนามไฟฟ้าแรง ซึ่งอาจส่งผลต่อสมรรถนะของอุปกรณ์

ในด้านความต้องการในการปิดผนึกโมเลกุลของ SF6 มีขนาดเล็ก ทำให้มีความเสี่ยงในการรั่วไหลสูง ดังนั้นสวิตช์เกียร์ที่ใช้ SF6 จึงต้องการกระบวนการและวัสดุปิดผนึกที่เข้มงวดอย่างมาก โดยมักใช้วัสดุปิดผนึกประสิทธิภาพสูงและโครงสร้างเพื่อรับรองอัตราการรั่วไหลประจำปีต่ำกว่า 0.5% แม้ว่าสวิตช์เกียร์ที่ไม่มีก๊าซ SF6 จะต้องการการปิดผนึกอย่างเข้มงวดเช่นกัน แต่การเลือกวัสดุและกระบวนการจะแตกต่างจากการใช้อุปกรณ์ SF6 บางส่วนของก๊าซที่ไม่มี SF6 มีความกัดกร่อนต่อวัสดุปิดผนึกน้อย ทำให้มีตัวเลือกวัสดุปิดผนึกที่หลากหลายมากขึ้น

ในด้านความสามารถในการดับอาร์ก SF6 มีสมรรถนะในการดับอาร์คอย่างยอดเยี่ยม หลังจากการสลายตัว มันสามารถจับอิเล็กตรอนอิสระในพลาสมาอาร์กได้อย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถดับอาร์ไอกันได้เร็ว—โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์การดับอาร์กที่มีแรงดันสูงและกระแสไฟฟ้าสูง สมรรถนะในการดับอาร์ของก๊าซที่ไม่มี SF6 มีความหลากหลาย: บางส่วนของสูตรผสมที่ทันสมัยสามารถบรรลุสมรรถนะในการดับอาร์กที่เทียบเท่า SF6 ในขณะที่บางส่วนมีความเร็วและความมีประสิทธิภาพในการดับอาร์คน้อยกว่า

จากมุมมองของต้นทุน SF6 ราคาไม่แพงมาก แต่เนื่องจากความต้องการในการปิดผนึกที่เข้มงวดและการระบบที่ซับซ้อนในการรีไซเคิลและจัดการก๊าซ ทำให้ต้นทุนรวมของสวิตช์เกียร์ SF6 ยังคงสูง สำหรับสวิตช์เกียร์ที่ไม่มีก๊าซ SF6 บางส่วนของก๊าซใหม่ที่ไม่มี SF6 มีต้นทุน R&D สูงและราคาสูงในปัจจุบัน แต่ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีและการประหยัดแบบมาตราฐาน ต้นทุนของพวกเขากำลังลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป และคาดว่าในอนาคตจะสามารถแข่งขันกับอุปกรณ์ SF6 ได้

ในด้านช่วงเวลาการบำรุงรักษา สวิตช์เกียร์ SF6 ได้รับประโยชน์จากความเสถียรของก๊าซ โดยปกติต้องการทดสอบก๊าซและตรวจสอบอุปกรณ์อย่างละเอียดทุก 3-5 ปี ในทางตรงกันข้าม ช่วงเวลาการบำรุงรักษาสำหรับสวิตช์เกียร์ที่ไม่มีก๊าซ SF6 ขึ้นอยู่กับความเสถียรของก๊าซและเงื่อนไขการทำงาน บางหน่วยอาจต้องการการตรวจสอบและประเมินสมรรถนะของก๊าซบ่อยขึ้น ทำให้ช่วงเวลาการบำรุงรักษาย่อลงเหลือ 1-2 ปี

ในด้านสมรรถนะแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการทะลุผ่าน SF6 มีแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการทะลุผ่านในสนามไฟฟ้าที่สม่ำเสมอประมาณ 2.5-3 เท่าของอากาศ ทำให้สามารถทนทานต่อแรงดันสูงได้โดยไม่เกิดการทะลุผ่าน แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการทะลุผ่านของก๊าซที่ไม่มี SF6 มีความสัมพันธ์กับส่วนประกอบของก๊าซและแรงดัน ซึ่งมีความแตกต่างกันอย่างมากระหว่างสูตรผสมต่าง ๆ บางส่วนมีค่าใกล้เคียงกับ SF6 ในขณะที่บางส่วนมีค่าน้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัด จำเป็นต้องประเมินอย่างรอบคอบในการออกแบบและการใช้งาน

ในด้านขอบเขตการใช้งาน สวิตช์เกียร์ SF6 ถูกใช้อย่างกว้างขวางในระบบไฟฟ้าแรงดันสูงและแรงดันสูงมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานีไฟฟ้าและระบบจ่ายไฟแรงดันสูงของโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ สวิตช์เกียร์ที่ไม่มีก๊าซ SF6 กำลังได้รับการยอมรับมากขึ้นในระบบไฟฟ้าแรงดันกลางและต่ำ และด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง กำลังขยายออกไปสู่การใช้งานในระบบแรงดันสูง อย่างไรก็ตาม ในสถานการณ์แรงดันสูงและกำลังสูง ยังต้องการการตรวจสอบและปรับปรุงเพิ่มเติมเมื่อเทียบกับโซลูชัน SF6

ในด้านวิธีการตรวจจับก๊าซ SF6 ทั่วไปจะใช้วิธีการโครมาโตกราฟีแก๊สหรือเทคนิคการดูดซับอินฟราเรด—วิธีการที่มีความสุกงอมและมีความแม่นยำสูงในการตรวจจับ สำหรับก๊าซที่ไม่มี SF6 ด้วยองค์ประกอบที่ซับซ้อนและหลากหลาย การตรวจจับมีความหลากหลายและกำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าวิธีการตรวจจับ SF6 บางส่วนสามารถปรับใช้ได้ แต่ก็จำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีการตรวจจับใหม่ที่เหมาะสมกับส่วนประกอบของก๊าซเฉพาะ เพื่อให้สามารถวิเคราะห์ก๊าซได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว