הספירה לאחור לתום ימי ה-SF₆: מי יספק את החשמל לרשת של העתיד?

1. מבוא
בתגובה לשינויי האקלים, נעשו מאמצי מחקר ופיתוח נרחבים ברחבי העולם לפיתוח סוגים שונים של ציוד חשמלי מבודד בגז ללא SF₆ כתחליף לציוד מסורתי מבוסס SF₆. מצד שני, ציוד חשמלי מבודד בגז ללא SF₆ נמצא בשימוש מאז סוף שנות ה-60. על ידי יציקת מרכיבים חשמליים פעילים של הציוד באמצעות חומרים מבודדים מוצקים כגון רזין אפוקסי עם עמידות דיאלקטרית גבוהה באופן משמעותי מאחרת של SF₆, טכנולוגיה זו מגיעה לקומפקטיות יוצאת דופן.

חברות חשמל יפניות פועלות בציוד מבודד מוצק (SIS) ידידותי לסביבה ללא SF₆ למעלה מ-50 שנה. היחידות הללו מספקות ביצועים תפעוליים מצוינים, בטיחות יוצאת דופן, יעילות גבוהה בתחזוקה ובדיקה, ומוכחות כממשיכות לאורך זמן. בזכות הגודל הקומפקטי שלהן, יחידות SIS מתאימות במיוחד להתקנה בבניינים ובמרחבים תת-קרקעיים - במיוחד באזורים אורבניים צפופים שבהם יש מגבלות על המרחב.

עד כה, הותקנו בערך 6,000 יחידות של ציוד חשמלי מבודד בגז ללא SF₆, בעיקר לשירות חברות חשמל, מתקנים תעשייתיים כלליים ותשתיות תחבורה. מתוך בערך 3,000 יחידות שהותקנו ברשתות החשמל, שיעור הסבוכים הגדולים שגרמו לאיבוד חשמל במהלך יותר מ-50 השנים האחרונות היה פחות ממחצית משיעור הסבוכים של ציוד חשמלי מבודד בגז קונבנציונלי (GIS), מה שמראה על האמינות הגבוהה של ציוד חשמלי מבודד בגז ללא SF₆.

לאחרונה, מספר יחידות של ציוד חשמלי מבודד בגז ללא SF₆ שהופעלו בשטח במשך 10 עד 50 שנים הוחזרו למפעל להערכת מצבן, כולל הערכה של הזדקנות המבודד וזמן החיים. התוצאות מצביעות על משך חיים מוערך של בערך 60 שנים.

בנוסף, מחקרי ניתוח מחזור חיים (LCA) מראים שציוד חשמלי מבודד בגז ללא SF₆ יכול להפחית את גזי החממה הכוללים (ביחידות CO₂ מקביל) לבערך 65%-70% מהגזי החממה המשויכים לציוד חשמלי מבודד בגז בסגנון קופסה (C-GIS). ציוד חשמלי מבודד בגז ללא SF₆ אינו מכיל גזים פלואוריים או כל גז אחר עם פוטנציאל לחימום גלובלי של 100 שנים (GWP₁₀₀) העולה על 100. בהשוואה ל-GIS, הוא הוכיח תוחלת חיים ואמינות מצופה זהה או אפילו טובה יותר. בנוסף לגודל הקומפקטי שלו, הוא מייצר גם פליטת גזי חממה מקביל ל-CO₂ משמעותית נמוכה יותר.

לכן, ציוד חשמלי מבודד בגז ללא SF₆ מייצג פתרון אפשרי בין טכנולוגיות החלפת SF₆, והשימוש בו מצופה להתרחב עוד.
— "ניסיון תפעולי ארוך טווח של ציוד חשמלי מבודד בגז ללא SF₆ בחברות חשמל יפניות"

2. פרשנות של מדיניות ורגולציה לאומית ובינלאומית

2.1 מדיניות בינלאומית

פלואוריד סולפורי (SF₆) יש לו פוטנציאל לחימום גלובלי (GWP) 23,500 פעמים גבוה מ-CO₂ והוא מופיע כאחד מששת גזי החממה לפי פרוטוקול קיוטו. מדינות ואזורים מפותחים כולל האיחוד האירופי, ארצות הברית ויפן, מטילות מדיניות חזקה כדי להגביל את השימוש ב-SF₆:

• האיחוד האירופי: בהתאם לתיקון F-Gas, האיחוד האירופי מחייב הפחתה שלצריכת SF₆, במטרה להפחית את השימוש לשליש מהרמה של שנת 2014 עד שנת 2030.

• ארצות הברית: מספר מדינות פרסמו תקנות להגבלת פליטות של SF₆ ולהתנדבות לטכנולוגיות אלטרנטיביות ידידותיות לסביבה.

• יפן: חוק ההגנה על שינויי האקלים מחייב באופן מפורש להפחית את השימוש והפליטה של SF₆.

2.2 מדיניות לאומית

כשוק הגדול ביותר בעולם לציוד חשמל, סין שוקדת בשנים האחרונות על החלפת ה-SF₆:

• אסטרטגיית "דו-פחמן": סין קבעה יעדים לאומיים ברורים להגעה לשיא פליטת פחמן עד שנת 2030 ולהגעה לניטרליות פחמן עד שנת 2060. הפחתת פליטות של SF₆ היא חלק קריטי באסטרטגיה זו.

• תקנים תעשייתיים: חברת החשמל הסינית וחברת החשמל הדרומית הסינית פרסמו מספר תקנים טכניים לעידוד שימוש בציוד מבודד ידידותי לסביבה ללא SF₆.

3. תחזית תעשייתית עבור פתרונות ללא SF₆

כתוצאה מהחמרה של רגולציות סביבתיות והתפתחות טכנולוגית, השתנתה значительно היחס של התעשייה לציוד המכיל SF₆:

• הפסקת השימוש ב-SF₆:
  ה-SF₆ לא רק מזיק לסביבה אלא גם מהווה סיכון של נשירה ומצריךostenutos kosztów utrzymania. Przemysł stopniowo wycofuje konwencjonalne przełączniki gazowe SF₆.

• Przejście na ekologiczne alternatywy:
  Przełączniki bez SF₆, cenione za ich przyjazność dla środowiska, bezpieczeństwo i efektywność operacyjną, stają się nowym kierunkiem rozwoju przemysłu.

4. Metody i trendy zastępowania SF₆

Nr 1 Technologia izolacji stała
Używa materiałów izolacyjnych stałych zamiast gazu SF₆, eliminując emisję gazów cieplarnianych u źródła.

Nr 2 Technologia przerwania próżniowego
Wykorzystuje przerzutniki próżniowe do osiągnięcia bardzo skutecznej i niezawodnej przerwy w prądzie.

Nr 3 Ekologiczne alternatywy gazowe
Używa nieszkodliwych mediów izolacyjnych, takich jak suche powietrze lub azot, zamiast SF₆.

5. RockWill Electric — יתרונות הביצועים של סדרת ציוד הקישור EcoRing
כמייצר מוביל בתחום המתקנים החשמליים, חברת RockWill Electric תמיד התחייבה לחדשנות טכנולוגית ויישום. באמצעות יכולות מחקר ופיתוח חזקות והבנה עמוקה של השוק, החברה הצליחה להציג את סדרת ציוד הקישור המבודד בגז ללא SF₆ של EcoRing.

מאפיינים

• תפעול ללא תחזוקה ברמה של 35kV: החדר הגז הצמוד (עם קצב ניקוז ≤ 0.1%/שנה)件件 ）和耐磨机械部件消除了诸如气体加注和部件更换等常规维护任务。与传统开关设备相比，它降低了超过60%的运维成本。

• 高出力稳定性：配备真空灭弧器和高精度电流/电压互感器，有效抵抗短路、过电压和电压波动。即使在恶劣环境（如高湿度、灰尘或极端温度）下，也能保持≥99.98%的供电可靠性。

• 环保且安全的气体绝缘：使用低GWP环保气体（符合IEC 61730标准），避免温室气体排放；全密封结构防止气体泄漏并确保人员安全。同时具有很强的耐腐蚀性和抗污染性，适用于室内和室外安装。

• 紧凑设计与智能集成：模块化和紧凑结构比空气绝缘开关设备节省40%的安装空间，适合城市地下变电站等狭窄区域。支持与智能监控系统集成，实时跟踪气体压力、温度和运行状态，实现预测性故障管理。

EcoRing系列无SF₆气体绝缘开关设备因其高可靠性、对各种操作条件的完全适应性以及免维护设计而成为真正本质安全的产品。它不仅提供卓越的性能，还作为传统空气绝缘开关设备（如KYN61）和基于SF₆的CGIS开关设备的理想替代品，为电力系统提供更先进可靠的解决方案。

5. RockWill Electric — יתרונות הביצועים של סדרת ציוד הקישור EcoRing
כמייצר מוביל בתחום המתקנים החשמליים, חברת RockWill Electric תמיד התחייבה לחדשנות טכנולוגית ויישום. באמצעות יכולות מחקר ופיתוח חזקות והבנה עמוקה של השוק, החברה הצליחה להציג את סדרת ציוד הקישור המבודד בגז ללא SF₆ של EcoRing.

מאפיינים

• תפעול ללא תחזוקה ברמה של 35kV: החדר הגז הצמוד (עם קצב ניקוז ≤ 0.1%/שנה) ורכיבים מכניים עמידים למחיקה מצמצמים משימות תחזוקה רגילות כגון הוספת גז החלפה של חלקים. הוא מפחית את עלויות התפעול והתחזוקה ביותר מ-60% בהשוואה לציוד קישור מסורתי.

• ביצועי אספקת חשמל יציבים גבוהים: מצויד במדחס כיבוי ומשתני זרם/מתח בעוצמה גבוהה, הוא מתנגד בצורה יעילת לזרמים קצרים, לחץ יתר ונדידות מתח. הוא שומר על שיעור אמינות אספקת חשמל ≥ 99.98% אפילו בתנאים קשים (לדוגמה, לחות גבוהה, אבק או טמפרטורות קיצוניות).

• בודד גז ידידותי לסביבה ואבטחה: משתמש בגז הגנה סביבתית עם GWP נמוך (מתאים לסטנדרטים של IEC 61730) כדי למנוע פליטת גזי חממה; המבנה הצמוד לחלוטין מונע דליפות גז ומבטיח את בטיחות האנשים. הוא גם בעל עמידות חזקה בפני שחיקה ומזהמים, מתאים התקנה בתוך ומחוץ לבית.

• עיצוב קומפקטי והטמעה חכמה: המבנה המודולרי והקומפקטי חוסך 40% מהמרחב ההתקנה בהשוואה לציוד קישור מבודד אוויר, מתאים לאזורים צרים כמו תחנות כוח תת-קרקעיות באיזורי עיר. הוא תומך בהטמעה עם מערכות מעקב חכמות כדי לעקוב אחר לחץ גז, טמפרטורה וסטטוס פעולה בזמן אמת, מאפשר ניהול תקלות прогностית.

ציוד הקישור המבודד בגז ללא SF₆ של הסדרה EcoRing הוא מוצר באמת בטוח באופן פנימי, בזכות אמינות גבוהה, התאמה מלאה לתנאי פעולה שונים ועיצוב ללא תחזוקה. הוא לא רק מספק ביצועים מצוינים, אלא גם משרת כתחליף אידיאלי לציוד קישור מבודד אוויר מסורתי (למשל, KYN61) ולציוד CGIS מבוסס SF₆, מציע פתרון מתקדם ובוטח יותר למערכות חשמל.