A SF₆ kivonatásának visszaszámlálása: Ki fogja ellátni a jövő elektromos hálózatát?

1. Bevezetés
A klímaváltozásra adott válaszként világszerte elindultak széleskörű kutatások és fejlesztések, hogy különböző típusú SF₆-mentes gázizolált kapcsolókészítményeket (GIS) kifejlesszenek a hagyományos SF₆-alapú berendezések alternatívájaként. Ugyanakkor az SF₆-mentes gázizolált kapcsolókészítmények már a 60-as évek végén kezdtek használatban lenni. A kapcsolókészítmény élő részeit integrált módon alakítják ki szilárd izolációs anyagok, mint például a rezin, jelentősen magasabb dielektromos erősségűek, mint az SF₆, így ezen technológia segítségével kiváló kompaktságot érnek el.

A japán villamosenergia-szolgáltatók már több mint 50 évig használják az környezetbarát, SF₆-mentes szilárdizolált kapcsolókészítményeket (SIS). Ezek a berendezések kiváló működést, kiváló biztonságot, nagy hatékonyságot a karbantartásban és ellenőrzésben, valamint megbízható hosszú távú megbízhatóságot biztosítanak. Kompakt méreteik miatt különösen alkalmasak épületekbe és földalatti térképekre, különösen sűrűn bebélyegzett városi területeken, ahol korlátozott a hely.

Eddig közel 6000 egység SF₆-mentes gázizolált kapcsolókészítményt telepítettek, főleg villamosenergia-szolgáltatóknál, általános ipari létesítményeknél és közlekedési infrastruktúráknál. A szolgáltatói hálózatokban üzemeltetett körülbelül 3000 egység esetében a 50 év feletti időszakban bekövetkezett nagyobb hibák aránya, amelyek energiamegszakítást okoztak, kisebb volt, mint a hagyományos gázizolált kapcsolókészítmények (GIS) esetében, ami azt mutatja, hogy az SF₆-mentes gázizolált kapcsolókészítmények nagyon megbízhatók.

Nemrégiben számos 10-50 évig üzemben álló SF₆-mentes gázizolált kapcsolókészítményt vitték vissza a gyárba felülvizsgálatra, beleértve az izoláció öregedésének és élettartamának értékelését is. Az eredmények szerint a becslés szerinti üzemeltetési élettartam körülbelül 60 év.

Továbbá, az életciklus-elemzések (LCA) szerint az SF₆-mentes gázizolált kapcsolókészítmények képesek a teljes üdehőgáz-kibocsátásokat (GHG) - CO₂-egyenértékben kifejezve - a kocka típusú gázizolált kapcsolókészítmények (C-GIS) kétszeresehez képest 65%-70%-ra csökkenteni. Az SF₆-mentes gázizolált kapcsolókészítmények nem tartalmaznak fluorált gázt vagy bármilyen más olyan gázt, amelynek 100 éves globális felmelegedési potenciálja (GWP₁₀₀) meghaladja a 100-at. Összevetve a GIS-ekkel, akár egyenlő, akár még jobb várható élettartamot és megbízhatóságot is biztosítanak. A kompakt méret mellett jelentősen alacsonyabb CO₂-egyenértékű üdehőgáz-kibocsátást is generálnak.

Ezért az SF₆-mentes gázizolált kapcsolókészítmények a SF₆-mentes kapcsolótechnológiák között megvalósítható megoldást jelentenek, és további elterjedése várható.
— „A japán villamosenergia-szolgáltatók SF₆-mentes gázizolált kapcsolókészítményeinek hosszú távú üzemeltetési tapasztalata”

2. Hazai és nemzetközi szabályzatok és törvények értelmezése

2.1 Nemzetközi szabályzatok

A szénhexafluorid (SF₆) globális felmelegedési potenciálja (GWP) 23,500-szerese a széndioxidének, és a Kyoto-i Jegyzőkönyvben hat üdehőgáz közül az egyik. Fejlett országok és régiók, beleértve az Európai Uniót, az Egyesült Államokat és Japánt, szigorú szabályzatokat vezettek be az SF₆ használatának korlátozására:

• Európai Unió: Az F-Gáz Irányelv szerint az EU előírja az SF₆-fogyasztás csökkentését, a cél az, hogy 2030-ig az 2014-es szint harmadára csökkentsék a fogyasztást.

• Egyesült Államok: Több állam is szabályozásokat fogadott el az SF₆-kibocsátás korlátozására, és aktívan támogatja a környezetbarát alternatív technológiákat.

• Japán: A Globális Felmelegedés Elleni intézkedések támogatására irányuló törvény kifejezetten előírja az SF₆-használat és -kibocsátás csökkentését.

2.2 Belföldi szabályzatok

Kínaiak, a világ legnagyobb piaca a villamos energia-berendezések számára, az utóbbi években aktívan előmozdították az SF₆ lecserélését:

• "Kétkarbon" stratégia: Kína világos nemzeti célokat tűzött ki, hogy 2030-ra csúcspontot érjen a szén-dioxid-kibocsátás, és 2060-ra érje el a szén-dioxid-neutralitást. Az SF₆-kibocsátás csökkentése ennek a stratégiának egy kulcsfontosságú eleme.

• Ipari normák: A Kínai Állami Villamosenergia Hálózat és a Dél-Kínai Villamosenergia Hálózat számos technikai specifikációt adott ki, amelyek támogatják az SF₆-mentes, környezetbarát kapcsolókészítmények bevezetését.

3. Az IPÁR NÉZETE AZ SF₆-MENTES MEGOLDÁSOKRA

Ahogy szigorodnak a környezetvédelmi szabályzatok és a technológia fejlődik, a villamosenergia-ipar hozzáállása az SF₆-t tartalmazó berendezésekhez jelentősen megváltozott:

• Az SF₆ fázisfolyamatos kivonása:
  Az SF₆ nem csak káros a környezetre, de kockázatot is jelent a szivárgás és magas karbantartási költségek tekintetében. Az ipar fokozatosan kivonja a hagyományos SF₆-kapcsolókészítményeket.

• A környezetbarát alternatívák elfogadása:
  Az SF₆-mentes kapcsolókészítmények, amelyek környezetbarát tulajdonságokkal, biztonsággal és működési hatékonysággal rendelkeznek, új irányt adnak az ipari fejlődésnek.

4. Az SF₆-helyettesítési megközelítések és trendek

1. Szilárdizolációs technológia
Szilárdizolációs anyagokat használ az SF₆-gáz helyett, így forrásból kiküszöbölik az üdehőgáz-kibocsátást.

2. Vakuumban történő szakadástechnológia
Vakuumszakadókat alkalmaz, hogy nagyon hatékonyan és megbízhatóan szakítsa meg a áramot.

3. Környezetbarát gáz alternatívák
Környezetbarát izolációs médiumokat, mint például száraz levegőt vagy nitrogént, használ az SF₆ helyett.

5. RockWill Electric – Az EcoRing sorozatú átkapcsoló berendezések teljesítménybeli előnyei
Mint ipari vezető szereplő az energiaellátási felszerelések gyártásában, a RockWill Electric mindig is elkötelezte magát a technológiai innováció és alkalmazása mellett. Erős fejlesztési képességekkel és mély piaci bepillantással a vállalat sikeresen bevezette az EcoRing sorozatú SF₆-mentes gáz-elhárító átkapcsoló berendezéseket.

Jellemzők

• 35 kV-os szintű karbantartásmentes működés: A hermetikus gázkamra (lecsengési arány ≤ 0,1%/év) és a húzószerű mechanikai alkatrészek kiküszöbölik a rutin karbantartási feladatokat, mint például a gáz pótlása vagy részletek cseréje. Ez 60%-kal csökkenti a működési és karbantartási (O&M) költségeket a hagyományos átkapcsoló berendezésekhez képest.

• Kiváló stabilitású áramellátás: Vakuumban történő ívkioltással és nagy pontosságú áram/volt feszültségátalakítókkal felszerelt, hatékonyan ellenáll a rövidzárlóknak, túlfeszültségnek és feszültségfluktuációknak. Akkor is fenntartja a ≥ 99,98% áramellátási megbízhatósági ráta, még súlyos környezeti körülmények között (pl. magas páratartalom, por, vagy extrém hőmérséklet).

• Környezetbarát és biztonságos gáz-elhárítás: Alacsony GWP értékű környezetvédelmi gázzal (IEC 61730 szabvány szerint) ellátva, hogy elkerülje a zöldházhatás-gázok kibocsátását; a teljesen zárt szerkezet megakadályozza a gáz lecsengését és biztosítja a személyzet biztonságát. Erős korroziónak és szennyezésnek ellenáll, alkalmas belső és külső telepítésre is.

• Kompakt tervezés és intelligens integráció: A moduláris és kompakt szerkezet 40%-kal csökkenti a telepítési térkövet az levegő-elhárító átkapcsoló berendezésekhez képest, illetve illik a városi alagút-alakú átalakítókhoz. Támogatja az intelligens figyelő rendszerek integrációját, valós időben nyomon követheti a gáznyomást, hőmérsékletet és működési állapotot, lehetővé téve a prediktív hibakezelést.

Az EcoRing sorozatú SF₆-mentes gáz-elhárító átkapcsoló berendezés igazán belsőleg biztonságos termék, amely nagy megbízhatósággal, teljes alkalmazkodási képességgel különböző működési körülményekhez, és karbantartásmentes tervezéssel rendelkezik. Nem csak kiemelkedő teljesítményt nyújt, de ideális helyettesítője a hagyományos levegő-elhárító átkapcsoló berendezéseknek (pl. KYN61) és az SF₆-alapú CGIS átkapcsoló berendezéseknek, adva egy továbbfejlesztett és megbízható megoldást az energiaellátási rendszerek számára.