Отсчет до прекращения использования SF₆: Кто обеспечит энергией сеть будущего

1. Введение
В ответ на изменения климата по всему миру проводятся обширные исследования и разработки для создания различных типов газоизолированного оборудования без SF₆ в качестве альтернативы традиционному оборудованию на основе SF₆. С другой стороны, газоизолированное оборудование без SF₆ используется с конца 1960-х годов. За счет интегрального формования живых частей оборудования с использованием твердых изоляционных материалов, таких как эпоксидная смола, с диэлектрической прочностью значительно выше, чем у SF₆, эта технология достигает замечательной компактности.

Японские электрические компании используют экологически чистое газоизолированное оборудование без SF₆ (SIS) более 50 лет. Эти устройства обеспечивают отличную эксплуатационную производительность, выдающуюся безопасность, высокую эффективность в обслуживании и проверке, а также доказанную долгосрочную надежность. Из-за их компактного размера SIS особенно хорошо подходят для установки в зданиях и подземных пространствах, особенно в плотно застроенных городских районах, где пространство ограничено.

На сегодняшний день было установлено около 6000 единиц газоизолированного оборудования без SF₆, главным образом для обслуживания электрических компаний, общепромышленных объектов и транспортной инфраструктуры. Из примерно 3000 единиц, развернутых в сетях компаний, за последние 50+ лет уровень серьезных отказов, вызывающих отключения электроэнергии, был менее половины по сравнению с традиционным газоизолированным оборудованием (GIS), что демонстрирует высокую надежность газоизолированного оборудования без SF₆.

Недавно несколько единиц газоизолированного оборудования без SF₆, которые находились в полевых условиях от 10 до 50 лет, были возвращены на завод для оценки, включая оценку старения изоляции и срока службы. Результаты показывают, что ожидаемый срок службы составляет приблизительно 60 лет.

Кроме того, исследования жизненного цикла (LCA) показывают, что газоизолированное оборудование без SF₆ может снизить общие выбросы парниковых газов (ПГ), выраженные в CO₂-эквивалентах, до примерно 65%–70% от тех, которые связаны с ячейковым газоизолированным оборудованием (C-GIS). Газоизолированное оборудование без SF₆ не содержит фторированных газов или других газов с потенциалом глобального потепления за 100 лет (GWP₁₀₀), превышающим 100. По сравнению с GIS оно продемонстрировало сравнимый или даже лучший ожидаемый срок службы и надежность. Помимо компактного размера, оно также генерирует значительно меньшие выбросы парниковых газов, эквивалентных CO₂.

Следовательно, газоизолированное оборудование без SF₆ представляет собой жизнеспособное решение среди технологий переключения без SF₆, и его использование ожидается расшириться.
— “Долгосрочный опыт эксплуатации газоизолированного оборудования без SF₆ в японских электрических компаниях”

2. Интерпретация внутренних и международных политик и регуляций

2.1 Международные политики

Шестифтористая сера (SF₆) имеет потенциал глобального потепления (GWP) 23 500 раз больше, чем углекислый газ, и включена в список шести парниковых газов в Киотском протоколе. Разработанные страны и регионы, включая Европейский Союз, США и Японию, внедрили строгие политики для ограничения использования SF₆:

• Европейский Союз: В рамках Регламента о фторсодержaщих газах (F-Gas Regulation) ЕС предписывает поэтапное сокращение потребления SF₆, стремясь к снижению его использования до одной трети уровня 2014 года к 2030 году.

• Соединенные Штаты: Несколько штатов приняли регулятивные акты для ограничения выбросов SF₆ и активного продвижения экологически чистых альтернативных технологий.

• Япония: Закон о продвижении мер против глобального потепления явно требует сокращения использования и выбросов SF₆.

2.2 Внутренние политики

Как крупнейший рынок электрооборудования в мире, Китай в последние годы активно продвигает замену SF₆:

• Стратегия "Двойного углерода": Китай установил четкие национальные цели достичь пика выбросов углерода к 2030 году и углеродной нейтральности к 2060 году. Снижение выбросов SF₆ является ключевым компонентом этой стратегии.

• Отраслевые стандарты: Государственная сетевая корпорация Китая и Южная сетевая корпорация Китая выпустили множество технических спецификаций, поощряющих использование экологически чистого оборудования без SF₆.

3. Перспективы отрасли в отношении решений без SF₆

По мере ужесточения экологических регуляций и прогресса технологий отношение энергетической отрасли к оборудованию, содержащему SF₆, значительно изменилось:

• Фазовый выход из использования SF₆:
  SF₆ не только вреден для окружающей среды, но и представляет риски утечки и высоких затрат на обслуживание. Отрасль постепенно выводит из эксплуатации традиционное оборудование с SF₆.

• Принятие экологически чистых альтернатив:
  Оборудование без SF₆, ценящееся за экологическую чистоту, безопасность и операционную эффективность, становится новым направлением развития отрасли.

4. Подходы и тенденции в замене SF₆

№ 1 Технология твердой изоляции
Использует твердые изоляционные материалы вместо газа SF₆, устраняя выбросы парниковых газов на источнике.

№ 2 Технология вакуумного прерывания
Использует вакуумные прерыватели для достижения высокоэффективного и надежного прерывания тока.

№ 3 Экологически чистые газовые альтернативы
Использует экологически безвредные изоляционные среды, такие как сухой воздух или азот, вместо SF₆.

5. RockWill Electric — Преимущества производительности серии EcoRing
В качестве ведущего производителя электрооборудования RockWill Electric всегда стремился к технологическим инновациям и их применению. Благодаря мощным исследовательским и разработочным возможностям и глубокому пониманию рынка, компания успешно запустила серию коммутационного оборудования с изоляцией без SF₆ EcoRing.

Характеристики

• Без обслуживания на уровне 35 кВ: Герметичная газовая камера (с коэффициентом утечки ≤ 0,1%/год) и износостойкие механические компоненты исключают необходимость регулярного обслуживания, такого как дозаправка газом и замена деталей. Это снижает эксплуатационные и технические расходы более чем на 60% по сравнению с традиционным коммутационным оборудованием.

• Высокая стабильность подачи электроэнергии: Оборудовано вакуумными прерывателями для гашения дуги и преобразователями тока/напряжения высокой точности, что эффективно противостоит коротким замыканиям, перенапряжениям и колебаниям напряжения. Поддерживает уровень надежности подачи электроэнергии ≥ 99,98% даже в суровых условиях (например, при высокой влажности, пыли или экстремальных температурах).

• Экологически чистая и безопасная газовая изоляция: Использует экологически чистый газ с низким потенциалом глобального потепления (соответствующий стандартам IEC 61730), чтобы избежать выбросов парниковых газов; полностью герметичная конструкция предотвращает утечку газа и обеспечивает безопасность персонала. Также обладает высокой устойчивостью к коррозии и загрязнению, подходящая как для внутренней, так и для наружной установки.

• Компактный дизайн и интеллектуальная интеграция: Модульная и компактная конструкция экономит до 40% пространства для установки по сравнению с воздушно-изолированным коммутационным оборудованием, подходя для узких мест, таких как городские подземные подстанции. Поддерживает интеграцию с интеллектуальными системами мониторинга для отслеживания давления газа, температуры и состояния работы в реальном времени, что позволяет осуществлять предиктивное управление неисправностями.

Серия коммутационного оборудования с изоляцией без SF₆ EcoRing является действительно внутренне безопасным продуктом благодаря своей высокой надежности, полной адаптивности к различным условиям эксплуатации и дизайну, не требующему обслуживания. Она не только обеспечивает выдающуюся производительность, но и служит идеальной заменой традиционному воздушно-изолированному коммутационному оборудованию (например, KYN61) и коммутационному оборудованию на основе SF₆, предлагая более продвинутое и надежное решение для энергетических систем.