Steuerung der SF6-Emissionen aus hochspannungsgeführten gasisolierten Schaltanlagen
Die Verhinderung und Kontrolle von SF6-Emissionen aus hochspannungs-gasgefüllten Schaltanlagen ist seit langem eine erhebliche Herausforderung. Hier finden Sie weitere Details zu den wesentlichen Punkten der Orts-SF6-Gasleckage-Tests für Hochspannungsschaltanlagen. Emissionen von Schwefelhexafluorid (SF6) aus elektrischer Ausrüstung sind in Bezug auf die Reduzierung der Treibhausgasemissionen ein zentrales Anliegen. Dies liegt daran, dass SF6-Emissionen einen erheblichen Einfluss auf die globale Erwärmung haben. SF6 hat eine atmosphärische Lebensdauer von 3.200 Jahren, und sein Treibhauspotenzial (GWP) beträgt 23.900 (was bedeutet, dass der Einfluss von 1 kg SF6 dem von 23.900 kg CO2 entspricht). Im Jahr 2000 wurden die SF6-Emissionen aus der Produktion von Mittel- und Hochspannungs-(HV)-elektrischen Übertragungs- und Verteilungsausrüstungen auf etwa 10 Mt CO2-Äquivalent geschätzt, hauptsächlich konzentriert in Europa und Japan.
SF6-Gasemissionen in der Atmosphäre und weltweite Bemühungen zur Verhinderung
Auf dem Weg zu einer netto-null-Welt wird allgemein anerkannt, dass die Energiebranche signifikante Transformationen durchlaufen hat, indem sie von kohlenwasserstoffbasierten Energieerzeugungsmethoden zu erneuerbaren und grünen Energien wechselte. Allerdings ist ein Problem, das möglicherweise nicht so gut dokumentiert ist, die Kontrolle eines weiteren Umwelt-risikos innerhalb der Branche.
Seit den 1950er Jahren wird Schwefelhexafluorid (SF6) als Isolier- und Bogenlöschmedium in Hochspannungsschaltanlagen verwendet. Aufgrund seiner inerten Natur und seiner ausgezeichneten Bogenlösch-Eigenschaften wird es hauptsächlich in Schaltanlagen eingesetzt. Darüber hinaus macht die chemische Zusammensetzung von SF6 es für andere Anwendungen geeignet. So dient es im medizinischen Bereich als Kontrastmittel in Ultraschallbildgebung, in Doppelverglasungen als Wärme- und Schallschutzmittel und wurde sogar einmal als "Luft"-Füllmaterial in der Sohle eines bekannten Sportartikelmarkens verwendet.
Seit der Annahme des Kyoto-Protokolls im Jahr 1997 werden Bemühungen unternommen, um die Nutzung und Emissionen von SF6 zu begrenzen. In den letzten Jahren wurde in der Elektrizitätsübertragungsindustrie bei der Entwicklung alternativer Geräte und Isoliermedien erheblicher Fortschritt erzielt.
Trockene Luftisolierung kann nun für Spannungen bis zu 420 kV in nicht schaltenden gasgefüllten Busleitern (GIB) eingesetzt werden, und Vakuumschalter wurden für Spannungen bis zu 145 kV entwickelt. Ähnlich können alternative Gastechnologien wie g3 (g-cubed) für Spannungen bis zu 420 kV in nicht schaltenden gasgefüllten Busleitern (GIB) angewendet werden. Alternative Gaskreisschalter sind für Spannungen bis zu 145 kV verfügbar, und es wird erwartet, dass skalierbare 245 kV g3-Kreisschalter bis 2025 zugänglich sein werden.
Dennoch, bedingt durch die normale Betriebslebensdauer von Hochspannungs-GIS, die 25 Jahre oder länger beträgt, und der Tatsache, dass fast alle aktuell hergestellten Hochspannungs-GIS mit SF6 gefüllt sind, bleibt die Umweltauswirkung von SF6 ein Problem, das nicht nur jetzt, sondern auch in den kommenden Jahrzehnten angegangen werden muss. Darüber hinaus sollte bei der Fortschreitung der Vorhersagemaintenance und der damit verbundenen Verlängerung der Ausrüstungslebensdauer auch die Umweltkosten der Ersetzung berücksichtigt werden. Ein Gasleck in ansonsten gesunder Ausrüstung bedeutet nicht notwendigerweise, dass ein Austausch erforderlich ist.
SF6-Gasleckagen in GIS-Systemen und Verhütungsmethoden
Gaslecks in Hochspannungs-GIS entstehen aus verschiedenen Gründen, einschließlich Fertigungsfehlern, Konstruktionsmängeln, dem Einfluss des Wetters auf Ausrüstung im Freien, falscher Installation und dem Alter von Dichtungen und Abdichtungen. Angesichts der kritischen Bedeutung vieler Umspannwerke ist die Möglichkeit, Ausrüstung zum Reparieren abzuschalten, oft eingeschränkt. Dies kann zu einem ständigen Bedarf führen, leckende Gaszonen nachzufüllen, was eine ständige äquivalente Emission von SF6-Gas in die Atmosphäre bedeutet.
In vielen Regionen weltweit legen Regierungen und Aufsichtsbehörden nicht nur strenge Strafen für solche Emissionen auf, sondern bieten auch Anreize für die kontrollierte Reduzierung. Daher besteht ein Bedarf nach einer effektiven Lösung für Gaslecks, die SF6-Emissionen aus alternder Ausrüstung verhindern kann, ohne sich auf den operativ störenden und zeitaufwändigen herkömmlichen OEM-Ansatz des Abschaltens, Entgasens, Demontierens und Reparierens zu verlassen.
In den letzten Jahren wurden mehrere Methoden versucht, aber mit begrenztem Erfolg. Diese Methoden reduzieren oft das Leckproblem, lösen es jedoch nicht vollständig und können zudem den zukünftigen Zugriff auf die betroffenen Komponenten einschränken.
Methode zur Verhinderung von SF6-Gaslecks und -Emissionen
MG Eco Solutions (Master Grid Group) hat ein einzigartiges System entwickelt, das die Hauptbegrenzungen der Betriebsstörungen, der eingeschränkten Anwendungsorte für Lecks und der inkonsistenten Erfolgsraten überwindet. Dieses System wurde ursprünglich für den Einsatz in der harten Umgebung der französischen Küstenkraftwerke entwickelt und hat sich auch in tropischen Klimazonen als effektiv erwiesen.
In Bild 1 sehen Sie MG Eco Solutions' Sleakbag-Sammlungssystem für hochspannungs-gasgefüllte Schaltanlagen.
Durch einen sorgfältigen Reverse-Engineering-Prozess verfügt MG Eco Solutions über die Fähigkeit, Dichtsysteme zu entwerfen und herzustellen, die auf Gaslecks an nahezu jedem Ort und bei jeder Marke von Gasgefüllten Schaltanlagen (GIS) abzielen.
Die Lösung des Unternehmens kombiniert ein neuartiges gasdichtes Polymer-Dichtungssystem und O-Ringe. Statt direkt das Leck zu verschließen oder den Hohlraum mit Harz zu füllen, wird das Gasleck innerhalb des Systems enthalten. Das Enthaftungssystem kann als permanente Lösung angesehen werden. Es ist jedoch auch entfernbare, wenn der Zugriff auf die Ausrüstung erforderlich wird, und einige Komponenten sind für andere Anwendungen wiederverwendbar konzipiert.
Was die Vielseitigkeit von MG Eco Solutions weiter erhöht, ist ihre Fähigkeit, ein Sammlungssystem anzubieten, wenn ein permanentes Enthaftungssystem nicht möglich ist, wie im Fall eines leckenden Platten oder Faltenbalgs. Diese Lösung folgt dem gleichen Reverse-Engineering-Prinzip, um eine präzise Passform mit der leckenden Ausrüstung zu gewährleisten. Statt das Leck unter Arbeitsdruck zu enthalten, wird das Gas durch Rohre in ein Sammlungssystem umgeleitet, um so die schädlichen SF6-Emissionen daran zu hindern, in die Atmosphäre zu gelangen.
Die langfristige Bestrebung der Energiebranche, eine netto-null-Welt zu erreichen, ist die vollständige Auslaufphase von SF6-gefüllter Ausrüstung. Das Erreichen dieses Ziels erfordert Zeit, erhebliche Investitionen und kontinuierlichen Fortschritt in alternativen Technologien. In der Zwischenzeit stellen die effektive Verwaltung der umfangreichen bestehenden Installationsbasis von GIS und die Implementierung von Enthaftungs- und Sammelmaßnahmen für SF6-Gaslecks wichtige Beiträge zu diesem übergeordneten Ziel dar.
