Control de emisiones de SF6 de los equipos de interruptores aislados por gas de alta tensión
Prevenir y controlar las emisiones de SF6 de los equipos de interruptores de alta tensión con aislamiento gaseoso ha sido un desafío formidable durante mucho tiempo. Aquí, puedes encontrar más detalles sobre los puntos clave de las pruebas de fugas de gas SF6 en el sitio para equipos de interruptores de alta tensión. Las emisiones de Hexafluoruro de Azufre (SF6) de equipos eléctricos han sido una gran preocupación en la búsqueda de la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Esto se debe a que las emisiones de SF6 tienen un impacto sustancial en el calentamiento global. El SF6 tiene una vida atmosférica de 3,200 años, y su Potencial de Calentamiento Global (GWP) es de 23,900 (lo que significa que el impacto de 1 kg de SF6 es equivalente al de 23,900 kg de CO2). En el año 2000, se estimó que las emisiones de SF6 de la producción de equipos de transmisión y distribución eléctrica de media y alta tensión (HV) eran de alrededor de 10 Mt CO2 - eq, principalmente concentradas en Europa y Japón.
Emisiones de Gas SF6 en la Atmósfera y Esfuerzos Globales para Prevenirlas
En el camino hacia un mundo de cero neto, se reconoce ampliamente que la industria eléctrica ha experimentado transformaciones significativas, pasando de la generación de energía basada en hidrocarburos a fuentes de energía renovables y verdes. Sin embargo, un problema que puede no estar tan bien documentado es el control de otro riesgo ambiental dentro de la industria.
Desde la década de 1950, el hexafluoruro de azufre (SF6) se ha utilizado como medio aislante y extintor de arco en equipos de interruptores de alta tensión. Debido a su naturaleza inerte y excelentes propiedades de extinción de arco, se aplica principalmente en equipos de interruptores. Además, la composición química del SF6 lo hace adecuado para otros usos. Por ejemplo, en el campo médico, se utiliza como agente de contraste en la imagen por ultrasonido; en doble acristalamiento, funciona como medio aislante térmico y acústico; y en un momento, incluso se utilizaba como relleno de "aire" en la suela de una marca conocida de zapatillas deportivas.
Desde la adopción del Protocolo de Kioto en 1997, se han realizado esfuerzos para limitar el uso y las emisiones de SF6. En los últimos años, se han logrado avances notables en la industria de transmisión eléctrica en el desarrollo de equipos alternativos y medios aislantes.
El aislamiento con aire seco ahora se puede utilizar para tensiones de hasta 420 kV en barras colectoras aisladas con gas (GIB) sin conmutación, y se han desarrollado interrumpidores de vacío para su uso en tensiones de hasta 145 kV. De manera similar, tecnologías alternativas de gas, como g3 (g - cubed), se pueden aplicar para tensiones de hasta 420 kV en barras colectoras aisladas con gas (GIB) sin conmutación. Los interruptores de circuito alternativos están disponibles para tensiones de hasta 145 kV, y se espera que los interruptores de circuito escalables de 245 kV con g3 estén disponibles para 2025.
No obstante, considerando la vida útil operativa normal de los GIS de alta tensión, que es de 25 años o más, y el hecho de que casi todos los GIS de alta tensión fabricados actualmente están llenos de SF6, el impacto ambiental del SF6 sigue siendo un problema que necesita ser abordado no solo ahora, sino también en las próximas décadas. Además, con el progreso en la extensión de la vida útil del equipo a través del mantenimiento predictivo, también se debe tener en cuenta el costo ambiental de la sustitución. Una fuga de gas en un equipo de lo contrario saludable no necesariamente significa que sea necesario reemplazarlo.
Fugas de Gas SF6 en Sistemas GIS y Métodos de Prevención
Las fugas de gas en GIS de alta tensión ocurren por diversas razones, incluyendo defectos de fabricación, fallos de diseño, el impacto del clima en el equipo exterior, instalación incorrecta y el envejecimiento de juntas y sellos. Dada la naturaleza crítica de muchas subestaciones, la capacidad de detener el equipo para su reparación a menudo está restringida. Esto puede llevar a una necesidad continua de recargar las zonas de fuga, resultando en una emisión constante equivalente de gas SF6 a la atmósfera.
En muchas regiones del mundo, los gobiernos y reguladores no solo imponen sanciones severas por tales emisiones, sino que también proporcionan incentivos para la reducción gestionada. Por lo tanto, existe una demanda de una solución eficaz para las fugas de gas que pueda prevenir las emisiones de SF6 de los equipos envejecidos, sin depender del enfoque convencional del OEM, que es operativamente disruptivo y consume mucho tiempo, de apagado, desgasificación, desmontaje y reparación.
En los últimos años, se han intentado varios métodos, pero con éxito limitado. Estos métodos a menudo solo reducen en lugar de resolver completamente el problema de la fuga y también pueden restringir el acceso futuro a los componentes afectados.
Método para Prevenir Fugas y Emisiones de Gas SF6
MG Eco Solutions (Master Grid Group) ha desarrollado un sistema único que supera las principales limitaciones de la interrupción operativa, la aplicación restringida a ubicaciones de fuga y las tasas de éxito inconsistentes. Este sistema se desarrolló inicialmente para su uso en el entorno hostil de las centrales nucleares costeras francesas y también ha demostrado ser efectivo en climas tropicales.
En la Foto 1, puedes ver el sistema de recolección Sleakbag de MG Eco Solutions para equipos de interruptores de alta tensión con aislamiento gaseoso.
A través de un meticuloso proceso de ingeniería inversa, MG Eco Solutions tiene la capacidad de diseñar y fabricar sistemas de contención adaptados para abordar fugas de gas en prácticamente cualquier ubicación de cualquier marca de Equipos de Interruptores Aislados con Gas (GIS).
La solución de la empresa combina un sello de polímero hermético al gas y un anillo O. En lugar de intentar tapar la fuga directamente o llenar el vacío con resina, contiene la fuga de gas dentro del sistema. El sistema de contención puede considerarse como una solución permanente. Sin embargo, también es extraíble cuando se necesita acceder al equipo, y algunos componentes están diseñados para ser reutilizables en otras aplicaciones.
Lo que aumenta aún más la versatilidad de MG Eco Solutions es su capacidad de ofrecer un sistema de recolección en situaciones donde un sistema de contención permanente no es factible, como en el caso de un disco de ruptura o una unidad de fuelle que está filtrando. Esta solución se adhiere al mismo principio de ingeniería inversa para garantizar un ajuste preciso con el equipo que filtra. En lugar de contener la fuga bajo presión de trabajo, el gas se desvía a través de tuberías a un sistema de recolección, evitando así que las emisiones nocivas de SF6 entren en la atmósfera.
La aspiración a largo plazo de la industria eléctrica hacia un mundo de cero neto es la completa eliminación de los equipos llenos de SF6. Lograr este objetivo requiere tiempo, una inversión sustancial y un progreso continuo en tecnologías alternativas. Mientras tanto, gestionar eficazmente la extensa base instalada existente de GIS e implementar medidas de contención y recolección para fugas de gas SF6 representan contribuciones cruciales a este objetivo general.
