کنترل تولیدات SF6 از دستگاه‌های قطع و صفحه‌بندی با عایق گازی فشار بالا
پیشگیری و کنترل تخلیه SF6 از تجهیزات قدرت بزرگ با عایق‌بندی گازی همواره چالشی سخت بوده است. در اینجا می‌توانید جزئیات بیشتری درباره نکات کلیدی آزمون‌های فرار گاز SF6 در محل برای تجهیزات قدرت بزرگ پیدا کنید. تخلیه‌های سولفور هگزافلورید (SF6) از تجهیزات الکتریکی در دستیابی به اهداف کاهش تخلیه گازهای گلخانه‌ای مورد نظر بوده است. این امر به دلیل تأثیر زیاد تخلیه‌های SF6 بر گرم شدن جهانی است. SF6 عمر جوی ۳۲۰۰ سال دارد و پتانسیل گرم شدن جهانی (GWP) آن ۲۳۹۰۰ است (به این معنا که تأثیر ۱ کیلوگرم SF6 معادل ۲۳۹۰۰ کیلوگرم CO2 است). در سال ۲۰۰۰، تخمین زده شد که تخلیه‌های SF6 از تولید تجهیزات انتقال و توزیع الکتریکی متوسط و بزرگ (HV) حدود ۱۰ Mt CO2-eq بوده است که عمدتاً در اروپا و ژاپن متمرکز بوده است.
تخلیه گاز SF6 در جو و تلاش‌های جهانی برای جلوگیری از آن
در مسیر به دنیای صفر کربن، به طور گسترده شناخته شده است که صنعت برق تحولات قابل توجهی را طی کرده و از تولید انرژی مبتنی بر هیدروکربن‌ها به منابع انرژی تجدیدپذیر و سبز تغییر یافته است. با این حال، یک موضوع که ممکن است به خوبی مستند نشده باشد، کنترل یک خطر محیطی دیگر در داخل صنعت است.
از دهه ۱۹۵۰، سولفور هگزافلورید (SF6) به عنوان یک ماده عایق‌بندی و خاموش‌کننده آتش در تجهیزات قدرت بزرگ استفاده شده است. به دلیل طبیعت غیرفعال و خاصیت خاموش‌کننده آتش بسیار خوب آن، عموماً در تجهیزات قدرت استفاده می‌شود. علاوه بر این، ترکیب شیمیایی SF6 آن را برای استفاده‌های دیگر مناسب می‌کند. به عنوان مثال، در حوزه پزشکی، به عنوان عامل مقایسه در تصویربرداری با امواج صوتی استفاده می‌شود؛ در پنجره‌های دو لایه، به عنوان ماده عایق‌بندی حرارتی و صوتی عمل می‌کند؛ و در یک زمان، حتی به عنوان "هوای" پرکننده در پایین کفش‌های ورزشی یک برند مشهور استفاده شده است.
از زمان تصویب پروتکل کیوتو در سال ۱۹۹۷، تلاش‌هایی برای محدود کردن استفاده و تخلیه SF6 انجام شده است. در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های قابل توجهی در صنعت انتقال الکتریکی در توسعه تجهیزات و ماده‌های عایق‌بندی جایگزین به دست آمده است.
در حال حاضر عایق‌بندی هوای خشک می‌تواند برای ولتاژ‌های تا ۴۲۰ kV در خطوط انتقال گازی بدون تغییر (GIB) استفاده شود و میان‌بُرکننده‌های خلاء برای ولتاژ‌های تا ۱۴۵ kV توسعه یافته‌اند. به همین ترتیب، فناوری‌های گاز جایگزین مانند g3 (g-cubed) می‌توانند برای ولتاژ‌های تا ۴۲۰ kV در خطوط انتقال گازی بدون تغییر (GIB) استفاده شوند. میان‌بُرکننده‌های گازی جایگزین برای ولتاژ‌های تا ۱۴۵ kV موجود هستند و پیش‌بینی می‌شود که میان‌بُرکننده‌های گازی ۲۴۵ kV قابل مقیاس g3 تا سال ۲۰۲۵ در دسترس خواهند بود.
با این حال، با توجه به طول عمر معمولی GIS بزرگ‌ولتاژ که ۲۵ سال یا بیشتر است و اینکه تقریباً تمامی GIS بزرگ‌ولتاژ تولید شده در حال حاضر با SF6 پر شده‌اند، تأثیرات محیطی SF6 همچنان یک مسئله است که نه تنها در حال حاضر بلکه در دهه‌های آینده نیز باید مورد بررسی قرار گیرد. علاوه بر این، با پیشرفت در تمدید عمر تجهیزات از طریق نگهداری پیش‌بین، هزینه‌های محیطی جایگزینی نیز باید در نظر گرفته شود. وجود نشت در تجهیزات سالم لزوماً به معنای نیاز به جایگزینی نیست.
فuga گاز SF6 در سیستم‌های GIS و روش‌های پیشگیری
نشت گاز در GIS بزرگ‌ولتاژ به دلایل مختلفی از جمله نقص‌های تولیدی، نقص‌های طراحی، تأثیر شرایط آب و هوایی بر تجهیزات خارجی، نصب غیرصحیح و پیری پاشنه‌ها و سیل‌بند‌ها رخ می‌دهد. با توجه به حیاتی بودن بسیاری از زیرآستان‌ها، امکان تعطیلی تجهیزات برای تعمیر معمولاً محدود است. این می‌تواند منجر به نیاز مداوم به پر کردن مناطق نشت گاز شود که به تخلیه مداوم گاز SF6 به جو منجر می‌شود.
در بسیاری از مناطق جهان، دولت‌ها و مراقبان نه تنها جرائم سنگینی برای چنین تخلیه‌هایی وضع می‌کنند بلکه انگیزه‌هایی برای کاهش مدیریت شده نیز ارائه می‌دهند. بنابراین، نیاز به راه‌حل مؤثر برای نشت گاز وجود دارد که بتواند تخلیه گاز SF6 از تجهیزات پیر را جلوگیری کند، بدون اینکه به رویکرد متعارف OEM که شامل تعطیلی، خلاء، تجزیه و تعمیر است، متکی باشد که مزاحمت عملیاتی و وقت‌گیر است.
در سال‌های اخیر، چندین روش تلاش شده است، اما با موفقیت محدود. این روش‌ها غالباً فقط نشت را کاهش می‌دهند و نه کاملاً حل می‌کنند و ممکن است دسترسی آینده به اجزای تحت تأثیر را محدود کنند.
روش جلوگیری از نشت و تخلیه گاز SF6
MG Eco Solutions (گروه Master Grid) یک سیستم منحصر به فرد توسعه داده است که محدودیت‌های اصلی مانند اختلال عملیاتی، محدودیت در محل استفاده برای نشت و نرخ موفقیت نامتجانس را رفع می‌کند. این سیستم ابتدا برای استفاده در محیط سخت ایستگاه‌های برق هسته‌ای ساحلی فرانسه توسعه یافته و در اقلیم‌های گرمسیری نیز مؤثر ثابت شده است.
در تصویر ۱ می‌توانید سیستم جمع‌آوری Sleakbag از MG Eco Solutions برای تجهیزات قدرت بزرگ با عایق‌بندی گازی را مشاهده کنید.
از طریق یک فرآیند مهندسی معکوس دقیق، MG Eco Solutions توانایی طراحی و ساخت سیستم‌های حاوی برای رسیدگی به نشت گاز در تقریباً هر مکانی از هر برندی از تجهیزات عایق‌بندی گازی (GIS) را دارد.
راه‌حل شرکت ترکیبی از پلیمر عایق‌بندی گاز و O-リング نوآورانه است. به جای تلاش برای بستن نشت مستقیم یا پر کردن فضای خالی با رزین، این سیستم نشت گاز را در داخل سیستم حاوی می‌کند. سیستم حاوی می‌تواند به عنوان یک راه‌حل دائمی در نظر گرفته شود. با این حال، زمانی که دسترسی به تجهیزات ضروری می‌شود قابل حذف است و برخی اجزا برای استفاده‌های دیگر طراحی شده‌اند.
آنچه تنوع MG Eco Solutions را افزایش می‌دهد، توانایی ارائه یک سیستم جمع‌آوری در شرایطی است که یک سیستم حاوی دائمی غیرقابل اجرا است، مانند نشت دیسک منفجر شونده یا واحد بالونی. این راه‌حل از همان اصل مهندسی معکوس پیروی می‌کند تا اطمینان حاصل شود که با تجهیزات نشت کننده تناسب دقیقی دارد. به جای حاوی کردن نشت تحت فشار کاری، گاز از طریق لوله‌ها به یک سیستم جمع‌آوری هدایت می‌شود و بدین ترتیب تخلیه گازهای مضر SF6 به جو جلوگیری می‌شود.
هدف بلندمدت صنعت برق برای دنیای صفر کربن، حذف کامل تجهیزات پر شده با SF6 است. دستیابی به این هدف زمان، سرمایه‌گذاری قابل توجه و پیشرفت مداوم در فناوری‌های جایگزین را می‌طلبد. در میانه، مدیریت موثر پایه‌ای گسترده موجود از GIS و اجرای اقدامات حاوی و جمع‌آوری برای نشت گاز SF6 مشارکت‌های مهمی در این هدف کلی هستند.
