Contrôle des émissions de SF6 provenant des postes de transformation haute tension à isolation gazeuse
La prévention et le contrôle des émissions de SF6 provenant des postes de coupure à haute tension isolés au gaz ont longtemps été un défi considérable. Ici, vous pouvez trouver plus de détails sur les points clés des tests de fuite de gaz SF6 sur site pour les équipements de commutation à haute tension. Les émissions de hexafluorure de soufre (SF6) provenant des équipements électriques ont été une préoccupation majeure dans la poursuite des objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre. Cela est dû au fait que les émissions de SF6 ont un impact substantiel sur le réchauffement climatique. Le SF6 a une durée de vie atmosphérique de 3 200 ans, et son Potentiel de Réchauffement Global (PRG) est de 23 900 (ce qui signifie que l'impact de 1 kg de SF6 est équivalent à celui de 23 900 kg de CO2). En 2000, les émissions de SF6 provenant de la production d'équipements de transmission et de distribution électrique moyenne et haute tension (HT) étaient estimées à environ 10 Mt d'équivalent CO2, principalement concentrées en Europe et au Japon.
Émissions de gaz SF6 dans l'atmosphère et efforts mondiaux pour les prévenir
Dans la quête d'un monde neutre en carbone, il est largement reconnu que l'industrie de l'énergie a subi des transformations significatives, passant de la génération d'électricité basée sur les hydrocarbures aux sources d'énergie renouvelables et vertes. Cependant, un problème qui n'est peut-être pas aussi bien documenté est le contrôle d'un autre risque environnemental au sein de l'industrie.
Depuis les années 1950, le hexafluorure de soufre (SF6) est utilisé comme milieu d'isolation et d'extinction d'arc dans les équipements de commutation à haute tension. En raison de sa nature inerte et de ses excellentes propriétés d'extinction d'arc, il est principalement appliqué dans les équipements de commutation. De plus, la composition chimique du SF6 le rend adapté à d'autres utilisations. Par exemple, dans le domaine médical, il sert d'agent de contraste en imagerie ultrasonore ; dans les doubles vitrages, il fonctionne comme un matériau d'isolation thermique et acoustique ; et à une époque, il était même utilisé comme remplissage "d'air" dans la semelle d'une marque célèbre de chaussures de sport.
Depuis l'adoption du Protocole de Kyoto en 1997, des efforts ont été faits pour limiter l'utilisation et les émissions de SF6. Ces dernières années, des progrès remarquables ont été réalisés dans l'industrie de la transmission électrique pour développer des équipements et des milieux d'isolation alternatifs.
L'isolation à air sec peut maintenant être utilisée pour des tensions allant jusqu'à 420 kV dans les barres d'alimentation isolées au gaz non commutantes (GIB), et des interrupteurs sous vide ont été développés pour être utilisés à des tensions allant jusqu'à 145 kV. De même, des technologies de gaz alternatives telles que g3 (g - cubed) peuvent être appliquées pour des tensions allant jusqu'à 420 kV dans les barres d'alimentation isolées au gaz non commutantes (GIB). Des disjoncteurs de circuit alternatifs sont disponibles pour des tensions allant jusqu'à 145 kV, et on s'attend à ce que des disjoncteurs g3 évolutifs de 245 kV soient accessibles d'ici 2025.
Néanmoins, en tenant compte de la durée de vie opérationnelle normale des GIS à haute tension, qui est de 25 ans ou plus, et du fait que presque tous les GIS à haute tension actuellement fabriqués sont remplis de SF6, l'impact environnemental du SF6 reste un problème qui doit être abordé non seulement maintenant mais aussi dans les décennies à venir. De plus, avec les progrès réalisés dans l'allongement de la durée de vie des équipements grâce à la maintenance prédictive, le coût environnemental du remplacement doit également être pris en compte. Une fuite de gaz dans un équipement autrement sain ne signifie pas nécessairement qu'un remplacement est requis.
Fuites de gaz SF6 dans les systèmes GIS et méthodes de prévention
Les fuites de gaz dans les GIS à haute tension se produisent pour diverses raisons, y compris les défauts de fabrication, les défauts de conception, l'impact du temps sur les équipements extérieurs, l'installation incorrecte, et le vieillissement des joints et des scellés. Étant donné la nature critique de nombreuses sous-stations, la possibilité de mettre hors service les équipements pour réparation est souvent limitée. Cela peut entraîner un besoin constant de compléter les zones de fuite, résultant en une émission constante équivalente de gaz SF6 dans l'atmosphère.
Dans de nombreuses régions du monde, les gouvernements et les régulateurs imposent non seulement des sanctions sévères pour de telles émissions, mais fournissent également des incitations pour la réduction gérée. Il existe donc une demande pour une solution efficace aux fuites de gaz qui puisse empêcher les émissions de SF6 provenant des équipements vieillissants, sans recourir à l'approche conventionnelle du fabricant d'équipement d'origine (OEM) qui est perturbante pour l'exploitation, chronophage et consiste en l'arrêt, la dégazage, le démontage et la réparation.
Au cours des dernières années, plusieurs méthodes ont été tentées, mais avec un succès limité. Ces méthodes réduisent souvent le problème de fuite plutôt que de le résoudre complètement et peuvent également restreindre l'accès futur aux composants affectés.
Méthode pour prévenir les fuites et les émissions de gaz SF6
MG Eco Solutions (Master Grid Group) a développé un système unique qui surmonte les principales limitations de la perturbation opérationnelle, de l'application restreinte aux lieux de fuite et des taux de réussite inconstants. Ce système a été initialement développé pour être utilisé dans l'environnement rude des centrales nucléaires côtières françaises et a également fait ses preuves dans les climats tropicaux.
Dans la Photo 1, vous pouvez voir le système de collecte Sleakbag de MG Eco Solutions pour les postes de commutation isolés au gaz à haute tension.
Grâce à un processus d'ingénierie inverse méticuleux, MG Eco Solutions a la capacité de concevoir et de fabriquer des systèmes de confinement adaptés pour traiter les fuites de gaz presque partout sur n'importe quelle marque d'équipement de commutation isolé au gaz (GIS).
La solution de l'entreprise combine un joint polymère étanche au gaz et un joint torique. Au lieu d'essayer de boucher la fuite directement ou de remplir le vide avec de la résine, elle contient la fuite de gaz dans le système. Le système de confinement peut être considéré comme une solution permanente. Cependant, il est également amovible lorsque l'accès à l'équipement devient nécessaire, et certains composants sont conçus pour être réutilisables dans d'autres applications.
Ce qui renforce encore la polyvalence de MG Eco Solutions est sa capacité à offrir un système de collecte dans les situations où un système de confinement permanent n'est pas faisable, par exemple dans le cas d'une disque de rupture ou d'un organe à cloche fuyant. Cette solution adhère au même principe d'ingénierie inverse pour assurer un ajustement précis avec l'équipement fuyant. Au lieu de contenir la fuite sous pression de travail, le gaz est détourné par des tuyaux vers un système de collecte, empêchant ainsi les émissions nocives de SF6 d'entrer dans l'atmosphère.
L'aspiration à long terme de l'industrie de l'énergie vers un monde neutre en carbone est la suppression totale des équipements remplis de SF6. Atteindre cet objectif nécessite du temps, un investissement substantiel et des progrès continus dans les technologies alternatives. Dans l'intervalle, la gestion efficace de la base installée extensive existante de GIS et la mise en œuvre de mesures de confinement et de collecte pour les fuites de gaz SF6 représentent des contributions cruciales à cet objectif global.
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