Kontrol emisi SF6 dari peralatan penghubung bertegangan tinggi yang terisolasi gas

Pencegahan dan pengendalian emisi SF6 dari peralatan pemutus sirkuit bertegangan tinggi yang terisolasi gas telah lama menjadi tantangan yang berat. Di sini, Anda dapat menemukan lebih banyak detail tentang poin-poin kunci uji kebocoran gas SF6 di tempat untuk peralatan pemutus sirkuit bertegangan tinggi. Emisi Sulfur Hexafluoride (SF6) dari peralatan listrik telah menjadi perhatian utama dalam upaya penurunan emisi gas rumah kaca. Hal ini karena emisi SF6 memiliki dampak signifikan terhadap pemanasan global. SF6 memiliki umur atmosfer 3.200 tahun, dan Potensi Pemanasan Global (GWP)-nya adalah 23.900 (yang berarti dampak 1 kg SF6 setara dengan 23.900 kg CO2). Pada tahun 2000, emisi SF6 dari produksi peralatan transmisi dan distribusi listrik bertegangan menengah dan tinggi (HV) diperkirakan sekitar 10 Mt CO2-eq, terutama terkonsentrasi di Eropa dan Jepang.

Emisi Gas SF6 di Atmosfer dan Upaya Global untuk Mencegahnya

Dalam perjalanan menuju dunia net-zero, secara luas diakui bahwa industri tenaga listrik telah mengalami transformasi signifikan, beralih dari pembangkit listrik berbasis hidrokarbon ke sumber energi terbarukan dan hijau. Namun, masalah yang mungkin kurang didokumentasikan adalah kontrol risiko lingkungan lainnya dalam industri tersebut.

Sejak tahun 1950-an, Sulfur hexafluoride (SF6) telah digunakan sebagai media isolasi dan pemadam busur pada peralatan pemutus sirkuit bertegangan tinggi. Karena sifat inertnya dan sifat pemadam busurnya yang sangat baik, SF6 sebagian besar digunakan dalam peralatan pemutus sirkuit. Selain itu, komposisi kimia SF6 membuatnya cocok untuk penggunaan lain. Misalnya, dalam bidang medis, SF6 digunakan sebagai agen kontras dalam pencitraan ultrasonografi; dalam jendela ganda, ia berfungsi sebagai media insulasi termal dan akustik; dan pada satu waktu, bahkan digunakan sebagai "udara" pengisi di sol sepatu olahraga merek terkenal.

Sejak adopsi Protokol Kyoto pada tahun 1997, upaya telah dilakukan untuk membatasi penggunaan dan emisi SF6. Dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan signifikan telah dicapai dalam industri transmisi listrik dalam pengembangan peralatan alternatif dan media isolasi.

Insulasi udara kering sekarang dapat digunakan untuk tegangan hingga 420 kV pada busbar terisolasi gas (GIB) non-pemutus, dan pemutus vakum telah dikembangkan untuk digunakan pada tegangan hingga 145 kV. Demikian pula, teknologi gas alternatif seperti g3 (g-kubik) dapat diterapkan untuk tegangan hingga 420 kV pada busbar terisolasi gas (GIB) non-pemutus. Pemutus sirkuit gas alternatif tersedia untuk tegangan hingga 145 kV, dan diperkirakan bahwa pemutus sirkuit g3 245 kV yang skalabel akan tersedia pada tahun 2025.

Namun, mengingat umur operasional normal GIS bertegangan tinggi, yang mencapai 25 tahun atau lebih, dan fakta bahwa hampir semua GIS bertegangan tinggi yang diproduksi saat ini diisi dengan SF6, dampak lingkungan dari SF6 tetap menjadi isu yang perlu ditangani tidak hanya sekarang tetapi juga dalam beberapa dekade mendatang. Selain itu, dengan kemajuan dalam perpanjangan umur peralatan melalui pemeliharaan prediktif, biaya lingkungan dari penggantian juga harus dipertimbangkan. Keberadaan kebocoran gas pada peralatan yang sehat tidak selalu berarti bahwa penggantian diperlukan.

Kebocoran Gas SF6 pada Sistem GIS dan Metode Pencegahannya

Kebocoran gas pada GIS bertegangan tinggi terjadi karena berbagai alasan, termasuk cacat manufaktur, desain yang bermasalah, dampak cuaca pada peralatan luar ruangan, instalasi yang salah, dan penuaan dari karet pelindung dan segel. Mengingat sifat kritis banyak substation, kemampuan untuk mematikan peralatan untuk perbaikan sering kali terbatas. Ini dapat menyebabkan kebutuhan terus-menerus untuk mengisi ulang zona gas yang bocor, yang menghasilkan emisi gas SF6 yang setara secara konstan ke atmosfer.

Di banyak wilayah di seluruh dunia, pemerintah dan regulator tidak hanya memberlakukan sanksi yang berat atas emisi semacam itu, tetapi juga memberikan insentif untuk reduksi yang dikelola. Oleh karena itu, ada permintaan untuk solusi efektif terhadap kebocoran gas yang dapat mencegah emisi SF6 dari peralatan yang sudah tua, tanpa bergantung pada pendekatan OEM konvensional yang mengganggu operasi dan memakan waktu, yaitu pemadaman, degassing, pembongkaran, dan perbaikan.

Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa metode telah dicoba, tetapi dengan kesuksesan yang terbatas. Metode-metode ini sering kali hanya mengurangi, bukan sepenuhnya menyelesaikan, masalah kebocoran dan mungkin juga membatasi akses masa depan ke komponen yang terpengaruh.

1. Coating Adhesif atau Pembungkus Industri: Ketika diterapkan langsung pada area yang bocor di bawah tekanan, coating adhesif atau pembungkus industri gagal menghentikan kebocoran. Bahkan dengan penurunan tekanan gas dan gangguan operasional yang terkait selama pemasangan dan pengerasan, tingkat keberhasilannya biasanya terbatas dan bersifat jangka pendek.

2. Enkapsulasi Epoxy: Enkapsulasi epoxy dapat mengarahkan kebocoran selama proses pengerasan, berhasil menghindari masalah pada metode pertama dan menghentikan kebocoran. Namun, keterbatasan metode ini termasuk biasanya dibatasi pada lokasi flensa. Selain itu, produk jadi mengeras pada peralatan, membatasi akses masa depan jika diperlukan. Penghapusan membutuhkan waktu, dan harus sangat berhati-hati untuk menghindari kerusakan pada flensa dan baut yang terenkapsulasi selama proses tersebut.

Metode Pencegahan Kebocoran dan Emisi Gas SF6

MG Eco Solutions (Master Grid Group) telah mengembangkan sistem unik yang mengatasi batasan utama gangguan operasional, aplikasi lokasi kebocoran yang terbatas, dan tingkat keberhasilan yang tidak konsisten. Sistem ini awalnya dikembangkan untuk digunakan dalam lingkungan keras stasiun nuklir pesisir Prancis dan juga terbukti efektif di iklim tropis.

Pada Gambar 1, Anda dapat melihat sistem pengumpulan Sleakbag MG Eco Solutions untuk peralatan pemutus sirkuit bertegangan tinggi yang terisolasi gas.

Melalui proses reverse-engineering yang teliti, MG Eco Solutions memiliki kemampuan untuk merancang dan memproduksi sistem kontenmen yang disesuaikan untuk menangani kebocoran gas di hampir setiap lokasi pada merek apa pun dari peralatan pemutus sirkuit bertegangan tinggi yang terisolasi gas (GIS).

Solusi perusahaan menggabungkan segel polimer ketat gas baru dan O-ring. Alih-alih mencoba menambal kebocoran secara langsung atau mengisi rongga dengan resin, sistem kontenmen mengandung kebocoran gas dalam sistem. Sistem kontenmen dapat dianggap sebagai perbaikan permanen. Namun, sistem ini juga dapat dilepas ketika akses ke peralatan diperlukan, dan beberapa komponen dirancang untuk dapat digunakan kembali dalam aplikasi lain.

Yang lebih meningkatkan fleksibilitas MG Eco Solutions adalah kemampuannya untuk menawarkan sistem pengumpulan dalam situasi di mana sistem kontenmen permanen tidak layak, seperti pada kasus disk peledak atau unit belows yang bocor. Solusi ini mengikuti prinsip reverse-engineering yang sama untuk memastikan pas yang tepat dengan peralatan yang bocor. Alih-alih mengandung kebocoran di bawah tekanan kerja, gas dialihkan melalui pipa ke sistem pengumpulan, sehingga mencegah emisi SF6 yang berbahaya masuk ke atmosfer.

Aspirasi jangka panjang industri tenaga listrik menuju dunia net-zero adalah penghapusan total peralatan yang diisi SF6. Mencapai tujuan ini membutuhkan waktu, investasi yang signifikan, dan kemajuan berkelanjutan dalam teknologi alternatif. Sementara itu, pengelolaan yang efektif dari basis instalasi GIS yang luas yang sudah ada dan implementasi tindakan kontenmen dan pengumpulan untuk kebocoran gas SF6 mewakili kontribusi penting terhadap tujuan utama tersebut.