Controllo delle emissioni di SF6 dagli apparecchi a gas isolati ad alta tensione
La prevenzione e il controllo delle emissioni di SF6 dai dispositivi di interconnessione ad alta tensione isolati a gas (GIS) è da tempo una sfida formidabile. Qui puoi trovare ulteriori dettagli sui punti chiave per i test di rilevamento delle fughe di gas SF6 sul campo per i dispositivi di interconnessione ad alta tensione. Le emissioni di Esaoxifluoruro di zolfo (SF6) dagli apparecchi elettrici sono state un problema significativo nella lotta alla riduzione delle emissioni di gas serra. Ciò è dovuto al fatto che le emissioni di SF6 hanno un impatto sostanziale sul riscaldamento globale. L'SF6 ha una vita atmosferica di 3.200 anni e il suo Potenziale di Riscaldamento Globale (PRG) è di 23.900 (il che significa che l'impatto di 1 kg di SF6 è equivalente a quello di 23.900 kg di CO2). Nel 2000, le emissioni di SF6 dalla produzione di apparecchiature di trasmissione e distribuzione elettrica a media e alta tensione (HV) sono state stimate intorno ai 10 Mt CO2-eq, principalmente concentrate in Europa e Giappone.
Emissioni di Gas SF6 nell'Atmosfera e Sforzi Globali per Prevenirle
Nel percorso verso un mondo a zero emissioni, è ampiamente riconosciuto che l'industria dell'energia ha subito trasformazioni significative, passando dalla generazione di energia basata su idrocarburi a fonti di energia rinnovabili e verdi. Tuttavia, un problema che potrebbe non essere così ben documentato è il controllo di un altro rischio ambientale all'interno dell'industria.
Dal 1950, l'esaoxifluoruro di zolfo (SF6) è stato utilizzato come mezzo isolante e spegnitore d'arco nei dispositivi di interconnessione ad alta tensione. A causa della sua natura inerte e delle sue eccellenti proprietà di spegnimento d'arco, viene principalmente applicato nei dispositivi di interconnessione. Inoltre, la composizione chimica dell'SF6 lo rende adatto ad altri usi. Ad esempio, nel campo medico, serve come agente di contrasto nell'ecografia; nelle finestre a doppio vetro, funge da mezzo isolante termico e acustico; e in un certo periodo, è stato persino utilizzato come "aria" riempitiva nella suola di una nota marca di scarpe sportive.
Dall'adozione del Protocollo di Kyoto nel 1997, si sono fatti sforzi per limitare l'uso ed le emissioni di SF6. Negli ultimi anni, sono stati ottenuti progressi notevoli nell'industria della trasmissione elettrica nello sviluppo di attrezzature alternative e mezzi isolanti.
Ora, l'isolamento a secco può essere utilizzato per tensioni fino a 420 kV in busbar isolati a gas (GIB) non commutanti, e sono stati sviluppati interruttori a vuoto per uso a tensioni fino a 145 kV. Analogamente, tecnologie di gas alternativi come g3 (g-cubed) possono essere applicate per tensioni fino a 420 kV in busbar isolati a gas (GIB) non commutanti. Sono disponibili interruttori a gas alternativi per tensioni fino a 145 kV, e si prevede che saranno accessibili interruttori a g3 scalabili a 245 kV entro il 2025.
Tuttavia, considerando la normale durata operativa dei GIS ad alta tensione, che è di 25 anni o più, e il fatto che quasi tutti i GIS ad alta tensione attualmente prodotti sono riempiti con SF6, l'impatto ambientale dell'SF6 rimane un problema che deve essere affrontato non solo ora, ma anche nei prossimi decenni. Inoltre, con i progressi nell'estensione della durata degli apparecchi attraverso la manutenzione predittiva, il costo ambientale del rimpiazzo deve essere preso in considerazione. Una perdita di gas in un apparecchio altrimenti sano non significa necessariamente che sia richiesto un rimpiazzo.
Perdite di Gas SF6 nei Sistemi GIS e Metodi di Prevenzione
Le perdite di gas nei GIS ad alta tensione avvengono per varie ragioni, tra cui difetti di fabbricazione, errori di progettazione, l'impatto del clima sugli apparecchi all'aperto, installazione errata e l'invecchiamento di guarnizioni e sigilli. Data la natura critica di molte stazioni di trasformazione, la possibilità di interrompere gli apparecchi per riparazioni è spesso limitata. Questo può portare a un bisogno continuo di reintegrare le zone di gas in perdita, causando un'equivalente emissione costante di gas SF6 nell'atmosfera.
In molte regioni del mondo, governi e regolatori non solo impongono sanzioni severe per tali emissioni, ma offrono anche incentivi per la riduzione gestita. Pertanto, c'è una domanda di una soluzione efficace per le perdite di gas che possa prevenire le emissioni di SF6 dagli apparecchi invecchiati, senza fare affidamento sull'approccio convenzionale OEM operativamente dispendioso e a lungo termine di arresto, degassaggio, smontaggio e riparazione.
Negli ultimi anni, sono stati tentati diversi metodi, ma con successo limitato. Questi metodi spesso riducono piuttosto che risolvere completamente il problema di perdita e possono anche limitare l'accesso futuro ai componenti interessati.
Metodo per Prevenire le Perdite e le Emissioni di Gas SF6
MG Eco Solutions (Master Grid Group) ha sviluppato un sistema unico che supera le principali limitazioni di interruzione operativa, applicazione limitata alla localizzazione delle perdite e tassi di successo inconsistenti. Questo sistema è stato inizialmente sviluppato per l'uso nell'ambiente ostile delle centrali nucleari costiere francesi e ha dimostrato la sua efficacia anche in climi tropicali.
Nella Foto 1, puoi vedere il sistema di raccolta Sleakbag di MG Eco Solutions per i dispositivi di interconnessione ad alta tensione isolati a gas.
Attraverso un processo meticoloso di ingegneria inversa, MG Eco Solutions ha la capacità di progettare e produrre sistemi di contenimento personalizzati per affrontare le perdite di gas in quasi qualsiasi posizione su qualsiasi marca di Dispositivi di Interconnessione Isolati a Gas (GIS).
La soluzione della società combina un sigillo a tenuta di gas in polimero innovativo e un anello O. Invece di cercare di tappare la perdita direttamente o riempire il vuoto con resina, contiene la perdita di gas all'interno del sistema. Il sistema di contenimento può essere considerato una soluzione permanente. Tuttavia, è anche rimovibile quando diventa necessario accedere all'apparecchiatura, e alcuni componenti sono progettati per essere riutilizzati in altre applicazioni.
Quello che ulteriormente aumenta la versatilità di MG Eco Solutions è la sua capacità di offrire un sistema di raccolta in situazioni in cui un sistema di contenimento permanente non è fattibile, come nel caso di un disco esplosivo o unità a campana in perdita. Questa soluzione aderisce allo stesso principio di ingegneria inversa per garantire un adattamento preciso all'apparecchiatura in perdita. Invece di contenere la perdita sotto pressione di lavoro, il gas viene deviato attraverso tubi verso un sistema di raccolta, impedendo così l'ingresso delle emissioni nocive di SF6 nell'atmosfera.
L'aspirazione a lungo termine dell'industria elettrica verso un mondo a zero emissioni è l'eliminazione completa degli apparecchi riempiti con SF6. Raggiungere questo obiettivo richiede tempo, investimenti sostanziosi e progressi continui nelle tecnologie alternative. Nel frattempo, la gestione efficace della vasta base installata esistente di GIS e l'implementazione di misure di contenimento e raccolta per le perdite di gas SF6 rappresentano contributi cruciali a questo obiettivo complessivo.
