고압 가스 절연 개폐기에서의 SF6 배출 제어
고압 가스 절연 스위치기어에서 SF6 배출을 예방하고 관리하는 것은 오랜 기간 동안 어려운 과제였습니다. 여기에서는 고압 스위치기어의 현장 SF6 가스 누출 테스트의 주요 포인트에 대한 자세한 내용을 찾을 수 있습니다. 전기 장비에서 발생하는 유황 육불화물 (SF6) 배출은 온실가스 배출 감축 목표 달성에 있어 큰 문제였습니다. 이는 SF6 배출이 지구 온난화에 상당한 영향을 미치기 때문입니다. SF6는 대기 중 평균 수명이 3,200년이며, 그 전역 온난화 잠재력 (GWP)은 23,900으로 (1kg의 SF6의 영향은 23,900kg의 CO2와 동일하다는 의미) 2000년에 추정된 중·고압 (HV) 전력 송전 및 분배 설비 생산에서 발생한 SF6 배출량은 약 10 Mt CO2-eq로, 주로 유럽과 일본에 집중되었습니다.
대기 중의 SF6 가스 배출과 이를 방지하기 위한 전 세계적 노력
순수 제로 세상을 향해 나아가는 여정에서, 전력 산업은 수소 탄소 기반 발전에서 재생 가능하고 친환경 에너지 소스로의 전환을 포함하여 상당한 변화를 겪었다는 것이 널리 알려져 있습니다. 그러나 산업 내에서 다른 환경 위험 요소의 관리는 잘 문서화되어 있지 않은 문제가 될 수 있습니다.
1950년대부터, 유황 육불화물 (SF6)은 고압 스위치기어에서 절연 및 아크 소멸 매체로 사용되었습니다. 불활성 성질과 뛰어난 아크 소멸 특성 덕분에 주로 스위치기어에 적용됩니다. 또한, SF6의 화학적 구성은 다른 용도에도 적합합니다. 예를 들어, 의료 분야에서는 초음파 영상 촬영에서 대조제로, 이중 창문에서는 열 및 음향 절연 매체로, 한때는 유명 스포츠 신발의 밑창에 "공기" 충전재로 사용되기도 했습니다.
1997년 교토 의정서 채택 이후, SF6의 사용과 배출을 제한하기 위한 노력을 계속해왔습니다. 최근에는 전기 송전 산업에서 대체 장비와 절연 매체 개발에 있어 눈부신 진전을 이루었습니다.
현재 건식 공기 절연은 비스위칭 가스 절연 버스바 (GIB)에서 최대 420kV까지 사용할 수 있으며, 진공 중단기는 최대 145kV까지 사용할 수 있도록 개발되었습니다. 마찬가지로, g3 (g-큐브)와 같은 대체 가스 기술은 비스위칭 가스 절연 버스바 (GIB)에서 최대 420kV까지 적용될 수 있으며, 대체 가스 회로 차단기는 최대 145kV까지 사용 가능하며, 2025년까지 확장 가능한 245kV g3 회로 차단기가 이용 가능할 것으로 예상됩니다.
그러나 고압 GIS의 일반적인 운영 수명이 25년 이상이며, 현재 제조되는 거의 모든 고압 GIS가 SF6로 충전되어 있기 때문에, SF6의 환경적 영향은 지금뿐만 아니라 앞으로 몇십 년 동안도 해결해야 할 문제입니다. 또한, 예측 유지보수를 통해 장비 수명을 연장하는 기술의 발전과 함께, 교체의 환경적 비용도 고려해야 합니다. 건강한 장비에서도 가스 누출이 발생하더라도 반드시 교체해야 하는 것은 아닙니다.
GIS 시스템에서의 SF6 가스 누출과 예방 방법
고압 GIS에서 가스 누출은 제조 결함, 설계 결함, 야외 장비에 대한 날씨의 영향, 잘못된 설치, 그리고 패킹 및 실링의 노화 등 다양한 이유로 발생합니다. 많은 변전소의 중요성 때문에, 장비를 수리하기 위해 정지시키는 능력은 종종 제한적입니다. 이렇게 되면 누출하는 가스 구역을 지속적으로 보충해야 하며, 이로 인해 대기 중에 SF6 가스가 지속적으로 배출됩니다.
전 세계 여러 지역에서 정부와 규제 당국은 이러한 배출에 대해 엄격한 벌금을 부과하면서도 관리된 감소를 위한 인센티브를 제공합니다. 따라서, 운전 중단, 가스 제거, 해체, 수리 등의 전통적인 OEM 접근 방식에 의존하지 않고도 노후 장비에서 SF6 배출을 막을 수 있는 효과적인 해결책이 필요합니다.
최근 몇 년 동안 여러 방법이 시도되었지만, 성공률은 제한적이었습니다. 이러한 방법들은 대부분 누출 문제를 완전히 해결하지 못하고, 오히려 영향을 받은 구성 요소에 대한 미래의 접근을 제한할 수도 있습니다.
SF6 가스 누출과 배출을 방지하는 방법
MG Eco Solutions (Master Grid Group)는 운영 중단, 누출 위치 적용 제한, 일관되지 않은 성공률과 같은 주요 한계를 극복하는 독특한 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 처음에는 프랑스 해안 원자력 발전소의 혹독한 환경에서 사용하도록 개발되었으며, 열대 기후에서도 효과가 입증되었습니다.
사진 1에서 MG Eco Solutions의 고압 가스 절연 스위치기어를 위한 Sleakbag 수집 시스템을 확인할 수 있습니다.
MG Eco Solutions는 세심한 역설계 과정을 통해 거의 모든 브랜드의 가스 절연 스위치기어 (GIS)의 거의 모든 위치에서 가스 누출을 해결하기 위한 담수 시스템을 설계하고 제조할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다.
회사의 솔루션은 혁신적인 가스 밀폐형 폴리머 밀봉과 O-링을 결합한 것입니다. 누출 부위를 직접 막거나 수지로 공간을 채우려고 하지 않고, 시스템 내에서 가스 누출을 담습니다. 이 담수 시스템은 영구적인 해결책으로 간주될 수 있지만, 장비에 접근이 필요한 경우 제거할 수 있으며, 일부 구성 요소는 다른 용도로 재사용될 수 있도록 설계되었습니다.
MG Eco Solutions의 다용성을 더욱 향상시키는 것은 영구적인 담수 시스템이 불가능한 경우, 예를 들어 누출하는 버스팅 디스크나 벨로우즈 유닛의 경우, 수집 시스템을 제공할 수 있다는 것입니다. 이 솔루션은 누출 장비와 정확하게 맞추기 위해 동일한 역설계 원칙을 따릅니다. 작업 압력 하에서 누출을 담는 대신, 가스는 파이프를 통해 수집 시스템으로 이동하여 유해한 SF6 배출이 대기 중으로 들어가는 것을 방지합니다.
전력 산업의 순수 제로 세상을 향한 장기적인 목표는 SF6 충전 장비를 완전히 단계적으로 제거하는 것입니다. 이 목표를 달성하기 위해서는 시간, 상당한 투자, 그리고 대체 기술의 지속적인 진전이 필요합니다. 그 사이에, 광범위하게 설치된 GIS를 효과적으로 관리하고, SF6 가스 누출에 대한 담수 및 수집 조치를 시행하는 것은 이 전체적인 목표에 중요한 기여를 합니다.
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