Kontroll av SF6-utslipp fra høyspenningsgassisoleret spenningsbryter

Forebygging og kontroll av SF6-utslipp fra høyspennings gassisolerte sparker har lenge vært en betydelig utfordring. Her kan du finne flere detaljer om de viktigste punktene ved påsteds-SF6-gasslekasjeprøver for høyspenningsparker. Utslipp av svovelhexafluorid (SF6) fra elektrisk utstyr har vært et stort bekymringsmoment i arbeidet med å redusere utslipp av drivhusgasser. Dette skyldes at SF6-utslipp har en betydelig effekt på global oppvarming. SF6 har en atmosfærisk levetid på 3 200 år, og dens Global Warming Potential (GWP) er 23 900 (dvs. at effekten av 1 kg SF6 tilsvarer den av 23 900 kg CO2). I 2000 anslags SF6-utslipp fra produksjonen av mellom- og høyspennings (HV) elektriske overførings- og distribusjonsutstyr til omtrent 10 Mt CO2-ekvivalenter, hovedsakelig koncentrert i Europa og Japan.

SF6-gassutslipp i atmosfæren og globale tiltak for å forebygge dem

På veien mot en nett-null verden, er det bredt anerkjent at kraftindustrien har gjennomgått betydelige transformasjoner, fra karbonbasert kraftproduksjon til fornybar og grønn energi. Imidlertid er et problem som kanskje ikke er så godt dokumentert, kontrollen av et annet miljømessig risiko innen industrien.

Siden 1950-tallet har svovelhexafluorid (SF6) blitt brukt som isolerende og buekvæsende medium i høyspenningsparker. På grunn av sin inert natur og fremragende egenskaper for buekvæsning, blir det hovedsakelig brukt i sparker. I tillegg gjør kjemisk sammensetningen av SF6 det egnet for andre bruksområder. For eksempel brukes det i medisinen som kontrastmiddel i ultralyd, i dobbeltskrud som termisk og akustisk isolerende medium, og engang var det selv brukt som "luft" fylling i solen av et velkjent sportsko merke.

Siden Kyoto-protokollen ble vedtatt i 1997, har det blitt lagt ned store innsats for å begrense bruk og utslipp av SF6. De siste årene har det skjedd betydelige fremskritt i elektrisk overføringsindustrien med utviklingen av alternativt utstyr og isolerende medier.

Tørre luftisolering kan nå brukes for spenninger opptil 420 kV i ikke-skiftende gassisolerte busser (GIB), og vakuumavbrytere er utviklet for bruk ved spenninger opptil 145 kV. Tilsvarende kan alternative gasteknologier som g3 (g-kubikkmeter) brukes for spenninger opptil 420 kV i ikke-skiftende gassisolerte busser (GIB). Alternative gassirkuitsbrekkere er tilgjengelige for spenninger opptil 145 kV, og det forventes at skalerbare 245 kV g3-sirkuitsbrekkere vil være tilgjengelige innen 2025.

Likevel, med tanke på normal operativ levetid for høyspennings GIS, som er 25 år eller mer, og faktum at nesten all høyspennings GIS som produseres i dag er fylt med SF6, så er miljøpåvirkningen av SF6 fortsatt et problem som må håndteres ikke bare nå, men også i de kommende tiårene. I tillegg, med fremdriften i å forlenge utstyrets levetid gjennom prediktiv vedlikehold, må også miljøkostnaden av erstatning tas i betraktning. En gasslekasje i ellers sunt utstyr betyr ikke nødvendigvis at erstatning er nødvendig.

SF6-gasslekasje i GIS-systemer og forebyggende metoder

Gasslekasje i høyspennings GIS forekommer av ulike grunner, inkludert produktionsfeil, designfeil, påvirkning av vær på utendørs utstyr, feil installasjon, og aldring av tetinger og sikringer. Gitt den kritiske karakteren av mange delstasjoner, er evnen til å stenge ned utstyr for reparasjon ofte begrenset. Dette kan føre til en konstant behov for å fylle opp lekende gasszoner, noe som resulterer i en konstant ekvivalent utslipp av SF6-gass til atmosfæren.

I mange regioner verden over, pålegger regjeringer og myndigheter ikke bare alvorlige sanktioner for slike utslipp, men gir også incitamenter for administrert reduksjon. Derfor er det et behov for en effektiv løsning på gasslekasje som kan forhindre SF6-utslipp fra aldre utstyr, uten å måtte stole på den driftsmessig forstyrrende og tidkrevende tradisjonelle OEM-metoden med nedstenging, degassing, demontering og reparasjon.

De siste årene har flere metoder blitt prøvd, men med begrenset suksess. Disse metodene reduserer ofte, men løser ikke helt lekasje-problemet, og kan også begrense fremtidig tilgang til de berørte komponentene.

1. Kleber eller industrielle bindel: Når disse anvendes direkte på lekasjeområdet under trykk, mislykkes kleber eller industrielle bindel med å stoppe lekasje. Selv med en reduksjon i gasspress og den tilhørende driftsstyringen under installasjon og hardning, er suksessraten vanligvis begrenset og kortvarig.

2. Epoxyomgivelser: Epoxyomgivelser kan omdirigere lekasje under hardningsprosessen, og unngå problemet i den første metoden og stoppe lekasje. Begrensningene til denne metoden inkluderer imidlertid at den generelt er begrenset til flange-lokasjoner. I tillegg solidifiserer det ferdige produktet seg på utstyret, og begrenser fremtidig tilgang hvis det er nødvendig. Fjerning er tidkrevende, og ytterst forsiktig må man være for å unngå skade på de omgivne flanger og boltene under prosessen.

Metode for å forhindre SF6-gasslekasje og -utslipp

MG Eco Solutions (Master Grid Group) har utviklet et unikt system som overkommer de største begrensningene av driftsforstyrrelser, begrenset lekasje-lokasjon, og ukonsekvente suksessrater. Dette systemet ble først utviklet for bruk i den tøffe miljøet av franske kystkjerneenergianlegg, og har også vist seg effektivt i tropiske klimaer.

I bilde 1 kan du se MG Eco Solutions' Sleakbag-samlingsystem for høyspennings gassisolerte sparker.

Gjennom en nøygrann reversinjenering har MG Eco Solutions kapasiteten til å designe og produsere indholdsbeholder-systemer tilpasset for å håndtere gasslekasje nærmest på hvilken som helst lokasjon på ethvert merke av Gas-Isolated Switchgear (GIS).

Selskapets løsning kombinerer en ny type gas-tett polymer-seal og O-ring. I stedet for å prøve å stoppe lekasje direkte eller fylle hull med resin, inneholder systemet gasslekasje i systemet. Indholdsbeholder-systemet kan betraktes som en permanent løsning. Det er imidlertid fjernet når tilgang til utstyret blir nødvendig, og noen komponenter er designet for å være gjenbrukbare i andre applikasjoner.

Det som videre øker MG Eco Solutions fleksibilitet, er dets evne til å tilby et samlingssystem i situasjoner der et permanent indholdsbeholder-system er uoppnåelig, som i tilfeller med en lekende sprengskive eller bellesenhet. Denne løsningen følger samme reversinjenering-prinsipp for å sikre en nøyaktig passform til lekende utstyr. I stedet for å inneholde lekasje under arbeidstrykk, blir gassen ledet gjennom rør til et samlingssystem, noe som hindrer skadelige SF6-utslipp fra å tre inn i atmosfæren.

Kraftindustriens langfristede aspirasjon mot en nett-null verden er full fase-out av SF6-fylt utstyr. Å nå dette målet krever tid, betydelig investering, og kontinuerlig fremdrift i alternative teknologier. I mellomtiden representerer effektiv administrasjon av den omfattende eksisterende installerte base av GIS, samt implementering av indholdsbeholder- og samlingstiltak for SF6-gasslekasje, viktige bidrag til dette overordnede målet.