Controle das emissões de SF6 dos equipamentos de comutação a gás isolados de alta tensão
Prevenir e controlar as emissões de SF6 de equipamentos de comutação de alta tensão isolados a gás tem sido um desafio formidável. Aqui, você pode encontrar mais detalhes sobre os pontos-chave dos testes de vazamento de gás SF6 in loco para equipamentos de comutação de alta tensão. As emissões de Hexafluoreto de Enxofre (SF6) de equipamentos elétricos têm sido uma grande preocupação na busca pela redução das emissões de gases de efeito estufa. Isso ocorre porque as emissões de SF6 têm um impacto substancial no aquecimento global. O SF6 tem uma vida atmosférica de 3.200 anos, e seu Potencial de Aquecimento Global (PAG) é de 23.900 (significando que o impacto de 1 kg de SF6 é equivalente ao de 23.900 kg de CO2). Em 2000, as emissões de SF6 da produção de equipamentos de transmissão e distribuição elétrica de média e alta tensão (HV) foram estimadas em cerca de 10 Mt CO2-eq, principalmente concentradas na Europa e no Japão.
Emissões de Gás SF6 na Atmosfera e Esforços Globais para Preveni-las
No caminho para um mundo de zero líquido, é amplamente reconhecido que o setor de energia passou por transformações significativas, mudando da geração de energia baseada em hidrocarbonetos para fontes de energia renováveis e verdes. No entanto, um problema que pode não ser tão bem documentado é o controle de outro risco ambiental dentro da indústria.
Desde os anos 1950, o hexafluoreto de enxofre (SF6) tem sido usado como meio de isolamento e extinção de arco em equipamentos de comutação de alta tensão. Devido à sua natureza inerte e excelentes propriedades de extinção de arco, ele é aplicado principalmente em equipamentos de comutação. Além disso, a composição química do SF6 o torna adequado para outros usos. Por exemplo, no campo médico, serve como agente de contraste na imagem ultrassônica; em vidros duplos, funciona como meio de isolamento térmico e acústico; e, em certo momento, foi até mesmo usado como "ar" preenchido na sola de um marca conhecida de tênis esportivos.
Desde a adoção do Protocolo de Quioto em 1997, esforços têm sido feitos para limitar o uso e as emissões de SF6. Nos últimos anos, progressos notáveis foram alcançados na indústria de transmissão elétrica no desenvolvimento de equipamentos alternativos e meios de isolamento.
Agora, o isolamento a ar seco pode ser utilizado para tensões de até 420 kV em barras coletoras isoladas a gás (GIB) sem comutação, e interrompedores a vácuo foram desenvolvidos para uso em tensões de até 145 kV. Da mesma forma, tecnologias de gás alternativo, como g3 (g-cubed), podem ser aplicadas para tensões de até 420 kV em barras coletoras isoladas a gás (GIB) sem comutação. Disjuntores de circuito alternativo estão disponíveis para tensões de até 145 kV, e espera-se que disjuntores de circuito escaláveis de 245 kV com g3 estejam acessíveis até 2025.
No entanto, considerando a vida útil operacional normal de GIS de alta tensão, que é de 25 anos ou mais, e o fato de que quase todos os GIS de alta tensão atualmente fabricados são preenchidos com SF6, o impacto ambiental do SF6 permanece um problema que precisa ser abordado não apenas agora, mas também nas próximas décadas. Além disso, com o progresso na extensão da vida útil do equipamento através da manutenção preditiva, o custo ambiental da substituição também deve ser levado em conta. Um vazamento de gás em equipamento de outra forma saudável não significa necessariamente que a substituição seja necessária.
Vazamento de Gás SF6 em Sistemas GIS e Métodos de Prevenção
Vazamentos de gás em GIS de alta tensão ocorrem por várias razões, incluindo defeitos de fabricação, falhas de design, o impacto do clima em equipamentos externos, instalação incorreta e o envelhecimento de juntas e vedantes. Dada a natureza crítica de muitas subestações, a capacidade de desligar o equipamento para reparo é frequentemente restrita. Isso pode levar a uma necessidade contínua de repor zonas de gás vazante, resultando em uma emissão constante equivalente de gás SF6 na atmosfera.
Em muitas regiões do mundo, governos e reguladores não apenas impõem penalidades severas por essas emissões, mas também fornecem incentivos para a redução gerenciada. Portanto, há uma demanda por uma solução eficaz para vazamentos de gás que possa prevenir as emissões de SF6 de equipamentos envelhecidos, sem depender da abordagem convencional do OEM, que é operacionalmente disruptiva e demorada, de desligamento, degaseificação, desmontagem e reparo.
Nos últimos anos, vários métodos foram tentados, mas com sucesso limitado. Esses métodos geralmente só reduzem, em vez de resolver completamente o problema de vazamento, e também podem restringir o acesso futuro aos componentes afetados.
Método para Prevenir Vazamentos e Emissões de Gás SF6
A MG Eco Solutions (Master Grid Group) desenvolveu um sistema único que supera as principais limitações de interrupção operacional, aplicação restrita à localização do vazamento e taxas de sucesso inconsistentes. Este sistema foi inicialmente desenvolvido para uso no ambiente áspero das usinas nucleares costeiras francesas e também provou ser eficaz em climas tropicais.
Na Foto 1, você pode ver o sistema de coleta Sleakbag da MG Eco Solutions para equipamentos de comutação de alta tensão isolados a gás.
Através de um meticuloso processo de engenharia reversa, a MG Eco Solutions tem a capacidade de projetar e fabricar sistemas de contenção personalizados para lidar com vazamentos de gás em praticamente qualquer local em qualquer marca de Equipamento de Comutação Isolado a Gás (GIS).
A solução da empresa combina um selo polimérico hermético e um anel O inovadores. Em vez de tentar tampar o vazamento diretamente ou preencher o vazio com resina, o sistema contém o vazamento de gás dentro do sistema. O sistema de contenção pode ser considerado uma solução permanente. No entanto, também é removível quando o acesso ao equipamento se torna necessário, e alguns componentes são projetados para serem reutilizáveis em outras aplicações.
O que ainda aumenta a versatilidade da MG Eco Solutions é sua capacidade de oferecer um sistema de coleta em situações onde um sistema de contenção permanente é inviável, como no caso de um disco de ruptura ou unidade de sino vazante. Esta solução segue o mesmo princípio de engenharia reversa para garantir um ajuste preciso com o equipamento vazante. Em vez de conter o vazamento sob pressão de trabalho, o gás é desviado por tubos para um sistema de coleta, assim, evitando que as emissões prejudiciais de SF6 entrem na atmosfera.
A aspiração de longo prazo do setor de energia para um mundo de zero líquido é a eliminação completa de equipamentos preenchidos com SF6. Atingir esse objetivo exige tempo, investimento substancial e progresso contínuo em tecnologias alternativas. No ínterim, gerenciar efetivamente a extensa base instalada existente de GIS e implementar medidas de contenção e coleta para vazamentos de gás SF6 representam contribuições cruciais para esse objetivo geral.
