การควบคุมการปล่อยก๊าซ SF6 จากสวิตช์เกียร์ที่มีฉนวนกันความร้อนด้วยก๊าซแรงดันสูง

การป้องกันและควบคุมการปล่อย SF6 จากสวิตช์เกียร์ที่มีฉนวนแก๊สแรงดันสูงได้เป็นความท้าทายที่ยากลำบากมานานแล้ว ที่นี่ คุณสามารถหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับจุดสำคัญของการทดสอบการรั่วไหลของแก๊ส SF6 บนไซต์สำหรับสวิตช์เกียร์แรงดันสูง การปล่อยแก๊สซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6) จากอุปกรณ์ไฟฟ้าได้เป็นความกังวลหลักในการพยายามลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก เนื่องจากมีผลกระทบอย่างมากต่อภาวะโลกร้อน SF6 มีอายุในบรรยากาศ 3,200 ปี และมีศักยภาพการสร้างภาวะโลกร้อน (GWP) 23,900 (หมายความว่า ผลของ SF6 1 กิโลกรัมเทียบเท่ากับ CO2 23,900 กิโลกรัม) ในปี 2000 การปล่อย SF6 จากการผลิตอุปกรณ์ส่งและกระจายไฟฟ้าแรงดันกลางและสูง (HV) ได้ประมาณการไว้ว่าอยู่ที่ประมาณ 10 ล้านตัน CO2-eq ซึ่งส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในยุโรปและญี่ปุ่น

การปล่อยแก๊ส SF6 ในบรรยากาศและการพยายามป้องกันระดับโลก

ในการเดินทางสู่โลกที่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนเป็นศูนย์ ได้มีการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าอุตสาหกรรมพลังงานได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ ย้ายจากการผลิตพลังงานจากไฮโดรคาร์บอนไปสู่แหล่งพลังงานทดแทนและสีเขียว อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่อาจไม่ได้ถูกบันทึกไว้มากนักคือการควบคุมความเสี่ยงทางสิ่งแวดล้อมอีกอย่างหนึ่งภายในอุตสาหกรรม

ตั้งแต่ปี 1950 ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6) ได้ถูกใช้เป็นสารฉนวนและสื่อดับอาร์กในสวิตช์เกียร์แรงดันสูง เนื่องจากคุณสมบัติที่เฉื่อยและคุณสมบัติดับอาร์กที่ยอดเยี่ยม จึงได้รับการใช้งานอย่างกว้างขวางในสวิตช์เกียร์ นอกจากนี้ องค์ประกอบเคมีของ SF6 ยังทำให้มันเหมาะสมสำหรับการใช้งานอื่น ๆ เช่น ในวงการแพทย์ มันใช้เป็นสารตัดภาพในเครื่องอัลตราซาวด์; ในกระจกสองชั้น มันใช้เป็นสารฉนวนความร้อนและเสียง; และในอดีต มันเคยใช้เป็น "อากาศ" ที่บรรจุในพื้นรองเท้าแบรนด์กีฬาที่มีชื่อเสียง

ตั้งแต่การยอมรับโปรโตคอลคีโอโตในปี 1997 ได้มีการพยายามจำกัดการใช้งานและการปล่อย SF6 ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ได้มีความก้าวหน้าอย่างมากในอุตสาหกรรมการส่งไฟฟ้าในการพัฒนาอุปกรณ์ทดแทนและสารฉนวนทดแทน

การฉนวนด้วยอากาศแห้งสามารถใช้งานได้สำหรับแรงดันสูงสุด 420 kV ในบัสบาร์ฉนวนแก๊สที่ไม่มีสวิตช์ (GIB) และได้มีการพัฒนาอินเตอร์รัปเตอร์สุญญากาศสำหรับใช้งานที่แรงดันสูงสุด 145 kV เช่นกัน เทคโนโลยีแก๊สทดแทนเช่น g3 (g-cubed) สามารถใช้งานได้สำหรับแรงดันสูงสุด 420 kV ในบัสบาร์ฉนวนแก๊สที่ไม่มีสวิตช์ (GIB) วงจรตัดไฟทดแทนมีจำหน่ายสำหรับแรงดันสูงสุด 145 kV และคาดว่าจะมีวงจรตัดไฟ 245 kV ที่ปรับขนาดได้ในปี 2025

อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาถึงอายุการใช้งานปกติของ GIS แรงดันสูง ซึ่งอยู่ที่ 25 ปีหรือมากกว่านั้น และเนื่องจาก GIS แรงดันสูงที่ผลิตในปัจจุบันเกือบทั้งหมดเติมด้วย SF6 ผลกระทบที่เกิดจาก SF6 ยังคงเป็นปัญหาที่ต้องได้รับการแก้ไขไม่เฉพาะในปัจจุบัน แต่ยังรวมถึงในทศวรรษต่อๆ ไป นอกจากนี้ การขยายอายุการใช้งานของอุปกรณ์ผ่านการบำรุงรักษาเชิงทำนาย ควรคำนึงถึงค่าใช้จ่ายทางสิ่งแวดล้อมจากการเปลี่ยนอุปกรณ์ด้วย การรั่วของแก๊สในอุปกรณ์ที่มีสุขภาพดีไม่จำเป็นต้องหมายความว่าต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ใหม่

การรั่วของแก๊ส SF6 ในระบบ GIS และวิธีการป้องกัน

การรั่วของแก๊สใน GIS แรงดันสูงเกิดขึ้นจากหลายเหตุผล รวมถึงข้อบกพร่องในการผลิต ข้อบกพร่องในการออกแบบ ผลกระทบของสภาพอากาศต่ออุปกรณ์ภายนอก การติดตั้งที่ไม่ถูกต้อง และการเสื่อมสภาพของซีลและแหวนยาง เนื่องจากความสำคัญของสถานีไฟฟ้าหลายแห่ง ความสามารถในการปิดเครื่องเพื่อซ่อมแซมมักจะถูกจำกัด ซึ่งอาจนำไปสู่ความต้องการเติมแก๊สที่รั่วอย่างต่อเนื่อง ทำให้มีการปล่อยแก๊ส SF6 ลงสู่บรรยากาศอย่างต่อเนื่อง

ในหลายภูมิภาคทั่วโลก รัฐบาลและหน่วยงานกำกับดูแลไม่เพียงแต่กำหนดโทษที่รุนแรงสำหรับการปล่อยก๊าซเหล่านี้เท่านั้น แต่ยังให้รางวัลสำหรับการลดการปล่อยอย่างมีการจัดการด้วย ดังนั้นมีความต้องการในการหาวิธีการแก้ไขปัญหาการรั่วของแก๊สที่มีประสิทธิภาพ เพื่อป้องกันการปล่อย SF6 จากอุปกรณ์ที่เสื่อมสภาพ โดยไม่ต้องพึ่งพาวิธีการแบบดั้งเดิมของ OEM ที่ทำให้หยุดการทำงาน ถอดแก๊ส ถอดแยก และซ่อมแซมซึ่งเป็นกระบวนการที่ทำให้หยุดทำงานและใช้เวลานาน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ได้มีการทดลองวิธีการหลายวิธี แต่ได้ผลเพียงเล็กน้อย วิธีการเหล่านี้มักจะลดปัญหาการรั่วแทนที่จะแก้ไขอย่างสมบูรณ์ และอาจจำกัดการเข้าถึงส่วนประกอบที่ได้รับผลกระทบในอนาคต

1. สารเคลือบยึดติดหรือผ้าพันอุตสาหกรรม: เมื่อทาโดยตรงบริเวณที่รั่วภายใต้ความดัน สารเคลือบยึดติดหรือผ้าพันอุตสาหกรรมไม่สามารถหยุดการรั่วได้ แม้จะลดแรงดันแก๊สและมีการหยุดทำงานระหว่างการติดตั้งและการแข็งตัว แต่อัตราความสำเร็จมักจะจำกัดและเป็นระยะสั้น

2. สารเคลือบอีพ็อกซี่: สารเคลือบอีพ็อกซี่สามารถเปลี่ยนทิศทางการรั่วระหว่างกระบวนการแข็งตัว ทำให้สามารถหลีกเลี่ยงปัญหาในวิธีแรกและหยุดการรั่วได้ อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดของวิธีนี้รวมถึงการจำกัดการใช้งานที่ตำแหน่งฝาครอบ นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์ที่เสร็จสมบูรณ์จะแข็งตัวบนอุปกรณ์ ทำให้จำกัดการเข้าถึงในอนาคตหากจำเป็น การถอดออกต้องใช้เวลา และต้องระวังอย่างมากเพื่อป้องกันการเสียหายของฝาครอบและสลักเกลียวที่ถูกหุ้ม

วิธีการป้องกันการรั่วของแก๊ส SF6 และการปล่อย

MG Eco Solutions (Master Grid Group) ได้พัฒนาระบบที่มีเอกลักษณ์ซึ่งสามารถเอาชนะข้อจำกัดหลักของการหยุดทำงาน การจำกัดการใช้งานในตำแหน่งการรั่ว และอัตราความสำเร็จที่ไม่สม่ำเสมอ ระบบนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ชายฝั่งฝรั่งเศส และยังได้พิสูจน์ประสิทธิภาพในสภาพภูมิอากาศเขตร้อน

ในรูปที่ 1 คุณสามารถชมระบบการรวบรวม Sleakbag ของ MG Eco Solutions สำหรับสวิตช์เกียร์ที่มีฉนวนแก๊สแรงดันสูง

ผ่านกระบวนการย้อนกลับที่ละเอียด MG Eco Solutions มีความสามารถในการออกแบบและผลิตระบบการควบคุมที่เหมาะสมกับการรั่วของแก๊สในตำแหน่งใด ๆ บนสวิตช์เกียร์ที่มีฉนวนแก๊ส (GIS) ของทุกยี่ห้อ

วิธีการของบริษัทรวมถึงการใช้ซีลโพลิเมอร์ที่ไม่รั่วและ O-ring แทนที่จะพยายามปิดการรั่วโดยตรงหรือเติมช่องว่างด้วยเรซิน ระบบการควบคุมนี้สามารถถือเป็นการแก้ไขอย่างถาวร แต่ยังสามารถถอดออกเมื่อจำเป็นต้องเข้าถึงอุปกรณ์ และบางส่วนถูกออกแบบมาเพื่อใช้ซ้ำในแอปพลิเคชันอื่น ๆ

สิ่งที่เพิ่มความหลากหลายของ MG Eco Solutions คือความสามารถในการนำเสนอระบบการรวบรวมในสถานการณ์ที่ระบบการควบคุมอย่างถาวรไม่สามารถใช้งานได้ เช่น ในกรณีที่แผ่นระเบิดหรือส่วนขยายที่รั่ว วิธีการนี้ยึดตามหลักการย้อนกลับที่เหมือนกันเพื่อให้แน่ใจว่ามีขนาดที่เหมาะสมกับอุปกรณ์ที่รั่ว แทนที่จะควบคุมการรั่วภายใต้แรงดันการทำงาน แก๊สถูกเปลี่ยนทางผ่านท่อไปยังระบบการรวบรวม ทำให้ป้องกันการปล่อย SF6 ที่เป็นอันตรายลงไปในบรรยากาศ

ความปรารถนาในระยะยาวของอุตสาหกรรมพลังงานในการสู่โลกที่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนเป็นศูนย์คือการยกเลิกอุปกรณ์ที่เติมด้วย SF6 อย่างสมบูรณ์ การบรรลุเป้าหมายนี้ต้องใช้เวลา การลงทุนที่มาก และความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีทดแทน ในช่วงระหว่างนี้ การจัดการฐานอุปกรณ์ GIS ที่มีอยู่อย่างมีประสิทธิภาพและการดำเนินการควบคุมและการรวบรวมการรั่วของแก๊ส SF6 คือการสนับสนุนที่สำคัญต่อเป้าหมายนี้