Yüksek gerilimli gaz yalıtımlı anahtar kabinlerinden SF6 emisyonunun kontrolü

Yüksek gerilimli gaz yalıtımlı anahtar kumandasından SF6 emisyonlarını önlemek ve kontrol etmek uzun süredir büyük bir zorluktur. Burada, yüksek gerilimli anahtar kumandası için yerinde SF6 gaz sızıntısı testlerinin önemli noktaları hakkında daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Elektrik ekipmanlarından kaynaklanan Sulfür Heksaflyorür (SF6) emisyonları, sera gazı emisyon azaltma hedeflerine ulaşma çabasında büyük bir endişe kaynağı olmuştur. Bu, SF6 emisyonlarının küresel ısınmaya önemli bir etkisi olduğundan kaynaklanmaktadır. SF6'nın atmosferik ömrü 3.200 yıl ve Küresel Isıma Potansiyeli (GIP) 23.900'dür (yani 1 kg SF6'nın etkisi 23.900 kg CO2'ye eşdeğerdir). 2000 yılında, orta ve yüksek gerilimli (HG) elektrik iletim ve dağıtım ekipmanının üretimi sonucu ortaya çıkan SF6 emisyonları, yaklaşık 10 Mt CO2-eş değer olarak tahmin edilmiştir, bunlar çoğunlukla Avrupa ve Japonya'ya yoğunlaşmıştır.

Atmosferdeki SF6 Gaz Emisyonları ve Küresel Önleme Çabaları

Sıfır karbon dünyası hedefine doğru olan yolculukta, enerji sektörünün hidrokarbon bazlı enerji üretiminden yenilenebilir ve yeşil enerji kaynaklarına geçişi olduğu yaygın olarak kabul edilmektedir. Ancak, bu sektörün içindeki başka bir çevresel riskin kontrolü konusu belki de yeterince belgelenmemiştir.

1950'lerden beri, Sulfür Heksaflyorür (SF6), yüksek gerilimli anahtar kumandasında yalıtım ve yay kesme ortamı olarak kullanılmaktadır. Pasif doğası ve mükemmel yay kesme özellikleri nedeniyle, genellikle anahtar kumandalarında uygulanmaktadır. Ayrıca, SF6'nın kimyasal yapısı, diğer kullanım alanlarına da uygun hale getirmektedir. Örneğin, tıp alanında, ultrason görüntülemede kontrast maddesi olarak; çift camda, termal ve akustik yalıtım ortamı olarak; ve bir dönem, bilinen bir spor ayakkabı markasının tabanındaki "hava" doldurucusu olarak kullanılmıştır.

1997 yılında Kyoto Protokolünün kabulünden bu yana, SF6'nın kullanımı ve emisyonlarını sınırlamaya yönelik çabalar gösterilmiştir. Son yıllarda, elektrik iletim sektöründe alternatif ekipman ve yalıtım ortamların geliştirilmesinde önemli ilerleme kaydedilmiştir.

Şimdi, kurutmalı hava yalıtımı, anahtarlı olmayan gaz yalıtımlı hat bağlantı elemanlarında (GIB) 420 kV'ye kadar kullanılabilir ve vakum kesiciler 145 kV'ye kadar kullanılabilir. Benzer şekilde, g3 (g-küp) gibi alternatif gaz teknolojileri, anahtarlı olmayan gaz yalıtımlı hat bağlantı elemanlarında (GIB) 420 kV'ye kadar uygulanabilir. Alternatif gaz devre kesiciler 145 kV'ye kadar mevcuttur ve 2025 yılına kadar ölçeklenebilir 245 kV g3 devre kesicilerine erişileceği beklenmektedir.

Ancak, yüksek gerilimli GIS'in normal işletme ömrü 25 yıl veya daha fazla olması ve şu anda üretilen neredeyse tüm yüksek gerilimli GIS'in SF6 ile dolu olması göz önüne alındığında, SF6'nın çevresel etkisi, şimdiden değil, önümüzdeki on yıllar boyunca ele alınması gereken bir sorun durumuna gelmiştir. Ayrıca, tahmini bakım yoluyla ekipman ömrünün uzatılmasındaki ilerleme, değiştirme maliyetinin de hesaba katılmasını gerektirmektedir. Aksi takdirde sağlıklı olan ekipmanda bir gaz sızıntısı, mutlaka değiştirilmesi gerektiğini anlamına gelmez.

GIS Sistemlerindeki SF6 Gaz Sızıntıları ve Önleme Yöntemleri

Yüksek gerilimli GIS'deki gaz sızıntıları, üretim hataları, tasarım hataları, dış ortamdan etkilenen ekipmandaki hava koşulları, yanlış montaj ve mühürlerin yaşlanması gibi çeşitli nedenlerle meydana gelebilir. Birçok alt istasyonun kritik doğası nedeniyle, ekipmanların tamir için kapatılması genellikle kısıtlıdır. Bu, sızan gaz bölgelerini sürekli olarak doldurma ihtiyacını ve sonuçta atmosfere sürekli SF6 gazı emisyonu oluşturabilir.

Dünya genelinde birçok bölgede, hükümetler ve düzenleyiciler bu emisyonlara karşı ciddi cezalar uygulamakla birlikte, yönetilen azaltma için teşvikler sunmaktadır. Bu nedenle, operasyonel bozucu ve zaman alıcı geleneksel OEM yaklaşımına (kapatma, gaz çıkarma, sökme ve tamir) güvenmeyen, yaşlı ekipmandan kaynaklanan SF6 emisyonlarını önleyebilecek etkili bir çözüm talep edilmektedir.

Son yıllarda, çeşitli yöntemler denenmiş, ancak sınırlı başarı sağlanmıştır. Bu yöntemler genellikle sızıntı sorununu tamamen çözmez, sadece azaltır ve ayrıca etkilenen bileşenlere gelecekte erişimi kısıtlayabilir.

1. Yapışkan Kaplama veya Endüstriyel Sarma Malzemeleri: Basınç altında sızan bölgeye doğrudan uygulanan yapışkan kaplama veya endüstriyel sarma malzemeleri, sızıntıları durduramaz. Gaz basıncının azalmasına ve ilişkili işletimsel bozuculuğa rağmen, kuruma sırasında, başarı oranı genellikle sınırlı ve kısa süreli olur.

2. Epoxy Kaplama: Epoxy kaplamalar, sızıntıyı kuruma sırasında yönlendirebilir, böylece ilk yöntemdeki sorunu başarıyla aşarak sızıntıyı durdurur. Ancak, bu yöntemin sınırlılıkları arasında genellikle flanş konumlara kısıtlı olması bulunur. Ayrıca, bitmiş ürün ekipmana katılaşır, gerektiğinde gelecekte erişimi kısıtlar. Kaldırılması zaman alıcıdır ve işlem sırasında kaplanmış flanş ve vidaların hasar görmemesi için çok dikkatli hareket etmek gerekir.

SF6 Gaz Sızıntılarını ve Emisyonlarını Önlemek İçin Yöntem

MG Eco Solutions (Master Grid Group), işlemsel bozuculuk, kısıtlı sızıntı konumu uygulaması ve tutarsız başarı oranları gibi büyük sınırlılıkları aşan benzersiz bir sistem geliştirmiştir. Bu sistem, ilk olarak Fransa sahil nükleer güç santrallerinin sert ortamında kullanılmak üzere geliştirilmiş ve tropik iklimlerde de etkin olduğunu kanıtlamıştır.

Fotoğraf 1'de, yüksek gerilimli gaz yalıtımlı anahtar kumandası için MG Eco Solutions' Sleakbag toplama sistemini görebilirsiniz.

MG Eco Solutions, titiz bir ters mühendislik süreci aracılığıyla, neredeyse herhangi bir marka ve modeldeki Gaz Yalıtımlı Anahtar Kumandası (GIS) üzerindeki hemen hemen her konumda ortaya çıkan gaz sızıntılarını ele almak için tasarlanmış ve üretilmiş içmeççe sistemler oluşturma yeteneğine sahiptir.

Şirketin çözümü, yeni tip gaz geçirmez polimer mühür ve O-yüzgeci kombinasyonunu içerir. Sızıntıyı doğrudan tıkamaya veya boşluğu resine doldurmaya çalışmak yerine, gaz sızıntısını sistemin içinde içerir. İçmeççe sistemi kalıcı bir çözüm olarak görülebilir. Ancak, ekipmana erişimin gerekli olduğu durumlarda çıkarılabilir ve bazı bileşenlerin diğer uygulamalarda yeniden kullanılabilir olması planlanmıştır.

MG Eco Solutions'un esnekliğini daha da artıran, kalıcı bir içmeççe sistemin uygulanamayacağı durumlarda, örneğin sızan patlama diski veya zilli birimlerde, toplama sistemi sunabilme yeteneğidir. Bu çözüm, sızan ekipmanla mükemmel bir uyum sağlamak için aynı ters mühendislik prensibine dayanır. Çalışma basıncı altında sızıntıyı içerme yerine, gaz borular aracılığıyla toplama sisteme yönlendirilir, böylece zararlı SF6 emisyonlarının atmosfere salınmasını önler.

Enerji sektörünün sıfır karbon dünya hedefine doğru uzun vadeli çabası, SF6 ile dolu ekipmanların tamamen feshedilmesidir. Bu hedefin gerçekleştirilmesi, zaman, önemli yatırımlar ve alternatif teknolojilerde sürekli ilerleme gerektirir. Geçici olarak, geniş çapta var olan GIS tabanının etkili yönetimi ve SF6 gaz sızıntıları için içmeççe ve toplama önlemlerinin uygulanması, bu üst düzey hedefe önemli katkılar sağlar.