Το εξαφθοριούχο θείο (SF6) χρησιμοποιείται ευρέως σε μονωμένους με αέριο διακόπτες (GIS) λόγω της εξαιρετικής του απόδοσης μόνωσης και κατάσβεσης τόξου. Ωστόσο, με δυναμικό υπερθέρμανσης του πλανήτη (GWP) περίπου 25.200, η μείωση της χρήσης του SF6 έχει γίνει μια σημαντική κατεύθυνση για τη βιομηχανία ενέργειας.
Καθώς οι κανονισμοί και οι περιβαλλοντικές απαιτήσεις συνεχίζουν να εξελίσσονται, ερευνητές και κατασκευαστές ηλεκτρικού εξοπλισμού αναπτύσσουν εναλλακτικά αέρια SF6 για GIS και άλλες εφαρμογές υψηλής τάσης.
Το CF3SCF3, γνωστό και ως δις(τριφθορομεθυλο) σουλφίδιο, είναι ένα νέο μονωτικό αέριο που διερευνάται ως πιθανή εναλλακτική λύση για το SF6.
Πρόσφατες ερευνητικές και μηχανολογικές εργασίες έχουν καταδείξει τις δυνατότητές του για εφαρμογές GIS. Αναφερόμενα εργαστηριακά αποτελέσματα δείχνουν ότι η διηλεκτρική αντοχή του CF3SCF3 είναι περίπου 1,7 φορές αυτή του SF6, ενώ το αναφερόμενο GWP του είναι σημαντικά χαμηλότερο από αυτό του SF6.
Το CF3SCF3 μπορεί επίσης να συνδυαστεί με αέρια φορείς όπως το N2 και το CO2 για την ανάπτυξη κατάλληλων μιγμάτων μονωτικών αερίων.
Η ανάπτυξη ενός αερίου αντικατάστασης SF6 απαιτεί περισσότερα από την επίτευξη υψηλής διηλεκτρικής αντοχής. Για πρακτικές εφαρμογές GIS, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη διάφοροι παράγοντες, όπως:
- Σύνθεση και πίεση μίγματος αερίων
- Ελάχιστη θερμοκρασία λειτουργίας
- Συμβατότητα υλικών
- Θερμική σταθερότητα
- Προϊόντα αποσύνθεσης
- Καθαρότητα και υγρασία αερίου
- Μακροπρόθεσμη αξιοπιστία εξοπλισμού
Η έρευνα για το CF3SCF3 έχει προχωρήσει από την παρασκευή αερίου σε εργαστηριακή κλίμακα και τη δοκιμή μόνωσης προς την ανάπτυξη πρωτοτύπων GIS και την επίδειξη πεδίου. Αυτές οι εξελίξεις υποδεικνύουν ότι το CF3SCF3 θα μπορούσε να γίνει μία από τις τεχνολογίες που θα χρησιμοποιηθούν σε GIS επόμενης γενιάς φιλικά προς το περιβάλλον.
Η μετάβαση από το SF6 σε εναλλακτικά μονωτικά αέρια δημιουργεί επίσης νέες απαιτήσεις για ανάλυση αερίων και παρακολούθηση κατάστασης.
Ανάλογα με το σύστημα αερίου, οι ομάδες συντήρησης μπορεί να χρειαστεί να παρακολουθούν τη σύνθεση του αερίου, την καθαρότητα, την υγρασία, το σημείο δρόσου και τα προϊόντα αποσύνθεσης για να διασφαλίσουν την αξιόπιστη λειτουργία του εξοπλισμού που μονώνεται με αέριο.
Η KSTONE παρέχει λύσεις ανάλυσης και χειρισμού αερίων για ηλεκτρικό εξοπλισμό υψηλής τάσης, συμπεριλαμβανομένων αναλυτών αερίου SF6, ανιχνευτών διαρροής SF6, συστημάτων μέτρησης σημείου δρόσου, εξοπλισμού ανάκτησης αερίου SF6 και συστημάτων ανάμιξης και φόρτισης αερίου SF6/N2.
Αυτές οι τεχνολογίες υποστηρίζουν την επιθεώρηση ποιότητας αερίου, τη συντήρηση, τον εντοπισμό διαρροών, την ανάκτηση αερίου και τον χειρισμό αερίου καθ' όλη τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού που μονώνεται με αέριο.
Καθώς εναλλακτικά αέρια όπως το C4F7N και το CF3SCF3 κινούνται προς ευρύτερες μηχανολογικές εφαρμογές, η ακριβής σύνθεση αερίου και η παρακολούθηση της κατάστασης θα γίνουν όλο και πιο σημαντικές.
Το CF3SCF3 είναι μία από τις πολλές τεχνολογίες που διερευνώνται για την αντικατάσταση του SF6, παράλληλα με αέρια φθορονιτριλίου όπως το C4F7N, αέρια φθοροκετόνης και τεχνολογίες μόνωσης καθαρού αέρα.
Κανένα μεμονωμένο εναλλακτικό αέριο δεν είναι κατάλληλο για κάθε εφαρμογή. Η επιλογή του αερίου εξαρτάται από παράγοντες όπως το επίπεδο τάσης, ο σχεδιασμός του εξοπλισμού, η θερμοκρασία λειτουργίας, οι περιβαλλοντικές απαιτήσεις και η στρατηγική συντήρησης.
Καθώς η βιομηχανία ενέργειας κινείται προς GIS χαμηλότερων εκπομπών, τα εναλλακτικά μονωτικά αέρια, η ανάλυση αερίων, ο εντοπισμός διαρροών και οι τεχνολογίες χειρισμού αερίων θα αποτελούν όλο και περισσότερο μέρος μιας ολοκληρωμένης λύσης.
Η KSTONE θα συνεχίσει να αναπτύσσει τεχνολογίες ανάλυσης και χειρισμού αερίων τόσο για εξοπλισμό SF6 όσο και για αναδυόμενες εφαρμογές εναλλακτικών μονωτικών αερίων.
Σημείωση: Τα τεχνικά δεδομένα που αναφέρονται σε αυτό το άρθρο βασίζονται σε δημοσιευμένη έρευνα και αναφερόμενες μηχανολογικές εφαρμογές. Η πραγματική απόδοση του αερίου εξαρτάται από τη σύνθεση του αερίου, την πίεση, τη θερμοκρασία, τον σχεδιασμό του εξοπλισμού και τις συνθήκες δοκιμής.