Діелектричне середовище у високовольтному обладнанні
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2025-295-9-76-80Ключові слова:
високовольтне обладнання, гексафторид сірки, SF6, ізоляція, діелектричне середовище, альтернатива елегазу, фторрокетон, фторнітрилАнотація
Стаття присвячена аналізу сучасних альтернатив SF6 у високовольтному обладнанні електроенергетичних систем з акцентом на їхні електричні характеристики, безпеку та екологічну ефективність.
Протягом тривалого часу SF6 залишався основним діелектричним середовищем у високовольтному обладнанні електроенергетичних систем. Проте, враховуючи його надзвичайно тривалий період перебування в атмосфері та високий потенціал глобального потепління, уряди спрямували зусилля на скорочення викидів цього газу. У відповідь промисловість почала впроваджувати технології без використання SF6 у традиційних застосуваннях, зокрема у розподільчих пристроях, автоматичних вимикачах та лініях або шинах під високою напругою.
SF6 – це інертний та нетоксичний газ, що має велике значення для електричних розподільчих пристроїв, що використовуються для розподілу та передачі електроенергії по всьому світу. Це обладнання розміщується у вузлах мережі для відключення струмів короткого замикання, як тільки вони виникають. SF6 – це газ, що ізолює напругу, який має втричі кращі ізоляційні властивості, ніж повітря, краще, ніж будь-який інший газ. Таким чином, він дозволяє проектувати невеликі закриті та газонепроникні розподільчі пристрої з малим розміром, що має визнані переваги в суворих умовах навколишнього середовища та з обмеженим простором, наприклад, у вітрових вежах. Наразі SF6 не має економічно та енергоефективної альтернативи для розподільчих пристроїв вище 52 кВ, тобто для використання в мережі передачі, де він застосовується завдяки своїм чудовим можливостям переривання струму.
Серед безSF6 рішень відзначаються газові суміші на основі фторованих сполук із низьким кліматичним впливом, зокрема фторнітрил (3M™ Novec™ 4710) та фторкетон (3M™ Novec™ 5110). Застосування цих сумішей у елегазовому обладнанні дозволяє зменшити викиди парникових газів більш ніж на 99% порівняно з SF6, зберігаючи високі електричні та експлуатаційні характеристики. У статті представлені основні компоненти альтернативних газових сумішей та оновлені дані щодо їх продуктивності, безпеки та екологічної ефективності у сучасних електроенергетичних системах.
Посилання
1. Регламент Європейського Парламенту і Ради (ЄС) № 517/2014 від 16 квітня 2014 року про фторовані парникові гази. Документ 984_031-14. URL:https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/ 984_031-14#Text
2. Коефіцієнт викидів парникових газів для виробництва та споживання електроенергії Аналітичне дослідження та опис методологічного підходу до розрахунку. URL:https://gto.dixigroup.org/assets/images/files/DiXi_GTO_ Elect ricity_Grid _EF.pdf
3. Kieffel, Y., Biquez, F., Vigouroux, D.; Ponchon, P.,Schlernitzauer, A.; Magous, R., Cros, G., Owens, J. Characteristics of g3—An alternative to SF6. CIRED Open Access Proc. J. 2017, 1, 54–57
4. Owens J., Xiao A., Bonk J., DeLorme M., Zhang A. Recent Development of Alternative Gases to SF6for High Voltage Electrical Power Applications 2020 IEEE International Conference on High Voltage Engineering and Application (ICHVE), Beijing, China, 6–10 September 2020, 1–4.
5. Stoller, P., Hengstler, J., Doiron, C.; Scheel, S., Simka, P., Müller, P. Environmental Aspects of High Voltage Gas Insulated Switchgear That Uses Alternatives to SFf6 and Monitoring and Long-Term Performance of a Pilot Installation; Cigré: Paris, France, 2018; Paper D1-202.
6. Laruelle, E.; Maksoud, L.; Kieffel, Y.; Lüscher, R.; Ficheux, A. SF6 Alternative—What to Learn from the High Voltage Experience; Cigré: Madrid, Spain, 2019; Paper 0028.
