متى سيتم استبدال غاز سداسي فلوريد الكبريت؟

بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري، فإن استخدامسداسي فلوريد الكبريت (SF6)يخضع غاز سادس فلوريد الكبريت (SF6) لقيود كبيرة. تبلغ قدرة هذا الغاز على إحداث الاحتباس الحراري 23,900 ضعف قدرة ثاني أكسيد الكربون، ويبلغ عمره في الغلاف الجوي 3,400 عام. وقد ازداد تركيزه في الغلاف الجوي بمعدل سنوي قدره 8.7%، ليشكل الآن أكثر من 15% من إجمالي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. وتُعدّ المعدات الكهربائية المصدر الرئيسي لانبعاثات SF6، إذ تُشكّل حوالي 70% من الإجمالي. وينص بروتوكول كيوتو لعام 1997 على فرض قيود كبيرة على استخدام SF6 بحلول عام 2020. كما أن سمية نواتج تحلله الأخرى جعلت البحث عن بدائل له لاستخدامها في المعدات المعزولة بالغاز ضرورة ملحة لتطوير شبكات الطاقة. ويتزايد اهتمام المصنّعين والمستخدمين ببدائل SF6.

تُجرى حاليًا أبحاث على ثلاثة أنواع رئيسية من الغازات البديلة: الغازات التقليدية (الهواء، النيتروجين، وثاني أكسيد الكربون)، ومخاليط سادس فلوريد الكبريت، والغازات ذات السالبية الكهربية العالية ومخاليطها. بالإضافة إلى دراسة الخصائص الفيزيائية والكيميائية لهذه الأنواع الثلاثة من الغازات، أُجريت تجارب ودراسات نظرية على خصائصها الكهربائية. على الرغم من أن الغازات التقليدية تتميز بخصائص مستقرة وقوة عزل كهربائي أقل من 40% من سادس فلوريد الكبريت، إلا أنها قادرة على استبداله كوسيط عازل في بعض المعدات ذات الجهد المتوسط ​​والمنخفض. تستطيع مخاليط غاز سادس فلوريد الكبريت عمومًا تلبية متطلبات العزل لهذه المعدات، وبفضل انخفاض درجة حرارة تسييلها، فهي مناسبة للاستخدام في المناطق الباردة والمرتفعة. مع ذلك، لا يُمكن الاستغناء تمامًا عن استخدام سادس فلوريد الكبريت، ولا يُمكن معالجة ظاهرة الاحتباس الحراري بشكل جذري. تتميز الغازات ذات السالبية الكهربية العالية عمومًا بارتفاع درجة حرارة تسييلها، مما يستلزم استخدام غازات عازلة مختلطة.

في السنوات الأخيرة، أُجريت أبحاث معمقة حول خصائص العزل، وخصائص التفريغ الكهربائي والتمييز بين درجات الحرارة المرتفعة، وسلامة المنتج، وآليات عمل عوامل رئيسية مثل آثار الماء والأكسجين على غازات عازلة جديدة، مثل C4F7N وC5F10O وC6F12O. وقد اقتُرحت حلول غازية بديلة مناسبة لمختلف سيناريوهات التطبيق، كما أُجريت أبحاث حول التآزر والتوافق بين هذه الغازات العازلة الجديدة والمواد الصلبة.

إن استخدام الغازات البديلة الحالية وحدها له حدود. وقد تستخدم التطبيقات المستقبلية للغازات العازلة مخاليط متعددة المكونات ومواد غازية صلبة مركبة. ورغم تحقيق بعض التقدم في خصائص العزل للغازات البديلة وتطبيقاتها الهندسية، إلا أنه لم يتم إحراز أي تقدم ملحوظ في أداء إخماد القوس الكهربائي.