Из-за парникового эффекта использованиегексафторид серы (SF6)Использование SF6 сопряжено со значительными ограничениями. SF6 обладает потенциалом глобального потепления (ПГП) в 23 900 раз превышающим ПГП CO2, и его время жизни в атмосфере составляет 3400 лет. Концентрация SF6 в атмосфере увеличивается на 8,7% в год, и в настоящее время на него приходится более 15% от общего объема выбросов парниковых газов. Основным источником выбросов SF6 является электрооборудование, на которое приходится приблизительно 70% от общего объема. Киотский протокол 1997 года предусматривает существенное ограничение использования SF6 к 2020 году. Токсичность других продуктов разложения также сделала поиск альтернатив SF6 для использования в газоизолированном оборудовании насущной необходимостью для развития электросетей. Производители и потребители все больше интересуются альтернативами SF6.
В настоящее время исследуются три основных типа альтернативных газов: традиционные газы (воздух, N2 и CO2), смеси SF6 и высокоэлектроотрицательные газы и их смеси. Помимо физико-химических свойств этих трех типов газов, были проведены эксперименты и теоретические исследования их электрических свойств. Хотя традиционные газы обладают стабильными свойствами и диэлектрической прочностью менее 40% от SF6, они могут заменить SF6 в качестве изоляционной среды в некоторых средне- и низковольтных устройствах. Смеси гексафторида серы (SF6) в целом соответствуют требованиям к изоляции такого оборудования и, благодаря более низкой температуре сжижения, подходят для использования в холодных и высокогорных регионах. Однако это не может полностью исключить использование SF6 и принципиально решить проблему парникового эффекта. Электроотрицательные газы, как правило, имеют более высокие температуры сжижения, что требует использования буферных смесей газов.
В последние годы были проведены углубленные исследования изоляционных свойств, характеристик дифференциации разрядов и перегрева, безопасности продукции, а также механизмов действия ключевых факторов, таких как следы воды и кислорода, на новые изоляционные газы, такие как C4F7N, C5F10O и C6F12O. Были предложены альтернативные газовые решения, подходящие для различных сценариев применения, и проведены исследования синергии и совместимости этих новых изоляционных газов с твердыми материалами.
Использование существующих альтернативных газов само по себе имеет ограничения. В будущем в качестве изоляционных газов могут применяться многокомпонентные смеси, а также комбинированные газообразные и твердые материалы. Хотя в области изоляционных свойств альтернативных газов достигнут определенный прогресс и разработаны инженерные решения, существенных прорывов в эффективности гашения дуги пока не наблюдается.
Дата публикации: 04.08.2025