Do hiệu ứng nhà kính, việc sử dụngsulfur hexafluoride (SF6)Khí SF6 phải tuân thủ các hạn chế đáng kể. SF6 có tiềm năng gây nóng toàn cầu (GWP) gấp 23.900 lần so với CO2 và có tuổi thọ trong khí quyển là 3.400 năm. Nồng độ SF6 trong khí quyển đang tăng với tốc độ 8,7% mỗi năm, hiện chiếm hơn 15% tổng lượng khí thải nhà kính. Thiết bị điện là nguồn phát thải SF6 chính, chiếm khoảng 70% tổng lượng phát thải. Nghị định thư Kyoto năm 1997 quy định việc hạn chế đáng kể việc sử dụng SF6 vào năm 2020. Tính độc hại của các sản phẩm phân hủy khác cũng khiến việc tìm kiếm các chất thay thế SF6 để sử dụng trong các thiết bị cách điện bằng khí trở thành một yêu cầu cấp thiết cho sự phát triển lưới điện. Các nhà sản xuất và người sử dụng ngày càng quan tâm đến các chất thay thế cho SF6.
Hiện nay, ba loại khí thay thế chính đang được nghiên cứu: khí thông thường (không khí, N2 và CO2), hỗn hợp SF6, và các khí có độ âm điện cao cùng hỗn hợp của chúng. Bên cạnh các tính chất vật lý và hóa học của ba loại khí này, các thí nghiệm và nghiên cứu lý thuyết cũng đã được tiến hành về tính chất điện của chúng. Mặc dù khí thông thường có tính chất ổn định và độ bền điện môi thấp hơn 40% so với SF6, nhưng chúng có thể thay thế SF6 làm môi trường cách điện trong một số thiết bị điện áp trung bình và thấp. Hỗn hợp khí sulfur hexafluoride (SF6) nói chung có thể đáp ứng các yêu cầu cách điện của các thiết bị này và, với nhiệt độ hóa lỏng thấp hơn, phù hợp để sử dụng ở các vùng lạnh và vùng cao. Tuy nhiên, điều này không thể loại bỏ hoàn toàn việc sử dụng SF6 và giải quyết triệt để hiệu ứng nhà kính. Các khí có độ âm điện cao thường có nhiệt độ hóa lỏng cao hơn, đòi hỏi phải sử dụng hỗn hợp khí đệm.
Trong những năm gần đây, các nghiên cứu chuyên sâu đã được thực hiện về tính chất cách điện, đặc điểm phân biệt phóng điện và quá nhiệt, an toàn sản phẩm và cơ chế hoạt động của các yếu tố quan trọng như lượng nước và oxy vết đối với các khí cách điện mới, chẳng hạn như C4F7N, C5F10O và C6F12O. Các giải pháp khí thay thế phù hợp với nhiều kịch bản ứng dụng khác nhau đã được đề xuất, và các nghiên cứu đã được tiến hành về sự tương tác và khả năng tương thích của các khí cách điện mới này với vật liệu rắn.
Việc chỉ sử dụng các loại khí thay thế hiện có còn nhiều hạn chế. Các ứng dụng trong tương lai của khí cách điện có thể sử dụng hỗn hợp nhiều thành phần và các vật liệu kết hợp giữa khí và chất rắn. Mặc dù đã có một số tiến bộ và ứng dụng kỹ thuật trong việc cải thiện tính chất cách điện của các loại khí thay thế, nhưng vẫn chưa có bước đột phá đáng kể nào trong hiệu quả dập tắt hồ quang.
Thời gian đăng bài: 04/08/2025