육불화황(SF6)은 송전 및 배전 장비에서 전기 절연체 및 아크{1}}소화 가스로 널리 사용됩니다. 그러나 1995년 이후 대기 SF6 농도의 꾸준한 증가가 관찰되었으며 배출량도 증가했습니다. 게다가 SF6는 대기 수명이 길어서 기후 영향을 거의 되돌릴 수 없게 만듭니다. SF6의 대기 수명은 정확하게 추정하기 어렵지만 약 850년입니다. 따라서 SF6의 사용은 환경 문제를 야기합니다.
이러한 우려에도 불구하고 대체 기술이 없는 상황에서 SF6를 전력산업에서 즉각 금지할 수는 없다. 대신 SF6 배출을 줄이기 위한 조치가 시행되었습니다. 그러나 다양한 응용 분야에 대한 SF6 없는 대안이 점점 더 많이 등장함에 따라 전력 산업의 특정 응용 분야에 대한 SF6 금지 조치가 가까운 미래에 시행될 것으로 예상됩니다.
중간 전압
중압 배전반은 1차 배전반과 2차 배전반으로 분류됩니다. 고{1}}전압과 중{2}}전압 네트워크 사이의 인터페이스에 설치되는 기본 배전반에는 주로 회로 차단기가 장착됩니다. 중{4}}전압과 저{5}}전압 네트워크 사이의 인터페이스에 설치되는 보조 개폐 장치에는 일반적으로 회로 차단기 대신 부하 스위치가 장착되어 있습니다. 전통적으로 공기-AIS(공기 절연 스위치기어)와 가스{8}}GIS(가스 절연 스위치기어)는 중-전압 네트워크에 존재합니다. 후자는 더 컴팩트하고 외부 조건과 무관합니다(주변 공기로 밀봉됨). 공간이 허락하는 경우 진공 회로 차단기(VCB)가 있는 AIS를 선택할 수 있습니다. 중간 전압 배전을 위한 GIS 대안은 대체 가스뿐만 아니라 VCB뿐만 아니라 고체(예:) 및 액체 절연(예:)에서도 찾을 수 있습니다. 이들 제품 중 일부는 시장에 출시된 지 10년이 넘었습니다. 대체 가스의 경우, 최대 1.4bar(최대 12kV)의 높은 압력의 인공 공기와 1.4bar(최대 36kV)의 C5{28}}PFK가 포함된 공기가 진공 회로 차단기를 기본 장비로 갖춘 제품으로 제공됩니다. 보조 스위치기어에서 LBS 기능은 이제 SF6에 내장된 간단한 접점 시스템으로 구현되어 일반적으로 정격 630A 공칭 전류를 차단할 수 있습니다. 이는 지금까지 비-SF6 가스로는 특별한 지원 없이는 달성할 수 없었지만 진공 차단 기술을 통해 해결할 수 있습니다. 중전압 1차 및 2차 스위치기어의 특정 시장 부문을 위해 SF6가 없는 솔루션이 개발되어 제품으로 제공됩니다. 일부 솔루션을 더 높은 정격 전압 또는 전류 수준으로 확장하는 것은 기술적으로 더 어렵지만(예: 고체 절연체의 열 냉각 문제) SF6가 없는 솔루션을 모든 애플리케이션에 대해 개발할 수 없는 기술적인 이유는 없습니다. 물론 소규모 시장 부문에서 신제품을 제공하는 것은 경제적으로 어려운 일이지만 이는 MV 장비에서 SF6를 대체해야 한다는 확실한 근거가 될 수는 없습니다. 사용자는 변전소 레이아웃을 유연하게 해야 하며 SF6가 없는 장비를 구매할 때의 이점과 기존 레이아웃 및 구성만 수용할 때의 이점을 비교해야 합니다. 수십 년 전의 기술이 더 저렴할 가능성이 높기 때문에 규제는 경제적 주장에 대한 전환을 뒷받침할 수 있습니다.
고전압
고전압의 AIS는 크기 요구 사항이 크게 다르기 때문에 (거의) 실외 애플리케이션에만 사용됩니다. "CO2"- 기반 대체 회로 차단기는 최대 145kV 및 40kA까지 시중에서 구입할 수 있습니다. 고-전압 개폐 장치에서 비-가스 절연 및 스위칭 매체를 사용하는 것은 중-전압 개폐 장치보다 더 어렵습니다. 견고한-절연 고전압-케이블이 있지만 고전압 스위치기어 설계에는 압출 공정을 사용할 수 없습니다. 종이-유 절연체는 HV 케이블, 전력선 및 변압기에 사용되지만 HV 개폐 장치에는 사용되지 않을 것입니다. 따라서 절연은 가스-절연 설계에서만 고려되며 스위칭은 가스 및 진공 기술을 고려합니다. HV GIS의 주요 시장 부문은 최대 145/170kV의 전압 수준으로, 주요 제조업체가 이 문제를 먼저 해결하고 있습니다. 여러 가지 기술 솔루션이 상업적으로 이용 가능합니다: VCB가 포함된 압축 공기, C5-PFK와 결합된 공기, C4-PFN과 결합된 CO2/O2. 이러한 모든 솔루션에는 초기 설치가 있지만 개발은 계속됩니다. C4-PFN- 기반 솔루션 개발이 발표되어 2022년까지 420kV에 도달합니다. 380kV SF6 변전소를 C5-PFK 기반 솔루션으로 2단계 개조하는 방법이 발표되었으며, 2026년까지 변전소에서 SF6가 완전히 제거되도록 할 계획이 발표되었습니다. 이론적으로 개발이 불가능하다는 알려진 기술적 이유는 없습니다. 모든 고전압 레벨을 위한 SF6 프리 솔루션입니다. SF6 없는 변전소를 개발하는 것은 중전압 배전반을 개발하는 것보다 훨씬 어렵지만, 여기에서 신뢰할 수 있는 규정은 SF6 없는 변전소로의 전환을 경제적으로 지원하고 가속화할 수 있습니다. 사용자 관점에서는 재고가 필요합니다. 모든 제조업체가 단일 최적 솔루션을 선호하는 것은 아닙니다(SF6와 달리). 다양한 선택 기준(크기, 최소 주변 온도, 지구 온난화 가능성, F-가스 부재, 가스 취급 용이성 등)의 가중치에 따라 다양한 기술 솔루션이 선호되며 병렬로 작동할 수도 있습니다.
