エコの進歩

Apr 30, 2023

2023 年 6 月 9 日

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清華大学出版局

最も強力な温室効果ガスである六フッ化硫黄 (SF6) を絶縁および消弧媒体として利用するガス絶縁機器 (GIE) は、電力業界で広く使用されています。 次世代の SF6 フリー GIE 向けに、高度な性能を備えた環境に優しい絶縁ガスを求めることは、「ネットゼロ」目標と持続可能な開発にとって重要です。

中国の湖北理工大学のXiaoxing Zhang氏と武漢大学、東南大学、華北電力大学、トゥールーズ大学、西安理工大学、シュナイダーエレクトリック大学、華南理工大学の科学者らが率いる研究チームは最近、次のようにまとめた。次世代のSF6フリー機器向けの環境に優しいガス絶縁媒体の進歩。 このレビューレポートは、2023 年 3 月 31 日に表紙記事としてジャーナル iEnergy に掲載されました。

まず、環境に優しい絶縁ガスを求める必要性を明確にするために、SF6 ベースの GIE の概要、SF6 の排出と削減政策を紹介しました。

「SF6 は、地球温暖化係数が 25,200 で、大気寿命が 3,200 年である最も強力な温室効果ガスの 1 つです。電力産業が SF6 消費量の 80% を占め、その量は中国では 7,000 トン以上に達します。さまざまな国がSF6の使用、回収、処理に関する規制を強化し、環境に優しい絶縁ガスの開発を促進する」と張教授は述べた。

環境特性、絶縁および消弧性能、安定性、材料適合性、バイオセーフティーを含む環境に優しいガスの基本要件が提案され、従来のガス (CO2、N2、空気)、パーフルオロカーボンおよびトリフルオロヨードメタン、フッ素化ニトリル(C4F7N)を含む主要なカテゴリーが提案されました。 )、フッ素化ケトン(C5F10O、C6F12O)、ヒドロフルオロオレフィン(HFO-1234ze(E)、HFO-1336mzz(E))が紹介されました。 環境に優しいガスの分子設計法も提供した。

誘電絶縁（AC/DC破壊、LI破壊、部分放電、表面フラッシュオーバーの観点）、消弧（粒子組成、熱力学特性、輸送係数、放射線の観点）に関する環境に優しいさまざまな絶縁ガスの最近の進歩係数、アーク後の絶縁破壊特性）、安定性と分解（熱、放電安定性、分解メカニズムの観点）、材料適合性（金属、エポキシ樹脂、エラストマー、吸着剤の観点）、生体安全性（LC50、ターゲットの観点）臓器毒性、副産物毒性）が強調されました。

中電圧 (MV)、高電圧 (HV) シナリオにおける環境に優しい絶縁ガスの最新の応用と、関連するメンテナンス関連技術もまとめられました。

「C4F7N/CO2、C5F10O/エアベースのガス絶縁開閉装置、ガス絶縁送電線、リングメインユニットなどは、2016年からGE、ABBによって開発されています。テクニカルエアと真空遮断を組み合わせた他のフッ素フリー技術ロードマップも焦点を当ててきました」と張教授は語った。

この分野では多大な努力がなされてきましたが、将来的に次世代の SF6 フリー GIE を達成するには、さらなるソリューションが必要となるいくつかの重要な課題が残されています。 安定性、遮断容量、材料適合性の改善が強く望まれています。 SF6 の制御とリサイクル、絶縁調整、PFAS の科学的管理などにより、環境に優しい絶縁ガスと GIE の開発が促進されることが期待されます。

詳しくは： Yi Li 他、次世代 SF6 フリー機器向けの環境に優しいガス絶縁媒体、iEnergy (2023)。 DOI: 10.23919/IEN.2023.0001