SF6-निःशुल्क गैस-इन्सुलेटेड स्विचगियर

सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) का व्यापक रूप से विद्युत पारेषण और वितरण उपकरण में विद्युत इन्सुलेटर और आर्क {{1}गैस शमन के रूप में उपयोग किया जाता है। हालाँकि, 1995 के बाद से, वायुमंडलीय SF6 सांद्रता में लगातार वृद्धि देखी गई है, उत्सर्जन में भी वृद्धि हुई है। इसके अलावा, SF6 का वायुमंडलीय जीवनकाल लंबा है, जिससे इसका जलवायु प्रभाव लगभग अपरिवर्तनीय हो जाता है। जबकि SF6 के वायुमंडलीय जीवनकाल का सटीक अनुमान लगाना कठिन है, यह लगभग 850 वर्ष है। इसलिए, SF6 का उपयोग पर्यावरण संबंधी चिंताओं को बढ़ाता है।

इन चिंताओं के बावजूद, वैकल्पिक प्रौद्योगिकियों के अभाव में SF6 को बिजली उद्योग में तुरंत प्रतिबंधित नहीं किया जा सकता है। इसके बजाय, SF6 उत्सर्जन को कम करने के उपाय लागू किए गए हैं। हालाँकि, विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए अधिक से अधिक SF6-मुक्त विकल्पों के उद्भव के साथ, यह अनुमान लगाया जा सकता है कि बिजली उद्योग में विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए SF6 प्रतिबंध निकट भविष्य में लागू किए जाएंगे।

मध्यम वोल्टेज

मीडियम वोल्टेज स्विचगियर को प्राथमिक और द्वितीयक स्विचगियर में वर्गीकृत किया गया है। प्राथमिक स्विचगियर, उच्च{{1}वोल्टेज और मध्यमवोल्टेज नेटवर्क के बीच इंटरफेस पर स्थापित, मुख्य रूप से सर्किट ब्रेकर से सुसज्जित है। माध्यमिक स्विचगियर, मध्यम{{4}वोल्टेज और कम वोल्टेज वाले नेटवर्क के बीच इंटरफेस पर स्थापित, आमतौर पर सर्किट ब्रेकर के बजाय लोड स्विच से सुसज्जित होता है। परंपरागत रूप से, एयर इंसुलेटेड स्विचगियर (एआईएस) और गैस इंसुलेटेड स्विचगियर (जीआईएस) मध्यम वोल्टेज नेटवर्क में मौजूद होते हैं; उत्तरार्द्ध अधिक कॉम्पैक्ट और बाहरी परिस्थितियों से स्वतंत्र है (परिवेशी वायु से सील)। जहां स्थान अनुमति देता है, वहां वैक्यूम सर्किट ब्रेकर (वीसीबी) वाले एआईएस का चयन किया जा सकता है। मध्यम वोल्टेज वितरण के लिए जीआईएस विकल्प न केवल वैकल्पिक गैसों के साथ बल्कि ठोस (जैसे) और तरल इन्सुलेशन (जैसे) के साथ-साथ वीसीबी के साथ भी पाए जा सकते हैं। इनमें से कुछ उत्पाद एक दशक से अधिक समय से बाज़ार में हैं। वैकल्पिक गैसों के संबंध में, 1.4 बार (12 केवी तक) तक ऊंचे दबाव पर कृत्रिम हवा और 1.4 बार (36 केवी तक) पर C5{28}}PFK वाली हवा प्राथमिक उपकरण के रूप में वैक्यूम सर्किट ब्रेकर वाले उत्पादों के रूप में उपलब्ध हैं। सेकेंडरी स्विचगियर में, एलबीएस कार्यक्षमता को अब एसएफ6 में एम्बेडेड एक सरल संपर्क प्रणाली के रूप में कार्यान्वित किया गया है, जो आमतौर पर रेटेड 630 ए नाममात्र वर्तमान को बाधित करने में सक्षम है। यह, विशेष सहायता के बिना, अब तक गैर एसएफ6 गैसों के साथ हासिल नहीं किया जा सका है, लेकिन वैक्यूम रुकावट प्रौद्योगिकी के माध्यम से इसे संबोधित किया जा सकता है। मध्यम-वोल्टेज प्राथमिक और माध्यमिक स्विचगियर के कुछ बाजार खंडों के लिए, एसएफ 6-मुक्त समाधान विकसित किए गए हैं और उत्पादों के रूप में पेश किए गए हैं। जबकि कुछ समाधानों को उच्च रेटेड वोल्टेज या वर्तमान स्तरों तक विस्तारित करना तकनीकी रूप से अधिक कठिन है (उदाहरण के लिए, ठोस इन्सुलेशन की थर्मल कूलिंग चुनौतियां), ऐसा कोई तकनीकी कारण नहीं है कि सभी अनुप्रयोगों के लिए एसएफ 6-मुक्त समाधान विकसित नहीं किया जा सकता है। बेशक, छोटे बाजार क्षेत्रों में नए उत्पादों की पेशकश एक आर्थिक चुनौती है, लेकिन यह एमवी उपकरणों में एसएफ6 को बदलने के लिए एक ठोस तर्क के रूप में काम नहीं कर सकता है। उपयोगकर्ताओं को अपने सबस्टेशन लेआउट में लचीला होना चाहिए और केवल पारंपरिक लेआउट और कॉन्फ़िगरेशन को स्वीकार करने वाले एसएफ 6-मुक्त उपकरण खरीदने के लाभों की तुलना करनी चाहिए। विनियम आर्थिक तर्क पर परिवर्तन का समर्थन कर सकते हैं, क्योंकि दशकों पहले की तकनीक संभवतः सस्ती है।

उच्च वोल्टेज

आकार की आवश्यकताओं में अत्यधिक अंतर के कारण उच्च वोल्टेज में एआईएस (लगभग) विशेष रूप से बाहरी अनुप्रयोगों के लिए है। बाजार में 145 केवी और 40 केए तक "सीओ2" आधारित वैकल्पिक सर्किट ब्रेकर उपलब्ध हैं। उच्च {{7}वोल्टेज स्विचगियर में गैर-{6}गैस इन्सुलेशन और स्विचिंग मीडिया का उपयोग करना मध्यम-वोल्टेज स्विचगियर की तुलना में अधिक चुनौतीपूर्ण है। सॉलिड -इंसुलेटेड हाई{{11}वोल्टेज केबल मौजूद हैं, लेकिन एक्सट्रूज़न प्रक्रियाओं का उपयोग हाईवोल्टेज स्विचगियर डिज़ाइन में नहीं किया जा सकता है। कागज़ के तेल इन्सुलेशन का उपयोग एचवी केबलों, बिजली लाइनों और ट्रांसफार्मर में किया जाता है, लेकिन एचवी स्विचगियर में इसका उपयोग किए जाने की संभावना नहीं है। इसलिए, इंसुलेशन पर केवल गैस इंसुलेटेड डिज़ाइनों पर विचार किया जाता है, और स्विचिंग गैस और वैक्यूम प्रौद्योगिकियों पर विचार किया जाता है। एचवी जीआईएस के लिए मुख्य बाजार खंड 145/170 केवी तक का वोल्टेज स्तर है, जहां प्रमुख निर्माता इसे सबसे पहले संबोधित कर रहे हैं। कई तकनीकी समाधान व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं: वीसीबी के साथ संपीड़ित हवा, C5-PFK के साथ संयुक्त हवा, और C4-PFN के साथ CO2/O2 संयुक्त। इन सभी समाधानों के लिए, प्रारंभिक स्थापनाएँ हैं, लेकिन विकास जारी है। C4{{35}PFN{39}} आधारित समाधानों के विकास की घोषणा की गई है, जो 2022 तक 420 kV तक पहुंच जाएगा। C5{47}}PFK-आधारित समाधानों के साथ 380 kV SF6 सबस्टेशनों के दो-चरणीय रेट्रोफ़िट की घोषणा की गई है, जिसमें 2026 तक सबस्टेशनों को पूरी तरह से SF6-मुक्त बनाने की योजना है। ऐसे कोई ज्ञात तकनीकी कारण नहीं हैं जो बताते हों कि इसे विकसित करना सैद्धांतिक रूप से असंभव है सभी उच्च-वोल्टेज स्तरों के लिए SF6-मुक्त समाधान। एसएफ6-मुक्त सबस्टेशन विकसित करना मध्यम-वोल्टेज स्विचगियर विकसित करने की तुलना में कहीं अधिक कठिन है, लेकिन यहां विश्वसनीय नियम एसएफ6-मुक्त सबस्टेशनों में संक्रमण को आर्थिक रूप से समर्थन और गति प्रदान कर सकते हैं। उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से, पुनर्विचार की आवश्यकता है; सभी निर्माता एकल इष्टतम समाधान पसंद नहीं करते (SF6 के विपरीत)। विभिन्न चयन मानदंडों (आकार, न्यूनतम परिवेश तापमान, ग्लोबल वार्मिंग क्षमता, एफ-गैस की अनुपस्थिति, गैस से निपटने में आसानी आदि) के महत्व के आधार पर, विभिन्न तकनीकी समाधानों को प्राथमिकता दी जाएगी, और वे समानांतर में भी काम कर सकते हैं।