Avances en eco

Apr 30, 2023

9 de junio de 2023

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por Prensa de la Universidad de Tsinghua

Los equipos con aislamiento de gas (GIE) que utilizan el hexafluoruro de azufre (SF6) como gas de efecto invernadero más potente como medio de aislamiento y extinción del arco se han utilizado ampliamente en la industria energética. La búsqueda de gas aislante ecológico con un rendimiento avanzado para GIE libre de SF6 de próxima generación es importante para el objetivo de "cero neto" y el desarrollo sostenible.

Un equipo de investigación dirigido por Xiaoxing Zhang de la Universidad Tecnológica de Hubei en China y científicos de la Universidad de Wuhan, la Universidad del Sureste, la Universidad de Energía Eléctrica del Norte de China, la Universidad de Toulouse, la Universidad Tecnológica de Xi'an, Schneider Electric y la Universidad Tecnológica del Sur de China resumieron recientemente los avances en medio aislante de gas ecológico para equipos libres de SF6 de última generación. El informe de revisión se publicó en la revista iEnergy como artículo de portada el 31 de marzo de 2023.

En primer lugar, se presentó una descripción general del GIE basado en SF6, las políticas de emisión y reducción de SF6 para aclarar la necesidad de buscar gas aislante ecológico.

"SF6 es uno de los gases de efecto invernadero más potentes con un potencial de calentamiento global de 25200 y una vida atmosférica de 3200 años. La industria energética representa el 80% del consumo de SF6, cuyo valor supera las 7000 toneladas en China. Varios países han establecido regulaciones sobre el uso, recuperación y tratamiento de SF6, promoviendo el desarrollo de gas aislante ecológico", dijo el profesor Zhang.

Se propusieron los requisitos básicos para el gas ecológico, incluidas las características medioambientales, el aislamiento y el rendimiento de extinción del arco, la estabilidad, la compatibilidad de los materiales, la bioseguridad y las categorías principales que contienen gas tradicional (CO2, N2, aire), perfluorocarbonos y trifluoroyodometano, nitrilo fluorado (C4F7N ), cetonas fluoradas (C5F10O, C6F12O), hidrofluoroolefinas (HFO-1234ze(E), HFO-1336mzz(E)). También se proporcionó el método de diseño molecular de gas ecológico.

Progreso reciente de varios gases aislantes ecológicos en términos de aislamiento dieléctrico (en términos de ruptura de CA/CC, ruptura de LI, descarga parcial, flameo superficial), extinción de arco (en términos de composición de partículas, propiedades termodinámicas, coeficientes de transporte, radiación coeficientes, propiedades de ruptura dieléctrica posterior al arco), estabilidad y descomposición (en términos de estabilidad térmica, descarga, mecanismo de descomposición), compatibilidad de materiales (en términos de metal, resina epoxi, elastómero, adsorbente), bioseguridad (en términos de LC50, objetivo toxicidad de órganos, toxicidad de subproductos) se destacaron.

También se resumieron las últimas aplicaciones de gas aislante ecológico en escenarios de media tensión (MV), alta tensión (HV), así como tecnologías relevantes relacionadas con el mantenimiento.

"GE, ABB han desarrollado desde 2016 la aparamenta aislada con gas C4F7N/CO2, C5F10O/a base de aire, la línea de transmisión aislada con gas, las unidades principales de anillo, etc. se han centrado", dijo el profesor Zhang.

Aunque se han realizado esfuerzos sustanciales en el campo, quedan varios desafíos importantes que requieren más soluciones para lograr el GIE libre de SF6 de próxima generación en el futuro. La mejora de la estabilidad, la capacidad de interrupción y la compatibilidad de los materiales es muy deseada. Se espera que el control y reciclaje de SF6, la coordinación del aislamiento, la gestión científica de PFAS, etc. guíen el desarrollo de gas aislante ecológico y GIE.

Más información: Yi Li et al, Medio aislante de gas ecológico para equipos sin SF6 de última generación, iEnergy (2023). DOI: 10.23919/IEN.2023.0001