يستخدم سداسي فلوريد الكبريت (SF6) على نطاق واسع كعازل كهربائي وغاز تبريد القوس-في معدات نقل وتوزيع الطاقة. ومع ذلك، منذ عام 1995، لوحظت زيادة مطردة في تركيزات سادس فلوريد الكبريت في الغلاف الجوي، مع ارتفاع الانبعاثات. علاوة على ذلك، يتمتع SF6 بعمر طويل في الغلاف الجوي، مما يجعل تأثيراته المناخية غير قابلة للإصلاح تقريبًا. في حين أنه من الصعب تقدير عمر سادس فلوريد الكبريت في الغلاف الجوي بدقة، إلا أنه يبلغ حوالي 850 عامًا. ولذلك، فإن استخدام SF6 يثير مخاوف بيئية.
وعلى الرغم من هذه المخاوف، لا يمكن حظر سادس SF6 على الفور في صناعة الطاقة في غياب التقنيات البديلة. وبدلا من ذلك، تم تنفيذ تدابير للحد من انبعاثات سادس فلوريد الكبريت. ومع ذلك، مع ظهور المزيد والمزيد من البدائل الخالية من سادس SF6 لمختلف التطبيقات، فمن المتوقع أن يتم تنفيذ حظر سادس SF6 لتطبيقات محددة في صناعة الطاقة في المستقبل القريب.
الجهد المتوسط
يتم تصنيف المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المتوسط إلى المفاتيح الكهربائية الأولية والثانوية. يتم تجهيز مجموعة المفاتيح الكهربائية الأساسية، التي يتم تركيبها عند الواجهة بين شبكات الجهد العالي-والجهد المتوسط-، بشكل أساسي بقواطع دوائر. يتم تجهيز مجموعة المفاتيح الكهربائية الثانوية، التي يتم تركيبها عند الواجهة بين شبكات الجهد المتوسط-والجهد المنخفض-، بمفاتيح تحميل بدلاً من قواطع دوائر. تقليديًا، توجد مجموعة المفاتيح الكهربائية المعزولة بالهواء (AIS) ومجموعة المفاتيح الكهربائية المعزولة بالغاز-(GIS) في شبكات الجهد المتوسط-؛ هذا الأخير أكثر إحكاما واستقلالية عن الظروف الخارجية (مختوم بالهواء المحيط). حيثما تسمح المساحة، يمكن اختيار AIS مع قواطع الدائرة الكهربائية (VCBs). يمكن العثور على بدائل نظم المعلومات الجغرافية لتوزيع الجهد المتوسط- ليس فقط مع الغازات البديلة ولكن أيضًا مع العزل الصلب (على سبيل المثال) والسائل (على سبيل المثال) بالإضافة إلى VCBs. بعض هذه المنتجات موجودة في السوق منذ أكثر من عقد من الزمن. فيما يتعلق بالغازات البديلة، يتوفر الهواء الاصطناعي عند ضغوط مرتفعة تصل إلى 1.4 بار (حتى 12 كيلو فولت) والهواء الذي يحتوي على C5-PFK عند 1.4 بار (حتى 36 كيلو فولت) كمنتجات مزودة بقواطع دوائر مفرغة كمعدات أساسية. في المفاتيح الكهربائية الثانوية، يتم الآن تنفيذ وظيفة LBS كنظام اتصال بسيط مضمن في SF6، قادر على مقاطعة التيار الاسمي المقدر عادةً بـ 630 أمبير. لم يكن من الممكن تحقيق ذلك بدون مساعدة خاصة باستخدام الغازات غير-SF6 حتى الآن، ولكن يمكن معالجته من خلال تقنية القطع الفراغي. بالنسبة لقطاعات معينة من السوق الخاصة بالمفاتيح الكهربائية الأولية والثانوية ذات الجهد المتوسط، تم تطوير حلول خالية من SF6 ويتم تقديمها كمنتجات. في حين أن توسيع بعض الحلول إلى مستويات أعلى من الجهد أو التيار هو أكثر صعوبة من الناحية الفنية (على سبيل المثال، تحديات التبريد الحراري للعزل الصلب)، لا يوجد سبب تقني يمنع تطوير حلول خالية من سادس SF6 لجميع التطبيقات. وبطبيعة الحال، يمثل تقديم منتجات جديدة في قطاعات السوق الأصغر تحديًا اقتصاديًا، لكن هذا لا يمكن أن يكون بمثابة حجة قوية لاستبدال SF6 في المعدات ذات الجهد المتوسط. يجب أن يكون المستخدمون مرنين في تخطيط المحطات الفرعية الخاصة بهم وأن يقارنوا فوائد شراء معدات خالية من SF6 مع تلك المرتبطة بقبول التخطيطات والتكوينات التقليدية فقط. ومن الممكن أن تدعم القواعد التنظيمية عملية التحول على أساس حجة اقتصادية، حيث من المرجح أن تكون التكنولوجيا المستخدمة منذ عقود مضت أرخص.
الجهد العالي
AIS في الجهد العالي مخصص (تقريبًا) حصريًا للتطبيقات الخارجية نظرًا للاختلافات الشديدة في متطلبات الحجم. تتوفر قواطع دوائر بديلة تعتمد على "CO2"{2}} في السوق بقدرة تصل إلى 145 كيلو فولت و40 كيلو أمبير. يعد استخدام العزل غير الغازي ووسائط التبديل في مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي- أكثر صعوبة من استخدام مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المتوسط-. توجد كابلات صلبة-معزولة ذات جهد عالي-، ولكن لا يمكن استخدام عمليات البثق في تصميم مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي-. يُستخدم العزل الزيتي الورقي- في الكابلات ذات الجهد العالي، وخطوط الكهرباء، والمحولات، ولكن من غير المرجح أن يتم استخدامه في مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي. لذلك، يتم أخذ العزل في الاعتبار فقط في التصميمات المعزولة بالغاز-، ويأخذ التبديل في الاعتبار تقنيات الغاز والفراغ. قطاع السوق الرئيسي لنظم المعلومات الجغرافية ذات الجهد العالي هو مستويات الجهد التي تصل إلى 145/170 كيلو فولت، وهو المكان الذي تعالجه كبرى الشركات المصنعة أولاً. تتوفر العديد من الحلول التقنية تجاريًا: الهواء المضغوط باستخدام VCB، والهواء المدمج مع C5-PFK، وCO2/O2 المدمج مع C4-PFN. لكل هذه الحلول، هناك تركيبات أولية، لكن التطوير مستمر. تم الإعلان عن تطوير حلول قائمة على C4-PFN-، لتصل إلى 420 كيلو فولت بحلول عام 2022. تم الإعلان عن عملية تحديث بخطوتين-لمحطات فرعية 380 كيلو فولت SF6 مع حلول قائمة على C5-PFK، مع خطط لجعل المحطات الفرعية خالية تمامًا من SF6 بحلول عام 2026. لا توجد أسباب فنية معروفة تشير إلى أنه من المستحيل نظريًا تطويرها حلول خالية من SF6 لجميع مستويات الجهد العالي. يعد تطوير محطات فرعية خالية من SF6 أكثر صعوبة بكثير من تطوير المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المتوسط، ولكن اللوائح الموثوقة هنا يمكن أن تدعم وتسرع اقتصاديًا عملية الانتقال إلى محطات فرعية خالية من SF6. من وجهة نظر المستخدم، هناك حاجة إلى إعادة التفكير؛ لا تفضل جميع الشركات المصنعة حلاً مثاليًا واحدًا (على عكس SF6). اعتمادًا على ترجيح معايير الاختيار المختلفة (الحجم، والحد الأدنى لدرجة الحرارة المحيطة، واحتمالات الاحتباس الحراري، وغياب الغاز المفلور، وسهولة التعامل مع الغاز، وما إلى ذلك)، سيتم تفضيل الحلول التكنولوجية المختلفة، بل وقد تعمل بالتوازي.
