غاز سادس فلورايد الكبريت (SF6) يعتبر من أفضل المواد العازلة الكهربائية بفضل قدرته على إطفاء القوس الكهربائي. ولكن مع ذلك، يُعتبر SF6 من الغازات الدفيئة القوية وله تأثير كبير في الاحتباس الحراري، حيث تصل قيمة GWP له إلى 23500، ما يجعله ضاراً بالبيئة على المدى الطويل. من هنا جاء التفكير في البحث عن بدائل صديقة للبيئة لغاز SF6 لاستخدامها في معدات الجهد المتوسط (MV)، خاصة في المفاتيح الكهربائية.
الغاز البديل AirPlus™
يعد AirPlus™ بديلاً صديقاً للبيئة ويعمل كعازل للجهد المتوسط. يعتمد تركيبه على مزيج من مادة C5 fluoroketone (C5F10O) وهواء جاف. يعتبر هذا الغاز بديلاً ناجحاً لـ SF6 في الجهد المتوسط، إذ تميزه قيم GWP أقل من 1، مما يقلل تأثيره على الاحتباس الحراري بشكل كبير ويقلل الآثار البيئية.
تركيبة ومواصفات AirPlus™
يتكون AirPlus من:
- C5 fluoroketone (C5F10O)، الذي يضمن فعالية العزل.
- هواء جاف بنسبة 20% أوكسجين (O2) و80% نيتروجين (N2)، الذي يخفف من الآثار البيئية.
مصطلح AirPlus T/P
تم تطوير مصطلح AirPlus T/P لتحديد خصائص الغاز عند ظروف معينة:
- T تمثل درجة حرارة التكثيف لغاز C5 عند الضغط الجزئي المحدد.
- P تشير إلى الضغط المطلق الكلي بالكيلو باسكال لخليط الغاز عند درجة حرارة 20 مئوية.
على سبيل المثال:
- AirPlus-15/130 يعني خليطًا غازيًا بضغط 130 كيلوباسكال، ودرجة تكثيف لغاز C5 تبلغ -15 مئوية، وهو يتكون من 13.6% C5 و86.4% هواء جاف.
- AirPlus-25/140 يشير إلى خليط يتكون من 7.5% C5 و92.5% هواء جاف، مع ضغط كلي 140 كيلوباسكال ودرجة تكثيف -25 مئوية.
الاستخدامات والتطبيقات
يستخدم AirPlus في وحدات التغذية الحلقية (Ring Main Units) للجهد المتوسط، حيث أثبت فعاليته في تحقيق العزل وتوفير الأمان المهني للعاملين، إضافة إلى تقليل المخاطر البيئية في الحالات الطبيعية وفي حالات الأعطال.
تحديات ومزايا التصميم
يتطلب استخدام AirPlus تعديلات في تصميم مفاتيح الجهد المتوسط لتعويض نقص متانة العزل والأداء الحراري مقارنة بـ SF6. مع ذلك، يتميز الغاز الجديد بأنه آمن بيئياً ولا يشكل خطراً كبيراً على العاملين، مما يجعله خياراً مستقبلياً مثالياً لنقل الطاقة في معدات الجهد المتوسط ضمن ظروف بيئية ملائمة.
الاستنتاج
يمثل غاز AirPlus™ بديلاً واعداً صديقاً للبيئة لغاز SF6 في تطبيقات الجهد المتوسط، حيث يجمع بين الفعالية البيئية والكفاءة التشغيلية. ومن المتوقع أن تسهم هذه التقنية في تقليل الاعتماد على SF6 والتوجه نحو خيارات أكثر استدامة في صناعة الطاقة.
