يعتبر غاز SF6 (كبريت سداسي الفلوريد) من الغازات المستخدمة بشكل شائع في قواطع الجهد العالي بسبب خصائصه العازلة الممتازة، مما يساهم في تأمين فصل التيار الكهربائي وتجنب الأعطال. ولكن، نظرًا للآثار البيئية السلبية لهذا الغاز، مثل مساهمته في ظاهرة الاحتباس الحراري، بدأت بعض الدول الأوروبية وغيرها في فرض قيود أو حظر استخدامه، مما أدى إلى البحث عن حلول بديلة لتقنية قواطع الجهد العالي.
الآثار البيئية لغاز SF6
غالبًا ما يُعتبر غاز SF6 واحدًا من الغازات الدفيئة التي تساهم في التغير المناخي. يُظهر الغاز قدرة كبيرة على الاحتباس الحراري تصل إلى 23,500 مرة أكثر من ثاني أكسيد الكربون، مما دفع العديد من الحكومات لتشديد القوانين البيئية المتعلقة باستخدامه. على سبيل المثال، فرضت أستراليا ضريبة قدرها 450 دولارًا أستراليًا على كل كيلوغرام من الغاز المستورد.
التقنيات البديلة
في هذا السياق، تُعتبر تقنية الفراغ (Vacuum Technology) من الحلول البديلة الناشئة لاستبدال غاز SF6. تستخدم هذه التقنية في قواطع الجهد المتوسط منذ عقود، وقد بدأ استخدامها الآن في تصميم قواطع الجهد العالي. تعتبر تقنية الفراغ فعالة نظرًا لأنها تستخدم الفراغ كوسط عازل بين الأقطاب الكهربائية عند الفصل، مما يؤدي إلى إمكانية فصل التيار دون الحاجة إلى غاز عازل مثل SF6.
التحديات المرتبطة بتقنية الفراغ
إحدى أكبر التحديات في الانتقال من تقنية SF6 إلى الفراغ هي صعوبة تطبيق هذه التقنية على الجهد العالي (High Voltage) بسبب خصائص الفيزياء الخاصة بالفراغ. فعلى الرغم من أن تقنية الفراغ فعّالة في تطبيقات الجهد المتوسط، إلا أن الانتقال إلى الجهد العالي لا يزال يواجه بعض الصعوبات بسبب العلاقة غير الخطية بين المسافة بين الأقطاب وقدرة العزل للفراغ. لهذا السبب، تم تطوير قواطع فراغية لجهود تصل حتى 52 كيلو فولت، على الرغم من وجود بعض التطبيقات في اليابان التي تصل إلى 72 كيلو فولت، إلا أنها لا تزال محدودة.
مستقبل القواطع الخالية من SF6
تستمر الشركات مثل “ألستوم” (Alstom) في تطوير قواطع جديدة خالية من SF6 باستخدام تكنولوجيا الفراغ، وهي تمثل خطوة هامة نحو تقليل التأثير البيئي لشبكات الكهرباء. ومع تقدم الأبحاث والتطوير في هذا المجال، من المتوقع أن يتم تحسين تقنيات العزل الفراغي لتصبح قابلة للاستخدام في مستويات جهد أعلى، مما يجعل القواطع الخالية من SF6 أكثر انتشارًا في المستقبل القريب.
الخلاصة
يعتبر استبدال غاز SF6 في القواطع الآلية خطوة حيوية نحو تقليل التأثير البيئي للصناعة الكهربائية، وتعد تقنية الفراغ واحدة من الحلول الواعدة لهذه المشكلة. على الرغم من التحديات المرتبطة بتطبيق هذه التقنية على الجهد العالي، فإن البحث المستمر من قبل الشركات المصنعة يشير إلى أن هذه التقنية قد تكون جزءًا من مستقبل أكثر استدامة لشبكات الطاقة.
