Luktfri, giftfri och brandsäker, dessa egenskaper har gjort den konstgjorda SF6-gasen till en populär isolator för elektriska ställverk. SF6-gas utgör dock en miljöutmaning, eftersom den har en global uppvärmningspotential som är 23 500 gånger större än koldioxidens. Ur detta perspektiv är ren luft den absolut bästa isolatorn för elektriska ställverk. 

Svavelhexafluorid, även kallat SF6-gas, har i många decennier varit den mest populära elektriska isolatorn och brytaren i ställverk, inklusive de som finns i transformatorstationer.

– SF6-isolerad utrustning får plats i små utrymmen och gör elanvändningen säkrare, exempelvis genom att skydda mot kortslutningar. Av miljöskäl går dock SF6-eran nu mot sitt slut inom EU, säger Andreas Hamping, Sales Director Power System på Schneider Electric.

Den bästa ersättningen är ren luft

Många tillverkare har försökt att hitta lösningar på de miljöproblem som ställverken medför, även innan EU-regleringen. Det har dock ofta inneburit att ersätta SF6 med en annan gas, som inte ger lika stor effekt rent miljömässigt.

– Det är särskilt skadligt att ersätta SF6 med en annan F-gas, såsom fluoroketon, som har negativa hälsoeffekter och måste återvinnas noggrant efter användning. Kostnaden för att återvinna gasen kan uppgå till 20 procent av hela ställverkets kostnad. Andra lösningar innebär användadet av luft i kombination med stora mängder koldioxid, vilket är en känd växthusgas. Schneider Electrics produktutveckling utgick från att det måste finnas ett bättre miljöalternativ till SF6, och då blev lösningen ren luft, säger Andreas Hamping.

Obestridliga miljöfördelar

Schneider Electrics lösning innebär att lufttrycket i ställverket ökats så att ren luft får samma dielektriska egenskaper som SF6. Ställverket har nämligen liknande dimensioner som de för SF6-gas. Schneider Electrics ställverk kan dessutom användas vid så låga temperaturer som ned till 40 minusgrader.

– Ren luft är ett perfekt substitut för SF6, särskilt eftersom det går helt i linje med den nya EU-förordningen. Dessutom innebär användandet inga ytterligare rapporteringsskyldigheter, till skillnad från användningen av många andra ersättningsgaser. Utöver det är Schneiders ställverk RM & SM AirSet mycket enkla att återvinna, eftersom ren luft inte kräver en separat återvinningsprocess, säger Andreas Hamping.

Innovativ vakuumbrytarteknik

En vanlig oro kring luftisolerade ställverk är att luften inte ska ge tillräckligt skydd mot höga spänningar eller ljusbågar.

– Schneider Electrics ställverk RM & SM AirSet bygger på en kombination av ren luftisolering och Shunt Vacuum Interruption (SVI). Med SVI-teknik sker avbrottet i en vakuumbehållare, där strömmen bryts snabbt och effektivt. Vakuumet förhindrar att en båge bildas eftersom det inte finns några elektriskt ledande partiklar, säger Andreas Hamping.

Efter vakuumbrytningen leder den parallella kretsen bort eventuella överspänningar och transienter från huvudbrytarens komponenter, vilket minskar den elektriska belastningen på brytaren. Denna kombination minskar risken för ljusbågar, vilket ger ställverket bättre skydd mot överbelastning och skador.

– För att säkerställa säkra arbetsförhållanden för driftpersonalen sker jordning av kablar i RM & SM Air Set genom att anslutning direkt till jordningspunkten via SVI, utan att vakuumbrytarna som används för strömbrytning är placerade mellan kabeln och jordningspunkten. Skador på vakuumbrytaren vid frånkoppling kan leda till att kabeln inte jordas på ett tillförlitligt sätt, säger Andreas Hamping.

SVI-teknik är särskilt lämplig för moderna mellanspänningssystem där säkerhet, hållbarhet och miljövänlighet är de centrala målen.

– SF6-gasbaserade ställverk kommer inte att försvinna från marknaden på länge, eftersom ställverken kan ha en livslängd på upp till 50 år. Men ur ett miljöperspektiv är det viktigt att övergången till mer miljövänliga lösningar börjar nu och inte först när regleringen tvingar fram det, tekniken finns redan nu avslutar Andreas Hamping.

Bild: Oto Zapletal