Διερεύνηση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος των διακοπτών μέσης και υψηλής τάσης από την υποκατάσταση του SF6 με εναλλακτικά αέρια
Investigation of the environmental footprint of medium and high voltage circuit breakers by replacing SF6 with alternative gases

Διπλωματική εργασία
Συγγραφέας
Κουτέρη, Κωνσταντίνα
Ημερομηνία
2025-02-27Επιβλέπων
Psomopoulos, ConstantinosΛέξεις-κλειδιά
Εναλλακτικά μονωτικά αέρια ; Εξαφθοριούχο θείο - SF6 ; Διακόπτες υψηλής τάσης ; Μέση τάση ; Διακόπτες ισχύος ; Περιβαλλοντικό αποτύπωμα ; Υψηλή τάση ; Φθοράνθρακες ; Ψυκτικά μέσαΠερίληψη
Η κυριαρχία του εξαφθοριούχου θείου (SF6) ως μέσο μόνωσης στο σύνολο του εξοπλισμού τόσο σε συστήματα μεταφοράς, όσο και σε συστήματα διανομής αποτελεί γεγονός. Οι ηλεκτρικές του ιδιότητες και η αποτελεσματικότητά του στην σβέση ηλεκτρικών τόξων σε διακόπτες είναι οι δύο σημαντικότεροι λόγοι που είναι τόσο διαδεδομένο. Ωστόσο, παρά τα μέτρα ασφαλείας και τα αυστηρά πρωτόκολλα που αφορούν στην διαχείρισή του και την συντήρηση του εξοπλισμού που το αξιοποιεί, οι διαρρέουσες ποσότητές του στην ατμόσφαιρα και γενικότερα στο περιβάλλον, βλάπτουν αποδεδειγμένα τον πλανήτη, εντείνοντας το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Επιπροσθέτως, η νεοσύστατη νομοθεσία περί του SF6 εντός Ευρωπαϊκής Ένωσης απαιτούν την μειωμένη χρήση του και μελλοντικά την τελική απόσυρσή του. Ως απόρροια τούτων, είναι επιτακτική η ανάγκη για εύρεση εναλλακτικών επιλογών στον τομέα των μονωτικών αερίων της υψηλής και μέσης τάσης. Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας αυτής, έχει συλλεχθεί πληθώρα ακαδημαϊκών πηγών που αφορούν σε διάφορα εναλλακτικά αέρια και συνδυασμούς αυτών. Βάσει των ακαδημαϊκών αυτών ευρημάτων, προκύπτουν οι βέλτιστες εναλλακτικές επιλογές που δυνητικά αντικαθιστούν το SF6 ανά επίπεδο τάσης, οι κατάλληλες ποσότητες των αερίων αυτών στον εξοπλισμό, καθώς και οι τρόποι υιοθέτησής τους. Συνολικά, παρουσιάζονται οι δύο κύριες κατηγορίες εναλλακτικών αερίων που προτείνονται, οι οποίες είναι τα ψυκτικά αέρια και οι φθοράνθρακες. Οι εν λόγω κατηγορίες διαθέτουν φιλικότερη περιβαλλοντική συμπεριφορά σε σχέση με το SF6, διατηρώντας τουλάχιστον κάποια από τα οφέλη του σχετικά με την μονωτική του συμπεριφορά.
Περίληψη
The dominance of sulfur hexafluoride (SF6) in all equipment concerning transmission systems as well as distribution systems as an insulating medium constitutes a fact. Both its electrical properties and its effectiveness regarding electrical arc quenching in switchgear are the two main reasons for being such a prevalent choice. However, despite all the safety measures taken and the strict protocols with regard to its handling and the maintenance of the equipment that utilizes it, its emissions in the atmosphere and in the environment as a whole, have been proven to harm the planet, therefore intensifying the greenhouse effect. Additionally, the newly legislation framework concerning SF6 in the European Union demand its decreased usage and, in the future, its final withdrawal from all equipment. As a result, it is an imperative need to find alternative choice in the field of high and medium voltage insulating gases. In the framework of this diploma thesis, a plethora of academic sources in reference to a variety of alternative gases and their combinations has been collected. Based on these academic sources, the best alternative choices which potentially could replace SF6 according to the voltage level, their most suitable quantities in the equipment, as well as their implementation methods arise. In overall, two main categories of alternative gases are proposed, being refrigerants and fluorocarbons. The aforementioned categories possess more environmentally behavior in comparison to SF6, maintaining at least some of its beneficial properties with regard to its insulating performance.