Zvyšovanie povedomia o globálnom otepľovaní a zmene klímy má za následok potrebu nahrádzať mnohé výrobky ekologickými alternatívami. Plyn SF6, ktorý bol vyvinutý už na začiatku 20. storočia, nie je výnimkou v rámci tohto trendu. Po desiatky rokov zabezpečoval plyn SF6 vďaka svojim vynikajúcim izolačným a spínacím vlastnostiam bezpečnú a spoľahlivú prevádzku elektrických zariadení. Je to však skleníkový plyn s potenciálom globálneho otepľovania GWP = 22,800. Uvoľnenie 1 kg plynu SF6 zodpovedá ekvivalentu 22,8 ton CO2. Pre jednoduchšiu predstavu je to ekvivalent emisií vyprodukovaných jazdou piatich áut počas jedného roka.

Náklady na riadenie životného cyklu, ktoré vznikajú pri manipulácii s SF6, najmä pri vyraďovaní starých rozvádzačov, sa neustále zvyšujú. Tieto náklady budú narastať priamoúmerne so zvyšujúcim sa dopytom po elektrickej energii, a teda aj po rozvádzačoch izolovaných plynom. Preto je potreba šetrnejšej a ekologickejšej alternatívy k plynu SF6 ešte naliehavejšia.

Po mnohých rokoch výskumu spoločnosť ABB identifikovala ekologickú alternatívu k plynu SF6, ktorá disponuje všetkými potrebnými vlastnosťami. Zmes plynov je založená na produkte od spoločnosti 3M nazývanej Novec 5110 dielektrická kvapalina – perfluórovaný ketón s piatimi atómami uhlíka (C5 PFK). Dodáva sa ako kvapalina, odparuje sa a mieša počas procesu plnenia. Zmes plynov na báze fluoroketónu na použitie v rozvádzačoch bola vyvinutá v spolupráci so spoločnosťou 3M a pomenovali ju AirPlus.

Nová zmes plynov AirPlus obsahuje:

  • fluoroketón, oxid uhličitý a kyslík pre rozvádzače veľmi vysokého napätia (VVN) izolované plynom,
  • fluoroketón, dusík a kyslík pre rozvádzače vysokého napätia (VN) izolované plynom.

Molekula novej zmesi plynov sa rýchlo rozpadá pod ultrafialovým svetlom v nižšej atmosfére. Preto je atmosférická životnosť molekuly krátka (približne 15 dní, oproti 3 200 rokom v prípade SF6). Rozkladá sa na CO2, ktorý zostáva v atmosfére, a na iné molekuly. Množstvá oboch sú nízke, takže príspevky k globálnemu otepľovaniu sú zanedbateľné. Z toho dôvodu je GWP novej zmesi plynov AirPlus menšia ako 1, čiže ešte nižšia ako pri CO2 (GWP = 1). Molekula je prakticky netoxická, nehorľavá a samotná látka ani jej rozložiteľné produkty nepoškodzujú ozónovú vrstvu.

Skúšky v laboratóriách ABB preukázali vysoký potenciál zmesi na báze fluoroketónu ako spínacieho média a média pri hasení elektrického oblúka. Zmes plynov neznižuje výkonnosť a spoľahlivosť elektrického zariadenia a má mimoriadne nízky potenciál GWP. Ide o jedinú izoláciu, ktorá je k dispozícii s GWP ≤ 1 a ktorá sa zároveň skúšala podľa štandardov IEC. Zároveň spĺňa výkonnostné kritériá podobné tým, ktoré sú stanovené pre plyn SF6.

Zmes plynov AirPlus bola použitá v pilotnom projekte v roku 2015 pri rozvádzačoch izolovaných plynom zvaných GIS na úrovni 24 kV a 170 kV vo švajčiarskom Zürichu v elektrickej rozvodni Oerlikon. V súčasnosti je ekologická zmes plynov AirPlus dostupná na použitie v rozvádzačoch vysokého napätia izolovaných plynom na primárnu distribúciu typu ZX2 AirPlus do 36 kV a sekundárnu distribúciu typu SafePlus AirPlus do 24 kV, ako aj v rozvádzačoch na úrovni veľmi vysokého napätia typu ELK-14 AirPlus do 170 kV. Prebiehajú aj pilotné inštalácie s použitím ekologickej zmesi plynov AirPlus ako náhrada plynu SF6 na výkonových vypínačoch ABB, napríklad na vypínači typu LTB 145 kV a DCB 72,5 kV.

Ondrej Petrek