Entwicklung von umweltfreundlichen Hochspannungsschaltanlagen der nächsten Generation

Konferenz: VDE-Hochspannungstechnik 2016 - ETG-Fachtagung
14.11.2016 - 16.11.2016 in Berlin, Deutschland

Tagungsband: VDE-Hochspannungstechnik 2016

Seiten: 7Sprache: DeutschTyp: PDF

Persönliche VDE-Mitglieder erhalten auf diesen Artikel 10% Rabatt

Autoren:
Presser, Nazmir; Orth, Caroline; Lutz, Bernhard; Kuschel, Mark; Teichmann, Jörg; Helbig, Dirk (Siemens AG, Deutschland)

Inhalt:
Schwefelhexafluorid (SF6) ist das am weitesten verbreitete Isolier- und Lichtbogenlöschmedium in gasisolierten Mittel- und Hochspannungsschaltanlagen. Nach mehr als 50 Jahren erfolgreicher Anwendung in gasisolierten Schaltanlagen (GIS), Leistungsschaltern, gasisolierten Leitungen (GIL) und Strom- und Spannungswandlern gilt SF6 heute als erprobter Stand der Technik. Jedoch besitzt SF6 ein hohes Treibhauspotential und kann durch unsachgemäße Handhabung und Leckagen zur Erderwärmung beitragen. Obwohl SF6-Gasleckagen an gasisolierten Schaltanlagen bereits auf ein Minimum reduziert wurden, ist die Suche nach Alternativen zu SF6 für Schaltanlagen der nächsten Generation seit mehr als 20 Jahren im Gange. Die meisten Alternativgase zeichnen sich durch ein geringeres Treibhauspotential aus. Eine klimafreundliche Alternative für das Lichtbogenlöschgas SF6 ist die Anwendung von Vakuum-Unterbrechereinheiten zur Lichtbogenlöschung, eine in der Mittelspannung etablierte Technologie. Vakuum-Unterbrechereinheiten zeichnen sich aus durch hohe Zuverlässigkeit, hohes Ein- und Ausschaltvermögen bei vernachlässigbarer Materialalterung und keinem Funktionsverlust. Vakuum-Leistungsschalter werden beispielsweise bereits in Live-Tank-Bauweise und Dead-Tank-Bauweise bei verschiedenen europäischen Netzbetreibern in der Spannungsebene 72,5 kV eingesetzt. In Kombination mit umweltverträglichen Isoliergasen können demnach Vakuum-Leistungsschalter in kompakten, multifunktionalen gasisolierten Schaltanlagen der nächsten Generation zum Einsatz kommen. Der konsequenteste Weg zu einer klimafreundlichen, betriebsfreundlichen und wartungsarmen GIS-Technologie ist die Vakuum-Clean-Air-Technologie (Clean Air = 80% Stickstoff + 20% Sauerstoff). In diesem Beitrag wird ein technischer Vergleich dieser F-Gas-freien Lösung mit konventioneller SF6-Technologie und anderen SF6-freien GIS Lösungen vorgestellt. Zudem werden Betriebserfahrungen und Ergebnisse aus Typ- und Entwicklungsprüfungen behandelt. Die Umweltverträglichkeit der neuen SF6-freien Lösungen wird auf Basis einer Lebenszyklusanalyse miteinander verglichen.