هگزا فلوراید گوگرد (SF6) به طور گسترده به عنوان عایق الکتریکی و گاز خاموش کننده قوس{1} در تجهیزات انتقال و توزیع برق استفاده می شود. با این حال، از سال 1995، افزایش پیوسته در غلظت SF6 جوی مشاهده شده است، حتی انتشار گازهای گلخانه ای افزایش یافته است. علاوه بر این، SF6 عمر طولانی اتمسفر دارد و اثرات آب و هوایی آن را تقریبا غیر قابل برگشت می کند. در حالی که تخمین دقیق عمر اتمسفری SF6 دشوار است، تقریباً 850 سال است. بنابراین، استفاده از SF6 نگرانی های زیست محیطی را ایجاد می کند.
علی‌رغم این نگرانی‌ها، در غیاب فناوری‌های جایگزین، SF6 را نمی‌توان فوراً در صنعت برق ممنوع کرد. در عوض، اقداماتی برای کاهش انتشار SF6 اجرا شده است. با این حال، با ظهور هر چه بیشتر جایگزین های بدون SF6 برای کاربردهای مختلف، می توان پیش بینی کرد که ممنوعیت SF6 برای کاربردهای خاص در صنعت برق در آینده نزدیک اجرا شود.
ولتاژ متوسط
کلید ولتاژ متوسط به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم می شود. تابلو برق اولیه، نصب شده در رابط بین شبکه‌های-ولتاژ بالا و فشار متوسط-، عمدتاً مجهز به قطع کننده‌های مدار است. تابلو برق ثانویه که در رابط بین شبکه‌های ولتاژ متوسط- و ولتاژ ضعیف{5} نصب می‌شود، معمولاً به جای کلیدهای مدار مجهز به سوئیچ‌های بار است. به طور سنتی،-تابلوهای عایق هوا (AIS) و-تابلوهای عایق گاز (GIS) در شبکه‌های ولتاژ متوسط-وجود دارند. دومی فشرده تر و مستقل از شرایط خارجی است (با هوای محیط آب بندی شده است). در جایی که فضا اجازه می دهد، AIS با قطع کننده مدار خلاء (VCB) را می توان انتخاب کرد. جایگزین‌های GIS برای توزیع ولتاژ متوسط را می‌توان نه تنها با گازهای جایگزین، بلکه با عایق‌های جامد (مثلاً) و مایع (مثلاً) و همچنین VCB پیدا کرد. برخی از این محصولات بیش از یک دهه است که در بازار هستند. در مورد گازهای جایگزین، هوای مصنوعی در فشارهای بالا تا 1.4 بار (تا 12 کیلو ولت) و هوای با C5{28}}PFK در 1.4 بار (تا 36 کیلوولت) به عنوان محصولات با قطع کننده مدار خلاء به عنوان تجهیزات اولیه در دسترس هستند. در تابلو برق ثانویه، عملکرد LBS اکنون به عنوان یک سیستم تماس ساده تعبیه شده در SF6 اجرا می شود که قادر به قطع جریان نامی 630 A است. این بدون کمک ویژه، تا کنون با گازهای غیر-SF6 امکان‌پذیر نبود، اما می‌توان آن را از طریق فناوری وقفه خلاء برطرف کرد. برای بخش‌های خاص بازار تابلو برق اولیه و ثانویه ولتاژ متوسط، راه‌حل‌های بدون SF6 توسعه یافته‌اند و به عنوان محصولات ارائه می‌شوند. در حالی که گسترش برخی راه حل ها به سطوح ولتاژ یا جریان نامی بالاتر از نظر فنی دشوارتر است (به عنوان مثال، چالش های خنک کننده حرارتی عایق جامد)، هیچ دلیل فنی وجود ندارد که چرا راه حل های بدون SF6 را نمی توان برای همه برنامه ها توسعه داد. البته، ارائه محصولات جدید در بخش های کوچکتر بازار یک چالش اقتصادی است، اما این نمی تواند به عنوان یک استدلال محکم برای جایگزینی SF6 در تجهیزات MV باشد. کاربران باید در طرح‌بندی پست‌های خود انعطاف‌پذیر باشند و مزایای خرید تجهیزات بدون SF6 را با مزایای پذیرش فقط طرح‌بندی‌ها و پیکربندی‌های سنتی مقایسه کنند. مقررات می‌توانند از گذار در بحث اقتصادی حمایت کنند، زیرا فناوری دهه‌های پیش احتمالاً ارزان‌تر است.
ولتاژ بالا
AIS در ولتاژ بالا (تقریبا) منحصراً برای کاربردهای خارج از منزل به دلیل تفاوت شدید در اندازه مورد نیاز است. قطع کننده های مدار جایگزین مبتنی بر "CO2"- تا 145 کیلو ولت و 40 کیلو آمپر در بازار موجود است. استفاده از عایق‌های غیر گازی و رسانه‌های سوئیچینگ در تابلوهای برق فشار قوی‌تر از تابلوهای برق متوسط-است. کابل‌های ولتاژ بالا{10}}با عایق جامد{11}وجود دارند، اما فرآیندهای اکستروژن را نمی‌توان در طراحی تابلو برق ولتاژ بالا استفاده کرد. عایق روغن از کاغذ در کابل‌های HV، خطوط برق و ترانسفورماتورها استفاده می‌شود، اما بعید است در تابلو برق HV استفاده شود. بنابراین، عایق فقط در طرح‌های{16}عایق گاز در نظر گرفته می‌شود و سوئیچینگ فناوری‌های گاز و خلاء را در نظر می‌گیرد. بخش اصلی بازار برای HV GIS سطوح ولتاژ تا 145/170 کیلو ولت است، جایی که تولیدکنندگان بزرگ ابتدا به آن می پردازند. چندین راه حل فنی به صورت تجاری در دسترس هستند: هوای فشرده با VCB، هوای ترکیب شده با C5-PFK، و CO2/O2 ترکیب شده با C4-PFN. برای همه این راه حل ها، نصب اولیه وجود دارد، اما توسعه ادامه دارد. توسعه راه‌حل‌های مبتنی بر C4-PFN- اعلام شده است که تا سال 2022 به 420 کیلوولت می‌رسد. بهسازی دو مرحله‌ای پست‌های 380 کیلوولت SF6 با راه‌حل‌های مبتنی بر C5-PFK اعلام شده است، با برنامه‌هایی برای معرفی کامل راه‌حل‌های فنی S206 توسط S206 رایگان اعلام شده است. دلایلی حاکی از آن است که از نظر تئوری توسعه راه حل های بدون SF6 برای تمام سطوح ولتاژ بالا غیرممکن است. توسعه پست‌های بدون SF6 بسیار دشوارتر از توسعه تابلوهای ولتاژ متوسط است، اما مقررات قابل اعتماد در اینجا می‌تواند انتقال به پست‌های بدون SF6 را از نظر اقتصادی پشتیبانی کرده و سرعت بخشد. از دیدگاه کاربر، یک تجدید نظر لازم است. همه تولید کنندگان یک راه حل بهینه واحد را ترجیح نمی دهند (برخلاف SF6). بسته به وزن معیارهای مختلف انتخاب (اندازه، حداقل دمای محیط، پتانسیل گرمایش جهانی، عدم وجود گاز F، سهولت حمل و نقل گاز و غیره)، راه حل های تکنولوژیکی متفاوت ترجیح داده می شوند و حتی ممکن است به صورت موازی عمل کنند.
