SF6- and PFAS-free MV switchgear

Mellomspennings gassisolerte brytere er viktige komponenter i strømnettet, hvor de bidrar til sikker operasjon under feil, vedlikehold og den vanlige driften. Teknologien er avgjørende for en vellykket overgang til et elektrifisert nullutslippssamfunn, men bryterne kan også bidra til drivhusgassutslipp i seg selv. For tiden er de fleste koblingsanlegg fylt med svovelheksafluorid (SF6) på grunn av gode isolasjonsevner, men gassen er også kjent for å være den mest potente drivhusgassen til dags dato (24 300 ganger verre enn CO2). Kommende forskrifter fra EU vil derfor strengt regulere bruk av SF6 og andre F-gasser. For koblingsanlegg på 12 og 24 kV betyr dette en slutt for bruken av SF6 i nye installasjoner fra 2026. Et annet tiltak som vil regulere bruken av PFAS (polyfluoralkylsubstanser) i EU er nå under behandling. PFAS blir uformelt kalt “for alltid"-kjemikaliene, og har blitt påvist skadelig for både miljøet og mennesker om de slipper ut i naturen. Mange mellomspenningsbrytere benytter PTFE (polyetetrafluoretylen), et materiale kategorisert som PFAS, til å kontrollere lysbuen og gasstrømningen under strømbrytning. De foreslåtte restriksjonene på PFAS kan settes i kraft allerede fra 2025-2026. I dette prosjektet skal det utvikles en tre-posisjons lastbryter for 12 og 24 kV, som benytter gasser med naturlig opprinnelse som isolasjonsmedium og ingen bryterkomponenter som inneholder PTFE. Siden både SF6 og PTFE har blitt ansett for a være “state-of-the-art" innenfor bransjen i flere tiår, kreves det nå betydelig innovasjon for å oppnå samme funksjonalitet. Prosjektet er et samarbeid mellom ABB Electrification Norway AS, SINTEF Energi AS og NTNU, alle partnere med erfaring innenfor det aktuelle fagfeltet.

ABB ELDS in Skien manufactures compact 12-40.5 kV gas insulated switchgears for the world market. Traditionally, these have used sulphur hexafluoride (SF6) gas as the electrical insulation and current interruption medium. However, SF6 is the most potent greenhouse gas known to date, with a global warming potential approximately 24,000 higher than CO2. Starting in 2009, ABB ELDS has made substantial investments in SF6-free technology and have successfully replaced SF6 for many products in its portfolio. Pending EU regulations on polyfluoroalkyl substances (PFAS), which are so-called "forever chemicals", have led to an urgent need for renewed R&D also on PFAS-free technology. Currently, ABB's SF6-free products use PFAS for two critical functional functions: insulation gas (non-SF6 F-gas) and Teflon (PTFE) arcing nozzles. As there are no direct substitutes for these, substantial innovative actions are required for achieving the same functional rating with technologically inferior materials. The number of switchgears also continue to grow in Norway and Europe, with projections indicating a doubling by 2050, so the need for climate-friendly switchgear has become paramount. The elimination of SF6 and PFAS in MV switchgear is thus a major innovation challenge which is critical for ABB Electrification Norway as an export company, as well as for the shaping of an environmentally friendly and sustainable future.