GIL là viết tắt của Gas Insulated Line, nghĩa là đường dây điện được cách điện bằng khí. Loại khí được sử dụng thường là SF6 hoặc kết hợp N2 vì loại khí này có độ bền điện môi rất lớn (~ 90kV/cm) mà lại không độc hại với môi trường.
Theo đó, cáp điện được đặt vào trong đoạn ống dài và kín bằng nhôm/ hợp kim hoặc thép, ống này được bơm đầy khí cách điện SF6 hoặc kết hợp N2, đường kính gần đúng của ống là khoảng 50cm. Cáp được giữ ở trung tâm bằng cách sử dụng đĩa hoặc hỗ trợ cách điện bằng nhựa epoxy.
So với cáp trên cao OHL và cáp ngầm UGC, điện trường và từ trường quanh cáp rất thấp. Ngày nay, phương pháp GIL chủ yếu được sử dụng với phạm vi độ dài ngắn trong các trạm biến áp, khu vực đông dân cư hoặc để kết nối các nhà máy điện / công nghiệp với mạng lưới truyền tải chuyển tải dòng điện.
Lịch sử cách điện khí GIL
Đường dây cách điện bằng khí (GIL) được phát minh bởi các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusetts vào năm 1965, và lần lắp đặt đầu tiên diễn ra vào năm 1975. Cấu trúc cơ bản của GIL bao gồm khí N2 và SF6 bên trong ống dạng module, bao bọc một dây dẫn điện bằng nhôm.
Có một số phương pháp lắp đặt đường dây khí cách nhiệt.
Đầu tiên, GIL có thể được cài đặt trên mặt đất, chúng vẫn có thể dẫn truyền năng lượng cao. Chúng cũng có thể chịu được nhiều yếu tố môi trường như ô nhiễm, bức xạ mặt trời và nhiệt độ khắc nghiệt.
GIL cũng có thể được cài đặt trong các đường hầm dưới lòng đất. Phương pháp này phổ biến ở các trang trại và khu vực nông nghiệp lớn – một khi GIL được lắp đặt dưới lòng đất, mặt đất bên trên nó vẫn hoàn toàn có thể trồng trọt được.
Tại các nhà máy thủy điện, việc lắp đặt GIL theo phương thẳng đứng là phổ biến. Không có nguy cơ hỏa hoạn liên quan đến hệ thống GIL. Cũng có thể lắp đặt đường dây dẫn gas cách nhiệt trực tiếp dưới lòng đất, không cần đường hầm.
Ưu điểm
Có một số lợi ích khi lắp đặt đường dây cách điện bằng khí, đặc biệt nếu bạn đang tìm cách lắp đặt chúng trong không gian nông nghiệp hoặc khu vực đô thị.
GIL có độ tin cậy cao và không có nguy cơ cháy hoặc ảnh hưởng đến môi trường xung quanh cho dù cấu trúc bên trong bị hỏng, rất an toàn. Nó có từ trường bên ngoài thấp, suy hao truyền tải thấp và khả năng truyền dẫn rất cao.
Ngoài ra, tất cả các bộ phận của GIL có thể được vận chuyển bằng xe tải khá nhẹ, có nghĩa là việc lắp đặt GIL tương đối dễ phối hợp.
Nhược điểm
Nếu sự nhiễm bẩn hạt xảy ra, nó có thể ảnh hưởng đến chất lượng cách điện của GIL. Ngoài ra, mỗi phần của GIL phải được giữ dưới một yêu cầu về độ dài cụ thể. Khí SF6 được sử dụng trong GIL mặc dù không độc hại nhưng có thể ảnh hưởng đến tầng ozon. Phương pháp GIL có thể không phù hợp trong các khu vực có nhiều động đất.
Dự án GIL nổi bật?
- 1998: Đường dây Shinmeika-Tokai, Nhật Bản gồm 2 ống GIL dùng khí cách điện SF6 cho đường dây 275 kV, được thiết kế để truyền tải công suất 1×2.850 MVA. Nó là một trong những GIL dài nhất thế giới, với chiều dài mỗi ống là 3,3 km.
- 2011: Đường dây Frankfurt, Đức gồm 2 hệ thống GIL 380 kV được đặt trực tiếp trong lòng đất với chiều dài mỗi hệ thống là 900 mét. Hỗn hợp khí gồm 80% N2 20% SF6.
- 2017: Hệ thống lưới điện quốc gia Anh sử dụng ống dẫn khí cách điện SF6 cho đường dây 420 kV dài 230 mét kết nối trạm biến áp với đường dây trên không trong dự án ElecLink, thông qua cáp HVDC 1 GW.
