O Hexafluoreto de enxofre ou SF6 é um gás artificial amplamente utilizado em equipamentos elétricos de alta tensão. É incolor, inodoro, incombustível e quimicamente muito estável. Portanto, não reage com outras substâncias à temperatura ambiente. Sua grande estabilidade é baseada no conjunto simétrico perfeito de seus seis átomos de flúor em torno de seu átomo de enxofre central.
É precisamente essa estabilidade que torna esse gás muito útil na indústria. O gás SF6 é um excelente isolador elétrico e pode efetivamente extinguir um arco elétrico. Por isso se tornou muito popular e hoje em dia existem milhares de dispositivos elétricos de média e alta tensão que utilizam em todo o mundo.
O gás SF6 em sua forma pura não é tóxico nem perigoso quando inalado, mas como é quase cinco vezes mais denso que o ar, em ambientes fechados, ele desloca o oxigênio e, portanto, há risco de asfixia para as pessoas.
É por isso que você deve ter muito cuidado ao manusear esse gás.
Como o gás SF6 é usado?
O SF6 é usado principalmente em dispositivos comutadores de alta tensão e nas subestações isoladas a gás, como isolante e como meio de resfriamento em transformadores de potência e como isolante e agente extintor em interruptores de alta e média tensão. Todas essas aplicações são sistemas fechados, muito seguros e, idealmente, sem possibilidade de vazamento.
No caso de disjuntores, eles devem ser capazes de interromper as correntes de falha dos sistemas de fornecimento de energia para os quais foram projetados. O gás SF6 funciona efetivamente como um agente isolante e extintor devido à sua alta capacidade dielétrica e propriedades eletronegativas.
Exemplo de GIS
As subestações isoladas a gás (GIS) geralmente são encontradas em áreas urbanas ou em áreas com severas restrições de espaço. Essas subestações reduzem consideravelmente o campo magnético e eliminam completamente o campo elétrico. Essa é uma vantagem importante para os técnicos, responsáveis pela manutenção e pessoas que podem morar perto de uma (GIS).
O gás SF6 também é usado em outros tipos de aplicações, como na indústria metalúrgica, por exemplo, para a purificação de magnésio. Ele pode ser usado como um extintor de incêndio porque não é combustível e possui uma alta capacidade térmica.
Para aplicações elétricas, o gás SF6 é usado apenas em compartimentos fechados e, em condições normais, sem vazamentos. O gás SF6 pode ser comprimido e reutilizado se uma parte da subestação precisar ser interrompida para cumprir as rotinas de manutenção.
Quais são as vantagens do gás SF6?
O gás SF6 fornece excelente isolamento elétrico e resistência muito eficaz aos arcos elétricos. Essas propriedades surpreendentes permitem a construção de equipamentos extremamente compactos que usam menos material, são mais seguros e têm uma vida útil mais longa. Ele tem uma rigidez dielétrica cerca de 2,5 vezes a do ar para as pressões atmosféricas a 60 Hz em campo homogêneo. Geralmente é usado pressurizado entre 3 e 5 vezes a pressão atmosférica e, neste caso, a rigidez dielétrica atinge até 10 vezes a do ar.
É um excelente isolante porque é altamente eletronegativo. Isso significa que as moléculas de gás capturam os elétrons livres formando íons negativos muito fortes os quais não têm muita mobilidade. É muito eficaz contra avalanches de elétrons que podem causar ignição.
Essa propriedade o torna particularmente útil para extinguir o arco elétrico dentro da câmara de um disjuntor. Ao dissociar o gás SF6, é necessária muita energia para obter um efeito de resfriamento.
As subestações isoladas a gás são usadas onde há restrições de espaço e quase não requerem manutenção. Os equipamentos elétricos isolados com gás SF6 tem sido utilizados com sucesso desde 1960 com resultados muito bons.
O gás SF6 é perigoso para a camada de ozônio?
Alguns gases liberados destroem a camada de ozônio. O afinamento da camada de ozônio significa que mais luz ultravioleta pode atingir a superfície da Terra, causando, entre outras coisas, um aumento no câncer de pele. Todos os gases que afetam a camada de ozônio contêm cloro. O gás SF6 não contém cloro em sua fórmula e, portanto, não danifica a camada de ozônio.
O termo “efeito estufa” é usado para descrever o lento aquecimento da atmosfera devido à emissão de gases de origem humana. Certas moléculas de gás na atmosfera, principalmente dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4), refletem as ondas de radiação térmica emitida pela terra e, portanto, o calor fica preso na atmosfera em vez de ser dissipado no espaço.
A molécula do gás SF6 é altamente reflexiva e contribui para o efeito estufa, mas sua concentração é extremamente baixa. Isso significa que sua contribuição para o aquecimento global é muito pequena, menos de 0,1% do efeito total em comparação com o dióxido de carbono, que contribui com 60%.
O gás SF6 pode ser reutilizado?
Hoje, o equipamento que utiliza gás SF6 é muito seguro e, em condições normais, não liberam gás na atmosfera. O equipamento é monitorado continuamente e quaisquer vazamentos devem ser detectados antecipadamente e corrigidos. Se o equipamento tiver que ser aberto, o gás poderá ser recomprimido em um tanque e, após um simples processo de filtragem, poderá ser reutilizado.
O gás contaminado, dependendo das suas impurezas, poderá ser limpo e filtrado por um equipamento de serviço autônomo especializado (WIKA GPU-2000/3000) e reutilizado novamente. Se o gás não for mais usado, ele poderá ser destruído aquecendo-o com calcário em um forno a alta temperatura. Com esse processo, o gás é transformado em dois subprodutos chamados gesso e espatoflúor, não tóxicos, naturais e completamente inofensivos ao meio ambiente.
Analisadores e detectores de gás SF6
Para monitorar a concentração de substâncias em decomposição e garantir o funcionamento adequado, os instrumentos de análise de gás devem ser utilizados para cumprir os valores estabelecidos na norma IEC 60480.
Analisador de gás GA11
Os vazamentos nos sistemas de transmissão e distribuição podem ter um efeito muito prejudicial nas operações, e os técnicos e especialistas devem ter os meios para detectar a localização e o tamanho de qualquer vazamento, a fim de tomar as medidas necessárias ao longo do tempo. Nesses casos são utilizados detectores que operam por espectroscopia de infravermelho.
GA11
Os analisadores de gás SF6 de alta qualidade da WIKA são instrumentos inovadores e econômicos para determinar a qualidade do gás SF6 com grande precisão. O GA11 permite a medição da concentração de até 7 parâmetros.
Um menu claro e uma tela touchscreen colorida de 7 polegadas permitem uma operação intuitiva. Os sensores de pureza e umidade já estão integrados na versão padrão. Opcionalmente, o modelo GA11 pode ser estendido com um sensor SO2 para a determinação de produtos de decomposição de gás SF6. Também estão disponíveis quatro entrada para sensores, por exemplo, para a medição de ácido fluorídrico (HF).
Detector de gás GIR-10
O detector de vazamento de gás GIR-10 é usado para detectar concentrações mínimas de gás SF6, tornando-o ideal para encontrar a localização e a extensão dos vazamentos através da tecnologia de infravermelho não-dispersivo.
Tecnologia por infravermelho não-dispersivo (NDIR)
Baseado na tecnologia por infravermelho não dispersivo (NDIR), o GIR-10 fornece tempos de resposta rápidos e leituras confiáveis, mesmo em caso de pequenos vazamentos. Responde somente para gás SF6 e assim não é sensível à umidade e compostos orgânicos voláteis (COV).
Este dispositivo se destaca por seu fácil manuseio e bom alcance de leitura. O dispositivo portátil e caixa de console são equipados com um indicador digital de fácil leitura. Portanto, os valores atuais do gás SF6 podem ser lidos em qualquer posição.
A detecção de vazamento é realizada por meio de um dispositivo portátil, no qual existe uma haste flexível com entrada de gás na parte frontal. Um filtro substituível impede a entrada de partículas, protegendo assim o sensor infravermelho.
Mais informações sobre produtos e aplicativos SF6 podem ser encontradas em nosso site.
Ótimo artigo sobre SF6.
Poderia me ajudar informando o porque logo após o preenchimento com gás o equipamento não pode ser energizado ?
Qual o tempo ideal para energizar o circuito após o enchimento com Gas SF6 ? Teria algum artigo sobre esse tema ?
Obrigado
Obrigado pela pergunta, Donizete.
Sugerimos que consulte o fabricante do equipamento para avaliar as restrições e condições de operação recomendadas antes da energização.
Caro Donizete,
Algumas considerações sobre o tempo pós preenchimento de um disjuntor com SF6.
Como os pólos de um disjuntor de alta ou extra alta tensão são transportados com baixa pressão e pressurizados na instalação, após esta instalação, obrigatoriamente este passará por todos os ensaios de comissionamento, o que gastará um tempo mais que suficiente para o equilíbrio do gás em temperatura, que seria um dos motivos para não energizar imediatamente.
Na pressurização haverá um pequeno aquecimento do SF6 e é adequado que se faça o ajuste da pressão após algumas horas de estabilização. Além disto, na instalação do disjuntor é adequado que se faça a medição da umidade do gás do interior do pólo e neste caso há um tempo para que todo o sistema entre em equilíbrio e eu leia a correta composição do gás interno. ( Algo do tipo pressuriza num dia e testa no outro).
Por outro lado, no complemento do gás em manutenção, normalmente não há tempo de espera pois o sistema elétrico é muito dinâmico e os organismos de fiscalização e autorização em caso do sistema da rede básica, não autorizam uma manutenção com tempo longo o suficiente para esperar uma estabilização. Nestes casos também, o complemento de pressurização não passa de uns 10% do total do gás e a influência do gás novo entrando no pólo é pequena.
Obrigada pelo comentário, Gilberto!
Permanecemos à disposição.
Para uso do SF6 em disjuntores de Alta tensão. Segundo o fabricante, durante manobras de abertura e fechamento, deve se esperar 3 minutos para uma nova manobra (Corrente de manobra nominal “CloseOpen 3 minutos”).
De fato há um aquecimento consideravel dentro da câmara onde possuem o gás para a extinção de arco.
Mas o que realmente acontece com o gás? Quais detalhes técnicos para esse tempo?
Caro leitor, resumidamente quando o gás SF6 é submetido a altíssimas temperaturas durante um flashover suas moléculas são dissociadas pela alta temperatura formando íon livres que, após a extinção do arco elétrico se recombinarão formando novamente moléculas SF6 e subprodutos. Sugerimos que consulte o fabricante do disjuntor para as recomendações de manutenção.
Recomendamos também a leitura do artigo: Perguntas frequentes sobre Gás SF6 – WIKA blog
amei , me ajudou muito.
sou estudante e essa postagem foi ótima para me ajudar a fazer o trabalho de escola…
parabens.
Olá, Julie! Ficamos muito felizes em poder contribuir na sua jornada acadêmica, obrigada por acompanhar a WIKA!