El hexafluoruro de azufre es un gran aislante y extintor de arco que abre nuevos modelos en la fabricación de equipos eléctricos desde 1960. Este gas permite, entre otras aplicaciones, la operación con alta seguridad y la preservación del medio ambiente. El SF6 tiene un alto potencial de calentamiento global, porque SF6 es el gas de efecto invernadero más potente hasta ahora conocido (22.800 veces más potente que el CO2, considerando 100 años). Pero aún así esta tecnología puede ayudar a preservar el medio ambiente, ya que las tecnologías más antiguas, como aceite aislante, generan residuos altamente contaminantes. El SF6 manejado con el debido cuidado tiene una tasa de fuga admisible de sólo un 0,5% por año, y para que la aplicación sea segura y sin dañar el medio ambiente y / o la vida útil de los equipos se requiere el máximo cuidado en su manejo.
Subestación eléctrica
La monitorización del gas SF6
La magnitud más importante es la densidad, es decir, el número de moléculas en un espacio determinado, para asegurar las características dieléctricas. Por lo general, esta densidad se controla mediante densímetros, con un contacto eléctrico, para avisar los niveles inadmisibles de relleno.
Es muy importante recordar que esta presión se compensa para verificar las características eléctricas de los equipos. Esta información no indica el compartimiento de presión relativa.
Ejemplo: Una presión de llenado de 7,65 bar abs. a 20 º C, significa una presión 8,50 bar absolutos con una temperatura de 45 ° C (un incremento de 855 mbar).
Sin embargo, la indicación permanece en 7,65 bar, porque la cantidad de SF6 en el equipo no ha cambiado.El densímetro indica que la presión absoluta del gas tendría a 20 ° C.
La calidad del gas SF6
En principio el SF6 es un gas inerte, pero a partir de 150 ° C puede reaccionar con ciertos productos. Durante la extinción del arco, la energía del arco se absorbe por la separación de la molécula de hexafluoruro de azufre en SF4 2 F. Este fenómeno es proporcional a la energía del arco que se extingue y es reversible (las moléculas se unen, la liberación de la energía absorbida en forma de calor).
Modelo de una molécula de hexafluoruro de azufre. 1 atomo de azufre combinado con 6 atomos fluor
Durante este proceso pequeñas cantidades de sustancias metálicas se vaporizan y reaccionan con los átomos de fluoruro. Estos se presentan por lo general en forma de polvo de color blanco y generan buenos efectos dieléctricos y por lo tanto no afectan el proceso o el equipo.
El problema solo se produce si hay humedad u oxígeno en la cámara al reaccionar con el gas SF6. En este caso se generan fluoruros altamente agresivos, corrosivos y tóxicos.
Además, un alto contenido de humedad puede ser absorbida por el polvo de fluoruros de metal y por lo tanto crear un «camino conductor» para la energía eléctrica. Por lo tanto, lo esencial en el mantenimiento de los equipos de SF6 es garantizar la funcionalidad y la seguridad y prevenir la humedad y el oxígeno mezclado con SF6.
Para ello se aplican los «analizadores de 3-en-1» o «multi-analizadores» SF6 que son capaces de determinar simultáneamente la pureza, la humedad y la cantidad de productos en degradación para sustituir automáticamente la muestra de gas después de un análisis. (SF6 analizadores)
Las fuentes del oxígeno:
- Evacuación incompleta antes del llenado
- Conexiones no estancas
- Aire en la manguera (si no se aplican conexiones con retención)
Analizador de calidad de gas SF6. Humedad, pureza y productos de descomposición
Las fuentes de humedad:
- Evacuación incompleta antes del llenado
- Conexiones no estancas
- Aire / humedad en la manguera (si no se aplican conexiones con retención)
- Residuos de humedad dentro de la estructura interna del dispositivo
- Manguera de material inadecuado (se recomienda acero inoxidable o PTFE )
- Fugas y hendiduras en las juntas
La detección de fugas de gas SF6
Debido al alto potencial de calentamiento global y la posible contaminación a través de las fugas, el proceso debe mantenerse con la máxima hermeticidad. Para el control hay tres tecnologías que se utilizan para la detección de fugas de SF6:
La detección de SF6 con espectrofotometría (NDIR – Sensor infrarrojo no dispersivo)
La mayoría de los gases (por ejemplo, SF6, H20, CO2) absorben la luz infrarroja. Esta absorción se produce sólo con ciertas longitudes de onda y es una característica muy favorable para el análisis cuantitativo ya que es directamente proporcional a la concentración de la sustancia absorbente. El hexafluoruro de azufre tiene la fuerte capacidad de absorción en la banda de 947 cm-1 y permite la cuantificación del SF6 mediante una simple comparación de dos longitudes de onda.
Esta tecnología es fiable ya que cuantifica la concentración de SF6 y permite un uso en el campo. La sensibilidad del instrumento para el campo es 1 ppmv (aproximadamente una tasa de fuga de 3,43 g / año). Esta tecnología es la única para detectar con alta sensibilidad y fiabilidad el gas SF6. Las otras tecnologías son para detectar varios gases pero estos son altamente susceptibles por efectos de condiciones de campo (radiación solar, viento, humedad, etc.).
Detección de gas con cámara por infrarrojos
Basado en la tecnología de visualización térmica, las cámaras están equipadas con filtros especiales para la detección de gases. Ellos detectan varios gases, que pueden aparecer en las subestaciones y por lo tanto perjudicar la medición. La principal ventaja de esta tecnología es la detección de fugas en la distancia y por lo tanto sin la necesidad de interferir con el sistema eléctrico (por ejemplo, de by-pass interruptor de circuito). Sin embargo, esta ventaja no se aplica a las fugas «ocultas» en la estructura (panel, etc.) Otro problema que presenta esta tecnología es la dificultad de medir bajo radiación solar.
La detección de los iones de gas en vacío
Estos dispositivos detectan la alteración de las características eléctricas del fluido (en este caso el aire ambiente) cerca del sensor. Esta tecnología tiene sus raíces en la industria de la refrigeración y constituye una solución de bajo coste para detectar fugas de cualquier gas. Así se detecta también una gran cantidad de gases al igual que todos los gases halógenos y compuestos orgánicos volátiles (COV). Por lo general se alcanza una alta sensibilidad y regulación. Sin embargo esta alta sensibilidad puede provocar errores en aplicaciones de campo ya que la alarma puede ser provocada por el viento y gases halógenos solventes (como pinturas) o el sensor en una estructura de metal prensado.
Vídeo: Equipos de servicio SF6
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