Um potente isolante e supressor de arco, o gás SF6 é amplamente utilizado no mundo da transmissão e distribuição, bem como em outras aplicações. Encontre as respostas para as perguntas mais frequentes sobre os atributos, riscos e práticas recomendadas deste gás.
O hexafluoreto de enxofre (SF6) possui excelentes propriedades de isolamento elétrico e térmico. Por esse motivo, é amplamente utilizado na transmissão e distribuição (T&D) de energia elétrica de média e alta tensão. Porém, requer um manuseio cuidadoso. A seguir estão 15 perguntas frequentes sobre este gás, suas propriedades químicas e como usá-lo com segurança e eficiência.
SF6 é composto de um átomo de enxofre rodeado por seis átomos de flúor. Fonte: Wikipedia Commons
1. O que é gás SF6?
O hexafluoreto de enxofre é uma molécula octaédrica (oito faces e seis vértices). Consiste em seis átomos de flúor em torno de um átomo de enxofre. O produto químico pode ocorrer na natureza, mas a maioria dos gases SF6 é fabricada. Pesquisadores em Paris foram os primeiros a sintetizar o SF6 em 1900. Já a produção em grande escala desse gás nos EUA começou na década de 1950.
2. Quais são as características do gás SF6?
O SF6 é incolor, inodoro, não inflamável e não tóxico. É praticamente inerte, o que significa que é estável e não reage com outros produtos químicos em condições normais.
3. Por que o gás SF6 é um meio dielétrico tão bom?
Primeiro, dieletricidade é a capacidade de transmitir eletricidade sem condutividade, e rigidez dielétrica se refere a quão bem algo pode suportar alta tensão sem sofrer danos. Eletronegatividade é a capacidade de capturar elétrons livres e o flúor é o elemento mais eletronegativo conhecido no planeta. O SF6 possui seis moléculas de flúor que podem se desprender do enxofre, capturar elétrons durante um arco e depois retornar ao seu estado original. A eletronegatividade do gás e a alta rigidez dielétrica são o motivo pelo qual ele é um gás isolante tão popular para uso em equipamentos de transmissão e distribuição de energia.
4. Qual é a importância da extinção de arco em equipamentos de T&D?
Ao comutar ou abrir um circuito elétrico de mais de 250 volts, à medida que os contatos começam a abrir, forma-se um arco entre eles. Este arco pode ser superior a 2.000 °C (3.632 °F), que é quente o suficiente para derreter e fazer os contatos de metal grudarem uns nos outros. Quando o gás SF6 captura elétrons livres, ele reduz os efeitos do arco voltaico.
5. O gás SF6 é tóxico para os humanos?
O SF6 é biologicamente inerte e, portanto, não tóxico para humanos e animais. Na verdade, é usado em diagnósticos médicos como um agente de contraste de ultrassom e como um gás de tamponamento (para obstruir o fluxo de fluido) na Oftalmologia.
6. O que acontece se alguém respirar gás SF6?
Em pequenas quantidades, o gás em si não é tóxico e não prejudica humanos ou animais. No entanto, o SF6 é muito mais pesado que o ar e, portanto, pode deslocar o oxigênio dos pulmões e causar asfixia se inalado em grandes quantidades.
7. O gás SF6 é prejudicial ao meio ambiente?
Este gás não denigre a camada de ozônio nem causa poluição do ar. É, no entanto, quase 24.000 vezes mais eficaz do que o dióxido de carbono (CO2) na retenção do calor, tornando o SF6 um gás de efeito estufa muito potente. Por esta razão, é extremamente importante sempre monitorar o nível de SF6 em interruptores elétricos quanto a vazamentos.
8. O gás SF6 pode prejudicar o equipamento?
Sendo um gás inerte, o SF6 puro não danifica os metais. No entanto, se o gás foi contaminado com água, alguns dos subprodutos gerados durante os ciclos de extinção de arco são corrosivos. Veja a questão nº 13 para mais informações sobre a água como impureza.
9. Quais são as aplicações mais comuns do gás SF6 em energia elétrica?
O SF6 é rotineiramente usado como isolante elétrico e térmico em aplicações de T&D de média e alta tensão. Esses incluem:
- Disjuntores
- Quadros de distribuição
- Transformadores de potência, tensão e corrente
- Linhas isoladas a gás
- Capacitores
10. Em quais outras indústrias o gás SF6 é usado?
Além das aplicações de transmissão e distribuição de energia elétrica, o SF6 é comumente encontrado em instrumentos radiológicos, aceleradores de partículas, equipamentos para produção de semicondutores e fundição de magnésio e alumínio. Também é usado como isolamento em janelas para amortecer o som e como gás traçador na mineração.
11. Por que o SF6 é o isolador preferido para disjuntores e compartimentos isolados?
O SF6 é extremamente eficaz em extinguir o arco gerado ao comutar ou abrir circuitos elétricos. Ele também possui uma condutividade térmica muito alta, especialmente em altas temperaturas e, portanto, dissipa o calor muito melhor do que o ar, nitrogênio, hélio ou outros gases. Além disso, o equipamento isolado com SF6 tem menor ruído operacional, não emite gases quentes e requer relativamente pouca manutenção.
12. Qual é a melhor maneira de verificar a integridade de um disjuntor de SF6?
O monitoramento online contínuo da densidade do SF6 dentro da câmara fornece informações precisas e confiáveis sobre as condições do gás e possíveis vazamentos. Os transmissores de gás integrados disponíveis comercialmente podem medir a pressão, umidade e temperatura do gás e usar esses parâmetros para calcular a densidade do gás.
13. Por que a umidade é um problema para disjuntores de SF6?
Em um ambiente seco, o gás SF6 pode se decompor rapidamente para capturar elétrons livres e, então, se recombinar. No entanto, quando a umidade entra em um disjuntor, as moléculas de enxofre e flúor capturam as moléculas de oxigênio da água para formar subprodutos durante altas temperaturas. Um resultado é a diminuição de gás para atuar como isolante. O segundo problema são os próprios subprodutos, muitos dos quais são tóxicos e corrosivos. Dentre esses subprodutos estão tetrafluoreto de tionila (SOF4), fluoreto de tionila (SOF2), fluoreto de sulfuril (SO2F2), dióxido de enxofre (SO2) e decafluoreto de dissulfur (S2F10).
14. O que pode ser feito com relação ao gás SF6 úmido e contaminado?
Use equipamento projetado especificamente para lidar com gás SF6. A WIKA possui equipamentos de manuseio de gás para todos os tamanhos de equipamentos de transmissão e distribuição elétrica. O GPU-2000, uma de nossas soluções de gás SF6, recupera e preenche o gás em comutadores e limpa o gás de impurezas. O GAD-2000 é capaz de desidratar o SF6 sem precisar desligar o equipamento.
15. Existem regulamentações ou padrões em relação ao SF6 e seus subprodutos?
A IEC (Comissão Eletrotécnica Internacional, do inglês International Electrotechnical Commission) e ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) possuem várias normas em vigor relacionadas ao gás SF6, incluindo:
- IEC 603776 que define a qualidade do SF6 e técnicas de detecção para uso em equipamentos elétricos e fornece informações gerais sobre o gás e seus efeitos ambientais.
- IEC 62271 sobre como lidar com SF6 e suas misturas.
- IEC 60480 sobre os efeitos na saúde humana, manuseio e descarte de subprodutos do SF6.
- IEC 60068 sobre como determinar vazamentos de gás SF6.
- NBR 16902:2020 Hexafluoreto de enxofre (SF6) para equipamentos elétricos – Requisitos para manutenção
A partir de quál pressão, o gás SF6, passa para estado líquido
É comum encontrarmos o hexafluoreto de enxofre envasado e transportado em cilindros de aço como gás liquefeito sob sua própria pressão de vapor de aproximadamente 22 bar @ 20 °C. Para outras faixas de temperatura sugerimos consultar a curva termodinâmica do gás.
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Fiquei esclarecido com relação às inúmeras dúvidas que me deixavam com tanto medo de ligar com este gás, de agora em diante fiquei aliviado.
Grato pela atenção dispensada,votos de bom trabalho