MANTENIMIENTO A SUBESTACIONES ELÉCTRICAS: GAS SF6

GAS PARA SUBESTACIONES SF6 GAS SF6

GAS SF6

El hexafluoruro de azufre es un compuesto inorgánico de fórmula . En condiciones normales de presión y temperatura es un gas incoloro, inodoro, no toxico y no inflamable, con la peculiaridad de ser cinco veces más pesado que el aire, presentando una densidad de 6,13 g/L a una atmósfera de presión. El SF6 presenta geometría molecular octaédrica, consistente en seis átomos de fluor enlazados a un átomo central de azufre. Es una molécula hipervalente que se encuentra en gases no polares. Es un gas muy inerte y poco soluble en agua, aunque sí en solventes orgánicos no polares.También reacciona con el litio.

Es un gas causante de efecto invernadero, catalogado con un índice GWP de 176(unas 20.000 veces más que el CO2),pero dada su gran densidad no asciende a las capas altas de la atmósfera. Unido eso a su escasa presencia en la atmósfera, su contribución al calentamiento global es mínima.

El Hexafloruro de Azufre o SF6, descubierto por el químico francés H. Moissan, es un gas artificial utilizado ampliamente en los equipos eléctricos de alta tensión. Es incoloro, inodoro, no combustible y químicamente muy estable por lo que a temperatura ambiente no reacciona con ninguna otra sustancia. Su gran estabilidad se basa en el arreglo simétrico perfecto de sus seis átomos de Flúor en torno a su átomo de Azufre central. Al final del uso de vida del equipo, el gas puede ser recobrado, reciclado y vuelto a usar.

Es incoloro, inodoro, no tóxico e incombustible.

Es 5 veces más pesado del aire. Tiene excelentes características dieléctricas.

La capacidad dieléctrica es de 2.5 a 3 veces la del aire. Se utiliza también como medio aislante en transformadores de potencia y de instrumentación, conductos de barras y condensadores. Debido a su baja temperatura de ionización y su alta energía de disgregación posee excelentes propiedades de interrupción del arco. El Hexafluoruro de Azufre (SF6) es un gas inerte artificial que tiene excelentes propiedades de aislamiento, así como una estabilidad térmica y química excepcionalmente altas. Estas características le han conferido un amplio uso en interruptores tanto de Alta como de Media Tensión, mostrando en ambos casos un rendimiento y una fiabilid GAS ad muy elevados. Proyección Electroluz

SF6

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Curiosidades

Este gas es conocido por afectar a la voz humana de modo opuesto al helio: al inhalar este gas, la densidad del gas provocará una vibración menor en las cuerdas vocales, haciendo que la voz suene más grave.

Otra aplicación lúdica provocada por la elevada densidad de este gas es la de hacer flotar objetos en él, dando la apariencia de que dichos objetos flotan en el aire.

Subestaciones

Subestación aislada por gas (GIS)

Los sistemas soterrados, al igual que los GIS, reducen considerablemente el
espacio requerido por los equipos eléctricos, mejoran la estética de la
instalación y minimizan la probabilidad de averías ya que sitúan dentro de un
edificio cerrado una serie de partes energizadas que normalmente están
expuestas al medioambiente

Las GIS ocupará un 60% menos del espacio que requeriría una subestación
convencional. La tecnología GIS encapsula los equipos de alto voltaje en su
interior, mejora la estética de la instalación y minimiza la probabilidad de
averías, lo cual mejora la calidad del servicio.
SF6

El SF6 también es ampliamente usado en tecnología médica, por ejemplo
como agente contraste en examinaciones ultrasónicas, asimismo como
oftalmológicas, neumonológicas y enfermedades de oído, entre otras.
Tratamiento de pérdida de escucha en infecciones del centro del oído.
Es esta estabilidad precisamente lo que vuelve a este gas muy útil en la
industria. El SF6 es un excelente aislante eléctrico y puede apagar un arco
eléctrico en forma efectiva. Esto lo ha hecho muy popular y por lo tanto pueden
encontrarse hoy en día miles de equipos eléctricos alrededor de mundo en
media y alta tensión que lo utilizan.

El SF6 en su forma pura no es tóxico ni tampoco peligroso al ser inhalado, sin
embargo dado que es casi seis veces más pesado que el aire, en
ambientes cerrados desplaza al oxígeno existiendo en consecuencia
riesgo de sofocación para las personas.

El SF6 es utilizado como gas aislante en subestaciones encapsuladas GIS,
como aislante y medio de enfriamiento en transformadores de poder y como
aislante y medio de extinción en interruptores de alta y media tensión. Todas
estas aplicaciones son sistemas cerrados, muy seguros e idealmente sin
posibilidades de filtraciones.

Las subestaciones encapsuladas o GIS se encuentran generalmente en zonas
urbanas o con restricciones fuertes de espacio. Estas subestaciones reducen
el campo magnético en forma considerable y eliminan por completo el
campo eléctrico. Esto es una ventaja significativa para los instaladores,
personal de mantenimiento y la gente que pueda vivir próximo a una
subestación.

Para las aplicaciones en eléctricas, el SF6 es utilizado sólo en sistemas
cerrados y que bajo circustancias normales no tienen filtraciones. El SF6 es
recomprimido y reutilizado si una parte de la subestación encapsulada debe ser
abierta

El SF6 proporciona un aislamiento eléctrico y muy efectiva resistencia a los
arcos eléctricos. Estas asombrosas propiedades hacen posible construir
equipos muy compactos, que utilizan menos materiales, seguros y con una vida
útil más extensa. A presiona atmosférica, el SF6 tiene una rigidez dieléctricas
2,5 veces mejor que la del aire. Usualmente se utiliza a entre 3 y 5 veces la
presión atmosférica y en cuyo caso la rigidez dieléctrica alcanza a ser hasta 10
veces de la del aire.Las propiedad como refrigerante de SF6 lo hace especialmente útil para la
extinción del arco eléctrico dentro de la cámara de un interruptor. Al
desasociarse el SF6 requiere gran energía logrando un efecto de enfriamiento.
(El SF6 es utilizado también en otro tipo de aplicaciones. Mezclado con Argón
se utiliza como medio aislante en ventanas. El SF6 es también utilizado en la
industria metalúrgica, por ejemplo para la purifiación del magnesio. El SF6
puede ser utilizado como agente de extinción de incendios debido a que es no
combustible y su alta capacidad térmica).

ELGAS SF6 EN ACCION

1. Armario de control local
2. Mecanismo de accionamiento por
acumulación de energía con
control de interruptor de potencia
3. Barra I
4. Desconectador de barra I
5. Desconectador de barra II
6. Seccionador de puesta a tierra
(toma de tierra de trabajo)
7. Barra II
8. Unidad ruptora del interruptor
de potencia
9. Transformador de corriente
10. Seccionador de puesta a tierra
(toma de tierra de trabajo)
11. Desconectador de línea de salida
12. Seccionador de puesta a tierra a
prueba de cierre (de alta velocidad)
13. Transformador de tensión
14. Copa terminal de cable

Módulos de conexión
Los módulos de conexión permiten conectar las
bahías de la subestación aislada por gas con los
siguientes elementos:
Líneas aéreas
Transformador o bobina de reactancia
Cables
Por consiguiente, constituyen la transición entre el
aislamiento por gas SF6 y otros medios de aislamiento.
Módulo de conexión por cable
Este módulo permite enlazar la subestación blindada
y aislada por gas con un cable de alta tensión. Es
posible conectar todos los tipos habituales de cables
de alta tensión. La abertura de inspección sirve
también como brida para conectar un sistema de
prueba de alta tensión para el cable. La conexión
primaria entre la copa terminal de cable y la subestación
puede abrirse para fines de pruebas con alta tensión.
Conexión a aire
Conexión de transformador
Conexión de cable
Módulo de conexión de transformador
El módulo de conexión de transformador permite
establecer directamente la transición del aislamiento
por gas a los aisladores pasantes de transformadores
o bobinas aislados por aceite. A tal efecto, el aislador
pasante del transformador debe ser hermético al
aceite y al gas a presión. Los posibles movimientos
condicionados por la temperatura así como por
asentamientos no uniformes de los fundamentos de
la subestación y el transformador son absorbidos por
juntas de expansión.

Módulo de conexión al aire

El módulo de conexión al aire permite conectar la
subestación aislada por gas a componentes aislados
por aire o a líneas aéreas por medio de un pasante
aislador, que puede ser de porcelana o un aislador
compuesto. Esta conexión combina un módulo en
ángulo y un pasante aislador aire / SF6. La longitud,
la forma y la distancia de fugas de la boquilla SF6 / aire
se defi ne de acuerdo a la coordinación de aislamiento,
la distancia mínima y el grado de polución.

INTITUTO POLITECNICO NACIONAL

CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOSY TECNOLOGICOS