Un disyuntor en el que se utiliza gas SF6 a presión para extinguir el arco se llama disyuntor SF6. El gas SF6 (hexafluoruro de azufre) tiene excelentes propiedades dieléctricas, de extinción de arco, químicas y otras propiedades físicas que han demostrado su superioridad sobre otros medios de extinción de arco como el aceite o el aire. El disyuntor SF6 se divide principalmente en tres tipos:
- Disyuntor de pistón sin soplador
- Disyuntor de pistón de un solo soplador.
- Disyuntor de pistón de doble soplador.
En el disyuntor que utiliza aire y aceite como medio aislante, su fuerza de extinción del arco se acumula de manera relativamente lenta después del movimiento de separación de los contactos. En el caso de los disyuntores de alto voltaje, se utilizan propiedades de extinción rápida del arco que requieren menos tiempo para una recuperación rápida y se acumula voltaje. Los disyuntores SF6 tienen buenas propiedades a este respecto en comparación con los disyuntores de aceite o aire. Por lo tanto, en alta tensión hasta 760 kV, se utilizan disyuntores SF6.
Propiedades del disyuntor de hexafluoruro de azufre
El hexafluoruro de azufre posee muy buenas propiedades aislantes y de extinción de arco. Estas propiedades son
- Es un gas incoloro, inodoro, no tóxico y no inflamable.
- El gas SF6 es extremadamente estable e inerte y su densidad es cinco veces mayor que la del aire.
- Tiene una alta conductividad térmica mejor que la del aire y ayuda a enfriar mejor las piezas que transportan corriente.
- El gas SF6 es fuertemente electronegativo, lo que significa que los electrones libres se eliminan fácilmente de la descarga mediante la formación de iones negativos.
- Tiene una propiedad única de rápida recombinación después de que se elimina la chispa energizante de la fuente. Es 100 veces más eficaz en comparación con el medio de extinción de arco.
- Su rigidez dieléctrica es 2,5 veces la del aire y un 30% menor que la del aceite dieléctrico. A alta presión aumenta la rigidez dieléctrica del gas.
- La humedad es muy dañina para el disyuntor SF6. Debido a una combinación de humedad y gas SF6, se forma fluoruro de hidrógeno (cuando se interrumpe el arco) que puede atacar las partes de los disyuntores.
Construcción de disyuntores SF6
Los disyuntores SF6 constan principalmente de dos partes, a saber (a) la unidad interruptora y (b) el sistema de gas.
Unidad interruptora: esta unidad consta de contactos fijos y móviles que comprenden un conjunto de piezas portadoras de corriente y una sonda de arco. Está conectado al depósito de gas SF6. Esta unidad consta de respiraderos deslizantes en los contactos móviles que permiten que el gas a alta presión ingrese al tanque principal.
Sistema de gas: el sistema de gas de circuito cerrado se emplea en los disyuntores SF6. El gas SF6 es costoso, por lo que se recupera después de cada operación. Esta unidad consta de cámaras de baja y alta presión con una alarma de baja presión junto con interruptores de advertencia. Cuando la presión del gas es muy baja debido a lo cual la rigidez dieléctrica de los gases disminuye y la capacidad de extinción del arco de los interruptores está en peligro, este sistema emite una alarma de advertencia.
Principio de funcionamiento del disyuntor SF6
En condiciones normales de funcionamiento, los contactos del interruptor están cerrados. Cuando ocurre una falla en el sistema, los contactos se separan y se forma un arco entre ellos. El desplazamiento de los contactos móviles está sincronizado con la válvula que ingresa el gas SF6 a alta presión en la cámara de interrupción del arco a una presión de aproximadamente 16 kg/cm^2.
El gas SF6 absorbe los electrones libres en la trayectoria del arco y forma iones que no actúan como portadores de carga. Estos iones aumentan la rigidez dieléctrica del gas y, por tanto, se extingue el arco. Este proceso reduce la presión del gas SF6 hasta 3 kg/cm^2; se almacena en el depósito de baja presión. Este gas de baja presión regresa al depósito de alta presión para su reutilización.
Actualmente se utiliza una presión de pistón inflador diurno para generar presión de extinción del arco durante una operación de apertura por medio de un pistón unido a los contactos móviles.
Ventaja del disyuntor SF6
Los disyuntores SF6 tienen las siguientes ventajas sobre los disyuntores convencionales
- El gas SF6 tiene excelentes propiedades de aislamiento, extinción de arco y muchas otras propiedades que son las mayores ventajas de los disyuntores SF6.
- El gas no es inflamable y es químicamente estable. Sus productos de descomposición no son explosivos y, por tanto, no hay riesgo de incendio o explosión.
- El espacio libre eléctrico se reduce mucho debido a la alta rigidez dieléctrica del SF6.
- Su rendimiento no se ve afectado por variaciones en las condiciones atmosféricas.
- Ofrece un funcionamiento silencioso y no hay problemas de sobretensión porque el arco se extingue cuando la corriente natural es cero.
- No hay reducción de la rigidez dieléctrica porque no se forman partículas de carbono durante la formación de arcos.
- Requiere menos mantenimiento y no se requiere ningún costoso sistema de aire comprimido.
- SF6 realiza diversas tareas como eliminar fallas de líneas cortas, conmutar, abrir líneas de transmisión descargadas y reactores de transformadores, etc., sin ningún problema.
Desventajas de los disyuntores SF6
- El gas SF6 es hasta cierto punto asfixiante. En caso de fuga en el tanque triturador, el gas SF6, que es más pesado que el aire, se deposita en el entorno y provoca la asfixia del personal operativo.
- La entrada de humedad en el tanque del martillo SF6 es muy perjudicial para el martillo, provocando varias averías.
- Las piezas internas necesitan limpieza durante el mantenimiento periódico en un ambiente limpio y seco.
- La instalación especial requiere transporte y mantenimiento de la calidad del gas.
(Citamos este artículo de este sitio web: https://circuitglobe.com/sf6-sulphur-hexaflouride-circuit-breaker.html)
Hora de publicación: 25 de octubre de 2023