Disjuntor de hexafluoreto de enxofre (SF6)

Um disjuntor no qual o gás SF6 sob pressão é usado para extinguir o arco é chamado de disjuntor SF6. O gás SF6 (hexafluoreto de enxofre) possui excelentes propriedades dielétricas, de extinção de arco, químicas e outras propriedades físicas que provaram sua superioridade sobre outros meios de extinção de arco, como óleo ou ar. O disjuntor SF6 é dividido principalmente em três tipos:

• Disjuntor de pistão sem soprador
• Disjuntor de pistão único.
• Disjuntor de pistão duplo.

O disjuntor que utilizava ar e óleo como meio isolante, sua força de extinção de arco aumentava relativamente lentamente após o movimento de separação de contato. No caso de disjuntores de alta tensão, são utilizadas propriedades de extinção rápida do arco, que requerem menos tempo para recuperação rápida, aumento de tensão. Os disjuntores SF6 têm boas propriedades nesse aspecto em comparação com os disjuntores a óleo ou a ar. Portanto, em alta tensão até 760 kV, são utilizados disjuntores SF6.

Propriedades do disjuntor de hexafluoreto de enxofre

O hexafluoreto de enxofre possui propriedades isolantes e de extinção de arco muito boas. Essas propriedades são

• É um gás incolor, inodoro, não tóxico e não inflamável.
• O gás SF6 é extremamente estável e inerte e sua densidade é cinco vezes maior que a do ar.
• Possui alta condutividade térmica melhor que a do ar e auxilia no melhor resfriamento das peças que transportam corrente.
• O gás SF6 é fortemente eletronegativo, o que significa que os elétrons livres são facilmente removidos da descarga pela formação de íons negativos.
• Possui uma propriedade única de recombinação rápida após a remoção da faísca energizante da fonte. É 100 vezes mais eficaz em comparação com o meio de extinção de arco.
• Sua rigidez dielétrica é 2,5 vezes maior que a do ar e 30% menor que a do óleo dielétrico. A alta pressão a rigidez dielétrica do gás aumenta.
• A umidade é muito prejudicial ao disjuntor SF6. Devido à combinação de umidade e gás SF6, forma-se fluoreto de hidrogênio (quando o arco é interrompido) que pode atacar as peças dos disjuntores.

Construção de disjuntores SF6

Os disjuntores SF6 consistem principalmente em duas partes, nomeadamente (a) a unidade do interruptor e (b) o sistema de gás.

Unidade Interruptora – Esta unidade consiste em contatos móveis e fixos compreendendo um conjunto de peças condutoras de corrente e uma sonda de arco. Está conectado ao reservatório de gás SF6. Esta unidade consiste em aberturas deslizantes nos contatos móveis que permitem a entrada do gás de alta pressão no tanque principal.

Sistema de Gás – O sistema de circuito fechado de gás é empregado em disjuntores SF6. O gás SF6 é caro, por isso é recuperado após cada operação. Esta unidade consiste em câmaras de baixa e alta pressão com um alarme de baixa pressão juntamente com interruptores de advertência. Quando a pressão do gás é muito baixa devido à diminuição da rigidez dielétrica dos gases e à capacidade de extinção do arco dos disjuntores ser ameaçada, este sistema emite o alarme de advertência.

Princípio de funcionamento do disjuntor SF6

Nas condições normais de operação, os contatos do disjuntor estão fechados. Quando ocorre uma falha no sistema, os contatos são separados e um arco é formado entre eles. O deslocamento dos contatos móveis é sincronizado com a válvula que insere o gás SF6 de alta pressão na câmara de interrupção do arco a uma pressão de cerca de 16kg/cm^2.

O gás SF6 absorve os elétrons livres no caminho do arco e forma íons que não atuam como transportadores de carga. Esses íons aumentam a rigidez dielétrica do gás e, portanto, o arco é extinto. Este processo reduz a pressão do gás SF6 em até 3kg/cm^2; ele é armazenado no reservatório de baixa pressão. Este gás de baixa pressão é puxado de volta para o reservatório de alta pressão para reutilização.

Agora, a pressão diária do pistão do soprador é usada para gerar a pressão de extinção do arco durante uma operação de abertura por meio de um pistão conectado aos contatos móveis.

Vantagem do disjuntor SF6

Os disjuntores SF6 têm as seguintes vantagens sobre os disjuntores convencionais

1. O gás SF6 possui excelente isolamento, extinção de arco e muitas outras propriedades que são as maiores vantagens dos disjuntores SF6.
2. O gás não é inflamável e quimicamente estável. Os seus produtos de decomposição não são explosivos e, portanto, não há risco de incêndio ou explosão.
3. A folga elétrica é muito reduzida devido à alta rigidez dielétrica do SF6.
4. Seu desempenho não é afetado devido a variações nas condições atmosféricas.
5. Proporciona uma operação silenciosa e não há problema de sobretensão porque o arco é extinto na corrente natural zero.
6. Não há redução na rigidez dielétrica porque nenhuma partícula de carbono é formada durante o arco.
7. Requer menos manutenção e nenhum sistema de ar comprimido dispendioso é necessário.
8. O SF6 executa várias funções, como eliminação de falhas em linhas curtas, comutação, abertura de linhas de transmissão descarregadas e reator do transformador, etc., sem nenhum problema.

Desvantagens dos disjuntores SF6

1. O gás SF6 é sufocante até certo ponto. No caso de vazamento no tanque do disjuntor, o gás SF6 sendo mais pesado que o ar e, portanto, o SF6 se deposita no ambiente e leva à asfixia do pessoal operacional.
2. A entrada de umidade no tanque do disjuntor SF6 é muito prejudicial ao disjuntor e causa diversas falhas.
3. As peças internas necessitam de limpeza durante a manutenção periódica em ambiente limpo e seco.
4. A instalação especial requer transporte e manutenção da qualidade do gás.

(Citamos este artigo deste site: https://circuitglobe.com/sf6-sulfur-hexaflouride-circuit-breaker.html)