El gas SF6 se utiliza en la aparamenta eléctrica de
MT y AT como gas de corte en interruptores y como gas aislante en celdas
y aparamenta blindada (GIS), los motivos los podemos resumir en tres de sus
cualidades más importantes:
- Por ser un gas inerte e ininflamable (no mantiene la combustión),
- Por presentar una gran estabilidad debido a los 6 enlaces covalentes de su molécula
- Por su elevada rigidez dieléctrica, superior a la de la mayoría de los medios conocidos, alcanza 5 veces la del aire a pocos bares de presión.
Como gas de corte en interruptores de MT y AT,
presenta las siguientes ventajas:
- Gran capacidad de transporte de energía calorífica producida por el arco que se enfría de manera extraordinaria por convección durante el periodo del arco.
- Elevada conducción térmica radial y alta capacidad de captura de electrones. En el cero de corriente, la extinción del arco queda garantizada por la combinación de los dos fenómenos siguientes:
- El SF6 permite intercambios rápidos de calor del núcleo del arco hacia el exterior.
- Los átomos de flúor, muy electronegativos, son verdaderos cazadores de electrones. Los electrones son los principales responsables de la conducción eléctrica en el gas. El espacio entre contactos encuentra su rigidez dieléctrica inicial gracias al fenómeno de captación electrónica en el paso por cero de corriente.
- La descomposición de la molécula es reversible y es siempre la misma masa de gas la que opera, lo que convierte al aparato autónomo durante toda su vida.
Para evacuar la energía calorífica producida por el
arco eléctrico, hay que crear un movimiento relativo entre el arco y el gas
SF6, o utilizar el calor producido por el arco para crear una diferencia de
presión.
Tres son las soluciones posibles para obtener este
movimiento relativo:
- Desplazar el gas por convección forzada (técnica de la autocompresión).
- Desplazar el arco por soplado magnético (técnica del arco giratorio)
- Utilizar la expansión térmica para refrigerar el arco (técnica de la autoexpansión).
Técnicas de corte en gas SF6
1.- Técnica
de la autocompresión
Esta técnica destaca por su sencillez, eficacia,
aumento de la duración de vida de los contactos e incluir el fenómeno llamado como “efecto
tapón”.
Sencillez:
Los contactos del arco al separarse arrastran en su
movimiento un pistón. El SF6 así comprimido es canalizado por una boquilla
aislante entre los contactos de arco. Estos contactos, tubulares, evacúan el
gas caliente al interior de éstos por convección forzada.
1 Envolvente
2 Contacto fijo
3 Contacto móvil
Eficacia:
Medio litro de gas es suficiente para el corte.
Esta técnica permite cortar eficazmente las corrientes débiles de
carga como las corrientes elevadas, incluso a 50 kA, ya que el efecto natural
de autoexpansión de los gases calientes hacia las regiones frías de la
envolvente provoca la evacuación rápida de este gas.
Efecto
tapón:
En el corte de corrientes elevadas, el arco ocupa
todo el espacio disponible entre los contactos de arco. Así, el flujo gaseoso
queda bloqueado y se produce el efecto tapón. Este fenómeno natural tiene dos
consecuencias favorables:
- La reserva, antes del cero de corriente, de casi todo el gas comprimido por el pistón.
- Una energía de arco limitada gracias al frenado de las partes móviles, lo que limita la longitud del arco.
Aumento de
la duración de vida
El desgaste de los contactos de arco es muy
reducido debido a la inestabilidad de las raíces de arco dentro de los
contactos tubulares.
2.- Técnica
del arco giratorio
Está técnica destaca por su ingenioso principio de
rotación del arco, su eficacia y por el aumento de duración de vida de sus
contactos.
La rotación del arco entre los contactos de arco
circulares se provoca por un campo magnético.
Este campo se engendra por un solenoide atravesado
en el momento de la apertura por la propia corriente que se quiere cortar.
1 Envolvente
2 Contacto fijo
3 Contacto móvil
4 Circuito magnético
5 Solenoide
|
Eficacia
Aumento de
la duración de vida
El desplazamiento rápido de las raíces del arco por
los contactos limita en gran medida su erosión.
3.- Técnica
de la autoexpansión
1 Envolvente
2 Contacto fijo
3 Contacto móvil
Utilizar estas técnicas, solas o combinadas, forma
parte de los conocimientos técnicos del fabricante:
- Autocompresión y autoexpansión
- Autoexpansión con soplado magnético
FUENTE BIBLIOGRÁFICA: Schneider Electric.
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