WIKA, la pression et la température sur-mesure

L’industrie de la transmission et de la distribution d’électricité s’appuie sur l’hexafluorure de soufre pour isoler les équipements moyenne et haute tension. Des détecteurs de fuites et des instruments d’analyse des gaz garantissent que le SF6 est suffisamment pur – et en quantité suffisante – pour éteindre les arcs électriques.

Le problème des contaminants dans le gaz SF6

L’hexafluorure de soufre pur est un gaz très stable et non toxique, doté d’une excellente rigidité diélectrique (capable de supporter une haute tension sans se décomposer). Lors d’une décharge électrique, ce gaz éteint les arcs en se séparant. Ses six atomes de fluor capturent les électrons errants, puis la molécule se recombine rapidement. Il est beaucoup plus efficace que l’air ou l’azote comme isolant.

Mais cela se passe dans des conditions idéales. Quelles que soient les précautions prises par les techniciens de maintenance, de minuscules quantités de réactifs présents dans l’air ambiant – à savoir l’eau (H2O) et la silice (SiO2) – se retrouvent invariablement dans un compartiment gazeux. L’eau compromet le pouvoir isolant du gaz en empêchant le SF6 de se recombiner complètement après une décharge électrique. Lorsque cela se produit, le soufre et le fluor se combinent avec l’hydrogène et l’oxygène pour former d’autres composés (figure 1).

Organigramme de la décomposition du gaz SF6

Fig. 1 : Sous-produits de décomposition du gaz SF6

 

Au fil du temps, des niveaux d’humidité plus élevés entraînent des conditions dangereuses :

  • Des produits de décomposition toxiques qui nuisent à la santé humaine et environnementale
  • Des produits de décomposition hautement réactifs qui corrodent les compartiments de gaz SF6
  • Moins de gaz SF6 pour isoler correctement les équipements à moyenne et haute tension
composéstabilité (dans l’air)  sous-produits valeurs limites habituelles (ppmv)* odeur
SF6 (hexafluorure de soufre)stablevoir ci-dessous1,000    inodore
S2F10 (décafluorure de disulfure)stableSF4, SF60,01âcre
SF4 (tétrafluorure de soufre)décroissance rapideHF, SO2 0,3âcre, acide
SO2F2 (fluorure de sulfuryle)stable 0,3inodore
SOF4 (tétrafluorure de thionyle)stableSO2F2 0,5acide
SiF4 (tétrafluorure de silicium)décroissance rapideSiO2, HF0,5piquant
SO2 (dioxyde de soufre)stable 1,0âcre
SOF2 (fluorure de thionyle)décroissance lenteHF, SO2 1,5âcre, piquant
HF (fluorure d’hydrogène)stable 2,0âcre

* Plus la valeur limite est basse, plus la substance est toxique

La CEI (Commission électrotechnique internationale) et le CIGRE (Conseil international des grands réseaux électriques) ont élaboré des critères et des valeurs limites pour le gaz SF6. Leurs directives de qualité précisent les limites à partir desquelles un contaminant existe, et comment le gaz SF6 utilisé dans les disjoncteurs doit être manipulé. Les valeurs standards admissibles sont indiquées dans la norme IEC 60480:2019, Spécifications pour la réutilisation de l’hexafluorure de soufre (SF6) et de ses mélanges dans les équipements électriques.

Concentration maximale de contaminants dans le gaz SF6 pour la réutilisation (selon IEC 60480)

air et/ou CF4 (tétrafluorure de carbone)3 %
produits de décomposition gazeux50 ppmv
température du point de rosée (humidité)

-23°C (pression de remplissage < 200 kPa abs.) ou

-36°C (pression de remplissage > 200 kPa abs.)

Grâce aux instruments d’analyse, les opérateurs peuvent déterminer rapidement l’état actuel du gaz : niveau d’humidité, pourcentage de pureté et concentration des produits de décomposition. Le fonctionnement est simple. Il suffit de connecter l’appareil au compartiment à gaz, puis de lancer manuellement la séquence d’analyse. Le contrôle automatique du débit permet d’obtenir des résultats précis et reproductibles. Après 5 à 10 minutes, l’analyse est terminée et le système compare le résultat aux repères applicables conformément à la CEI ou au CIGRE.

Produits WEgrid pour la détection des fuites de SF6

Les fuites dans les appareillages de commutation coûtent cher. De plus, selon sa taille, une fuite peut rapidement devenir un danger pour la sécurité et l’environnement. Pour prévenir les émissions fugitives de gaz, l’EPA recommande fortement un programme robuste de détection et de réparation des fuites (LDAR) utilisant des techniques allant du simple savon et de l’eau à l’imagerie thermique. Pour une détection fiable des fuites et une surveillance des émissions, les produits WEgrid utilise la technologie infrarouge (IR) non dispersive à double longueur d’onde.

 

Détecteur de gaz

Détecteur de gaz GIR-10

Détecteurs de fuites : détecteur GIR-10

Avec une plage de mesure allant de 0 à 2 000 ppmv, cet instrument de mesure portable est idéal pour localiser les fuites sur site et effectuer des mesures quantitatives. Il suffit de déplacer le capteur sur les pièces susceptibles d’être fuyants. Lorsque le niveau de SF6 augmente, la console émet des bips plus rapides. Comme le SF6-IR-Leak (modèle GIR-10) utilise la technologie infrarouge, les facteurs environnementaux – humidité, vent, COV (composés organiques volatils) courants, etc. – ne fausseront pas les résultats.

Contrôleur d'émissions de gaz SF6

Contrôleur d’émissions GA35 pour le gaz SF6

Surveillance des émissions : Moniteur SF6

Cet instrument fixe surveille efficacement et en permanence la concentration de gaz SF6 dans l’air ambiant, garantissant ainsi la sécurité professionnelle des espaces clos. Le moniteur SF6 modèle GA35 vérifie la qualité de l’air ambiant à l’aide d’un capteur infrarouge non dispersif et déclenche immédiatement une alarme sonore si la concentration de tout composé dangereux atteint un certain seuil. Afin de contenir les fuites de gaz et de réparer le plus tôt possible les équipements qui fuient, cet instrument est généralement placé près des réservoirs de gaz et des GIS.

Traceur de SF6

Traceur de SF6 GA65

Test de fuite : traceur SF6 + détecteur SF6

En utilisant la spectroscopie IR photo-acoustique, le traceur SF6 modèle GA65 est capable de détecter les plus petites concentrations de gaz SF6, dans la plage des parties par milliard (ppb). Il est généralement utilisé pour les tests d’étanchéité lors de l’inspection finale des GIS, mais peut également surveiller les niveaux de SF6 dans les espaces clos. L’utilisation du traceur en association avec le détecteur GIR-10 , dont le taux de détection est de 0,6 ppmv, permet la localisation avec précision de l’emplacement de l’émission de gaz.

Produits WEgrid pour l’analyse des gaz

WEgrid Products propose un portefeuille complet d’équipements et d’accessoires innovants pour mesurer non seulement la qualité du gaz SF6, mais aussi les gaz alternatifs pour l’isolation des équipements de moyenne et haute tension.

L’analyseur de gaz GA11 existe en trois versions : pour le gaz SF6, pour le g3 (Green Gas for Grid de 3M) et pour l’azote. Le modèle GFTIR-10 est un système de mesure pour l’analyse en laboratoire des produits de décomposition dans le gaz SF6. WEgrid propose également des accessoires pour les analyseurs de gaz, tels que l’unité de contrôle de la pression d’entrée GA05 et le sac de récupération de gaz GA45.

WEgrid Solutions, une filiale à part entière de WIKA, fournit les produits, l’expertise et la tranquillité d’esprit dont l’industrie T&D a besoin. Contactez-nous pour plus d’informations sur les détecteurs de fuites au SF6, les analyseurs de gaz SF6 et une sélection d’autres produits destinés à protéger les personnes, l’environnement et votre centrale électrique.



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