Qu’est-ce que l’hexafluorure de soufre ou gaz SF6?

L’hexafluorure de soufre ou SF₆ est un gaz artificiel largement utilisé dans les équipements électriques haute tension. Il est incolore, inodore, non combustible et chimiquement très stable. Il ne réagit donc pas avec d’autres substances à température ambiante. Sa grande stabilité est basée sur l’arrangement symétrique parfait de ses six atomes de fluor autour de son atome de soufre central.

C’est précisément cette stabilité qui rend ce gaz très utile dans l’industrie. Le SF₆ est un excellent isolant électrique et peut efficacement éteindre un arc électrique. Cela l’a rendu très populaire et c’est pourquoi on trouve aujourd’hui des milliers d’équipements électriques dans le monde entier en moyenne et haute tension qui l’utilisent.

Le SF₆ dans sa forme pure n’est pas toxique ni dangereux lorsqu’il est inhalé, mais comme il est presque six fois plus lourd que l’air, dans les environnements fermés il déplace l’oxygène et par conséquent il y a un risque de suffocation pour les personnes.

C’est pourquoi vous devez faire très attention lors de la manipulation de ce gaz.

En quoi et comment le SF₆ est-il utilisé?

Le SF₆ est utilisé comme gaz isolant dans les postes sous enveloppe métallique (PSEM), comme isolant et moyen de refroidissement dans les transformateurs de puissance et comme isolant et moyen d’extinction dans les interrupteurs haute et moyenne tension. Toutes ces applications sont des systèmes fermés, très sûrs et idéalement sans possibilité de fuite.

Dans le cas des interrupteurs, ils doivent être capables d’interrompre les courants de défaut des systèmes d’alimentation électrique pour lesquels ils ont été conçus. Le SF₆ remplit efficacement les fonctions d’agent d’isolation et d’extinction en raison de sa capacité calorifique élevée et de ses propriétés électronégatives.

Les postes sous enveloppe métallique se trouvent généralement dans les zones urbaines ou avec de fortes contraintes d’espace. Ces postes réduisent considérablement le champ magnétique et éliminent complètement le champ électrique. C’est un avantage important pour les installateurs, le personnel de maintenance et les personnes qui peuvent vivre à proximité d’un PSEM.

Le SF₆ est également utilisé dans d’autres types d’applications, comme dans l’industrie métallurgique, par exemple pour la purification du magnésium. Le SF₆ peut être utilisé comme agent d’extinction d’incendie car il n’est pas combustible et qu’il a une capacité thermique élevée.

Pour les applications électriques, le SF₆ n’est utilisé que dans des systèmes fermés et, dans des conditions normales, ne fuit pas. Le SF₆ est recompressé et réutilisé si une partie du poste doit être ouverte.

Quels sont les avantages du SF₆ ?

Le SF₆ fournit une excellente isolation électrique et une résistance très efficace aux arcs électriques. Ces propriétés étonnantes permettent de construire un équipement très compact qui utilise moins de matériaux, est plus sûr et a une durée de vie plus longue. Le SF₆ a une résistance diélectrique 2,5 fois supérieure à celle de l’air pour les pressions atmosphériques. Il est généralement utilisé entre 3 et 5 fois la pression atmosphérique et dans ce cas la force diélectrique atteint jusqu’à 10 fois celle de l’air.

Le SF₆ est un excellent isolant car il est fortement électronégatif. Cela signifie que les molécules de gaz piègent les électrons libres formant des ions négatifs très forts et qu’ils n’ont pas beaucoup de mobilité. C’est très efficace contre les avalanches d’électrons qui peuvent causer un embrasement.

Cette propriété le rend particulièrement utile pour éteindre l’arc électrique à l’intérieur de la chambre d’un interrupteur. Lors de la dissociation du SF₆, il faut une grande énergie pour obtenir un effet de refroidissement.

Les postes sous enveloppe métallique sont utilisées là où les contraintes d’espace sont importantes et ne nécessitent pratiquement aucun entretien. Les équipements électriques isolés avec du gaz SF₆ ont été utilisés avec succès au cours des 40 dernières années et avec de très bons résultats.

Le SF₆ est-il dangereux pour la couche d’ozone ?

Certains gaz libérés détruisent la couche d’ozone. L’amincissement de la couche d’ozone signifie qu’une plus grande quantité de lumière ultraviolette peut atteindre la surface de la terre, causant, entre autres choses, l’augmentation des cancers de la peau. Les gaz qui affectent la couche d’ozone contiennent tous du chlore. Le SF₆ ne contient pas de chlore dans sa formule et n’endommage donc pas la couche d’ozone.

Le terme effet de serre est utilisé pour décrire le lent réchauffement de l’atmosphère dû à l’émission de gaz d’origine humaine. Certaines molécules de gaz dans l’atmosphère, principalement le dioxyde de carbone (CO₂) et le méthane (CH₄), réfléchissent les ondes de radiation thermique émises par la terre et par conséquent la chaleur est piégée dans l’atmosphère au lieu d’être dissipée dans l’espace.

La molécule de SF₆ est hautement réfléchissante et contribue à l’effet de serre, mais sa concentration est extrêmement faible. Cela signifie que la contribution du SF₆ au réchauffement de la planète est très faible, inférieure à 0,1% de l’effet total en comparaison au dioxyde de carbone qui contribue à 60%.

Le SF₆ peut-il être réutilisé ?

Aujourd’hui, les équipements utilisant le SF₆ sont très sûrs et, dans des conditions normales, ne doivent pas libérer de gaz dans l’atmosphère. L’équipement est surveillé en permanence et toute fuite doit être détectée tôt et corrigée. Dans le cas où l’équipement doit être ouvert, le gaz peut être recompressé dans une cuve et après un simple processus de filtrage, il peut être réutilisé. Il existe divers équipements qui permettent la manipulation de SF₆ soit en grande quantité lorsqu’il s’agit des postes sous enveloppe métallique mais il existe aussi des équipements pour manipuler de plus petites quantités.

Le gaz contaminé peut être nettoyé et filtré par un fournisseur de gaz spécialisé et réutilisé à nouveau. Si le gaz n’est plus utilisé, il peut être détruit en le chauffant avec du calcaire dans un four à haute température. Avec ce process, le gaz est transformé en deux sous-produits appelés gypse et spath fluor qui sont non toxiques, naturels et totalement inoffensifs pour l’environnement.

Analyseurs et détecteurs de gaz SF₆

Pour surveiller la concentration des substances de décomposition et assurer un bon fonctionnement, les instruments d’analyse de gaz doivent être utilisés pour respecter les valeurs établies dans la CEI 60480. Les exigences sont les suivantes:

• Air et / ou CF₄: <3%
• Substances de décomposition gazeuse: <50 ppmv
• Humidité: Point de rosée <-23 ° C (moyenne tension) et <-36 ° C (haute tension).

Analyseur de gaz GA11

Les fuites dans les systèmes de transmission et de distribution peuvent avoir des conséquences très néfastes sur l’exploitation et les responsables doivent avoir les moyens de détecter l’emplacement et la taille des éventuelles fuites afin de réaliser les mesures nécessaires dans le temps. Pour la détection, on utilise les détecteurs qui fonctionnent par spectroscopie infrarouge.

Les analyseurs de qualité SF₆ WIKA sont des instruments innovants et économiques pour déterminer la qualité du SF₆ avec une grande précision. Le GA11 permet la mesure de la concentration jusqu’à 7 paramètres.

Un menu clair et un écran tactile couleur de 7 pouces permettent un fonctionnement intuitif. Les capteurs de mesure de la pureté et de l’humidité sont déjà intégrés dans la version standard. En option, le modèle GA11 peut être étendu avec un capteur de SO₂ pour la détermination des produits de décomposition des gaz SF₆. Quatre autres emplacements sont également disponibles pour l’ajout d’autres capteurs, par exemple pour la mesure de l’acide fluorhydrique.

Détecteur de gaz GIR-10

Le détecteur de gaz type GIR-10 est utilisé pour détecter les concentrations minimales de gaz SF₆, ce qui le rend idéal pour localiser l’endroit et l’ampleur des fuites.

Technologie infrarouge

Basé sur la technologie infrarouge non-dispersive (NDIR), le GIR-10 fournit des temps de réponse rapides et des lectures fiables, même dans le cas de petites fuites.

Cet appareil se distingue par sa manipulation facile et sa bonne lisibilité. L’appareil portable et le boîtier de la console sont tous deux équipés d’un affichage numérique facile à lire. Par conséquent, les valeurs actuelles du gaz SF₆ peuvent être lues à partir de n’importe quelle position.

La détection des fuites est réalisée au moyen d’un dispositif portable, dans lequel se trouve un col de cygne mobile avec entrée pour les gaz dans la partie avant. Un filtre remplaçable empêche l’aspiration des particules, protégeant ainsi le capteur infrarouge.

Vous trouverez plus d’informations sur les produits et les applications SF₆ sur notre site Web.