Interruttore automatico SF₆: un componente critico delle reti elettriche ad alta tensione, che offre prestazioni superiori grazie all'elevata elettronegatività e una capacità di estinzione dell'arco 100 volte quella dell'aria.

Mezzo di estinzione dell'arco: Gas SF₆

Caratteristica chiave:Ottima affinità tra molecole ed elettroni liberi

Requisiti di manutenzione:Prima di una revisione importante sono necessari preparativi speciali

Area di applicazione:Industria energetica ad alta tensione

Gli interruttori automatici SF₆ sono componenti critici della rete elettrica, poiché influenzano in modo significativo l'affidabilità delle operazioni di rete.

I. Meccanismo di estinzione dell'arco del gas SF₆

Quando gli elettroni collidono con le molecole SF₆, si combinano per formare ioni negativi pesanti con una probabilità quasi del 100%. Questa caratteristica è di immenso valore pratico per la deionizzazione della colonna dell'arco residuo e il processo di estinzione dell'arco.

SF₆ possiede una forte elettronegatività; le sue molecole catturano rapidamente gli elettroni liberi per formare ioni negativi. Poiché gli ioni negativi hanno una conduttività elettrica estremamente bassa, la rigidità dielettrica dell'arco si ripristina rapidamente, con conseguente prestazione di estinzione dell'arco superiore.

Alla pressione atmosferica standard (1,01 × 10⁵ Pa), la capacità di estinzione dell'arco di SF₆ è100 volte quella dell'aria. Inoltre, SF₆ non si degrada dopo lo spegnimento dell'arco e può essere riutilizzato.

II. Vantaggi e modelli degli interruttori automatici SF₆

Sfruttando le eccellenti proprietà di isolamento e estinzione dell'arco del gas SF₆, questi interruttori automatici offrono numerosi vantaggi:

• Elevato potere di interruzione
• Elevata tensione di tenuta tra i contatti
• Elevato numero di manovre consecutive di interruzione consentite
• Idoneità per operazioni frequenti
• Basso rumore
• Nessun pericolo di incendio
• Usura meccanica ed elettrica minima

Essendo dispositivi ad alte prestazioni e quasi esenti da manutenzione, gli interruttori automatici SF₆ sono sempre più ampiamente utilizzati nei circuiti ad alta tensione. Due modelli comuni sonoLN1-35EHB36.

III. Limitazioni e strategie di miglioramento

Mentre puroGas SF₆è un eccellente mezzo di estinzione dell'arco, presenta limitazioni nelle apparecchiature elettriche a bassa tensione utilizzate frequentemente:

• Gli archi generati durante frequenti commutazioni innescano reazioni tra vapori metallici e prodotti di decomposizione dell'SF₆, producendo polveri fini (ad esempio idrofluoruri, tiosolfati) che si depositano sulle superfici di contatto, corrodendo i contatti e aumentando la resistenza di contatto.
• Sotto scarica elettrica ad alta temperatura, l'SF₆ si decompone in gas corrosivi, che possono corrodere gravemente le leghe di alluminio e danneggiare i laminati di resina fenolica e i componenti isolanti in porcellana.

Strategia di miglioramento:Quando l'SF₆ viene miscelato con azoto (N₂) con una frazione in volume di SF₆ superiore al 20%–30%, la miscela raggiunge una rigidità dielettrica paragonabile all'SF₆ puro riducendo significativamente la corrosività. Di conseguenza, le miscele SF₆–N₂ sono ampiamente utilizzate nelle applicazioni pratiche.