Puissant isolant et dissipateur thermique de l’arc électrique, le gaz SF6 est largement utilisé dans le monde de la transmission et de la distribution de puissance, ainsi que dans d’autres applications. Vous trouverez ci-dessous les réponses aux questions les plus fréquemment posées sur les caractéristiques, les risques et la meilleure gestion de ce gaz.
L’hexafluorure de soufre (SF6) possède d’excellentes propriétés d’isolation électrique et thermique. Pour cette raison, il est largement utilisé dans le transport et la distribution de l’énergie dans les équipements électriques moyenne et haute tension. Cependant, elle exige une gestion prudente. Voici 15 questions fréquemment posées sur ce gaz, ses propriétés chimiques et comment l’utiliser de façon sécuritaire et efficace.
1) Qu’est-ce que le gaz SF6 ?
L’hexafluorure de soufre est une molécule en forme d’octaèdre (polygone formé par huit faces et six sommets), composée de six atomes de fluor entourant un atome de soufre. Ce produit chimique peut être présent dans la nature, mais le gaz SF6 est surtout produit par l’homme. Les chercheurs de Paris ont été les premiers à synthétiser le gaz SF6 en 1900. Aux États-Unis, la production à grande échelle de ce gaz a commencé dans les années 1950.
2) Quelles sont les caractéristiques du gaz SF6 ?
Le gaz SF6 est incolore, inodore, ininflammable et non toxique. Il est également pratiquement inerte, ce qui signifie qu’il est stable et ne réagit pas avec d’autres composés chimiques dans des conditions normales.
3) Pourquoi le gaz SF6 est-il un excellent diélectrique ?
Premièrement, la diélectricité est la capacité de transmettre de l’électricité sans conductivité, et la rigidité diélectrique fait référence à la capacité de la molécule à résister à une haute tension sans rupture.
L’électronégativité est la capacité de capturer les électrons libres et le fluor est l’élément le plus électronégatif connu sur terre. Le SF6 contient six molécules de fluor qui peuvent se détacher du soufre, capturer les électrons pendant la formation d’un arc électrique et revenir à leur état initial. L’électronégativité du gaz et sa haute rigidité diélectrique en font un gaz isolant très apprécié dans les équipements électriques moyenne et haute tension.
4) Quelle est l’importance de l’extinction d’un arc électrique dans les équipements moyenne et haute tension ?
Lorsque vous commutez ou ouvrez un circuit électrique avec des tensions supérieures à 250 volts, dès que les contacts commencent à s’ouvrir, un arc électrique se forme entre eux. Cet arc peut générer une température de plus de 2000°C, il est donc suffisamment chaud pour fondre et adhérer aux contacts métalliques. Les effets de la production d’arc électrique peuvent être atténués en utilisant le gaz SF6, qui peut capter les électrons libres qui se forment.
5) Le gaz SF6 est-il toxique pour l’homme ?
Le gaz SF6 est biologiquement inerte et n’est donc pas toxique pour les humains et les animaux. En fait, il est utilisé en diagnostic médical comme agent de contraste aux ultrasons et comme gaz tampon (pour boucher le flux de fluide) en ophtalmologie.
6) Que se passe-t-il si le gaz SF6 est inhalé ?
Rien de spécial. Le gaz lui-même n’est pas toxique et ne cause aucun dommage aux humains ou aux animaux. Cependant, le SF6 est beaucoup plus lourd que l’air et, par conséquent, il est capable de transporter l’oxygène dans les poumons et de provoquer l’asphyxie s’il est inhalé en quantités extrêmement élevées.
7) Le gaz SF6 est-il dangereux pour l’environnement ?
Ce gaz ne réduit pas la couche d’ozone et ne cause pas de pollution atmosphérique. Cependant, il est presque 24 000 fois plus efficace que le dioxyde de carbone (CO2) pour piéger la chaleur, faisant du SF6 un gaz à effet de serre très puissant. C’est pourquoi il est si important de toujours surveiller le niveau de gaz SF6 dans les armoires électriques.
8) Le gaz SF6 peut-il endommager l’équipement ?
Étant un gaz inerte, le SF6 pur n’endommage pas les métaux. Cependant, si le gaz a été contaminé par de l’eau, certains des sous-produits générés pendant les cycles d’extinction de l’arc électrique sont corrosifs.
9) Quelles sont les applications les plus courantes du gaz SF6 dans la production et la distribution d’électricité ?
Le gaz SF6 est normalement utilisé comme isolant électrique et thermique dans les équipements moyenne et haute tension. Il s’agit notamment
- Interrupteurs
- Peintures encapsulées
- SIG
- Transformateurs de puissance, de tension et de courant
- Lignes électriques isolées au gaz SF6
10) Dans quels autres secteurs le gaz SF6 est-il utilisé ?
En plus des applications sur les équipements électriques moyenne et haute tension, le gaz SF6 est couramment utilisé dans les instruments radiologiques, les accélérateurs de particules, les équipements de fabrication de semi-conducteurs et dans la fusion du magnésium et de l’aluminium. Il a également été utilisé comme isolant pour l’insonorisation des fenêtres et comme gaz traceur dans l’industrie minière.
11) Pourquoi le gaz SF6 est-il l’isolant préféré pour les interrupteurs et les SIG ?
Le gaz SF6 est extrêmement efficace pour amortir l’arc électrique généré lors de la commutation ou de l’ouverture des circuits électriques. Il a également une conductivité thermique très élevée, surtout à haute température, et dissipe donc beaucoup mieux la chaleur que l’air, l’azote, l’hélium ou d’autres gaz. De plus, l’équipement isolé au gaz SF6 a un bruit de fonctionnement plus faible, n’émet pas de gaz chauds et nécessite relativement peu d’entretien.
12) Quelle est la meilleure façon de vérifier l’intégrité des interrupteurs à isolation gazeuse SF6 ?
La surveillance en ligne continue de la densité de gaz SF6 dans la chambre de commutation fournit des informations précises et fiables sur les conditions de gaz et les fuites possibles. Les transmetteurs de gaz intégrés disponibles dans le commerce vous permettent de mesurer la pression, l’humidité et la température du gaz et d’utiliser ces paramètres pour calculer la densité du gaz.
13) Pourquoi l’humidité est-elle un problème pour les interrupteurs à isolation gazeuse SF6 ?
Dans un environnement sec, la molécule de gaz SF6 peut se briser rapidement pour capturer les électrons libres, puis se recombiner. Cependant, lorsque l’humidité entre dans un interrupteur, les molécules de soufre et de fluor capturent les molécules d’oxygène dans l’eau pour former des sous-produits pendant les périodes de formation à haute température. Le résultat est qu’il y a moins de gaz agissant comme isolant. Le deuxième problème concerne les sous-produits eux-mêmes, dont beaucoup sont toxiques et corrosifs. Ces sous-produits comprennent le tétrafluorure de thionyle (SOF4), le fluorure de thionyle (SOF2), le fluorure de sulfuryle (SO2F2), le dioxyde de soufre (SO2) et le décafluorure de dizulfur (S2F10).
14) Existe-t-il des règlements ou des normes pour le gaz SF6 et ses sous-produits ?
La CEI (Commission électrotechnique internationale) a mis en place plusieurs réglementations pour le gaz SF6, dont les suivantes :
- La norme CEI 603776 définit les techniques de détection et de qualité du gaz SF6 pour les équipements électriques et fournit des informations générales sur le gaz et ses effets environnementaux.
- CEI 62271 sur la manipulation du SF6 et de ses mélanges
- CEI 60480 sur les effets sur la santé humaine, la manipulation et l’élimination des sous-produits gazeux SF6
- CEI 60068 sur la détermination des fuites de gaz SF6