El análisis de gas SF6 mide en sitio la calidad del gas de un compartimiento: humedad, porcentaje de SF6 y productos de descomposición, y se acompaña de la búsqueda de fugas. Cada medición ve un problema distinto: humedad que puede condensar, aire que reduce la rigidez dieléctrica o arcos que no deberían existir. IEC 62271-4 trata el manejo y la verificación del gas e IEC 60480 los criterios para reutilizarlo.
Qué es el análisis de gas SF6
El hexafluoruro de azufre (SF6) aísla y extingue el arco en interruptores de alta y extra alta tensión, en subestaciones GIS y en parte de la aparamenta de media tensión. Sus propiedades dependen de que el gas esté limpio y seco. El análisis de gas mide en sitio, con analizadores portátiles, la calidad del gas de cada compartimiento; cuando hace falta más detalle, se toma una muestra para laboratorio.
No es lo mismo que la supervisión de densidad. El densímetro dice si hay suficiente gas; el análisis dice si ese gas está en condiciones. Las dos cosas se revisan en las pruebas de interruptores de potencia y en la puesta en servicio de una GIS.
Qué mide y qué defecto detecta
| Medición | Qué indica | Qué defecto detecta |
|---|---|---|
| Humedad (punto de rocío o ppmv) | Agua en el gas | Secado insuficiente al llenar, adsorbente saturado, ingreso de humedad por sellos |
| Porcentaje de SF6 (pureza) | Cuánto del gas es SF6 | Aire u otros gases por un llenado o un vacío mal hecho |
| Productos de descomposición (SO2 y otros) | Gas descompuesto por arco o descargas | Desgaste por maniobras en interruptores; descargas o arcos internos en compartimientos de aislamiento |
| Fugas (detector o cámara de imagen de gas) | Pérdida de gas al ambiente | Sellos, bridas, válvulas o densímetros con fuga |
Por qué importa cada una:
- Humedad: a baja temperatura el agua puede condensar sobre los aisladores y provocar una descarga superficial. Además, con los productos de descomposición forma compuestos ácidos y corrosivos.
- Pureza: el aire mezclado con el SF6 reduce la rigidez dieléctrica y la capacidad de interrupción.
- Productos de descomposición: IEC 60480 distingue los subproductos que aparecen en equipos que solo aíslan, en equipos de maniobra y por arcos internos. Esa distinción es la clave de la interpretación: el mismo valor significa cosas distintas según el compartimiento.
- Fugas: el SF6 es un gas de efecto invernadero muy potente. Una fuga es un problema técnico y ambiental, y su manejo está regulado en varios países.
A qué equipos y niveles aplica
| Nivel | Equipos | Fábrica | Puesta en servicio | Mantenimiento |
|---|---|---|---|---|
| BT | No aplica: no se usa SF6 | No | No | No |
| MT | Interruptores de SF6, celdas y RMU aisladas en gas | Hermeticidad y llenado | Medición del fluido después del llenado en sitio | Solo si el equipo tiene válvula de acceso |
| AT | Interruptores de tanque vivo y muerto, GIS, transformadores de medida en SF6 | Hermeticidad y llenado | Sí, en cada compartimiento llenado en sitio | Sí, por tendencia y después de fallas |
| EAT | Interruptores de varias cámaras, GIS, líneas aisladas en gas | Hermeticidad y llenado | Sí | Sí |
En media tensión muchas celdas y RMU son «sistemas de presión sellados» en el sentido de IEC 62271-1: no requieren reposición de gas durante su vida útil esperada y muchas no tienen válvula de muestreo y la verificación se limita al indicador de presión. En esos equipos el análisis no aplica salvo que el fabricante lo prevea.
Dónde no aplica: en interruptores de vacío aislados en aire, en equipos de aceite y en equipos con gases alternativos, que necesitan analizadores y criterios propios. Para las botellas de vacío, la prueba equivalente es la de integridad del vacío.
Norma y criterios
- IEC 60376:2018 especifica el SF6 nuevo, de grado técnico, para equipos eléctricos.
- IEC 60480 da los criterios para reutilizar el SF6 y sus mezclas con nitrógeno o CF4 después de recuperarlos, con tablas de contaminantes máximos. Remite a IEC 62271-4 los procedimientos de recuperación y a IEC 60068-2-17 los métodos para determinar fugas.
- IEC 62271-4 trata el manejo de los gases de aislamiento y maniobra en instalación, puesta en servicio, servicio normal, reparación y fin de vida, incluida la verificación de la calidad del gas en sitio con equipos portátiles o por muestreo para laboratorio. Cubre el SF6, sus mezclas, el aire comprimido y otros gases alternativos.
- IEC 62271-200 (aparamenta de 1 kV a 52 kV) incluye la medición del estado del fluido después del llenado en sitio, e IEC 62271-203 (GIS de más de 52 kV) trata los ensayos después de la instalación en sitio.
Los límites para un equipo en servicio los da el fabricante y pueden ser distintos para la cámara del interruptor y para un compartimiento de aislamiento. Los límites de IEC 60480 son para reutilizar el gas, no un criterio de aceptación del equipo en servicio. En mantenimiento pesa la tendencia: una humedad que sube año tras año o la aparición de productos de descomposición donde antes no había.
Qué puede falsear el resultado
- Mangueras y acoples húmedos o sin purgar, que agregan humedad a la muestra.
- Presión de referencia del punto de rocío distinta de la del límite.
- Temperatura del equipo: el agua adsorbida en los materiales sólidos pasa al gas o vuelve a ellos según la temperatura. Registre la temperatura y compare en condiciones parecidas.
- Medir justo después de llenar: la humedad necesita tiempo para estabilizarse. Respete el tiempo que indique el fabricante.
- Analizador configurado para otro gas o con sensores vencidos de calibración.
- Liberar gas al ambiente durante la medición: además del impacto ambiental, puede bajar la densidad por debajo de la alarma. Use analizadores que devuelvan o recojan el gas medido.
Qué hacer si sale mal
- Humedad alta: se procesa el gas con un equipo de recuperación que lo filtre y lo seque, se cambia el adsorbente si el fabricante lo prevé y se repite la medición después del tiempo de estabilización.
- Pureza baja: se recupera y se regenera el gas o se reemplaza, y se busca la causa del aire.
- Productos de descomposición en un compartimiento de aislamiento: se investiga una falla interna con descargas parciales y, si hace falta, inspección. El gas con muchos subproductos se maneja con las medidas de seguridad de IEC 62271-4.
- Fuga: se localiza, se repara con el fabricante, se completa el gas y se registran las cantidades.
Análisis de gas SF6 con Tiza Group
Nuestro equipo verifica la calidad del gas, la densidad y la hermeticidad en interruptores, GIS y celdas de media, alta y extra alta tensión, en subestaciones e industria, junto con la resistencia de contactos y las demás pruebas del interruptor de potencia. Revise las demás pruebas en la guía de pruebas a equipos primarios, conozca nuestro servicio de pruebas de interruptores de potencia o escríbanos.
Referencias
- IEC 60376:2018, Specification of technical grade sulphur hexafluoride (SF6) and complementary gases to be used in its mixtures for use in electrical equipment.
- IEC 60480:2019, Specifications for the re-use of sulphur hexafluoride (SF6) and its mixtures in electrical equipment.
- IEC 62271-4:2022, High-voltage switchgear and controlgear – Part 4: Handling procedures for gases for insulation and/or switching.
- IEC 62271-203:2022, High-voltage switchgear and controlgear – Part 203: AC gas-insulated metal-enclosed switchgear for rated voltages above 52 kV.
- IEC 62271-200:2021, High-voltage switchgear and controlgear – Part 200: AC metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV.
- IEC 62271-1:2017, High-voltage switchgear and controlgear – Part 1: Common specifications for alternating current switchgear and controlgear.
- IEC 60068-2-17, Basic environmental testing procedures – Part 2-17: Tests – Test Q: Sealing.
Preguntas frecuentes
¿Qué indica el SO2 en un compartimiento de SF6?
Que hubo arco o descargas que descompusieron el gas. En la cámara de un interruptor es esperable cierta cantidad por las maniobras; en un compartimiento solo de aislamiento, como una barra o un seccionador de GIS, es una señal de falla interna que hay que investigar.
¿Por qué el punto de rocío del SF6 se debe expresar a una presión determinada?
Porque el mismo contenido de humedad da un punto de rocío distinto según la presión a la que se refiere. Comparar un valor a presión atmosférica con un límite a presión de servicio lleva a conclusiones equivocadas.
¿Sirve un analizador de SF6 para equipos con gases alternativos?
No necesariamente. Las mezclas con otros gases y el aire técnico tienen sus propios parámetros y criterios, y IEC 62271-4 trata cada gas por separado. El analizador debe ser adecuado para el gas del equipo.