Como testar o gás SF6

É importante testar o gás SF6 dentro do GIE (Equipamento Isolado a Gás) porque garante a segurança do operador e protege o equipamento contra danos. Quando uma amostra de gás SF6 é retirada de um equipamento, ela é comparada com as especificações do fabricante para verificar se o gás e o equipamento estão em uma faixa aceitável de integridade. Se você não tiver certeza se o equipamento contém ou não algum contaminante, é mais seguro presumir que sim. Quaisquer eventos de arco voltaico (gerando calor > 380°F) criarão subprodutos, portanto, todos os operadores que trabalham no GIE que foi previamente instalado devem seguir todas as precauções de segurança recomendadas.

Métodos de teste de gás SF6

Existem três métodos comumente usados para testar o gás; testes no local usando um analisador de campo, análise de laboratório e monitoramento on-line. Especificações do fabricante, requisitos governamentais/organizacionaise outros fatores determinarão qual método será usado. Cada método tem vários graus de precisão, eficiência e custos que tornam importante a escolha do método certo. Para os fins deste artigo, nos concentraremos no uso de um analisador de nível de campo.

Evitando Contaminantes

Antes de nos aprofundarmos em como realizar testes, é importante dar um rápido passo atrás e ver como lidar adequadamente com o SF6 que está sendo analisado. Lembre-se de que os resultados da análise são tão bons quanto a amostra que você fornece ao dispositivo de medição. Como quase tudo com que trabalhamos contém água, grande parte do foco será em evitar esse contaminante.

Usar os materiais corretos é vital para obter uma amostra de umidade precisa. De modo geral, os materiais normalmente usados para lidar com SF6 não têm impacto na pureza ou na amostragem de subprodutos do arco. Embora não haja problema em manusear SF6 com peças que contenham borracha, como mangueiras, ele é uma importante fonte de contaminação por umidade para os pequenos volumes de SF6 usados para análise e DEVE ser evitado. As mangueiras de amostragem são normalmente feitas de material do tipo Teflon com conexões de aço inoxidável. Também é importante que os reguladores utilizados contenham diafragmas de aço inoxidável, Hastelloy ou latão. Alguns erros comuns de manuseio também podem ter um impacto negativo. Isso inclui:

• Manuseio incorreto de equipamentos de amostragem, mangueiras e acessórios. O suor dos dedos de alguém que atinge a superfície de uma conexão pode causar um grande aumento na umidade.
• Vazamento em uma mangueira ou conexão também pode introduzir umidade na amostra. Em certos dispositivos, também pode levar a uma redução na pureza do gás.
• Testar quando as temperaturas ambientes estão muito baixas pode levar a leituras falsas de seco.

Antes de começar, seu dispositivo está funcionando corretamente?

Seja revisando folhetos de novos dispositivos ou tentando verificar se as unidades existentes estão funcionando adequadamente, é muito importante compreender as especificações de cada tipo de sensor usado por um analisador. As tolerâncias para cada tipo transmitem o que é esperado ao medir em relação a um valor conhecido. Nossos “valores conhecidos” são gases certificados que são usados para verificar o funcionamento adequado de equipamentos de teste de qualquer tipo. Deve-se notar que esses gases também apresentam tolerância. Na maioria dos certificados você verá “Resultado(s) analítico(s)” e + 2% a 10% do resultado mostrado. Consulte a folha de amostra abaixo:

Vejamos alguns exemplos de algumas tolerâncias anunciadas do sensor e o que a leitura resultante no dispositivo deve fornecer se for medido em relação a um gás de calibração:

Porcentagem de volume de gás (%)

Tolerância anunciada do sensor: + 0.5%

• Teste de exemplo: Cilindro de gás de calibração certificado em SF₆ Porcentagem de volume de 98,00 %. As leituras no dispositivo devem estar entre 97,5% e 98,5%. Se as leituras estiverem fora dessa faixa, seu sensor precisará de manutenção.
  

Produtos de decomposição (SO2, HF, CF4, H2S, CO, etc.) (ppmV)

Tolerância anunciada do sensor: + Leitura em escala real 2%, faixa de 0 a 500 ppmV

• Teste de exemplo: Cilindro de gás de calibração certificado para 200 ppmv SO2. Em 2% (de 500), a tolerância do seu sensor é de ±10 ppmV. Portanto, se você testar o sensor contra esse gás de calibração e ele não ler entre 190-210 ppmV, o sensor estará fora da tolerância.

H2O (Ponto de orvalho °C)

Tolerância anunciada do sensor: + 2°C com faixa de -60ºC a ±20ºC

• Teste de exemplo: Cilindro de gás de calibração certificado a -36ºC. Seu analisador precisa ler entre -34ºC e -38ºC. Se a leitura não estiver dentro desses limites, o sensor está fora da tolerância.
  
  
  *Observação que muitos analisadores usam ppmV em vez de ponto de orvalho. Essas duas unidades compartilham uma relação não linear e você pode usar o gráfico abaixo para converter entre as duas:

Testes no GIE

Depois de confirmar que seu analisador está funcionando corretamente, é hora de conectá-lo ao compartimento de gás do GIE e fazer um teste. Aqui está um trecho gratuito do nosso treinamento on-line que demonstra como operar corretamente um analisador de SF6:

Testando um cilindro de gás SF6

Embora os métodos para testar SF₆ cilindros e disjuntores são iguais, o comportamento da umidade em cada um é drasticamente diferente. Num disjuntor, o gás está sempre na forma de vapor, portanto as leituras tendem a ser bastante estáveis e repetíveis. Num cilindro, entretanto, o oposto é verdadeiro. Os cilindros geralmente contêm líquido e vapor. A porção de vapor no topo do gás liquefeito é chamada de cabeça ou espaço de vapor.

A umidade tende a ficar no espaço livre dentro das garrafas. Esta é a principal razão pela qual existem dois padrões diferentes para SF6 em cilindros, um para líquido (ASTM) e outro para fases de vapor (CIGRE). Os dispositivos de nível de campo não podem testar a partir da fase líquida, portanto devem ser usados padrões aplicáveis ao headspace.

Ao testar o espaço de vapor, o primeiro teste normalmente será o mais úmido. Cada teste realizado em sequência será mais seco a cada teste. Isso acontece por dois motivos: 1) SF seco₆ está vaporizando e diluindo os níveis de umidade. 2) ocorre uma tremenda perda de energia quando SF₆ vaporiza causando uma queda de temperatura que faz com que a umidade se condense e congele.

Dicas Gerais

Analisadores de Gás com Sistemas Pump Back:

• O recurso de retorno da bomba só funciona até um máximo de 145 psig
• Não pode bombear de volta para cilindros com SF6 liquefeito dentro
• Os reguladores permitem o fluxo de gás apenas em uma direção. Não é possível bombear de volta através de um regulador.
• Antes de bombear o gás de amostra de volta para um disjuntor, certifique-se de que nenhum teste adicional seja necessário naquele dia. Testar novamente o SF6 após o retorno da bomba resultará em uma leitura incorreta de umidade, normalmente um aumento acentuado. É introduzida apenas uma pequena quantidade de umidade, mas leva tempo para o gás se homogeneizar novamente. Espere pelo menos 24 horas.
• Os analisadores com recurso de bombeamento retêm de 2 a 3 amostras. Se forem necessários testes adicionais no mesmo volume de gás, tenha disponível uma bolsa de recuperação de gás para esvaziar o dispositivo antes de bombear de volta.

Outras notas gerais:

• Não use Loctite/vedante de rosca líquido em quaisquer conexões usadas para amostragem de SF6. A liberação de gases químicos pode danificar o equipamento de teste.
• É normal que os valores de umidade diminuam nos cilindros ao realizar vários testes consecutivos. Isso é causado pelo resfriamento do gás durante a vaporização e pela entrada de gás muito seco no espaço de vapor.
• Sempre certifique-se de que seu dispositivo esteja carregado antes de sair para um local de trabalho.
  
  
  Confuso? Precisa de equipamento, treinamento ou aconselhamento? Contacte-nos em vendas@gasquip.com então podemos ajudar!