Devido ao efeito estufa, o uso dehexafluoreto de enxofre (SF6)O SF6 está sujeito a restrições significativas. Possui um potencial de aquecimento global (GWP) 23.900 vezes maior que o do CO2 e uma vida útil na atmosfera de 3.400 anos. A concentração atmosférica de SF6 tem aumentado a uma taxa anual de 8,7%, representando agora mais de 15% das emissões totais de gases de efeito estufa. Os equipamentos elétricos são a principal fonte de emissões de SF6, respondendo por aproximadamente 70% do total. O Protocolo de Kyoto de 1997 exige uma restrição substancial do uso de SF6 até 2020. A toxicidade de outros produtos de decomposição também tornou a busca por alternativas ao SF6 para uso em equipamentos isolados a gás uma necessidade urgente para o desenvolvimento da rede elétrica. Fabricantes e usuários estão cada vez mais interessados em alternativas ao SF6.
Atualmente, três tipos principais de gases alternativos estão em fase de pesquisa: gases convencionais (ar, N2 e CO2), misturas de SF6 e gases altamente eletronegativos e suas misturas. Além das propriedades físicas e químicas desses três tipos de gases, experimentos e estudos teóricos têm sido conduzidos sobre suas propriedades elétricas. Embora os gases convencionais ofereçam propriedades estáveis e rigidez dielétrica inferior a 40% da do SF6, eles podem substituir o SF6 como meio isolante em alguns equipamentos de média e baixa tensão. Misturas de hexafluoreto de enxofre (SF6) geralmente atendem aos requisitos de isolamento desses equipamentos e, com sua menor temperatura de liquefação, são adequadas para uso em regiões frias e de alta altitude. No entanto, isso não elimina completamente o uso de SF6 e não resolve fundamentalmente o problema do efeito estufa. Gases eletronegativos geralmente têm temperaturas de liquefação mais altas, o que exige o uso de gases de tamponamento mistos.
Nos últimos anos, pesquisas aprofundadas têm sido conduzidas sobre as propriedades de isolamento, características de diferenciação de descarga e superaquecimento, segurança do produto e mecanismos de ação de fatores-chave, como traços de água e oxigênio, em novos gases isolantes, como C4F7N, C5F10O e C6F12O. Soluções gasosas alternativas adequadas para diversos cenários de aplicação foram propostas, e pesquisas têm sido realizadas sobre a sinergia e a compatibilidade desses novos gases isolantes com materiais sólidos.
O uso exclusivo de gases alternativos existentes apresenta limitações. Aplicações futuras de gases isolantes podem utilizar misturas multicomponentes e materiais combinados de gás e sólidos. Embora alguns progressos e aplicações de engenharia tenham sido alcançados nas propriedades isolantes de gases alternativos, não houve avanços significativos no desempenho de extinção de arcos elétricos.
Data da publicação: 04/08/2025