Waarom SF₆-lekkage in transformatorstations detecteren cruciaal is

Achter de deur van een transformatorhuis is een schakelinstallatie te vinden. Deze is vaak gasgeïsoleerd met hexafluoride, ook bekend onder de chemische formule SF₆. Dit gas biedt optimale elektrisch isolatie tijdens het schakelen en dooft de vlamboog. Hexafluoride maakt compacte en betrouwbare installaties mogelijk, maar heeft ook lastige eigenschappen: een lekkage zie, ruik of hoor je meestal niet, terwijl het gas ook gevaarlijke en milieubelastende eigenschappen heeft.

Wat is SF₆ gas?

SF₆ gas staat voor zwavelhexafluoride. Het is een anorganisch, kleurloos, reukloos, niet-brandbaar en synthetisch gas dat bestaat uit één zwavelatoom en zes fluoratomen. Vanwege de unieke chemische structuur beschikt SF6 over uitstekende dielektrische en boogdovende eigenschappen. In de elektrotechniek en energievoorziening wordt SF₆-gas toegepast als isolatiegas in:

• Hoogspanningsschakelinstallaties (GIS)
• Transformatorstations en trafohuisjes
• Vermogenschakelaars en middenspanningsinstallaties
• Deeltjesversnellers en medische apparatuur

Waarom is SF₆ gas zo gevaarlijk?

Hoewel SF₆ gas van zichzelf niet giftig of brandbaar is, wordt het in de technische sector ook wel een sluipmoordenaar genoemd. Het gevaar bij lekkages in transformatorstations schuilt in twee specifieke factoren:

1. Acuut verstikkingsgevaar voor medewerkers: SF₆ is ongeveer 5 keer zwaarder dan lucht. Zodra een schakelinstallatie gaat lekken, verzamelt het onzichtbare gas zich onderin de ruimte, in kabelkelders en in inspectieputten. Omdat het gas reukloos en kleurloos is, merken medewerkers de aanwezigheid niet op. SF6 verdringt de aanwezige zuurstof (O2), waardoor er binnen korte tijd een levensbedreigende situatie met verstikkingsgevaar ontstaat zonder dat er waarschuwingssignalen vanuit het eigen lichaam zijn.
2. Zwaarst bekende broeikasgas ter wereld: naast het veiligheidsrisico vormt SF₆ gas een enorm milieurisico. De uitstoot van 1 kg SF₆ heeft hetzelfde broeikaseffect als de uitstoot van 23.500 kg CO2.
3. Atmosferische levensduur: zodra SF₆ in de atmosfeer terechtkomt, blijft het daar naar schatting 1.000 tot 3.200 jaar aanwezig. Mede door de aangescherpte Europese F-gassenverordening geldt er voor netbeheerders en exploitanten een strenge zorgplicht en monitoringsverplichting op de lekkage van dit gas.

De uitdaging bij SF₆ lekkagedetectie in transformatorstations

SF₆ is kleurloos, reukloos en niet brandbaar. Het gas is ruim vijf keer zwaarder dan lucht. Bij een lekkage kan het zich daarom ophopen in laaggelegen of slecht geventileerde delen van een trafohuis. Hoewel schoon SF₆ relatief weinig toxisch is, kan het bij hoge concentraties zuurstof verdringen. Zeer gevaarlijk voor personen die in een transformatorstation werkzaamheden verrichten. Na een interne elektrische vlamboog kunnen daarnaast door ontleding schadelijke fluorverbindingen ontstaan.

Zeer sterk broeikasgas; emissies beperken

Een lekkage heeft ook gevolgen voor de installatie en het milieu. De gasdruk in de schakelinstallatie kan afnemen, waardoor tijdig onderzoek en onderhoud noodzakelijk worden. Daarnaast is SF₆ een zeer sterk broeikasgas wat nauwelijks afbreekt en dus langdurig in de atmosfeer aanwezig blijft. Regelgeving stuurt daarom nadrukkelijk op het voorkomen en beperken van deze emissies.

SF₆ gas continu bewaken door infrarooddetectie

Het is dus zaak voor de beheerder van transformatoren dat, wanneer hexafluoride vrijkomt, direct maatregelen worden ondernomen. Om dat gas optimaal te bewaken, bieden we vaste gasdetectie van Oldham: de OLCT 100 XPIR gasdetector. Deze betrouwbare detector gebruikt infraroodtechnologie om SF₆ continu in de omgevingslucht te meten. De uitvoering voor SF₆ heeft een meetbereik van 0 tot 2.000 ppm. Het meetsignaal wordt via een 4–20mA-verbinding doorgestuurd naar bijvoorbeeld een gasdetectiecentrale, PLC of gebouwbeheersysteem (GBS).

Waarschuwing bij ingestelde alarmgrens

Zodra een ingestelde alarmgrens wordt overschreden, kunnen medewerkers worden gewaarschuwd en passende maatregelen worden gestart. Denk aan ventileren, de toegang beperken en een serviceteam inschakelen. De juiste detectorpositie en alarmgrenzen worden bepaald aan de hand van de ruimte, ventilatie en mogelijke lekpunten. Omdat SF₆ zwaarder is dan lucht, verdienen vooral lage punten extra aandacht.

Ingrijpen voordat een klein SF₆ lek een calamiteit wordt

Zo wordt een onzichtbare lekkage een meetbaar signaal. Dat helpt medewerkers en schakelinrichtingen te beschermen, emissies te beperken en in te grijpen voordat een klein lek een calamiteit wordt.