Che cos'è il gas dielettrico?
Il gas dielettrico è una forma di gas utilizzato nelle applicazioni industriali come isolante elettrico. Tipi comuni di gas utilizzati includono aria, azoto e esafluoruro di zolfo. Vari tipi di componenti elettrici come trasformatori e interruttori automatici richiedono la presenza di un gas dielettrico per prevenire danni a un circuito in caso di scarica elettrica. Nelle applicazioni di routine, l'aria è spesso il gas dielettrico preferito perché non richiede un sistema pressurizzato e sigillato ed è onnipresente.
Il tipo di gas dielettrico utilizzato dipende in gran parte dal livello di tensione del dispositivo e del circuito, nonché dalle proprietà fondamentali del gas, come la sua natura chimica inerte e proprietà termiche, come il punto di ebollizione e la capacità di trasferire calore. È necessario considerare anche il livello di tossicità e infiammabilità del gas dielettrico in determinate condizioni. Un corto circuito elettrico può causare la degradazione fisica di un componente come un trasformatore ad alta tensione al punto in cui il gas viene rilasciato nell'ambiente circostante. Per questo motivo, i gas di aria e azoto vengono spesso utilizzati in quanto sono in gran parte inerti e non reattivi.
L'esafluoruro di zolfo viene utilizzato come gas dielettrico in quadri ad alta tensione come interruttori di circuito industriali che collegano generatori a trasformatori di tensione intensificati. Viene anche utilizzato in aree di sistemi di energia elettrica ad alta tensione che richiedono isolatori di gas, come linee di trasmissione, trasformatori e sottostazioni. Circa l'80% di tutto l'esafluoruro di zolfo prodotto viene comunemente utilizzato nelle centrali elettriche e nelle sottostazioni di tutto il mondo grazie alle sue qualità isolanti superiori e alla capacità di sopprimere la trasmissione di onde radio e sonore da apparecchiature elettriche. Ha anche il livello più alto di tensione di rottura per qualsiasi gas isolante, che è il livello di tensione necessario per un gas dielettrico per iniziare a condurre corrente e non agire come un isolante.
Gli svantaggi dell'utilizzo dell'esafluoruro di zolfo come gas dielettrico sono tuttavia significativi e, per questo motivo, si sta tentando di combinarlo con gas più sicuri, come azoto, biossido di carbonio o composti perfluorocarburici. Si stima che l'esafluoruro di zolfo sia da 22.800 a 23.900 volte più di un fattore che contribuisce al riscaldamento globale quando viene rilasciato nell'atmosfera rispetto a una quantità equivalente di anidride carbonica. Resiste anche nell'atmosfera come gas serra stabile per molto più a lungo rispetto ad altri gas serra, durando da 800 a 3.200 anni prima che si degrada. Il composto presenta anche gravi rischi per la salute in caso di esposizione umana, come causare problemi respiratori, e spesso si combina con altri composti quando viene rilasciato nell'aria che può portare alla contaminazione da fluoro del corpo e a una varietà di disturbi.