Welcher Sauerstoffgehalt ist im SF6-Gas für Leistungsschalter oder GIS zulässig?

Welcher Sauerstoffgehalt ist im SF6-Gas für Leistungsschalter oder GIS zulässig?

Der zulässige Sauerstoffgehalt (O₂) im SF6-Gas für den Einsatz in Leistungsschaltern oder gasisolierten Schaltanlagen (GIS) wird durch internationale Normen streng geregelt, um die dielektrische Leistungsfähigkeit, die Langlebigkeit der Geräte und die Sicherheit des Personals zu gewährleisten.

✅ Gemäß IEC 60480 (2019):

„Spezifikationen für Wiederverwendung von SF6-Gas und alternative Gase“

• Die maximal zulässige Konzentration von Luft (einschließlich Stickstoff und Sauerstoff) in SF6 beträgt ≤ 0,2 Vol.-% (d. h. ≤ 2.000 ppm Gesamtluft).
• Da die Umgebungsluft etwa 21 % Sauerstoff enthält, entspricht dies einem praktischen Sauerstoffgrenzwert von etwa ≤ 420 ppm (0,042 %) im SF6-Gas.

🔍 Hinweis: Einige Originalgerätehersteller (OEMs) – wie Siemens, Hitachi Energy und GE – legen strengere interne Grenzwerte fest und fordern häufig einen O₂-Wert von < 200–300 ppm für Neuinstallationen oder nach Wartungsarbeiten.

Warum Sauerstoff in SF6-Systemen wichtig ist

Schon geringe Mengen Sauerstoff können:

• Verringerung der Durchschlagsfestigkeit von SF6, wodurch das Risiko eines internen Überschlags steigt
• Reagieren mit Lichtbogennebenprodukten (z. B. SF₄) unter Bildung toxischer und korrosiver Verbindungen wie SOF₂, SO₂F₂ und HF (insbesondere bei Vorhandensein von Feuchtigkeit).
• Weisen Sie auf Lufteintritt aufgrund von Dichtungsfehlern, unsachgemäßer Handhabung oder Leckagen hin – ein Hinweis auf die Notwendigkeit einer Inspektion.

Wie man Sauerstoff genau misst

⚠️ Wichtiger Hinweis: Standardmäßige SF6-Reinheitsanalysatoren, die NDIR-Technologie (nichtdispersive Infrarotspektroskopie) verwenden, können Sauerstoff nicht nachweisen, da O₂ IR-inaktiv ist.

Um O₂ zuverlässig zu messen, benötigen Sie ein SF6-Gasanalysator Ausgestattet mit einem elektrochemischen (galvanischen) Sauerstoffsensor oder einem paramagnetischen Sensor. Diese liefern direkte, quantitative O₂-Messwerte – keine Schätzungen basierend auf „100 % SF6-Reinheit“.

Empfehlung für bewährte Verfahren

• Stets SF6-Gas vor dem Befüllen prüfen jeder Leistungsschalter oder GIS-Abteil
• Verwenden Sie einen IEC 62271-4-konformen Analysator mit dedizierter O₂-Messung.
• Dokumentation der Ergebnisse hinsichtlich der Einhaltung von Versorgungsnormen (z. B. EGAT, SEC, NERC) und OEM-Garantien

📌 Fazit: Während ≤ 420 ppm O₂ der allgemeine IEC-basierte Grenzwert ist, sollte in kritischen Anwendungen ein Wert von < 200 ppm angestrebt werden, um maximale Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Durch die Einhaltung dieser Grenzwerte und den Einsatz geeigneter Analysemethoden schützen die Bediener sowohl die Integrität der Anlagen als auch die menschliche Gesundheit.