Il presente lavoro si colloca all’interno del progetto MATEALT, WP GAS, milestone G1. Scopo dell’attività della milestone era la selezione di uno o più gas alternativi a SF 6 . SF 6 è un gas di sintesi, utilizzato nelle apparecchiature elettriche per la trasmissione e la distribuzione di energia, grazie alle sue eccellenti caratteristiche dielettriche (tenuta dielettrica pari a ∼4 volte quella dell’aria a pressione ambiente) ed alla sua ottima attitudine a scambiare calore ed a catturare elettroni che lo rendono particolarmente adatto all’interruzione dell’arco ed al ripristino delle sue proprietà di isolante in tempi brevi (∼ 100 volte meno dell’aria). Trova perciò larga applicazione in stazioni blindate, interruttori ed apparecchiature di manovra e controllo AT ed MT. Circa l’80% della sua produzione mondiale è assorbita dall’industria elettrica. I principali vantaggi nell’uso di SF 6 sono realizzazioni più compatte, ridotti rischi d’incendio, numero di operazioni più elevato con manutenzione ridotta e prospettive di vita media dei componenti più elevate. Di contro presenta alcuni aspetti negativi come l’alto assorbimento nell’infrarosso che lo rende il più potente gas serra, con un indice di Global Warming Potential GWP pari a 23900, su un orizzonte di 100, ed una vita media in atmosfera stimata di circa 3200 e prodotti di decomposizione, a seguito dell’arco o di scariche, che in presenza di umidità formano composti tossici e corrosivi, che richiedono la bonifica delle apparecchiature a fine vita. In merito ai rischi connessi con l’effetto serra ed in ottemperanza al Protocollo di Kyoto del dicembre 1997 per ridurre le emissioni dei gas responsabili dei cambiamenti climatici, è attualmente in corso un dibattito presso il Parlamento Europeo sul progetto di legge presentato dal Comitato Ambiente, in merito al Regolamento di alcuni gas fluorurati ad effetto serra. A questa proposta sono stati apportati circa 300 emendamenti di cui alcuni riguardavano il divieto dell’uso di SF 6 in tutti gli interruttori al di sotto dei 30 kV. La proposta è quella di non applicare per ora il regolamento all’uso di SF 6 nelle apparecchiature AT, previo il suo recupero a fine vita dalle apparecchiature, ma esistono in essa clausole che potrebbero permettere in futuro la messa al bando di SF 6 qualora si presentassero alternative più ecocompatibili. Risulta perciò necessaria la ricerca di un’alternativa a questo gas, affiancando ai requisiti tecnici anche criteri di scelta ambientali e nel rispetto della salute e della sicurezza per l’uomo. I requisiti presi in considerazione allo scopo di individuare un gas alternativo a SF 6 sono stati: • non tossicità del gas e/o dei prodotti di decomposizione a seguito di scariche parziali o del fenomeno d’arco • impatti ambientali ridotti di “global warming potential (GWP)” e nulli di “ozone depletion potential (ODP)

• temperatura di ebollizione T boil inferiore alla temperatura minima di esercizio T min dell’apparecchiatura ad una pressione p • non infiammabilità e temperatura di decomposizione T dec del gas più elevata di quella massima di punto caldo che può verificarsi durante l’esercizio dell’apparecchiatura • rigidità dielettrica del gas non inferiore a 85% di quella di SF 6 • criteri specifici per un mezzo di interruzione quali all’arco, buone proprietà di immagazzinare e trasferire calore, bassa velocità del suono. L’indagine ha messo in evidenza come: • non esista attualmente sul mercato un composto gassoso adatto ad entrambe le applicazioni, senza comportare grosse modifiche al progetto delle apparecchiature esistenti; • per le sole applicazioni di isolamento dielettrico i composti che offrono prestazioni simili a quelle di SF 6 sono gas contenenti il fluoro, quali PFC ed HFC. Questi composti, anche se ambientalmente meno impattanti di SF 6 , hanno problemi analoghi a SF 6 quando si esaminano i prodotti di decomposizione e la loro tossicità. Fra questi gas le possibili alternative sono risultate C 3 F 8 , C 2 HF 5 e CH 2 FCF 3. I primi due composti sono stati oggetto di sperimentazione e studi nel corso del Progetto Europeo NNE-1999-20132 “Alternative SF 6 ” di cui CESI è stato partecipe e i cui risultati non sono ancora stati pubblicati. Onde evitare di ripercorrere un cammino già fatto, con spreco di mezzi e risorse, la scelta è stata rivolta a CH 2 FCF 3 , nel caso in cui il suo valore di rigidità dielettrica misurata confermasse quello riportato nell’elenco dei gas fluorurati che SOLVAY ci ha messo a disposizione. Questo gas potrebbe essere usato anche in miscele con N 2 o i gas nobili; • per quanto riguarda l’alternativa a SF 6 negli interruttori, la CO 2 è risultata sicuramente quella più valida, nonostante le non brillanti prestazioni come dielettrico Questo significa l’uso di pressioni più elevate per compensare le proprietà di isolamento inferiori e l’apporto di modifiche alle apparecchiature di interruzione; si pensa di procedere inizialmente a studi limitati alla media tensione. Sulla base dei risultati delle prove dielettriche con CO 2 pura o in miscela con N 2 , O 2 ed i gas nobili se ne sperimenterà anche l’uso nelle applicazioni di isolamento.