L’isolamento in gas è di notevole diffusione sia nella rete elettrica italiana che in quella mondiale . Il gas di gran lunga più utilizzato, sia per le ottime caratteristiche dielettriche che di interruzione dell’arco, è SF 6 . Di contro questo gas, sebbene da nuovo risulti pressoché innocuo (semplice asfissiante, incolore ed inodore [1]), presenta problematiche relativamente alla tossicità e corrosività dei suoi prodotti di decomposizione qualora subisca una trasformazione a causa dell’energia rilasciata da un arco elettrico di potenza. Dal punto di vista dell’impatto ambientale, la sua caratteristica di alto assorbimento nello spettro dell’infrarosso lo pone come il più potente gas serra. Tutte queste caratteristiche unite al fatto che le apparecchiature richiedono un’attività di bonifica non semplice e piuttosto dispendiosa dal punto di vista economico, giustificano il fatto che si stia cercando un’alternativa a questo gas [1]. La selezione tra i possibili candidati [1] ha portato a concentrare l’attività sullo studio di CO 2 e di alcune sue miscele (CO 2 /Xe e CO 2 /O 2 [2]). Nelle prove volte a definire le caratteristiche dielettriche [3] e di interruzione d’arco [4] è stato verificato che le caratteristiche migliori sono da attribuire a CO 2 /O 2 . Tra i risultati ottenuti nell’attività di prove di interruzione su interruttori commerciali in gas di Media Tensione con l’utilizzo di CO 2 /O 2 in sostituzione di SF 6 [3] è sicuramente da annoverare il fatto che si sia riusciti a riprodurre le caratteristiche di un modello di interruttore MT da 24 kV e 12.5 kA in SF 6 utilizzando in sostituzione di questo gas la miscela CO 2 /O 2 . Questo risultato è molto interessante e introduce la necessità di studiare in modo approfondito le caratteristiche dell’arco elettrico che si crea in atmosfera di CO 2 addizionata con O 2 . Il presente lavoro si colloca all’interno del progetto MATEALT, WP GAS “Studio dei gas alternativi a SF 6 ” e sintetizza l’attività 2005 svolta nella milestone G5 “Sperimentazione del gas come mezzo di interruzione”. L’attività descritta in questo rapporto ha quindi lo scopo di avviare lo studio dell’arco elettrico di potenza generato in atmosfera di CO 2 /O 2 per mezzo della tecnica spettroscopica con l’ausilio di riprese visive ad alta velocità. Come risultato si vuole ottenere: – una valutazione delle specie che si formano nel plasma anche dal punto di vista della loro evoluzione nel tempo; – la definizione di una metodologia per la misura delle temperature in gioco durante la permanenza del fenomeno d’arco;

– una stima dell’evoluzione spaziale dell’arco elettrico durante la fase di interruzione. Per lo studio del plasma ci si è avvalsi dell’utilizzo di strumentazione dedicata, con caratteristiche di elevata velocità di acquisizione dei dati, quali un sistema ultra veloce per la rivelazione di spettri di luce d’arco (“STREAK CAMERA”) ed una telecamera ad alta velocità. L’uso della tecnica spettroscopica, unitamente a quella di rilevazione veloce di immagini, ha permesso di ottenere i seguenti risultati: • lo studio dell’influenza sull’evoluzione dell’arco da parte di diversi parametri ha portato a definire che • le caratteristiche geometriche dell’ugello modificano l’evoluzione dell’arco spazialmente e dal punto di vista spettroscopico (specie caratteristiche); • in funzione della porzione d’arco osservata si ottengono diverse caratteristiche spettroscopiche della luce misurata dalla STREAK CAMERA; • diverse energie d’arco comportano diversi risultati dell’analisi spettroscopica in quanto si ottiene una differente temperatura d’arco; • le specie evidenziate dall’analisi spettroscopica sono relative sia ad elementi del gas che ad elementi costituenti gli elettrodi; • si è individuato un possibile metodo per la determinazione della temperatura dell’arco basato sul rapporto di due righe di C; • gli elettrodi e l’ugello appaiono in buono stato nonostante il numero elevato di prove; • l’analisi delle polveri (presenti in quantità modesta) indica principalmente presenza di W e Cu (costituenti gli elettrodi), O (ossidazione) e F (derivante dall’ugello). Si è quindi anche dimostrato che l’apparato sperimentale progettato e messo a punto risulta idoneo allo studio delle caratteristiche dell’arco elettrico in CO 2 + O 2 . Questi risultati hanno un forte impatto non solo come base per lo studio del fenomeno arco elettrico: una futura attività di progettazione di interruttori in CO 2 + O 2 troverebbe utili informazioni da questo tipo di ricerca non solo per l’evoluzione spaziale dell’arco ma anche per quanto concerne i materiali da utilizzare. La continuazione di quest’attività può porsi come primo obiettivo lo studio approfondito del profilo di temperatura dell’arco sia temporalmente che geometricamente, con l’accortezza di eseguire la verifica preliminare del livello di sensibilità del metodo di misura di temperatura ottenuto dagli studi fin qui svolti.