a
ttualità
e
lettrotecnica - luglio/agosto
2016
- numero
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di recupero dielettrico con proprietà di ripara-
zione automatica in condizioni di scarica elet-
trica. In normali condizioni di funzionamento
non è infiammabile né esplosivo, e ciò lo ren-
de un’alternativa agli interruttori isolati in olio,
non più utilizzati negli ultimi trent’anni.
Come mezzo isolante, l’SF 6 possiede una ca-
pacità di rottura dell’arco elettrico pari a circa
tre volte rispetto a quella dell’aria a pressione
atmosferica. Questo è il motivo principale per
cui il gas è stato utilizzato come isolante nelle
apparecchiature isolate in gas (GIS) anche
quando la tecnologia del vuoto viene utilizzata
per l’interruzione e il sezionamento.
Un enorme inconveniente è che l’SF 6 è uno
dei più potenti gas a effetto serra e comporta
numerosi rischi per la salute, tra cui l’asfissia.
Lo smaltimento al termine del ciclo di vita è
un’altra considerazione importante.
L’interruttore in vuoto
L’interruzione in vuoto è una tecnologia intro-
dotta oltre 40 anni fa. L’interruzione dell’arco
avviene in una botticella sottovuoto. Gli ele-
menti di interruzione in vuoto non richiedono
apparecchi per il monitoraggio delle perdite.
Le prestazioni elettriche sono comparabili e,
a volte, migliori dell’interruttore in SF 6 . Il co-
sto del materiale è leggermente più alto, il
costo del ciclo di vita totale è minore grazie ai
costi di manutenzione ridotti. Inoltre, tutti i
materiali impiegati sono riciclabili.
Lo sviluppo continuo ha visto ridurre da un
diametro di 180 mm ai 50 mm odierni la di-
mensione della botticella per l’interruzione in
vuoto da 15 kV. Intanto, le tecniche sigillanti
moderne garantiscono che le unità conservi-
no il vuoto per oltre 40 anni.
Nelle rare occasioni in cui si verificano perdi-
te, queste si manifestano all’inizio del ciclo di
vita; quindi, un test rigoroso in produzione
aiuta ad identificare tali perdite. Tutte le per-
dite sono, naturalmente, innocue per l’am-
biente.
Gli interruttori in vuoto sono adatti per un’am-
pia gamma di applicazioni di sezionamento e
commutazione in media tensione, tra cui la
protezione secondaria dei trasformatori, la
Costo totale di proprietà
Mentre il costo unitario degli interruttori iso-
lati in gas è inferiore rispetto agli interruttori
in vuoto con isolamento solido descritti pre-
cedentemente, il costo totale di proprietà è
molto più alto per l’apparecchiatura GIS.
La natura speciale dei controlli di pressione
di cui necessita l’apparecchiatura GIS signi-
fica che personale esperto con apparec-
chiature speciali dovrà eseguire il lavoro.
Una stima ha identificato il costo annuale di
tale manutenzione al 9% del valore dell’ap-
parecchiatura all’anno.
Ciò non include altri costi di sicurezza e as-
sicurazione.
I costi di smaltimento dell’apparecchiatura
GIS alla fine del ciclo di vita sono difficili da
quantificare. Il riciclaggio dei componenti e
dei sottoprodotti non è fattibile e i costi di ri-
mozione, trasporto e smaltimento saranno
elevati. Al contrario, l’apparecchiatura con
isolamento solido è completamente confor-
me alla norma ISO 14001 che riguarda gli
standard di gestione ambientale e tutte le
parti possono essere riciclate.
Non vi è alcuna giustificazione, ambientale,
tecnica o finanziaria, per utilizzare interrutto-
ri e quadri di distribuzione con isolamento in
gas SF 6 per gli interruttori e i quadri per la
distribuzione in reti ad anello fino a 52 kV.
Infatti, ora sono disponibili elementi di inter-
ruzione in vuoto fino a 145 kV.
Tuttavia, l’isolamento solido deve ancora
mettersi al passo.
Riepilogo
I quadri di Media Tensione nella distribuzio-
ne di energia possono essere impiegati in
diverse applicazioni ma vi è una sfida reale
per garantire che siano prese le decisioni
corrette su ambiente e sicurezza in relazione
al loro uso.
commutazione dei condensatori e il coman-
do motore. Possono essere utilizzati dalle uti-
lity per i quadri MT di distribuzione ad anello.
Sono adatti a valori nominali da 100 A a oltre
4.000 A per valori di guasto da 6 kA a 50 kA.
Gli interruttori in vuoto offrono prestazioni
elettriche eccellenti. Sopportano una tensio-
ne nominale a frequenza di esercizio di 2-4
volte la normale tensione di esercizio. La ten-
sione di scarica nominale è di 4-12 volte la
normale tensione d’esercizio. Tuttavia, du-
rante la normale attività i contatti dell’interrut-
tore sono chiusi, quindi le sovratensioni at-
mosferiche sono assicurate dall’isolamento
fase-terra o fase-fase; nel raro evento di una
scarica tra i contatti aperti dell’interruttore in
vuoto, la corrente sarà rapidamente interrot-
ta. In condizioni simili, un interruttore in SF 6
di tipo puffer, un interruttore aperto o un inter-
ruttore a volume d’olio ridotto probabilmente
esploderebbero.
Una caratteristica interessante dell’interrutto-
re in vuoto è il trattamento automatico dei
contatti. I punti irregolari che si trovano sulle
superfici del contatto sono appianati dalla
scarica diffusa quando i contatti sono aperti
sotto carico.
La dimensione compatta delle moderne bot-
ticelle in vuoto indica che sono necessarie
misure per migliorare i livelli di isolamento.
Una ceramica con lunghezza di 150 mm avrà
solo un Livello di Isolamento di Base (BIL) di
125 kV in aria. Per questo motivo gli isolanti
possono essere immersi in un mezzo dielet-
trico come olio o gas SF 6 per innalzare il BIL
a 170 kV.
L’ approccio alternativo è quello di racchiu-
dere l’interruttore in vuoto in un materiale di
incapsulamento come il poliuretano o la resi-
na epossidica.
La dimensione dei moderni interruttori in vuo-
to con isolante dielettrico solido è compara-
bile all’equivalente isolato in gas SF 6 . L’inter-
ruttore può operare in un normale involucro e
non è necessario utilizzare costose apparec-
chiature di monitoraggio. La manutenzione è
trascurabile e il ciclo di vita previsto è di 40
anni o più.
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