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Documento PDF - Università degli Studi di Padova

1. kV millimetri 325 630 450 900 550 1100 650 1300 750 1500 850 1700 950 1900 1050 2100 1175 2350 1300 2600 1425 2850 1550 3100 1675 3350 1800 3600 1950 3900 2100 4200 Tabella 6 4 Correlazione tra impulso atmosferico standard resistere a tensioni fase terra e fase fase e attestazioni minima dell aria Corrispondenti tabelle di correlazione per la commutazione di impulso e la distanza minima sono dato in IEC 60071 2 Va osservato tuttavia che IEC 60071 2 Appendice A stabilisce che tali nulla osta pu essere inferiore se stato dimostrato da test su configurazioni reali o simili che l impulso standard di sopportare le tensioni sono soddisfatte tenendo conto tutte le situazioni ambientali che possono creare irregolarit sulla superficie degli elettrodi per esempio pioggia o di inquinamento Le distanze non sono quindi applicabile alle apparecchiature che dispone di un test di tipo impulso del disciplinare dal liquidazione obbligatoria potrebbe ostacolare la progettazione di attrezzature aumento il suo costo e ostacolano il progresso 6 9 Materiale isolante La porcellana il materiale tradizionale per l isolamento esterno ma negli ultimi anni diversi tipi di materiali compositi sono diventati sempre pi comuni ABB pu ora offrire isolatori compositi con gomma di silicone SIR per tutti i capannoni apparecchiature ad alta tensione Diverse prove di campo indicano che l inquinamento e la performance a
2. normalmente eseguito a 2 000 A tranne per un certo periodo della giornata quando la corrente aumentata a 3 000 A Quanto tempo pu questo interruttore essere lanciati in questa corrente elevata senza surriscaldamento assumendo la temperatura ambiente di 40 C Supponendo che l interruttore raggiunge un aumento di temperatura massima a 2 500 A di 65 K contatti argentati l aumento di temperatura massima a 2 000 A pu essere trovato con la formula 5 1 Inserendo questo valore nell equazione 5 3 otteniamo Ci significa che l interruttore pu essere eseguito a 3000 A per un periodo di 1 ora e 54 minuti prima che la innalzamento della temperatura dei contatti superare 65 K Quando fare i calcoli come sopra le incertezze dei calcoli devono essere prendere in considerazione margini di utilizzare i risultati calcolati per garantire un adeguato funzionamento del sistema 5 4 Influenza del sito altitudine L aumento di temperatura misurata da un test a un altitudine inferiore a 2 000 m devono essere riesaminate secondo l IEC per un interruttore situato ad un altitudine compresa tra 2 000 e 4 000 metri La temperatura misurata in condizioni normali non si superare i limiti indicati nella tabella 3 della IEC 662 271 1 ridotto dell 1 per ogni 100 m superiori a 2 000 m Questa compensazione generalmente inutili l aumento di temperatura superiore a pi alto quota a causa del ridotto effetto di raffreddamento dell aria compens
3. 8 3 6 2 PROVE DI bassa e alta temperatura Le prove di bassa e alta temperatura non sono obbligatori e sono eseguite esclusivamente previo accordo tra produttore e utente La prova a bassa temperatura normalmente in combinazione con una prova di tenuta Prima della prova a bassa temperatura un certo numero di caratteristiche e impostazioni devono essere registrati a temperatura ambiente TA quali i tempi velocit senso di oppressione ecc La temperatura ambiente poi diminuita al valore minimo indicato TL Quando la temperatura si stabilizzata alla temperatura prescritta bassa una sequenza di operazioni viene eseguita a intervalli di tempo definiti si veda la Figura 8 1 Dopo 50 ore il temperatura viene quindi essere sollevata fino a quando la temperatura ambiente di 20 C stata raggiunta Figura 8 3 Sequenza di prova per la prova a bassa temperatura a 50 C I valori minimi preferito di temperatura ambiente secondo IEC sono 10 C 25 C 30 C e 40 C Il min temperatura ambiente 50 C di condizioni di servizio particolari Le perdite accumulate durante la prova completa a bassa temperatura deve essere tale che la pressione del lock out non viene raggiunto Un interruttore di circuito ben progettato si sono estremamente bassi o nulli perdite di gas durante condizioni stazionarie Tuttavia piccole perdite possono verificarsi durante il funzionamento a bassa temperature poich la gomma in sistemi
4. CO primavera Moderna e meccanismi di funzionamento idraulico non hanno bisogno di 3 minuti per ristabilire il loro potere Tuttavia accorciamento dei tempi di ripristino ed espandendo il ciclo di lavoro oltre la norma ciclo di lavoro deve essere affrontato con cautela 7 1 1 guasti sulle linee elettriche aeree I guasti possono comparire in qualsiasi punto della rete in qualsiasi momento Essi possono essere monofase bifase o trifase In quasi tutti i difetti casi comprendono terra Questo fatto anche la base della classificazione in uso nella IEC 62271 100 La maggior parte dei guasti sulle linee di trasmissione il che significa che il circuito di linea di trasmissione interruttori sono esposti ad usura causati da corto circuiti Tuttavia la frequenza media del verificarsi di cortocircuiti bassa e la grandezza generalmente inferiore Il 60 della capacit del interruttore Estesa la resistenza elettrica non richiesto per gli interruttori di trasmissione circuito Ci possono essere diverse cause di guasti su una linea di trasmissione a Lightning Una delle cause pi comuni Un fulmine pu colpire la torre e provocare un backflash attraverso uno degli isolatori stringa Un altra causa pu essere un flash direttamente su uno dei conduttori di fase Ci pu succedere quando la trasmissione la linea non protetta da filo scudo o dopo una caduta di cavo schermato Un aspetto particolare di fulmine la presenza di molteplici f
5. b i to if Des i t K iS 1 fi F F w i t 3 un j s vr 4 As rd KE nd x 55 Figura 4 3 Forze tra due poli del circuito dell interruttore La forza massima in un trifase atti di corto circuito sul conduttore centrale Non solo l azione tra i poli dell interruttore del circuito da considerare ma anche le forze tra le connessioni ai terminali ad alta tensione Questa una situazione dinamica il picco di cortocircuito non possono agire sulla stessa tempo e l entit della corrente diversa nelle tre fasi Un ruvido stima della forza dato da dove Ik3 trifase corrente iniziale di cortocircuito KA K 4 0 Li Lunghezza interruttore m Lc parte del conduttore collegato ai terminali principali del m interruttore LSC lunghezza totale interruttore e conduttori collegati m LPH Distanza tra le fasim Fsc forze elettromagnetiche sulle apparecchiature per N Esempio Forze a tre fasi di corrente di corto circuito di un interruttore di circuito 245 kV Lunghezza di interruttore Li 2 0 m Lunghezza del conduttore superiore LC1 1 5 m Lunghezza del conduttore pi basso LC2 1 5 m Lsc Li LC1LC2 50m Distanza tra le fasi 1 h 3 5 m Guasto iniziale corrente trifase Ik3 50 KA Inserito nel equazione la forza risultante Fsc sar di 2 857 N 4 1 3 carico sismico Gli utenti in regioni che spesso incontrano i terremoti di solito specificare che tutte le attrezzature installate nella re
6. interrompe la colpa la simmetria perduta e un puro due fasi cortocircuito rimane provocando il potenziale del corto punto a turno Il potere di frequenza recupero ura tensione in tutta l interruttore in pole a pu essere scritta Ura UA Un A causa della simmetria del circuito il potenziale del punto di cortocircuito connessi a terra ONU conseguire un valore a met strada tra Ub e UC dopo interruzione del corrente in pole a Si veda il diagramma vettoriale in Figura 3 10 Il valore assoluto del Frequenza tensione di alimentazione di recupero Ura sar poi Ura 1 5Ua cio 1 5 volte la tensione fase neutro Figura 3 9 Circuito equivalente isolato trifase guasto in rete con effettivamente neutro a terra 34 Figura 3 10 Diagramma vettoriale Il rapporto tra la tensione di alimentazione di recupero di frequenza della prima pole per cancellare e della fase di tensione terra il primo fattore pole to chiara Il primo fattore KPP poli to clear dipende dalle condizioni della rete Per un trifase guasto a terra in un sistema con non efficacemente neutro a terra o un trifase dissotterrato guasto in una rete con neutro a terra solidamente KPP pari a 1 5 Questo il valore pi alto KPP possiamo raggiungere Nel caso abbastanza comune di un guasto trifase a terra in una rete con messa a terra neutro KPP legato alla reattanza di sequenza zero X1 e la sequenza X0 reattanza della rete come La variazione della KPP X1 X0 r
7. l interruttore interrompe La met di un ciclo dopo corrente pari a zero la tensione di recupero salito a non meno di il doppio del valore di picco della tensione di alimentazione L interruttore non pu quindi essere in grado di sopportare l elevato valore di tensione di recupero attraverso un contatto ancora relativamente piccolo gap In questo caso ripartizione dielettrica avverr tra i contatti e corrente inizier a scorrere di nuovo Figura 3 21 mostra di corrente e tensione delle forme d onda nel caso in cui tensione guasto relativamente vicino al picco di tensione di recupero Il carico laterale tensione sar swing fino ad una tensione che idealmente senza smorzamento pu raggiungere 3 volte il picco di tensione di alimentazione Up La frequenza di oscillazione della corrente e tensione dopo il crollo determinata da Ls e C supponendo C gt gt CS Il interruttore pu facilmente interrompere la corrente di nuovo in una delle sue zeri in corso con la conseguenza che la tensione ai capi del condensatore pu raggiungere una nuova costante valore forse maggiore di prima Ulteriori disaggregazioni associati anche superiore sovratensioni attraverso il carico potrebbe quindi verificarsi Se un interruttore di circuito non interrompere in qualsiasi di questi zeri corrente ad alta frequenza sar comunque interrompere alla frequenza di alimentazione di corrente prossimo allo zero Figura 3 21 Tensione e corrente d onda forme nel
8. la tensione nominale Negli standard IEEE per interruttori C37 04 C37 06 e C37 09 non vi mancanza di unit in diversi livelli di tensione Tabella 6 1 comprende i valori in conformit con IEC 62271 1 e IEEE C37 06 per le tensioni di resistere a terra tra le fasi e tra i contatti apert AI fine di dimostrare che un interruttore conforme con i livelli di isolamento richiesti indicati nella Tabella 6 1 deve essere sottoposto a prove di tipo Le forme d onda sono illustrato nella figura 6 2 Come si pu vedere dalla tabella 6 1 i valori richiesti come 69 ampiezza e il tipo di tensioni di impulso pu variare da uno standard all altro La procedure di prova pu anche essere diverso Si fa riferimento alla norma IEC 62271 1 e IEEE Standard 4 rispettivamente in cui sono descritte le procedure di prova In alcuni casi la tensione di resistere capacit di interruttori migliorata mezzi di classificazione corona anelli Tali anelli di contribuire alla formazione di bassa RIV radio interferenza di tensione i livelli 6 4 PROVA DI TENSIONE 6 4 1 Prova di tensione combinata In un test di tensione combinata o bias di prova l interruttore sottoposto a due tensioni separate al tempo stesso a un terminale una tensione di alimentazione e frequenza presso l altro terminale o un impulso di commutazione o di un fulmine Si veda la Figura 6 4 La prova simula le condizioni reali di tensione che un interruttore aperto si pu
9. per normali condizioni di servizio sono i seguenti A Vuoto linea di commutazione kc 1 2 Effettivamente neutro a terra kc 1 4 non efficacemente neutro a terra A vuoto cavo di commutazione kc 1 0 cavi schermati solidamente in sistemi con neutro a terra kc 1 2 cavi Belted in sistemi con neutro a terra in modo efficace 43 kc 1 4 Nei sistemi con non efficacemente neutro a terra Condensatori di commutazione kc 1 0 banco di condensatori con neutro a terra in sistemi con neutro a terra solidamente kc 1 4 Condensatore bancario con neutro isolato Figura 3 23a cavo schermato Figura 3 23b Belted cavo 3 6 3 Energizzante di batterie di condensatori Energizzante di carichi capacitivi di solito associato a transitori di tensione e correnti Questa sezione descrive i fenomeni associati alla energizzante di condensatore banche Dato il crescente utilizzo di batterie di condensatori per il risarcimento comune che pi di un banco di condensatori connesso alla sbarra stessa Questo ha alcuna influenza sulle condizioni di interruzione La corrente alla chiusura per colpiti di alto livello Con uno o pi batterie di condensatori gi collegato vi sar una corrente di spunto quando si chiude un interruttore per collegare un ulteriore banca la cosiddetta commutazione di back to back Questa corrente di spunto pu avere una molto elevata ampiezza e frequenza e che a volte devono essere limitato in modo da non
10. 10 x 104 Atomizzatori 15 25 x 104 SF6 17 04 x 104 Tabella 3 1 Disgiuntore tagliere numeri Il numero A tagliere vale per interruttori con un interruttore unico per polo Per interruttori con interruttori N per polo si applica la seguente espressione Il fattore di sovratensione dipende dal numero tagliere e sulla classificazione delle reattore in parallelo Con un rating reattiva Q trifase di potenza e frequenza angolare o 2 f l induttanza per fase del reattore sar Come risultato il Ka fattore di sovratensione pu essere scritta 3 7 1 2 REIGNIZIONI Dopo l interruzione l interruttore sottolineato dalla differenza tra l offerta lato di tensione che vicino alla cresta della tensione frequenza di alimentazione e il carico laterale oscillante tensione Un primo picco della tensione di recupero si verifica allo stesso tempo come il picco di sovratensione soppressione della tensione ai capi del reattore Un secondo picco pi alto delle tensioni di recupero si verifica un ciclo di oscillazione mezzo pi tardi Vedere Figura 3 26 Al secondo picco di tensione di recupero l interruttore sottolineato da una tensione che pu rivolgersi al sovratensione repressione pi il picco del lato sorgente di tensione Se l interruttore non riaccendere prima o a questo punto quindi l interruzione riuscito Se tuttavia l istante del distacco tale contatto che il divario di contatto non dispone ancora di sufficiente rigidit dielett
11. 104
12. 95 dei valori massimi consentiti La Figura 5 1 mostra una tipica curva di aumento di temperatura di un interruttore Tc contro di tempo La variazione della temperatura ambiente Ta anche mostrato Il cambiamento di Tc non deve superare 1 K h durante l ultimo trimestre del periodo di prova Dalla curva la costante di tempo termica pu essere determinata La figura aumento 5 1 temperatura del sistema di contatto di un interruttore automatico 5 3 Aumento della temperatura al sovraccarico di corrente Gli interruttori automatici possono in determinate circostanze operare a corrente pi elevata rispetto la corrente nominale indicata dal costruttore L interruttore pu portare la corrente di sovraccarico in permanenza o per periodi pi brevi di tempo senza superare i limiti di temperatura consentiti Tuttavia Va osservato che la corrente di sovraccarico deve essere limitato al massimo due volte la corrente nominale normale In caso contrario il surriscaldamento si possono verificare come il calore da caldo spot non pu essere distribuito abbastanza velocemente per le regioni pi fredde AI fine di determinare la capacit del interruttore di procedere sovraccarico di corrente la seguenti parametri sono determinanti Corrente di sovraccarico Temperatura ambiente Durata di tempo di sovraccarico L aumento di temperatura al sovraccarico dato dalla seguente equazione Equazione 5 1 dove ATo Aumento della temperatura
13. AB Una tensione di alimentazione di frequenza applicata sul morsetto A B di commutazione o di impulso di tensione applicato un fulmine sul terminale B sincronizzato con il massimo valore della tensione negativa frequenza di alimentazione Figura 6 4 Prova di tensione combinata su un interruttore a due elementi con grading anelli 70 corona 6 4 2 Altre prove di tensione In aggiunta alle interruttore capacit di resistere contro il potere di frequenza tensione fulmini e impulso ad impulso di manovra ci sono molti altri casi di sovratensioni che l interruttore deve resistere 6 4 3 1 RIV Radio Interference Voltage delle prove Come con tutti gli altri tipi di apparecchiature ad alta tensione un interruttore sotto tensione pu generare tensioni di interferenza radio RIV Questi sono disturbi ad alta frequenza tipicamente causati da scariche elettriche corona da bordi taglienti dei terminali ecc IEC 62271 100 precisa che i test RIV sono applicabili a interruttori aventi un tensione nominale di 123 kV e superiori La procedura di prova richiesto in linea con CISPR Pubblicazione 16 e viene descritta in dettaglio nella norma IEC 62271 1 Il livello di RIV non superiore a 2 500 uV a una tensione di prova al di sopra del 10 nominale fase terra tensione La tensione di prova si applica per 5 minuti e la misurazione viene eseguita ad una frequenza di 500 2 000 KHz I valori corrispondenti secondo C37 09 IEEE sono riportati nel
14. IN N Figura 2 5 forma di corrente a interruzione la scala temporale compreso nell intervallo microsecondo 2 4 2 2 REGIME DIELETTRICA Quando l interruttore superato con successo il regime termico il transitorio recupero di tensione TRV tra i contatti aumenta rapidamente e raggiunger un elevato di valore Ad esempio in una singola unit 245 kV interruttore il divario di contatto pu essere sottolineato da 400 kV e 70 200 microsecondo dopo l attuale Zero Nel regime dielettrico lo spegnimento media pi lunga isolare elettricamente conduttore ma ha ancora una temperatura molto pi elevata del ambiente Ci riduce capacit di sopportare la tensione del divario di contatto Lo stress sul interruttore dipende dalla velocit di ascesa e l ampiezza del TRV Transient recovery voltage TRV Figura 2 6 dielettrica interruzione regime La capacit di sopportare il gap contatto deve sempre essere superiore al transitorio Tensione di recupero si veda la Figura 2 6 altrimenti una riaccensione dielettrico si verificher Insufficienza dielettrico Ci richiede una altissima capacit di tenuta dielettrica il gas che ancora abbastanza calda e quindi ha una bassa densit 2 4 3 DISEGNI DI INTERRUTTORI La prima applicazione di interruttori di gas SF6 aveva diviso la camera di estinzione in due parti distinte con diverse pressioni doppio circuito interruttore a pressione funzionante sul principio ste
15. SF6 dovrebbe essere attentamente pompato fuori e conservato Tali gas utilizzato da interruttori pu in un grande maggior parte dei casi essere puliti e riciclati sia in loco o presso un produttore di gas In casi molto rari di contaminazione estremamente pesante del gas pu essere necessario per distruggere il gas Processi per la distruzione del gas sono ben definiti 10 Selezione degli interruttori Quadri Specification Manager SSM SSM un software semplice e sicuro a base su Microsoft Office Il programma diviso in due parti il modulo di input e elaborazione sulla base di Excel e modulo di uscita sulla base di Word SSM genera una specifica completa con Le parti introduttive generale Descrizione tecnica Dati di pianificazione 101 Dato che il disciplinare tecnico generato in MS Word si pu facilmente dopo essere modificato per soddisfare il vostro scopo Prodotti supportati SSM sostiene AIS applicazioni ad alta tensione fino a 800 kV prodotti supportati sono Scaricatori di sovratensione Strumento di trasformatori Condensatori Interruttori automatici Sezionatori Estraibile e interruttori di scollegare Selezione degli interruttori Per ottenere un funzionamento ottimale di un interruttore per l effettivo sottolinea che vedr nel corso il suo tempo di vita i dati rilevanti per la specifica applicazione devono essere presi in considerazione presso le specifiche e la selezione delle i
16. al sovraccarico di corrente K ATr aumento di temperatura alla corrente nominale K Io sovraccarico di corrente A Ir Corrente nominale A un esponente di norma 1 8 L aumento di temperatura in funzione del tempo differenza tra la temperatura misurata e l ambiente dato da 64 Equazione 5 2 dove AT aumento di temperatura K ATmax massimo aumento di temperatura K tempo t h tempo t termica costante un paio d ore per gli interruttori Combinando queste due equazioni si ottiene Equazione 5 3 Le applicazioni delle equazioni di cui sopra sono visualizzati al meglio con alcuni esempi Inoltre a maggiori volumi interruttore per esempio scegliendo pi isolanti aumenter l effetto di raffreddamento e ridurre l aumento di temperatura normale corrente Un altro modo per diminuire la temperatura del sistema di contatto quello di utilizzare maggiore pressione del gas SF6 in poli di interruttore di circuito Pu anche essere necessario uso di interruttori pi a gestire la combinazione di alta corrente e normale ad alta temperatura ambiente Esempio 1 Un interruttore un aumento massimo di temperatura di 50 K in argento placcato contatti a condizioni di stato stazionario con la sua corrente nominale di 4000 A Qual la massimo di corrente l interruttore pu portare continuamente L aumento della temperatura massima ammissibile di un contatto argentato in SF6 di 65 K Vedi Tabella 5 1 Sostituendo i valo
17. caso di una riaccensione guasti di tensione durante l interruzione di corrente capacitiva sono divisi in due categorie Reignitions Ripartizione di tensione durante il primo quarto ciclo dopo un interruzione di corrente Restrikes composizione di tensione 1 4 di un ciclo o pi in seguito ad interruzione di corrente Restrikes porter a sovratensioni attraverso il carico capacitivo massimo 3 unit di elaborazione per un riaccensione unico dove 1 p u il valore di picco della tensione fase terra mentre reignitions non produrr eventuali sovratensioni teoricamente max 1 PU Un interruttore automatico correttamente progettato non deve produrre restrikes Il fenomeno statistico tuttavia e sia IEC e IEEE definire due diverse classi di interruttori Classe C1 interruttore con bassa probabilit di riaccensione durante interruzione della corrente capacitiva come dimostrato dalle prove di tipo specifico Classe C2 interruttore con probabilit molto bassa di riaccensione durante corrente capacitiva rottura come dimostrato dalle prove di tipo specifico 42 Le prove di tipo per la categoria C1 sono effettuati su un interruttore di circuito con nuovi contatti e con un numero di operazioni di rottura con capacitiva corrente a vari archi volte Le prove di tipo corrispondente per la categoria C2 sono effettuati su un interruttore di circuito che stato precedentemente invecchiato mediante operazioni di commutazione di corto ci
18. corrente nel chiuso posizione Corrente nominale di picco Inoltre deve essere in grado di resistere alle stessa corrente di picco nel caso in cui il corto circuito avviata da una operazione di chiusura dell interruttore nominale di corto circuito rendendo attuale 3 2 Terminal difetti errori sono colpe Terminal situato direttamente sul o in prossimit dell interruttore terminali In questo caso l impedenza totale corto circuito uguale alla parte della sorgente impedenza Di conseguenza il guasto del terminale la condizione che d la massima corrente di corto circuito 3 2 1 Transitorio di recupero di tensione TRV in reti monofase Si consideri ancora la rete di Figura 3 1 con un corto circuito nel punto A e il rete equivalente mostrato nella figura 3 2 Per capire cosa succede quando il corto circuito interrotta per l interruttore di cui al punto B la stessa rete possono essere utilizzati solo con l aggiunta di una capacit C che rappresenta il totale randagi capacit della rete di lato origine Si veda la Figura 3 5 30 Figure 3 5 Single phase equivalent Figure 3 6 Current and voltage at interruption network for determination of the TRV La figura equivalente 3 5 monofase rete per la determinazione del TRV Figura 3 6 Corrente e tensione al interruzione Figura 3 6 mostra la corrente e la tensione alla interruzione della corrente Il interruttore solo interrompere la corrente a una corrente pari a z
19. correnti saranno pi severe al massimo picco della asimmetrico corrente di cortocircuito Il picco pi alto possibile di corrente si verificher se il corto circuito avviata su passaggio zero della tensione La probabilit che ci avvenga nella rete bassa ma deve essere considerato Fulmine colpisce avvenire in istanti di tempo casuale e pu dunque nel peggiore dei casi avviare cortocircuiti quando la istantaneo tensione nel sistema pari a zero Al contrario eventuali cortocircuiti causati dal sistema stessa tensione ad esempio nel caso dei sistemi di isolamento danneggiati o inquinati saranno principalmente si verificano vicino al valore di picco della tensione nel sistema Il valore iniziale della componente dc nella peggiore delle ipotesi sarebbe Half un periodo successivo 10 ms a 50 Hz il valore di picco si sarebbe verificato Supponendo un nominale frequenza di 50 Hz e una costante di tempo di 45 ms il valore di picco sarebbe A 60 Hz il valore di picco sarebbe Sulla base di questa relazione IEC specifica che nei casi con costante di tempo 45 ms il picco corrente ammissibile 2 5 volte il r m s valore del simmetrico corrente di cortocircuito a 50 Hz Per 60 Hz sia IEEE e IEC specificare un fattore di moltiplicazione di 2 6 Per il Speciali costanti di tempo caso pi grande di 45 ms il fattore di moltiplicazione 2 7 Un interruttore automatico deve essere in grado di far fronte con il picco massimo della
20. danno l interruttore automatico batterie di condensatori e o dalla rete L equivalente monofase di un circuito in cui due batterie di condensatori sono collegati a una sbarra mostrata in Figura 3 24 Le induttanze L1 e L2 rappresentano il randagio induttanza o induttanze parassite pi altri induttanza smorzamento L induttanza Ls della rete di fornitura saranno parecchi ordini di grandezza superiori a L1 e L2 44 Figura 3 24 batterie di condensatori in parallelo Il caso di una sola banca energizzanti condensatore uguale a eccitazione quando C1 C2 non collegato nel circuito descritto nella Figura 3 24 Il circuito composto quindi di LS fonte induttanza in serie con il banco di condensatori C1 L induttanza L1 pu essere trascurato in quanto Ls gt gt L1 In questo caso il picco della corrente di spunto Ipeak e spunto fi frequenza attuali sono limitati dal impedenza Ls la fonte Supponendo che banca CI da collegare alla sbarra e C2 banca non collegato si applicano le seguenti equazioni Il pi alto picco di corrente di spunto ottenuta quando alimentare il banco di condensatori al culmine della tensione di alimentazione e con ls gt gt LI la frequenza della corrente di spunto il seguente Se C1 banca collegato alla sbarra e C2 banca quello di essere connesso la spunto corrente associata alla riscossione di C2 banca viene fornita dalla banca C1 back to back switching Il picco e frequenza della co
21. di altre parti usurate Va notato che gli utenti siano sempre pi sostituendo puramente manutenzione in base al tempo programmi di manutenzione condizione base Gli orari compresi nel istruzioni per l uso e la manutenzione consistono in una combinazione di time based e attivit di condizione base 9 4 Condition Monitoring On line di monitoraggio delle condizioni pu essere applicata al fine di migliorare l affidabilit dei interruttori oppure per fornire indicazioni per la manutenzione condition based Si consiglia di uso di condizione monitoraggio on line nelle seguenti situazioni Interruttori Molto importante Circuito nelle sottostazioni molto remote dove le ispezioni manuale sono costose e che richiede tempo Il monitor condizione OLM descritto nella Guida all acquisto con poli Breakers I seguenti parametri possono essere monitorati i tempi di esercizio correnti di bobina il contatto viaggio che fornisce informazioni su velocit la corsa del grilletto e lo smorzamento corrente motore compresa la primavera tempo di carica e SF6 densit correnti di fase pu essere misurata come opzione per determinare l usura accumulato contatto elettrico funzioni di monitoraggio condizioni sono integrati come standard in Motor Drive meccanismi di funzionamento 9 5 Ciclo di vita dei costi Per un utente un interruttore automatico ha un certo costo di acquisto In aggiunta ci sar i costi per l installazione e messa in serv
22. di chiusura sono di pi e non in grado di reagire con sufficiente rapidit per le vibrazioni durante il funzionamento IEEE prevede una prova simile a bassa temperatura come IEC Tuttavia solo 30 C riportata e la norma non richiede esplicitamente un test a bassa temperatura Qualora l analisi di strutture non lo permettono la verifica una prova di componenti importanti in ambiente a bassa la temperatura sufficiente 8 3 6 3 alta temperatura di prova La prova di alta temperatura verifica le caratteristiche di funzionamento dell interruttore a temperature elevate IEC 62271 1 stabilisce una temperatura massima di 40 C come condizione normale servizio 50 C cade in condizioni di servizio particolari Normalmente il test di alta e bassa temperatura sono combinati in un unico test in cui il sequenze di alta e bassa temperatura sono eseguiti dopo l altro nello stesso test set up La procedura di prova per la prova ad alta temperatura molto simile al bassa temperatura di prova Figura 8 4 mostra le diverse fasi della prova IEEE specifica la normale temperatura ambiente massima di 40 C assenza di specifici prova ad alta temperatura definita 94 Circuit breaker open e 24h Operate circuit breaker Circuit breaker closed b Time Figura 8 4 Sequenza di prova per test ad alta temperatura 8 3 6 4 Umidit test Secondo la CEI la prova di umidit non deve essere applicato su materia
23. fase tophase valore della massima tensione per l attrezzatura viene utilizzata Per la fase terra isolamento questa definizione si tradurr in un valore che V 3 volte quella data dalla definizione di specifici Creepage Distanza in IEC 60 815 1986 Tabella 6 2 mostra le Unified specifiche Creepage Distanza in relazione alla distanza di dispersione specifiche Livello di inquinamento Unified specifiche Creepage Distanza Tensione fase terra Specifico Creepage Distanza Tensione fase fase mm kV mm kV a molto leggero 22 b Light 28 16 c Medium 35 20 d Heavy 44 25 e Molto pesante 55 31 Tabella 6 2 USCD in relazione a specifiche Creepage distanza Per scegliere la corretta distanza di dispersione le informazioni raccolte relative alla 74 inquinamento del sito del sito Inquinamento Severity SPS di classe pu essere utilizzato Tre diverse approcci per la selezione isolatori sono indicati nella IEC 60815 1 Approccio 1 Utilizzare l esperienza passata L esperienza del passato da campo o test stazione nello stesso sito sito nelle vicinanze o un luogo con condizioni simili Approccio 2 misura e test Misura o stimare il livello di inquinamento nel sito selezionare isolatori candidato del caso per verificare i risultati dei test eseguiti o complete con le prove necessarie se necessario regolare selezione size in base ai risultati del test Approccio 3 Misura e design Misura o sti
24. plane surfaces where Tabella 4 3 Fattori per il calcolo del carico di vento 4 1 2 carichi dinamici 4 1 2 1 Carichi dinamici dovuti al funzionamento Quando un interruttore sta svolgendo le operazioni di chiusura e apertura la reazione forze saranno generati Queste forze sono di solito di impatto e di natura e vibrative agire sulle fondamenta La fondazione cos come i bulloni di ancoraggio e il circuito 54 telaio interruttore deve essere progettato per resistere a questi carichi Le forze variano a seconda delle dimensioni del circuito e il tipo e l energia della meccanismo di funzionamento I valori dichiarati dal costruttore sono utilizzate per fini dimensionamento A titolo indicativo valori tipici sono riportati nella tabella 4 4 KV di tensione nominale di Forza orizzontale verticale kN forza kN 123 170 01 15 OTTOBRE 75 245 300 5 20 25 75 362 550 10 30 50 120 Tabella 4 4 Valori tipici delle forze di funzionamento per polo delibera sulla fondazione 4 1 2 2 Carichi dinamici corrente Parallel conduttori alimentati in grado di esercitare forze su ogni altro a causa della interazione del campo magnetico vedi Figura 4 3 Questo anche il caso del circuito interruttore pali Le direzioni delle forze dipendono le direzioni del correnti La stessa direzione dei rendimenti correnti di forze di repulsione direzioni opposte ceder attrarre forze a li de i P A 4 LI I 1 41 h 3 i PETS i n s gr
25. possono essere pi volte il massimo a vuoto di pressione vedi Figura 2 8 In altre parole il volume di pesce palla in calo ugello intasamento e il riscaldamento della il gas dal interagiscono per creare un arco ad alta pressione L alta pressione in palla richiede una elevata forza di esercizio L energia di scoppio quindi quasi interamente fornito dal meccanismo di funzionamento 15 Pressure With arcin the nozzie Required extinguishing pressure Time ms 40kA 55 dc comp Time ms Figura 2 8 Pressione nel volume a palla a vuoto e il funzionamento durante la sospensione di un asimmetrico corrente di corto circuito di 40 KA AI fine di estinguere l arco una certa pressione del getto richiesto ed deciso dalla velocit di cambiamento di corrente in assenza di corrente di dt e la velocit di aumento della Tensione di recupero subito dopo lo zero di corrente du dt come descritto al punto 2 4 2 1 16 2 4 5 SF6 self blast interruttori L esperienza di servizio ha dimostrato che i fallimenti interruttore a causa di insufficiente interrompere capacit sono rari La maggior parte dei fallimenti riportati sono di un meccanico natura ed per questo si sono compiuti sforzi per migliorare l affidabilit complessiva del sistema operativo meccanismi A causa del fatto che gli interruttori richiedono palla alta energia di funzionamento i produttori sono stati costretti a utilizzare i meccani
26. scelta del caso Interruttori 7 3 2 Corrente di spunto Lo scopo dei reattori di limitazione della corrente limitare la corrente di spunto su energizzante di ampiezza e frequenza che pu essere gestita dal interruttori e anche ad altre apparecchiature comprese le batterie di condensatori I valori limite indicati in IEC 62271 100 sono 20 kApeak al 4 25 KHz In caso di guasto corto circuito si verifica sulla rete in prossimit di un banco di condensatori ci sar fuga corrente che scorre dal banco di condensatori per colpa di simili entit e la frequenza come la corrente di spunto Tali esigenze attuali di fuga essere considerato per tutti gli altri interruttori collegati alla stessa sbarra condensatori s commutazione controllata un metodo efficiente per la limitazione delle correnti di spunto in energizzante rendendo i reattori di limitazione della corrente superfluo Tuttavia poich la corrente di fuga non sono collegati a qualsiasi azione di commutazione del circuito banco di condensatori interruttore non sono interessati da sistemi di controllo di commutazione Per questo motivo corrente reattori di limitazione sono spesso utilizzati anche durante il passaggio controllato applicato 7 3 3 Valutazione e classificazione La frequenza di rete ha una grande influenza sulla 1 cos Tensione di recupero e pertanto il rischio di restrikes 60 Domande Hz sono molto pi severe a 50 Hz applicazioni Il valore standard di
27. sono descritti nella norma IEC 60060 1 e IEC 60 507 rispettivamente In breve l interruttore coperti da uno strato di soluzione salina corrispondente alla contaminazione di cui sottoposto a una tensione di prova pari al suo nominale da fase a terra tensione 6 4 3 4 prove su circuiti a bassa tensione Anche i circuiti a bassa tensione controllo motore riscaldamento ecc devono essere presentate alla tensione di test Il requisito secondo IEC 62271 1 la seguente Tensione Frequenza Potenza 2 kV RMS 1 min 71 6 5 Fattore di correzione atmosferica La capacit di sopportare l isolamento esterno influenzata dalla pressione atmosferica temperatura e umidit La resistere valori riportati nella tabella 6 1 sono valide per condizioni atmosferiche standard che sono definite come Temperatura t0 20 C Pressione b0 101 3 kPa anziani espressione 1013 mbar Umidit HO 11 g m3 Se le condizioni atmosferiche nella sede di prova deviare dalla norma la correzione fattori che possono essere applicate ad aria con densit e umidit La tensione applicata durante una prova su isolamento esterno determinata moltiplicando la tensione di prova dal fattore di rettifica atmosferica che definito nella norma IEC 60060 1 Kt k1 k2 dove k1 densit dell aria fattore di correzione b pressione atmosferica al test occasione temperatura t in occasione di test esponente m definite dalla norma IEC 60060 1 k2 umidit fa
28. temperatura ambiente La propriet eccellenti di SF6 esafluoruro di zolfo il gas come mezzo per la corrente estinzione nonch un mezzo di isolamento sono stati descritti nella sezione 2 A temperature molto basse per il gas inizier a condensa La temperatura in cui si verifica la condensazione dipende dalla densit del gas ed aumenta con aumentando la densit si veda la Figura 4 7 Esempio Per un interruttore di circuito con una pressione nominale di riempimento di 0 5 MPa a 20 C di temperatura ambiente la condensazione inizia a circa 40 C vedere la curva A in figura condensazione a gas ridurr la densit del gas con la conseguenza che l estinzione corrente e le propriet isolanti sono ridotte 60 MPa Vapour pressure curve 50 40 08 0 7 dial PE 30 0 5 25 04 20 0 3 02 10 Figura 4 7 condensazione di SF6 a causa di temperatura e pressione AI fine di evitare la condensazione di gas degli interruttori che operano in climi freddi la pressione del gas pu essere ridotto fino ad aumentare il margine contro la condensa Tuttavia questo pu provocare un declassamento della performance interruzione Una soluzione alternativa quella di mescolare il SF6 con un altro gas Nella miscela di gas il contenuto di SF6 pressione parziale di gas mantenuto ad un livello sufficientemente basso per evitare la condensa al rilevante temperatura minima ambiente Due miscele di gas normali sono SF6 N2 S
29. tensione comporta molto alti requisiti per la corrente nominale di solito nella gamma di 2 000 4 000 A e molto alta di cortocircuito le attuali capacit di trasporto Inoltre le armoniche dovrebbero essere presi in considerazione per la capacit di corrente continua Alcune installazioni richiedono anche meccanicamente commutato Banchi di condensatori MSC in filiali controllate parallelo al tiristore La combinazione di operazioni di frequente e correnti di carico elevato anche elevate correnti di spunto frequente pu richiedere in modo significativo una maggiore capacit a quello normalmente richiesto per queste tensioni 7 7 trasformatori di misura e rel in combinazione con interruttori di circuito live serbatoio Quando si confrontano le propriet del serbatoio vivi e morti interruttori serbatoio il posizione della adiacente trasformatori di corrente a volte una preoccupazione Per un interruttore di circuito morto serbatoio trasformatori di corrente ad anello core sono immessi sul boccole Normalmente ci sono trasformatori di corrente su entrambi i lati del circuito e le due serie di trasformatori che le danno la sovrapposizione di zone di protezione Con l due gruppi anche possibile rilevare i guasti a terra cortocircuiti all interno della cisterna morti circuito dell interruttore stesso nel modo stesso che per un trasformatore di potenza protezione differenziale La possibilit di tali guasti interni non pu esse
30. un 1 cos forma d onda come descritto nella Sezione 3 6 La sezione fornisce inoltre informazioni su i fattori di tensione capacitivo kc da applicare quando si eseguono test monofase come sostituto di tre fasi test I valori si applicano le seguenti kc 1 0 per batterie di condensatori con neutro a terra in sistemi con neutro a terra solidamente kc 1 4 per batterie di condensatori con neutro isolato La tensione di recupero di un banco di filtri non possono seguire un 1 cos forma d onda ma pu includono componenti armoniche Di conseguenza la tensione di recupero possono avere una forma come indicato nella figura 7 1 Questo deve essere considerato al momento della scelta di interruttore La tensione di forma d onda come indicato nella figura 7 1 potrebbe causare occasionali reignitions che possono essere accettabili al fine di ottenere una soluzione economica Se non sono accettabili un interruttore di rating pi elevato va scelto 81 Figura 7 1 tensione recupero tipico per interruttore banco di filtri I reattori che sono spesso utilizzati per la limitazione delle correnti di spunto per le banche condensatore sono normalmente di tipo aria isolato e hanno induttanze basso e capacitanze randagi Pertanto le tensioni di recupero transitorio associato alla reattori in materia di compensazione cortocircuiti tra il reattore e il banco di condensatori sono in rapido aumento con ampiezze significative Questo pu essere considerato nella
31. verificare Il picco dell onda impulso coincide con il picco di fronte al potere Tensione frequenza e la tensione totale tra i terminali sar la somma di le due tensioni Per le prove ad impulso di manovra bias la frequenza della tensione di alimentazione sul fronte terminale corrisponde al nominale fase terra tensione del sistema Questo riflette le reali condizioni dal momento che spesso si verificano sovratensioni di commutazione attorno al picco dell onda di tensione di alimentazione di frequenza Per le prove ad impulso atmosferico pregiudizi dall altro mano la tensione di alimentazione di frequenza corrisponde al 70 del nominale fase toground tensione La ragione che le sovratensioni fulmini si verificano a caso in tutto tempo e le norme si sono stabiliti per un compromesso tra il minimo e il pi severe sollecitazioni Per semplicit di test possibile sostituire la prova di parzialit con un test in cui commutazione o di impulsi fulmini sono applicati a un terminale dell interruttore con l altro terminale a terra In questo caso l ampiezza degli impulsi pari al la somma degli impulsi e il picco della tensione di alimentazione di frequenza utilizzato nel bias test Grazie alla distribuzione a tensione pi uniforme tuttavia tale prova pi grave quella del test bias Pertanto la prova deve essere utilizzato solo se l interruttore di essere testato si considera margini sufficienti in tenuta dielettrica forza ON
32. 0 o 20 mm specificato Se esposto a carico di ghiaccio dovrebbe essere possibile azionare l interruttore senza compromettere la sua funzione In genere gli interruttori hanno parti in movimento protette da questi strati di ghiaccio e non hanno alcun problema di funzionamento in queste condizioni Soluzioni moderne integrate come estraibili o scollegare interruttori con carrelli in movimento o sezionatori di terra che hanno esposto i sistemi meccanici devono essere dimensionati per funzionare senza disturbi anche quando il meccanico accordi sono rivestimenti di ghiaccio 53 Figura 4 2 Prova di tipo di un interruttore estraibile 4 1 1 4 carico del vento Interruttori esterni sono esposti al carico del vento che si tradurr in un momento flettente su pali interruttore del circuito e le cornici IEC 62271 1 specifica un massimo velocit del vento di 34 m s come la condizione normale servizio Esempio Per un interruttore di circuito di 245 KV il carico del vento risultante 34 m s sottolineeranno il pi basso parte della struttura di sostegno e di fondazione con un momento di flessione di 9 100 Nm Il vento influir anche i conduttori che genera ulteriore momento flettente di circa 650 nm dove Fu Force on a surface due to wind N A Projected surface area exposed to wind m Air density kg m si Wind speed m s Wind resistance coefficient Approximate values used by ABB HVP 1 0 for cylindrical surfaces 2 0 for
33. 001000750750100 1702500 400012507501000245 3621600 4000125010001250420 8002000 4000175012501500 For the directions of FthA B and Ftv see Figure 4 1 Table 4 1 Forces due to flexible and tubular conductors Figura 4 1 Terminal carichi secondo IEC Nota orizzontale verticale Forze a causa di peso morto vento e il ghiaccio su conduttore collegato FthA FTV FthB Secondo Tabella 4 1 Forze dovute al vento e ghiaccio sulle interruttore FWH 0 Calcolato fabbricante Risultante forza FshA FshB FSV La forza orizzontale sulla interruttore a causa del vento possono essere spostati dal centro di pressione al terminale e ridotto in ampiezza in proporzione al pi lungo braccio di leva Il momento di flessione nella parte pi bassa del circuito 52 interruttore dovrebbe essere lo Wo stesso Forces due to de Tabella 4 2 terminale carichi statici 4 1 1 3 Ice carico Quando gli apparecchi ad alta tensione sono sottoposti a climi freddi il ghiaccio a volte accumularsi in strati sulle superfici Quando l apparecchio quotato il valore aggiunto carichi dovuti al ghiaccio devono essere prese in considerazione Esempio Uno strato di 20 mm di ghiaccio su un interruttore di circuito di 245 kV aggiunge circa 150 kg al massa di ciascuna fase IEC 62271 1 specifica che rivestimento di ghiaccio considerato nella gamma da 1 mm a ma non superiore ad 20 mm spesso un rivestimento di ghiaccio di 1 1
34. 083 1999 sintetica capacitiva prove correnti di commutazione G C37 10 1995 Guida per la diagnostica e la modalit di indagine fallimento G C37 10 1 2000 Guida per la selezione di monitoraggio G C37 11 controllo elettrico 2003 S C37 12 1991 Guida per la specifica G C37 12 1 guida per il manuale di istruzioni contenuto di G Tabella 8 2 Esempi di standard IEEE e guide per gli interruttori ad alta tensione 8 2 Disgiuntore test Prima che un nuovo tipo di interruttore viene rilasciato numerosi test sono eseguiti per verificare la che l interruttore conforme ai requisiti delle norme internazionali Quando il design dell interruttore stato finalizzato prove di tipo vengono eseguiti su alcuni dei primi esemplari prodotti Prove di tipo composto da un gran numero di test previsti dalle norme internazionali Le prove di tipo possono essere effettuati presso il strutture di collaudo del fabbricante o alle altre indipendente dei laboratori prove di tipo un must per gli interruttori Si tratta di una verifica che l interruttore saranno in grado di gestire le tensioni della rete in cui verr installato A nello stesso tempo una verifica ufficiale dei voti che il costruttore abbia assegnato l interruttore Prove di tipo composto dai seguenti prove IEC 62271 100 Prove dielettriche Radio Interferenze tensione RIV delle prove Aumento della temperatura prove Misura della resistenza del circuito principale Corrente di b
35. 2 ANSI IEEE Il processo di standardizzazione per interruttori negli Stati Uniti cambiato in modo significativo negli ultimi anni In precedenza diverse organizzazioni sono stati coinvolti ciascuno con propri standard IEEE ANSI e NEMA National Electric Manufacturers 89 Association Oggi tutte le responsabilit per gli standard di sviluppo su interruttori spetta High Voltage Circuit Breaker sottocommissione HVCB della IEEE PES Power amp Energy Society Comitato di comando L American Standard Institute ANSI storicamente ha rivisto le norme emesse da IEEE Dopo l approvazione le norme era stato rilasciato come standard ANSI IEEE Dal IEEE ha ora la responsabilit per lo sviluppo standard tutti i nuovi standard saranno gli standard IEEE Un certo numero di documenti che ha lo status di standard S altri delle guide di applicazione G Questi ultimi non contengono requisiti obbligatori Standard S Titolo o G C37 04 1999 Rating struttura S Valutazioni C37 06 2000 S C37 06 1 2000 TRVS trasformatore per guasti limitato trial uso standard S C37 09 1999 Testing S C37 010 2005 Guida per la richiesta Generale G C37 011 2005 guida di applicazione TRVS G C37 012 2005 Applicazione Guida capacitivo corrente di commutazione G C37 015 1993 Guida per la richiesta reattore Shunt di commutazione G C37 016 2007 Circuit switcher S C37 081 1981 test sintetici G C37 082 1982 misura del livello di pressione sonora S C37
36. 3 Short circuit load Ice load Seismic load 100 100 100 100 100 100 50 0 70 100 0 10 100 0 0 0 100 0 0 0 100 1 2 1 2 1 0 Tabella 4 6 Combinazione di carichi diversi 4 3 Influenza di temperature ambientali estreme Per interruttori automatici esterni IEC specifica il rating preferito temperatura minima 10 25 30 E 40 C La corrispondente temperatura ambiente massima di 40 C Ancora pi bassa la temperatura ambiente di solito 50 C possono essere specificati per molto freddo climi Per climi molto caldi la temperatura ambiente massima pu essere aumentata a 50 C variazioni di temperatura rapida anche bisogno di essere considerata cos come solare radiazioni La radiazione solare per esempio aumentare la temperatura 59 all interno del pali e cabine meccanismo Il corretto funzionamento di un interruttore automatico per quanto riguarda la temperatura ambiente di estrema verificati a bassa ed alta temperatura prove di tipo L apertura e chiusura del interruttore di circuito sono misurati prima durante e dopo questi test Inoltre ogni gas perdite registrate Un certo aumento del tasso di perdite SF6 consentito l estremo temperatura ambiente ma dopo le prove il tasso di perdita restituisce al basso valore registrato prima delle prove IEC specifica un tasso di perdita annuo massimo dello 0 5 o 1 L esperienza di diversi test di alta e bassa temperatura con ABB interruttori HV mostra
37. 92 intenzionale da un operazione di apertura ta di tempo tra due operazioni che necessario per ripristinare le condizioni iniziali e o per di evitare il riscaldamento eccessivo di parti del interruttore questa volta pu essere diverso a seconda il tipo di operazione t 0 3 s per gli interruttori destinati ad una rapida richiusura automatica se non diversamente specificato Tabella 8 3 Numero di sequenze operative IEEE prevede 2 000 operazioni di co senza tempo specificato tra le operazioni Solo poche operazioni devono essere eseguite al massimo e limite minimo di la tensione di funzionamento nominale In aggiunta l interruttore deve dopo la prova da in grado di sopportare la massima tensione tra i contatti aperti La resistenza del percorso principale di corrente non deve essere superiore al 200 del massimo valore dato dal costruttore per un interruttore di circuito in condizione di nuovo Inoltre IEEE richiede che un prova viene eseguita al fine di dimostrare che il transitorio di tensione prodotta nel circuito di controllo associato con interruttore non superare le 1500 V In genere la classe M1 sufficiente Per gli interruttori hanno un dovere speciale che operazione richiede frequenti commutazione di batterie di condensatori reattori shunt e filtro banche la specificazione della classe M2 con 10 000 operazioni di CO raccomandato 93 Figura 8 2 interruttori automatici a prova di resistenza meccanica
38. F6 e azoto SF6 CF4 SF6 e tetrafluoruro di carbonio Tuttavia la miscela di gas avr meno resistenza dielettrica di puro SF6 Il interrompere performance influenzata anche a causa della ridotta efficienza di raffreddamento ad arco Declassamento delle prestazioni interruzione generalmente necessario quando si utilizza gas misto La minima temperatura alla quale viene applicato gas misto e il corrispondente influenza sul rating dell interruttore di circuito differisce da un tipo di interruttore a un altro La tabella 4 8 mostra tipico della temperatura ambiente minima valori e le miscele di gas corrispondenti applicate Nominale pi bassa pressione ambiente temperatura Gas composizione della pressione parziale SF6 MPa ABS a 20 C C SF6 N2 CF4 MPa ABS a 20 C 0 5 40 100 0 5 0 7 30 100 0 7 0 7 40 71 4 28 6 0 5 0 7 40 71 4 28 6 0 5 0 7 50 51 6 48 4 0 36 0 7 50 51 6 48 4 0 36 0 8 25 100 0 8 0 8 50 44 3 55 7 0 36 Tabella 4 8 Esempi di limiti di temperatura e composizioni gas misto 4 4 2 Contenuto di umidit in gas SF6 61 L esperienza con gli interruttori SF6 ha mostrato l importanza di alti livelli di secchezza di mantenere le propriet isolanti del gas Tutti gli interruttori sono SF6 dotato di agenti di adsorbimento che conserver il contenuto di umidit basso gas SF6 normalmente fornito con un contenuto di umidit molto basso ma durante la messa ristrutturazioni e l interrutto
39. La commutazione delle linee di trasmissione a vuoto trattato nella Sezione 3 6 Sezione 3 6 contiene anche informazioni relative al fattore di tensione KC capacitivo da utilizzare quando si eseguono test monofase come sostituto di tre fasi test si applica quanto segue per linee di trasmissione durante normali condizioni di servizio vale a dire senza presentare difetti kc 1 2 per le linee di trasmissione in modo efficace i sistemi di messa a terra kc 1 4 per la linea di trasmissione in modo efficace non messe a terra dei sistemi In modo efficace i sistemi di messa a terra in presenza di singoli o guasti a terra in due fasi kc 1 4 si applica Ci sono casi particolari ad esempio con pi costruzioni linea aerea con circuiti paralleli dove a causa del accoppiamento capacitivo tra i sistemi un fattore di tensione di 1 2 non sufficiente Per i sistemi ad esempio di un fattore di tensione di 1 3 considerato sufficiente 7 1 2 2 Linea di corrente di carica I valori di riga preferita corrente di carica di cui IEC 62271 100 coprono applicazioni dove la lunghezza della linea non supera 400 km a 362 kV a 550 kV Per linee pi lunghe la corrente pi alto Ci non rappresenta un problema per i moderni SF6 Interruttori 7 1 2 3 Richiusura Nel caso di un guasto sulla linea di trasmissione gli interruttori a entrambe le estremit della linea sono aperti e uno dei due interruttori interrompe il guasto A condizione che gli inte
40. Universit degli studi di Padova FACOLTA DI INGEGNERIA DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTROTECNICA TESI DI LAUREA NUOVI SVILLUPPI SUGLI INTERUTTORI PER ALTA TENSIONE RELATORE PROF GOBBO RENATO LAUREANDO CHENKEM NOUMBI CYRILLE ALAIN ANNO ACCADEMICO 2009 2010 INDICE PAGINA I INTRODUZIONE asgl i 3 2 SVILUPPI E PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO ceercrrrrrrerereereezeniene 4 ZL SVILUPPO STORICO irreale ii ade 4 2 2 COMPONENTI PRINCIPALI ir 5 2 21 ULLIME UNITA sornione 6 2 2 2 SUPPORTO ISOLANTE ari 6 2 2 3 MECCANISMO DI FUNZIONAMENTO eessseeesssseeesssoeesseseeessceeeeees 6 2 2 4 STRUTTURA DI SUPPORTO 1100000 lele aiirian 6 2 3 COMPONENTI AGGIUNTIVI 7 2 3 1 CLASSIFICAZIONE DEI CONDENSATORI essessssseesssseessssesesseceeee 7 2 3 2 PREINSERTION RESISTENZE ssssssessssseesescceseccoeeseoooeeseceeeseeceeee 7 2 3 3 ARMADI DI CONTROLLO CENTRALE esssesesssseessscereescceresecereeee 8 24 SEGINTERRUTORI c2crcirii nidi 8 24ATGASSE 0 oi iii 8 2 4 2 PRINCIPI DI ESTINZIONE DELL ARCO eecrrerrrrrerereeeeeren 8 2 4 3 DISEGNI DI INTERRUTTORI scerricrririzioricnn nizza niininaconiinnzii 10 2 4 4 SF6 PALA INTERRUTTORI csiceciirii iii 11 2 4 5 SF6 SELF _BLAST INTERRUTTORI er rcercrrrrerrereeeeereeeeezece 16 2 4 6 CONFIGURAZIONE DEI CANTATTI MOBILI e0cecertt 19 2 5 MECCANISMI DI FUNZIONAMENTO cecrrr
41. a dei carichi Un certo numero di carichi meccanici agiscono sul disgiuntore carichi statici morti di peso carico terminale ghiaccio le forze causate da un uso corrente di commutazione e le forze da condizioni ambientali dure come il vento e terremoti Alcuni di questi carichi di agire insieme ad esempio terminali di carico e di peso morto mentre altri carichi sono pi rare in loro presenza ad esempio i carichi terremoto 4 1 1 carichi statici 4 1 1 1 Peso proprio Il peso morto dell interruttore di circuito e la sua struttura agisce come un carico sulla fondazione Questi fattori devono essere sempre presi in considerazione durante la preparazione di il sito di installazione e nel dimensionamento delle fondazioni 4 1 1 2 Carico statico terminale carichi statici sono terminale sollecitazioni da strati di ghiaccio vento e conduttori collegati Questi carichi causare un momento flettente che sottolinea il sostegno interruttore isolante la struttura e il fondamento Anche se il vento pu variare in modo dinamico IEC specifica che si deve prendere in considerazione come un carico statico Alcuni esempi di forze a causa di conduttori flessibili e tubolari escluso vento carichi di ghiaccio o di carichi dinamici sulle interruttore sono indicati come guida in IEC 62271 100 6 101 6 si veda la tabella 4 1 Nominale campo di tensione Ur kV Nominale attuale gamma Ir A Statica orizzontale Fth forza forza statica ve
42. a interruzione di corto circuito sollecitazioni termiche se si interrompono i difetti di breve line ecc 7 6 2 condensatore switch della serie di by pass Sebbene condensatore serie di by pass interruttori a volte utilizzano le stesse o simili design come quello di un interruttore convenzionale l applicazione completamente diverse L interruttore di by pass parte della serie di dispositivi di protezione del condensatore banche insieme con i non lineare Varistori ad ossido di metallo MOV e se applicabile protezione spinterometri e viene messo in parallelo con il banco di condensatori in serie Lo scopo principale con l interruttore di by pass deliberatamente by pass e inserire il condensatore serie operazione che si intende e per la protezione by pass della serie condensatore in caso di guasti Quindi in condizioni di servizio normale quando il condensatore di serie collegato in serie con la linea aerea l interruttore di by pass in posizione aperta e sempre pronta di by passare il banco di condensatori serie in caso di guasti o di eventuali operazioni previste Le principali sollecitazioni relative al passaggio di by pass opzioni sono le seguenti a By pass che gli condensatore di serie L interruttore di by pass deve essere in grado di by passare il banco di condensatori di serie quando si precaricato al suo livello di protezione limitazione di tensione della protezione da sovratensione e di conseguenza resistere a
43. agliare IEEE prevede due valori di Tc 2 e 3 s s rispettivamente 6 2 4 Commutazione impulso La forma d onda standard dell impulso di commutazione un lento front di sovratensione che simula i transitori di tensione creato a commutazione di altri interruttori Il tempo di picco di 250 Tp s con un tempo di met del valore di 2 500 s vedi figura 6 3 Il termine SIWL commutazione di resistenza impulsiva Level viene utilizzata per caratterizzare la resistere a livello di equipaggiamento in termini di impulso di commutazione 68 T3 Figure 6 3 Full switching impulse Figura 6 3 Full impulso di commutazione Td Tempo di oltre il 90 del valore di picco Tempo T2 alla met del valore 2 500 s 60 Scheda Ora dal 30 al 90 del valore di picco Tp ora di punta 2 4 volte l intervallo quando la tensione del 30 al 90 del valore di picco Tolleranza 20 Tolleranza del valore di picco 3 6 3 livelli di isolamento Di bassa e moderata tensione nominale le sovratensioni fulmine dare stress pi gravi l isolamento che le sovratensioni di commutazione fare A tensioni elevate rated la situazione cambier e le sovratensioni di commutazione dare stress pi gravi IEC pertanto utilizza due principi diversi per le loro esigenze a seconda della tensione nominale Una divisa in due gamme di tensione nominale stato fatto nel modo seguente IEC 62271 1 I Gamma Gamma II 1 kV Ur lt lt 245 kV Ur gt 245 kV dove Ur
44. ale O1 Il punto dove la linea retta passante per A e B interseca l asse del tempo e la immediata sulla coda quando la tensione scesa al 50 del valore di picco Figura 6 1 Full impulsiva di fulmine Fronte tempo T1 1 2 microsecondo di 30 O1 origine virtuale Tempo T2 alla met del valore 50 is 20 Tolleranza del valore di picco 3 Il valore di ampiezza dell impulso fulmine conosciuta come la Impulse Lightning Resistere Livello LIWL L espressione pi anziani BIL Basic Level di isolamento la stessa LIWL 6 2 3 impulso tritato L impulso fulmine tritato viene anche definito come onda tritato ed specificato negli standard IEEE Esso simula la condizione di sovratensione quando un fulmine porta a un flashover ad esempio attraverso una linea di isolante del sistema In un circuito di prova il rapido collasso della tensione di solito essere raggiunto con mezzi di un innescato spinterometro La tensione scende a zero o prossimo allo zero con o senza oscillazioni vedi Figura 6 2 L ampiezza degli impulsi fulmine tritato specificato per le prove di tipo pi alto che per gli impulsi corrispondente completo 67 dI Figura 6 2 tritato onda Tc Time to tritare C e D definire la durata del collasso di tensione 1 67 volte l intervallo di tempo tra C e D e sono utilizzati unicamente ai fini della definizione Il tempo per tritare Tc l intervallo di tempo tra l origine e il virtuale O1 istante di t
45. almente se gravi le condizioni climatiche sono attesi Per questi interruttori c anche il rischio che essi dovranno interrompere sotto fuori delle condizioni di fase a seguito di una improbabile errata operazione di sincronizzazione 7 2 4 Classificazione Poich la frequenza di funzionamento normale degli interruttori trasformatore di alimentazione del circuito bassa Classe M1 rilevante Nei casi di relativamente pochi con frequenza di funzionamento ad alta Classe M2 pu essere applicata Estesa la resistenza elettrica non richiesta per gli interruttori trasformatore di potenza del circuito interruzioni dal corto circuito di corrente relativamente pochi sono associati a questo dovere Classe E1 sufficiente Condensatore 7 3 filtro interruttori Commutazione di condensatore o filtro banche un applicazione relativamente rara e coinvolge solo il 5 di tutti gli interruttori Ci sono tuttavia deve sempre maggiore per creare potenza reattiva al fine di migliorare i fattori di potenza del sistema ridurre la trasmissione perdite e ridurre al minimo le variazioni di tensione Ci sono inoltre sempre pi i requisiti per miglioramento della qualit dell alimentazione Come risultato il numero di condensatori shunt e filtro impianti di banca in costante crescita 7 3 TENSIONE DI RECUPERO 7 3 1 Tensione di recupero e fattori di tensione In generale la tensione di recupero a interruzione di corrente capacitiva ha
46. alta energia e un funzionamento silenzioso Tuttavia ci sono anche alcuni svantaggi Ci sono diversi componenti critici specializzati che richiedono impianti di produzione Il rischio di perdita non pu essere trascurato come la pressione di esercizio compresa nell intervallo di 30 40 MPa 300 400 bar Si tratta di necessario non solo per controllare la pressione in quanto tale ma anche per controllare il livello dell olio nell accumulatore o in altre parole il volume del cuscino di gas Grandi variazioni a portare a variazioni di temperatura in tempo di funzionamento Fino a poco tempo diversi produttori meccanismi idraulici utilizzati per la loro SF6 interruttori Tuttavia con l introduzione di interruttori di auto esplosione il requisito di alta energia per il funzionamento in calo e i meccanismi idraulici sono perdere terreno a meccanismi a molla 2 5 6 meccanismo idraulico a molla Il meccanismo idraulico a molle un meccanismo operativo che unisce idraulica e molle L energia memorizzato in un insieme di primavera che in tensione idraulicamente Un pistone differenziale alimentato da olio che sotto pressione dal pacchetto di primavera viene utilizzato per azionare l interruttore in apertura e chiusura 26 Figura 2 15 idraulico meccanismo a molla ABB tipo HMB 2 5 7 Altri tipi di meccanismi di funzionamento Oltre ai tipi di meccanismi di funzionamento di cui sopra ci sono altre varianti ad esempio u
47. apporto con il sistema reattanza mostrato nella Figura 3 11 factor 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 System reactance ratio X X3 5 Figure 3 11 Variation of Figura 3 11 Variazione della KPP con X1 X0 Per una linea aerea normale il X1 X0 rapporto generalmente intorno a 1 3 Quindi per una rete con neutro a terra in cui la reattanza dominata dalla reattanza di linea dal fattore risultante di prima pole to chiaro in caso di un corto circuito a terra saranno dell ordine di 1 3 linea tratteggiata in Figura 3 11 IEC 62271 100 si basa sul presupposto che a tre fasi guasti coinvolgere terra Statistiche colpa disponibili dimostrano che questo normalmente il caso Pertanto IEC usi Fattori di prima pole to chiaro per riflettere la pratica normale per quanto riguarda la messa a terra del sistema con KPP 1 5 per i non efficace messa a terra e KPP 1 3 per l effettiva messa a terra sistemi di neutro Tensione nominale fattore U prima pole to chiaro KPP U lt 72 5 KV 1 5 72 5 lt U lt 170 kV 1 3 0 1 5 U gt 245 kV 1 3 Rated voltage U First pole to clear factor kpp U lt 72 5 kV 1 5 72 5 lt U lt 170 kV 1 3 or 1 5 U gt 245 kV 1 3 Tabella 3 12 fattori di prima pole to chiaro secondo IEC Fondamentalmente la standard IEEE specifichi gli elementi stessi di prima pole to chiaro IEC In Inoltre tuttavia IEEE prende in considerazione la possibilit che il piccolo isolato trifase errori possono a
48. ata da una riduzione massima temperatura ambiente a quota vedi Tabella 5 2 Di conseguenza il temperatura finale relativamente invariata a una corrente dato M di altitudine la temperatura massima dell aria ambiente C 0 2 000 40 2000 3000 30 3000 4000 25 Tabella temperatura ambiente massima 5 2 versus altitudine 6 REQUISITI ISOLAMENTO Questo capitolo presenta i requisiti per l interruttore di operare a sua tensione nominale e dei suoi voti dei dati di isolamento Altri fattori che avere un impatto sul isolamento come le condizioni ambientali linee di fuga distanza e flash a distanza sono menzionati 6 1 Co coordinamento di isolamento IEC definisce isolamento di coordinamento come la scelta della rigidit dielettrica dei attrezzature in relazione alle tensioni che possono apparire sul sistema per il quale il apparecchiatura destinata e tenendo conto delle caratteristiche del disponibili dispositivi di protezione Ci significa che gli interruttori e altre apparecchiature elettriche deve sopportare la tensione di sistema operativo e le sovratensioni che si verificano nella rete Pertanto i requisiti di isolamento determinati sono previste per ogni livello di sistema di tensione Tensione di tenuta requisiti indicati nelle norme di oggi si basano sull esperienza calcoli e statistiche La capacit di resistere deve essere verificata 66 con prove di tipo e prove di routine secondo le norme pertinenti Queste pos
49. breve termine e lungo termine caratteristiche di idrofobicit di isolatori in composito con gomma di silicone migliori di quelle di isolatori in porcellana Considerando sia l invecchiamento e dell inquinamento nella maggior parte dei casi possibile ridurre la distanza di dispersione nelle zone costiere da un minimo di un secondo livello di inquinamento 7 Applicazione 76 7 1 interruttori Linea di trasmissione Circa il 50 di tutti gli interruttori installati sono utilizzati per applicazioni a linea di trasmissione ovvero sono direttamente connessi a una linea di trasmissione Linea di trasmissione del circuito interruttori normalmente commutare correnti associato alla commutazione seguenti casi Difetti Terminal vedi punto 3 2 Guasti a breve line cfr punto 3 3 Out of fase difetti vedi 3 5 Linea di trasmissione a vuoto vedi 3 6 Normalmente rapida richiusura automatica specificato per interruttori di linea Il ciclo di funzionamento secondo IEC 62271 100 O 0 3 s CO 3 min CO Normalmente il tempo di 3 minuti tra le due operazioni di close open valido ma come In alternativa IEC specifica che il tempo di 15 s valori o 1 min pu essere usato anche Il tempo morto di 0 3 s si basa sul tempo di recupero dell aria circostante esterna arco nel sistema vale a dire un corto circuito Il tempo di 3 minuti il tempo necessario per la meccanismo operativo per ripristinare il suo potere dopo un O 0 3 s
50. ccadere Pertanto come opzione un fattore di prima pole to chiaro KPP 1 5 specificato per tensioni nominali di 100 kV e superiori 3 3 Short line guasti guasti a breve line SLF sono corto circuiti che si verificano su una linea di trasmissione aeree ad una distanza relativamente breve qualche chilometro dal sottostazione La colpa attuale determinata non solo dalla impedenza di sorgente di rete ma anche dal impedenza della linea tra l interruttore di circuito e la posizione di guasto Il TRV in questo caso caratterizzato dalla propagazione delle onde viaggiano lungo la linea tra l interruttore e la posizione di guasto 36 Figura colpa 3 13 Short line in monofase equivalente del circuito Si consideri la Figura 3 13 che mostra un guasto di breve line in un equivalente monofase circuito Il lato dell offerta stato modellato allo stesso modo come in Figura 3 5 Sulla lato del carico vi ora una certa lunghezza della linea aerea caratterizzata da un aumento impedenza Z tra la localit guasto e l interruttore di circuito Il TRV a interruzione della corrente in questo circuito pu essere ottenuta come la differenza tra l offerta e le tensioni lato carico Fino al momento dell interruzione di corrente U1 e U2 sono praticamente uguali Dopo interruzione U1 sar l approccio della tensione frequenza di alimentazione del sistema in un modo oscillatorio nello stesso modo come a un guasto del terminale La tensione
51. che il tasso di perdita normale inferiore a 0 1 La temperatura ambiente avr una certa influenza su di apertura e di chiusura tempi di un interruttore differenziale Di conseguenza vi un influenza sulla precisione di funzionamento in applicazioni di controllo di commutazione Questa influenza pu essere neutralizzata mediante il controllo adattativo e le caratteristiche di compensazione della temperatura della commutazione sincronizzata controller utilizzato bruschi cambiamenti di temperatura e radiazione solare possono influenzare la funzione di SF6 densit monitor Questo accade se la temperatura degli elementi sensibili del monitor differisce significativamente da quello del gas SF6 in dell interruttore In casi estremi differenze di temperatura possono anche portare a falsi allarmi per la densit del gas bassa In qualit di contromisura controlla la densit pu essere protetto dalla luce solare diretta per mezzo di ombrelloni o termicamente isolato dall aria circostante L alta umidit e la possibilit di condensa richiedono una corretta ventilazione dei cubicoli meccanismo meccanismi di funzionamento di solito hanno un continuo collegato anticondensa riscaldamento Inoltre uno o pi riscaldatori controllati pu essere installato Questi sono normalmente controllati da un termostato In alternativa si pu essere commutata in e da un umidit rilevatore di umidit controller 4 4 Gas propriet 4 4 1 Effetto della
52. cit banco di condensatori lato origine Cs 40 Figura 3 19 monofase circuito equivalente per interruzione di corrente capacitiva Con il carico puramente capacitivo la corrente sar di 90 gradi elettrici leader rispetto alla tensione Ci significa che quando la corrente interrotta in un corrente pari a zero la tensione sar al suo valore massimo Dopo interruzione della corrente la tensione di lato dell offerta ci saranno pi o meno inalterati C solo un diminuzione minore ampiezza associato alla scomparsa della capacitivo carico La transizione verso il nuovo valore di ampiezza associato a una lieve oscillazione la cui frequenza determinata dalla LS e Cs Dal momento in cui il corrente viene interrotta il condensatore C isolata dal resto della rete In una prospettiva di breve tempo la UC tensione rester quindi costante al valore che aveva al corrente zero cio il valore di picco della tensione di alimentazione In un pi lungo tempo prospettiva il condensatore si scarica gradualmente Ci sono generalmente built in unit di scarico resistenze nel condensatore Figura 3 20 di tensione e le forme attuali di interruzione di corrente capacitiva 41 L iniziale bassa velocit di aumento della tensione di recupero insieme alla bassa corrente di essere interrotto rende estremamente facile per l interruttore per interrompere Anche se una zero di corrente si verifica dopo la separazione da vicino il contatto
53. co a garantire l interruzione di riaccensione free Oltre all apertura controllata chiusura regolabile pu essere anche applicate per ridurre al minimo lo zero durante la sequenza corrente energizzante del reattore shunt Si raccomanda vivamente di utilizzare il passaggio controllato per il reattore di shunt dedicata Interruttori I transienti di commutazione sar ridotto al minimo allo stesso tempo l interruttore di circuito intervalli di manutenzione sar prolungata rispetto alla situazione senza passare controllata I valori preferito di reattore in parallelo si considera l attuale copertura in IEC 62271 110 tipici dimensioni del reattore per i livelli di tensione applicabile Per i pi piccoli reattori il taglio sovratensione aumenter e quindi sono pi motivo di durata di un arco di garantire la riaccensione interruzione libero Per l attuazione della commutazione controllata necessario trattare qualsiasi impianto con reattori pi piccoli di 50 Mvar separatamente 84 1 5 per i test completo polo degli interruttori nominale 170 KV e inferiore 7 4 5 Classificazione La frequenza di funzionamento normale degli interruttori shunt circuito reattore alto spesso al giorno Ci significa che l interruttore deve essere provato per classe M2 Per gli interruttori di commutazione reattori shunt collegato ad una liquidazione del terziario un trasformatore pu essere saggio a garantire che l interruttore conforme alle requ
54. commutazione 7 6 1 Applicazioni ferroviarie Le reti sono destinati per le ferrovie a differenza delle reti convenzionali i sistemi a due fasi In generale la tensione fornita attraverso un trasformatore con il suo centro di rubinetto messa a terra sul lato alta tensione Ogni polo dell interruttore bipolare sar quindi soggetti a Ur 2 dove Ur la tensione nominale tra le fasi Le tensioni di recupero transitorio per i sistemi a due fasi sono di solito calcolati con lo stesso approccio indicato nella IEC 62271 100 fattori ampiezza cio RRRV Tasso di Rise of recupero di tensione ecc ma con un fattore di KPP prima pole to chiara di 1 0 risultato significativamente pi basso dielettrico sottolinea a quello di un sistema a tre fasi 85 frequenze pi basse Con una frequenza di potenza inferiore gli zeri in corso si verificheranno meno frequentemente rispetto ad un sistema di 50 o 60 Hz Dato che l interruttore non pu che interrompere la corrente a una corrente pari a zero i tempi d arco e di conseguenza l energia generata in l interruttore sar notevolmente pi lunga superiore a quella di un sistema di 50 o 60 Hz Di solito una modifica delle caratteristiche del viaggio il contatto necessario al fine di mantenere la pressione del getto fino alla finale zero corrente D altra parte la frequenza bassa riduce gli stress associato con altri commutazione di condizioni ad esempio commutazione capacitiva di dt
55. corrente termica nominale degli interruttori di banco di condensatori del circuito di 400 A Valori pi alti di 400 A non pongono un problema per gli interruttori moderna Banchi di condensatori e filtri forniscono un percorso a bassa impedenza per il flusso di armonica correnti e quindi la frequenza di alimentazione di corrente di norma modificata per includere l effetto delle armoniche Un moltiplicatore di 1 1 generalmente utilizzato per un solidamente a terra banca neutro e 1 05 per neutro isolato 82 Interruttori automatici per batterie di condensatori e filtri sono spesso acceso regolarmente per esempio su una base quotidiana Ci significa che l interruttore dovr fare i conti con molte operazioni e di classe M2 e C2 sono raccomandati Il numero atteso di corto circuito interruzioni bassa e la classe di resistenza elettrica El generalmente adeguato 7 4 Shunt reattore interruttori Da un punto di vista di sistema una linea di trasmissione aeree conduzione di corrente si comporter come un carico capacitivo e generare potenza reattiva Per le reti con lungo EHV Extra High Voltage gt 245 kV le linee di trasmissione il risultato pu essere troppo sistema di alta tensione e le perdite di potenza Per evitare questa situazione reattori shunt vengono spesso utilizzati in tali sistemi I reattori shunt consumer reattiva potenza e quindi contrastare l effetto delle linee aeree con poco carico Negli impianti di grand
56. dalla rete di alimentazione mentre la topologia della sottostazione principalmente le sbarre genera l oscillazione ITRV Per ogni errore commesso in lato carico dell interruttore di circuito sia ITRV TRV e sar presente nella tensione di recupero Per un guasto di breve line la tensione di recupero totale costituito da tre componenti la TRV Di rete il ITRV sottostazione e l oscillazione di linea Network Substation circult circuit TRV TRV Transmision line O Mis s box Figura 3 15 Schema semplificato che mostra l origine delle ITRV e il TRV per colpa del terminale 1 e per breve linea di faglia 2 3 5 Out of phase condizioni Due casi in cui le condizioni fuori fase si possono verificare sono mostrati in Figura 3 16 Un caso si verifica quando un generatore accidentalmente acceso alla rete in l angolo di fase sbagliata Figura 3 16A L altro caso si verifica quando le diverse parti di una rete di trasmissione perdono il sincronismo per esempio a causa di un corto circuito da qualche parte 38 della rete Figura 3 16b In entrambi i casi un out of fase attuale del flusso nelle reti e dovr essere interrotta dal interruttore di circuito Figura 3 16A e 3 16b Out of phase condizioni Considerando una sola fase e assumendo effettivamente neutro a terra entrambe le reti in Figura 3 16 pu essere semplificata per il circuito mostrato nella Figura 3 17 Il reattanze X1 e X2 possono essere otten
57. di Figura 3 7 e 3 7c assunto Si descritto per mezzo di quattro parametri U1 UC T1 e T2 si veda la Figura 3 8b Questo metodo a quattro parametro viene utilizzato per elevate correnti di rottura terminale prove del tipo di guasto al 100 e il 60 di rottura nominale attuale mentre il metodo a due parametri viene utilizzato per le correnti di rottura inferiore tic r 0 f3 Figura 3 8A con TRV linea di riferimento del 2 parametro Figura 3 8b con TRV linea di riferimento a 4 parametri 3 2 2 TRV in tre fasi di reti In una rete trifase diversi tipi di corto circuiti possono verificare monofase a terra e in due fasi con o senza messa a terra e trifase con o senza connessione di terra Trifase corto circuiti sono molto rare 33 ma portano alle pi severe sollecitazioni sui interruttori Pertanto la TRV tensione I valori utilizzati per le prove di tipo si basano su tre fasi difetti Nella rete le tre fasi si influenzano reciprocamente e la prima fase sar di interrompere l esperienza lo stress TRV pi gravi Per compensare questo di un primo polo a chiare fattore introdotto Si consideri il circuito trifase mostrato nella Figura 3 9 Si tratta di un equivalente semplificato circuito di una rete con neutro a terra in modo efficace con un ciclo di tre fasi di cortocircuito Il punto di corto circuito isolato cio non ha alcun collegamento a terra Quando il primo polo polo a viene considerato il primo polo
58. di spunto Se un corto circuito si verifica in un trasformatore di potenza o parti adiacenti della sottostazione l interruttore del trasformatore si aprir e interrompere la corrente di guasto In contrasto la linea di interruttori nessuna operazione di richiusura sar resa 79 Un caso estremo si pu verificare per gli interruttori nei pressi di centri di generazione di solito posto sul lato ad alta tensione di un generatore di grande step up GSU trasformatori In questa posizione la componente alternata della corrente di cortocircuito pu diminuire pi rapidamente che nel caso normale La corrente di corto circuito non pu quindi avere un zero di corrente per un certo numero di cicli impedendo l interruzione della corrente In questo Pertanto il dovere del interruttore pu essere alleviato ad esempio ritardando la sua apertura In alternativa pu essere dimostrato da prove o calcoli che l arco tensione dell interruttore sufficientemente elevata per smorzare la componente continua della corrente tanto che una corrente pari a zero si verificher 7 2 1 Asimmetria e tempo dc costante Trasformatori di potenza sono generalmente pi elevati X R rapporti di linee e cavi Pertanto in situazioni in cui le impedenze dei trasformatori di potenza hanno una dominante influenza sul livello corrente di corto circuito l ora dc costante pu essere superiore il valore standard di 45 ms Un caso tipico una sbarra di una sottostaz
59. e a vuoto eccitato 0 rialimentato dopo un guasto di linea Le resistenze sono gestiti dal meccanismo stesso di funzionamento dei contatti principali resistenze Preinsertion in precedenza erano talvolta utilizzato su interruttori per batterie di condensatori le banche dei reattori e trasformatori Per queste applicazioni tuttavia commutazione controllata ora ampiamente utilizzato come un potente mezzo per ridurre la commutazione transienti Modern interruttori SF6 anche meglio il passaggio di immobili di vecchio tipo interruttore di circuito Questo ha reso i resistori preinsertion superfluo per queste applicazioni Le nuove tecnologie possono anche eliminare la necessit di resistenze preinsertion per la linea interruttori In molti casi controllati commutazione pu sostituire le resistenze e ridurre i transitori di tensione nella stessa misura se non addirittura meglio resistenze 2 3 3 Armadi di controllo centrale Interruttori automatici per funzionamento unipolare pu essere dotata di armadi per centrale di controllo Questi sono convenienti per il funzionamento locale tripolare In alcuni casi uno degli armadi di comando espanso per gestire integrazione delle funzioni di quadro elettrico centrale Questa soluzione a volte denominato Master Slave o CPI controllo integrato cubicolo 2 4 SF6 INTERRUTTORI 2 4 1 gas SF6 interruttori ad alta tensione in gas SF6 come l isolamento e la tempra di media sono stati in us
60. e asimmetria Sia IEC e IEEE utilizzare un valore standard di costante di tempo t 45 ms Questo valore copre la maggior parte dei casi A volte specificazione della costante di tempo sostituita dalla specificazione della la X R L R il rapporto della rete Questo valore dipende dalla frequenza di rete Il tempo standard costante di 45 ms corrisponde al X R 14 a 50 Hz e X R 17a 60 hertz Normalmente la quantit di asimmetria della corrente a un determinato istante di tempo riferire il componente continua in percentuale del valore di picco simmetrici corrente Il componente dc per le prove di un interruttore di circuito determinato come segue Fare riferimento alla IEC 62271 100 Per un interruttore automatico che destinato ad essere intervenuto esclusivamente per mezzo di ausiliari potere ad esempio dando un impulso a un dispositivo che rilascia il interruttore per funzionamento la percentuale di componente continua corrisponde ad un intervallo di tempo pari per il tempo di apertura minimo Inizio dell interruttore e della met del ciclo di nominale frequenza Tr vedi anche Figura 3 4 Esempio Qual la componente continua richiesta per un interruttore automatico con un minimo tempo di apertura di 18 ms utilizzato su un sistema di 50 Hz con una costante di tempo di 45 ms Risposta Tempo minimo di apertura Top ms 18 Frequenza nominale 50 Hz d Tr 10 ms Top Tr 18 10 28 ms porta ad una c
61. e requisiti fisici regimi sono coinvolti Thermal regime Il canale caldo arco deve essere raffreddato a una temperatura abbastanza basso che cessa di essere conduttori di elettricit Dielettrica regime Dopo l estinzione dell arco il mezzo isolante tra il contatti devono sopportare la tensione di recupero in rapida crescita Questo recupero tensione ha una componente transitoria tensione transitoria di recupero TRV causati da il sistema quando la corrente viene interrotta Se uno di questi due requisiti non soddisfatto la corrente continuer a fluire per un altro ciclo e mezzo fino a quando la prossima corrente zero raggiunto E abbastanza normale per un circuito interruttore per interrompere la corrente di corto circuito in occasione della seconda o addirittura terza corrente zero dopo la separazione di contatto Figura 2 4 insiste sulla camera di estinzione a interruzione 2 4 2 1 Regime termico Il regime termico particolarmente critico a breve interruzione colpa line vedi sezione 3 Il parametri del circuito che incidono direttamente Tale regime il tasso di diminuzione della corrente essere interrotti di dt e il tasso iniziale di aumento della tensione transitoria di recupero Du dt immediatamente dopo la corrente a zero Maggiore il valore di uno di questi due parametri la pi grave l interruzione Un valore elevato di di dt risultati in un arco caldo con una grande quantit di energia immaga
62. el contatto arco superiore per ottimizzare la distribuzione dei campi elettrici e ottenere una migliore prestazione dielettrica 20 Figura 2 11 Doppio movimento di design 2 5 MECCANISMI DI FUNZIONAMENTO 2 5 1 Generale Il requisito principale del meccanismo di funzionamento quello di aprire e chiudere i contatti dell interruttore entro un tempo specificato Il meccanismo di funzionamento fornire le seguenti funzioni consecutive Caricamento e memorizzazione di energia Liberazione di energia Trasmissione di energia Funzionamento dei contatti di Inoltre un meccanismo di funzionamento prevede il controllo e l interfaccia di segnalazione di una rete di controllo e sistema di protezione Figure 2 2 e 2 3 mostrano la posizione del meccanismo di funzionamento Un requisito comune a pi interruttori di circuito indipendentemente dal tipo di esercizio meccanismi di effettuare un open close open O 0 3 s CO sequenza senza alimentazione esterna al meccanismo di funzionamento L interruttore deve dopo una manovra di chiusura sempre in grado di viaggio immediatamente senza ritardo intenzionale Per gli interruttori destinati alla rapida richiusura automatica il ciclo di lavoro che operano in secondo IEC 62271 100 O 0 3 s CO 3 min CO Il tempo di 3 minuti il tempo necessario per il meccanismo operativo per ripristinare il suo O il potere dopo un 0 3 s CO primavera Moderna e meccanismi di funzionament
63. el reattore raggiunger il suo massimo valore Um Questo valore chiamato il picco di sovratensione di soppressione _ ai 21 2 _ _ gt EL W Wo Wn gt gt C Up gt LI Un Up t t 2 2 C t Recovery voltage peak Figura 3 26 tensione attraverso il reattore di interruzione La frequenza di oscillazione dell ordine di circa 1 5 kHz a tensioni elevate ed determinata dalla frequenza naturale del circuito di carico reattore cio il reattore se stessa e tutte le apparecchiature collegate tra l interruttore e il reattore E conveniente esprimere la soppressione di picco di sovratensione Um come sovratensione Fattore ka La sovratensione non dipende solo dal tipo di interruttore ma anche sul totale capacit Cb in parallelo con l interruttore di circuito Si pu dimostrare che per getto d aria olio e interruttori SF6 la corrente di taglio dato dalla relazione 47 dove chiamato tagliare numero La capacit Cb la capacit di vedere da terminali l interruttore di circuito Si approssimativamente uguale a condizione che Cs Ct gt gt CL che normalmente il caso Il numero A tritare una caratteristica del interruttore automatico e si pu presumere ad essere una costante per i diversi tipi di interruttori automatici fatta eccezione per il vuoto Interruttori Intervalli di numeri tipico tagliere sono riportati nella tabella 3 1 Interruttore tipi Tagliere numero AF0 5 Minimo olio 70
64. ella 1 Oltre alla prova di aumento della temperatura sul circuito principale IEC richiede una temperatura prova luogo da eseguire sui dispositivi ausiliari bobine motori ecc Il circuito interruttore azionato 10 volte in rapida successione tempo minimo tra le operazioni 91 dopo di che l aumento di temperatura misurata attraverso la misurazione della resistenza 8 3 4 Misura della resistenza del circuito principale Misura della resistenza del circuito principale viene eseguita prima e dopo che la temperatura luogo di prova Un DC corrente di almeno 50 A alimentato attraverso l interruttore e la caduta di tensione tra i terminali viene misurato La differenza tra i resistenza misurata prima e dopo la prova di aumento di temperatura limitata a 20 8 3 5 breve durata in corso e le prove di picco di corrente Questa prova effettuata con l interruttore in posizione di chiusura Il cortocircuito completo corrente condotto attraverso la interruttore per una durata specifica Il interruttore da considerarsi superato la prova con successo se non ci sono meccanici danni e se l interruttore si apre al primo tentativo dopo la prova e nessun cambiamento significativo nel tempo di apertura cio nessuna saldatura contatto ha avuto luogo La durata orario preferito di 1 s In alternativa il valore 3 s dato anche se sembra altamente improbabile che un sistema di potere ha la capacit di sostenere un cortocircuito comple
65. ella seconda indagine internazionale sulla interruttore di circuito ad alta tensione guasti e difetti nel servizio Cigr tecnica Brochure n 83 1994 Una sostanziale quota di fallimenti stato causato dai meccanismi di funzionamento Idrauliche e meccanismi di primavera aveva quasi gli stessi tassi grande fallimento mentre la mancata minore tasso era molto pi alto per i meccanismi idraulici a causa di perdite d olio Le statistiche non danno informazioni sulle prestazioni degli interruttori da singoli produttori In generale si consiglia l uso delle statistiche Cigr fallimento Esse si basano su una vasta popolazione di interruttori di molti paesi del mondo Il fallimenti sono stati segnalati dagli utenti utenze ecc dando fiducia che tutti fallimenti sono inclusi 9 2 Vita elettrica e meccanica Supponendo che gli intervalli di controllo raccomandate sono state rispettate e che le adeguate misure sono state attuate ABB interruttori saranno hanno una durata superiore a 30 anni e 2 000 classe M1 o 10 000 classe M2 operazioni meccaniche Per ciascun tipo di interruttore il massimo ammissibile di usura degli interruttori elettrici di circa espressa da dove nnumero di cortocircuiti I corrente di corto circuito kA rms k un esponente in ordine di 1 8 2 TA numero totale ammissibile specifico per ogni tipo di interruttore Quando si utilizza l espressione di tutti i livelli di corrente di corto circuito sono inclusi nel
66. ene utilizzato Rispetto ad un interruttore di circuito convenzionale palla della stessa potenza l energia requisiti del meccanismo di funzionamento pu essere ridotto al 50 o meno Figura 2 10 Utilizzo di energia che operano a un operazione di rottura 2 4 6 Configurazione dei contatti mobili Per interruttori di auto esplosione alcuni principi diversi di muoversi configurazioni di contatto esistono Il loro scopo quello di diminuire ulteriormente la quantit di energia necessaria per il funzionamento dell interruttore Il design single motion domina il mercato di oggi Questo il tipo pi semplice di progettazione utilizzando una che si muove insieme di archi e contatti principali Il design a doppio motion utilizza un sistema di collegamento a muoversi sia la palla con il sistema di contatto inferiore e il contatto arco superiore in direzioni diverse Questo significa che il requisito della velocit del meccanismo di funzionamento drasticamente ridotto in quanto la velocit di contatto sar la velocit relativa tra la parte superiore e inferiori contatti Il principale vantaggio del regime a doppio movimento ridotto a icona necessit di energia per il movimento di contatto a causa di esigenze di velocit pi bassi Questo visualizzati tramite l equazione per l energia cinetica Il design a triplo movimento basato sul design a doppio movimento ma si muove in alto scudo ad una velocit diversa rispetto a quella d
67. ento del gas 17 Nozze Main contacts Self blast volume Puffer volume Lower current conductor T 1 ES F Operating insulator Figura 2 9 1 Principali componenti del interruttore auto esplosione Rosso colore indica il percorso corrente attraverso l interruttore chiuso 18 A B C D E F Figura 2 9 2 interruttore auto esplosione SF6 con pre compressione La figura mostra l interruzione di corrente elevata A Chiuso posizione La corrente viene condotta attraverso i contatti principali B La separazione dei contatti principali Il contatto mobile ha cominciato a cambiare posizione i contatti principali si sono separati La pressione di iniziare a costruire nel pesce palla e dei volumi di auto esplosione L attuale commutato ai contatti d arco C Dopo la separazione dei contatti d arco un arco stabilito tra di loro Calore dal arco genera pressione nel volume di auto esplosione la valvola si chiude quando la pressione pi elevato che in il pesce palla volume D Arc estinzione Gli attuali approcci zero e il gas da esplosioni di volume di auto esplosione up attraverso l ugello il raffreddamento l arco e lo spegnimento Una pressione eccessiva nel volume pesce palla viene rilasciato attraverso la valvola limitatrice della pressione E I contatti sono ora completamente aperte la proposta stata ammortizzata e fermato dalla operativo meccanismo F Durante la chiusura la stretti contatti e il vol
68. ero In questo istante il tensione u alimentazione della rete vicina al suo valore di picco in quanto il circuito quasi puramente induttivo La tensione in tutta l interruttore basso pari alla tensione d arco finch la corrente non stato interrotto Dopo l interruzione questa tensione si avvicina al valore della tensione di alimentazione tramite una oscillazione transitoria con un frequenza determinata da L e C della rete Il superamento sar tipicamente dell ordine del 40 60 Se il circuito del tutto priva di perdite R 0 il superamento sarebbe stato 100 La tensione in tutta l interruttore dopo l interruzione viene chiamata la tensione di recupero La prima parte oscillatorio di esso denominato Recupero Transient Voltage TRV mentre la parte successiva detta frequenza della tensione di alimentazione di recupero Il potere recupero di tensione di frequenza uguale alla tensione di circuito aperto della rete al posizione dell interruttore Sia la velocit di aumento del recupero tensione RRRV e il valore di picco del TRV sono parametri importanti Insieme con l entit della corrente questi parametri determinare la gravit del caso di commutazione Il rapporto tra il picco del TRV e il picco della tensione lato origine chiamato fattore di ampiezza La rete equivalente in Figura 3 5 applicabile in situazioni con linee corte Negli impianti con linee lunghe meno ragionevole usare una rete equivalen
69. ero di unit di rottura dipende dalla tensione di sistema e dei requisiti sulla capacit di interruzione La funzione della camera di estinzione descritta in 2 4 2 Principi di estinzione dell arco 2 2 2 Supporto isolante La funzione principale del supporto isolante sufficiente a garantire l isolamento dal HV terminali e l unit di rottura s a terra L isolante di supporto una conca alloggiamento di porcellana o di materiale composito e contiene gas SF6 allo stesso pressione del gas nelle unit di rottura il supporto isolante e la rottura unit s hanno una comune atmosfera di gas Il puntone di tiro isolato chiamato anche isolante di funzionamento che fa parte del legame sistema tra il meccanismo di funzionamento e contatti principali montato all interno del supporto isolante 2 2 3 Meccanismo di funzionamento Il meccanismo di funzionamento con la molla viaggio memorizza l energia necessaria per la chiusura e la manovra di apertura dell interruttore Situato a terra potenziale il meccanismo di funzionamento prevede anche collegamenti secondari che funge da un interfaccia per il controllo di una rete e sistema di protezione 2 2 4 Struttura di supporto Ci sono due versioni di strutture di sostegno o il supporto stand per il circuito serbatoio vivo interruttori A tre colonne di sostegno vale a dire ogni polo interruttore montato sulla sua 7 persona sostegno Pole trave di sostegno vale a di
70. esssseessssseessceeesescereseocee 71 6 7 EFFETTI AMBIENTALI E FORME ISOLANTE eesessesseessseresssseeessceeeeseeeee 72 6 8 DISTANZA INARIA orario 75 6 9 MATERIALE ISOLANTE essesssseeeseceeessscereseooeeescceresseoereseceeeesoceeeseeeeoee 75 T APPLICAZIONE oli 76 7 1 INTERRUTTORI LINEA DI TRASMISSIONE rcerrerrrrereerireereceeneo 76 7 2 INTERRUTTORI DI POTENZA TRASFORMATORE crcerrrrrrrrreeree 78 7 3 TENSIONE DEREGUPERO area 80 7 4 SHUNT REATTORE INTERRUTTORI ercererrrrrrrrreere rece eezereozenecee 82 8 NORME E PROVE rara 87 SL STANDARDS piscina di e areae EEEE agio SEEE SEEE EAE ETEO EET 87 8 2 DISGIUNTORE TES Domei iii denenen onea irreali 89 83 PROVE DI TIPO sanata 89 9 AFFIDABILITA MANUTENZIONE E COSTI DEL CICLO DI VITA 97 94 STATISTICHE lele 97 9 2 VITA ELETTRICA E MECCANICA ssaa nisi sii cenci ziria sine 98 93 MANUTENZIONE nia 98 9 4 CONDITION MONITORING eesssssseessseeesssoereseceressceeeeseseresecoeessoeeeeseeeee 99 9 5 CICLO DI VNITADELCOSTL psn aan 99 9 6 ASPETTI AMBIENTALE aaa 100 10 SELEZIONE DEGLI INTERRUTTORI ssrsrerrecrrcrrreceeceseeezececeecerezececen 100 II CONCLUSIONE puri iaia 102 12 BIBLIOGRAFIA iii ail 103 1 INTRODUZIONE Un interruttore un apparecchio in sistemi elettrici che ha la capacit di in pi breve tempo possibile passare da essere un conduttore ideale per un isolante idealeviceversa Inoltre l interrutto
71. etto Requisiti per il sintetico le prove sono espressi in norme IEC e IEEE 9 AFFIDABILITA MANUTENZIONE E COSTI DEL CICLO DI VITA 9 1 Mancata statistiche Informazioni sugli errori e le statistiche fallimento importante sia per gli operatori del sistema e asset manager Due tipi di statistiche sono utilizzate Interruzioni di sistema vale a dire la perdita di energia elettrica consegnata ai clienti Attrezzature fallimenti Un errore materiale pu o non pu portare ad una interruzione del sistema International attrezzature per le statistiche fallimento interruttori sono raccolti e pubblicato da Cigr Due tipi di fallimenti sono considerati guasti maggiori e minori fallimenti Un grande fallimento si tradurr in un immediato cambiamento nel sistema operativo condizioni ad esempio le attrezzature di protezione di backup verr richiesto di rimuovere il colpa o comporteranno la rimozione obbligatoria dal servizio entro 30 minuti 98 per non programmato manutenzione Un errore minore un fallimento che non sia un grande fallimento Tra le categorie di insuccesso sono grandi non si apre a comando si apre senza comando non riesce a portare corrente ecc errori tipici minori sono le perdite di piccole SF6 o di olio idraulico Il tasso medio di guasto importante per gli interruttori di pressione unico e SF6 tensione nominale 63 800 kV pubblicato da Cigr 0 67 failures 100 interruttore anni Relazione finale d
72. frequenza che sar impresso il pi fortemente sottolineato palo durante trifase e interruzione dalla completa interruttore tripolare in condizioni comparabili Per verificare che le caratteristiche di una singola fase di un interruttore automatico corrispondono a le caratteristiche di una unit a tre fasi un fare e disfare test viene eseguito Dopo la prova il comportamento e le caratteristiche di viaggio sono valutati secondo i requisiti dichiarati in 62271 100 la clausola 6 101 1 1 IEEE d inoltre prevista test monofase e condizioni simili a quelle degli Stati IEC IEEE vedere C37 09 Clausola 4 8 2 2 8 3 7 3 unit test test completo polo A causa di limitazioni nei laboratori di alta potenza la piena prova polo non sempre possibile soprattutto con il recente sviluppo di rompere con una unit di alta tensione rating In questi casi i test unitari o la met test del palo pu essere eseguita Unit di test sono consentiti se le prescrizioni della norma IEC 62271 100 6 102 4 2 sono soddisfatte Ad esempio i seguenti requisiti devono essere soddisfatti Le unit dell interruttore devono essere identiche per forma dimensione e operanti condizioni L energia di funzionamento deve essere regolato in modo tale che il contatto movimento non differisce da quella del palo pieno La distribuzione di tensione tra le unit di rottura deve essere considerato Il tensione di prova deve essere la tensione tra le pi altamente sottol
73. hiesti Per questo motivo basato sullo stato di manutenzione la sostituzione periodica di servizi ad un livello sempre maggiore L obiettivo a lungo termine quello di sviluppare soluzioni completamente esente da manutenzione Oggi moderno SF6 dotata l ultima generazione di meccanismo a molla di esercizio comporta un grande passo verso tale obiettivo L intervallo di manutenzione prima di per tali interruttori di circa 15 anni e il tasso di insuccesso molto bassa Con il recente sviluppato unit di controllo del Motor Drive il tasso di fallimento sar ulteriormente ridotta Al contrario di un meccanismo a molla azionato in cui memorizzato l energia necessario controllo di sorgenti Motor Drive TM utilizza l energia elettrica immagazzinata in condensatori L unica parte in movimento nell unit di controllo del rotore del motore Ci sono altre societ come ABB Power Technologies che stanno lavorando costantemente per migliorare le prestazioni degli interruttori La tecnologia di domani basato su esperienze di oggi per garantire la migliori prestazioni 103 affidabilit 13 BIBLIOGRAFIA Appunti di lezione di Componenti e tecnologie elettrici prof RENATO GOBBO Universit degli Studi di Padova Appunti di lezione Materiali per l Ingegneria elettrica prof GABRIELE MARCHESI Universit degli studi di padova Sito internet www ABB COM Link Tank Circuit Breakers Application Guide High voltage products
74. i Con la crescente tensione e corrente del circuito di recente sviluppo interruttori la potenza totale disponibile di corto circuito di un laboratorio ad alta potenza deve essere aumentato di conseguenza Gli investimenti per aumentare potenza di corto circuito sono enorme e comporterebbe prezzi interruttore essere proibitivo Allo scopo di ancora in grado di eseguire le prove di tipo corretto per interruttori con la disposizione potenza di corto circuito una possibilit aperta l esecuzione di test sintetici Un circuito di prova di sintesi costituito da separati circuiti ad alta corrente e alta tensione Vedi Figura 8 6 Durante il periodo di corto circuito la corrente di corto circuito sar 97 alimentato da un generatore di corto circuito ad una tensione limitata La tensione dovrebbe avere un ampiezza di grandezza sufficiente per evitare la tensione d arco di influenzare il corrente di corto circuito Quando la corrente interrotta il circuito ad alta tensione dar la tensione corretta sottolinea in tutta la distanza tra i contatti Figura 8 6 Principio di test sintetici G corto circuito del generatore MB Master interruttore MS facendo passare TB test interruttore AB ausiliari dell interruttore AL artificiale line GR spinterometro ML Multi loop re circuito di accensione Affinch il test sintetici per essere valida la prova deve sottoporre l interruttore di realistico sottolinea rispetto a quelli di un test dir
75. i dimensioni la soluzione ottimale spesso alcune collegato permanentemente shunt reattori insieme ad alcuni reattori shunt che si eccitano solo durante i periodi con un basso flusso di potenza attiva nel sistema in genere di notte e nei fine settimana Reattori in parallelo sono installati in sottostazioni e collegato in una delle seguenti in tre modi a Della linea collegata Il reattore shunt collegato direttamente alla fine di una linea aerea nella maggior parte caso semplicemente per mezzo di un sezionatore Il linea con il suo reattore in parallelo poi trattata come una unit e pu essere commutata in e per mezzo della linea circuito dell interruttore Per una maggiore flessibilit di commutazione del reattore di shunt pu essere collegato attraverso un interruttore differenziale dedicato In linea di difetti le procedure di funzionamento differenti possono esistere per quanto riguarda l accensione dell interruttore reattore Nel corso di una guasto linea l interruttore reattore non di norma operato ma le eccezioni esistono Nei sistemi EHV gli interruttori linea circuito spesso si esibiscono unipolare di commutazione e di richiusura in caso di guasto di linea In questo caso vantaggiosa per dotare il reattore in parallelo con un reattore neutrale che collega il centro stella a terra Questo accordo contribuisce a minimizzare corrente residua alla terra la localizzazione dei guasti durante l intervallo di tempo
76. i potenza 1 m da cui Ka 1 16 Ci significa che l interruttore deve essere testato a livello del mare con una tensione di 750 Ka 870 kV La pi vicina tensione impulso normalizzato 1050 kV che appartiene ad un sistema tensione di 245 kV L obbligo per le frequenze di potere resistere a livello del mare di 377 kV 325 1 16 secco e umido Questo coperto dai requisiti 460 kV per un 245 interruttore KV Conclusione l interruttore che soddisfano i requisiti per l alta quota sar un interruttore con livelli di isolamento appartenente ad una tensione di sistema di 245 KV 6 7 Effetti ambientali e forme isolante 6 7 1 distanza di dispersione e l inquinamento A seconda delle condizioni del sito le superfici isolanti delle macchine utilizzate all aperto sar prima o poi raccogliere depositi Quando i depositi consistono principalmente di sale che normale nelle regioni costiere la resistenza superficiale del diminuisce isolante Il isolamento capacit di resistere l isolante quindi essenzialmente ridotta soprattutto in periodi di rugiada o nebbia Riscaldamento a causa della corrente di dispersione con conseguente cattiva asciugatura della superficie possono causare scariche parziali bandiere che potrebbe condurre a una scarica di disturbo in tutta l isolante flashover 173 Durante i periodi di pioggia la isolatori sono naturalmente lavati Sottostazioni ad esempio le zone costiere hanno spess
77. ile che un interruttore di circuito sarebbe esposta a livelli di vento forte estremo carichi di ghiaccio e un carico completo di corto circuito e al tempo stesso devono resistere alle sottolinea da un terremoto Le seguenti fonti in Tabella 4 5 deve essere utilizzato per determinare i carichi descritti nella tabella 4 6 Design pressure Stated by the manufacturer Mass Stated by the manufacturer Terminal loads 6 101 6 1 of IEC 62271 100 Wind loads 6 101 6 1 of IEC 62271 100 2 1 2 and 2 2 5 of IEC 62271 1 Ice loads 6 101 6 1 of IEC 62271 100 and 2 1 2 of IEC 62271 1 Short circuit load Depending on short circuit current see also IEC 60865 2 Seismic loads IEC 62271 300 58 Tabella 4 5 carichi meccanici e gli standard in cui vengono specificati i carichi Per interruttori con isolatori in ceramica IEC 62 155 fattori di sicurezza degli Stati e d una raccomandazione di come coniugare questi carichi vedi Tabella 4 6 Per circuito interruttori dotati di isolatori compositi i carichi sono derivati e combinati secondo quanto riportato nelle tabelle 4 5 e 4 6 IEC 61 462 specifica a quale livello il composito materiale pu essere caricato Loads Design pressure Mass Rated terminal load Wind pressure Short circuit load Ice load Seismic load Safety factor Stress from routinely expected loads 100 100 100 30 0 0 0 2 1 Stress from rarely occurring extreme loads Alternative 1 Alternative 2 Alternative
78. in cui l interruttore asta aperta Questo aiuta a spegnere la corrente e sbarazzarsi del guasto b Sbarre collegato Il reattore shunt acceso da un reattore in parallelo dedicato interruttore Linee connesse alla sottostazione pu essere acceso dentro e fuori senza compromettere il funzionamento della reattore in parallelo c Collegato al terziario avvolgimento di un trasformatore di potenza In questo caso il reattore in parallelo sia collegato alla tensione piuttosto bassa e da un apposito reattore interruttore Il reattore spesso reattore aria core e il circuito interruttore pu essere relativamente poco costoso ma uno svantaggio che l accesso al reattore richiede che il trasformatore di alimentazione in servizio Inoltre il reattore attuali saranno elevati con conseguenti relativamente elevata usura elettrico dell interruttore contatti a operazioni di commutazione 83 In condizioni normali di commutazione le sollecitazioni durante la sospensione sono tali che vi un basso stress termico interruzione dovuta al fatto che l attuale pi spesso basso La sollecitazione dielettrica tuttavia sar elevata e verr visualizzato subito dopo corrente pari a zero Lo stress dielettrico in tutta l interruttore ripido e ha un picco valore tipicamentecirca 2 3 p u a interruzione dei reattori shunt a terra con magnetico fasi indipendenti Per informazioni pi dettagliate si veda la Sezione 3 7 1 Per una interruzione di
79. induttivo commutazione IEC 61 233 300 Guida per la qualificazione sismica IEC 61 166 302 Guida per corto circuito e procedure di prova di commutazione per metallo chiusa e morti interruttori serbatoio IEC 61 633 303 Impiego e utilizzo di esafluoruro di zolfo SF6 in alta tensione protezione e manovra IEC 61 634 IEC 62271 Title Old name Part 1 Common specifications EC 60694 100 High voltage alternating current circuit breakers EC 60056 101 Synthetic testing EC 60427 108 High voltage ac disconnecting circuit breakers for rated voltages of 72 5 kV and above 110 Inductive load switching EC 61233 300 Guide for seismic qualification EC 61166 302 Guide for short circuit and switching test procedures for metal enclosed IEC 61633 and dead tank circuit breakers 303 Use and handling of sulphur hexafluoride SF in high voltage switchgear EC 61634 and Controlgear Tabella 8 1 Esempi di Norme CEI per interruttori di alta tensione IEC si riferisce a CIGRE tecnica Brochure 304 e 305 per fornire sfondo informazioni relative a fatti e cifre e per dare una base per specifiche In un modo analogo gli standard americano IEEE consultare guide applicative 8 1 1 1 definizioni Time secondo IEC Una sezione molto utile della IEC 61271 100 descrive il tempo di interruttore connessi definizioni Le definizioni di tempo pi frequentemente utilizzati sono riportati di seguito Figura 8 1 definizioni Tempo in apertura e chiusura secondo IEC 8 1
80. ineato rottura dell unit dei polo completo dell interruttore C37 09 IEEE Sezione 4 8 2 3 1 specifica i requisiti corrispondenti per il test dell unit 8 3 7 4 Prove dirette Prove dirette sono caratterizzati da una fonte dando la corretta prima interruzione di corrente e la tensione corretta sottolinea dopo l interruzione vedi Figura 8 5 96 La natura delle prove dirette piuttosto semplice Nel caso di verifiche dirette il circuito interruttore sceglie il meglio zero attuale in cui interrompere L impostazione di apertura del corto circuito nonch la separazione il contatto ben definito Generator circuit Test circuit MB MS e e z R G TB Cc Figura 8 5 singola fase di test del circuito per la prova diretta G corto circuito del generatore MB Master interruttore MS facendo passare L reattore di limitazione di corrente di corto circuito R C circuito oscillatorio di TRV TB test interruttore T Transformer Quando si esegue un operazione di CO l interruttore viene giustamente sottolineato in sia la creazione e l operazione di rottura Dopo l interruzione della tensione di recupero devono essere applicate a 5 cicli Qualora l interruttore di circuito di prova non interrompere la corrente il circuito protetto da un circuito interruttore principale un interruttore in grado di interrompere a mezzo di un ciclo Il corrente di corto circuito iniziato chiudendo l interruttore facendo 8 3 7 5 test sintetic
81. interruttori Introduzione del interruttori olio circuito minimo intorno al 1970 stato un grande passo in avanti Il numero di unit stato ridotto di rottura un interruttore per 420 kV necessarie solo quattro interruttori in serie per fase La domanda di energia per il funzionamento stata relativamente bassa e la molla carica meccanismi potrebbero essere utilizzati Sia il minimo di interruttore di circuito del petrolio e dei meccanismi a molla sono praticamente inalterati dalla temperatura ambiente Un altro grande vantaggio che la manutenzione anche apertura delle unit di rottura pu essere effettuata all aperto Tuttavia sebbene la manutenzione relativamente semplice alcune operazioni di commutazione ad esempio il passaggio di piccole correnti induttive richiede una manutenzione piuttosto frequenti SF6 interruttori del gas sono superiori a queste tecnologie precedenti in quanto richiedono sostanzialmente meno manutenzione Inoltre il numero di unit di rottura sono ridotti Fino a 300 kV uno interruttore per fase utilizzato a 550 kV e due interruttori 5 sono richiesti Tutti ABB interruttori SF6 vivere serbatoio pu essere azionato con springcharged meccanismi in modo che la domanda di energia per il funzionamento di oggi ancora pi basso per alcuni interruttori SF6 interruttore che per la minima corrispondente circuito dell olio I meccanismi di funzionamento si sono sviluppati di conseguenza All inizi
82. ione con il potere ingresso esclusivamente attraverso trasformatori di potenza Nella maggior parte dei casi tuttavia questa situazione anche associato a livelli di corrente di corto circuito molto al di sotto nominale corrente di corto circuito degli interruttori associati Pertanto le sollecitazioni saranno ancora adeguatamente coperti da interruttori con tempo standard costante di 45 ms Una eccezione a questa situazione generale si pu verificare nelle reti di media tensione lt 52 kV dove il alimentazione attraverso trasformatori di potenza possono rivolgersi al circuito di corrente nominale di breve gli interruttori Per questa situazione un tempo alternativo costante di 120 ms specificato nelle norme IEC Un caso estremo si pu verificare per gli interruttori nei pressi di centri di generazione generalmente posto sul lato ad alta tensione di un generatore di grande step up GSU trasformatori In questa posizione la componente alternata della corrente di cortocircuito pu diminuire pi rapidamente che nel caso normale La corrente di corto circuito non pu quindi avere un zero corrente per un numero di cicli impedendo l interruzione della corrente In questo Pertanto il dovere del interruttore pu essere alleviato ad esempio ritardando la sua apertura In alternativa pu essere dimostrato da prove o calcoli che l arco tensione dell interruttore sufficientemente elevata per smorzare la componente continua della corrente
83. iquidazione Nella maggior parte dei casi queste sovratensioni tagliere sono relativamente bassi e quindi accettabile Un eccezione pu essere casi con piccoli reattori basso rating Mvar Quando una riaccensione si verifica la tensione di carico lato tende rapidamente verso la sorgente parte tensione ma superamento e produce una sovratensione riaccensione Figura 3 28 mostra le sovratensioni massima raggiungibile senza smorzamento di riaccensione al recupero tensione di picco Nei casi pratici ci sar sempre smorzamento delle oscillazioni consentono di ridurre le sovratensioni massima La ripartizione di tensione in una riaccensione crea una tensione ripido transitoria che si applica sul reattore Il tempo di fronte varia da meno di 1 microsecondo per microsecondo diversi Dal momento che la ripartizione in tensione l interruttore praticamente istantaneo la pendenza determinata unicamente dalla frequenza del secondo circuito di oscillazione parallelo circuito costituito 49 da CL CS e Lb in Figura 3 25 che a sua volta dipende dal layout del circuito Questo pu essere transitoria ripido e mal distribuite sul reattore di liquidazione sottolineando l ingresso si trasforma in particolare con interturn alto sovratensioni J Figura 3 28 sovratensioni riaccensione nei casi con trascurabile taglio di corrente a e con corrente ad alta tagliere b Reattori in parallelo sono normalmente protetti da scaricatori di sovratensione Q
84. isiti per la classe E2 elettrici resistenza 7 5 accoppiatori Bus In molte configurazioni di cabina gli interruttori sono posti tra i diversi sbarre o tra diverse sezioni della sbarra stessa Questi accoppiatori bus sono normalmente acceso relativamente di rado e sono utilizzati principalmente per il trasferimento di corrente da una sbarra sezione a un altro ad esempio in relazione alle attivit di manutenzione interruzione di corto circuito si verifica solo in caso di guasto sbarra o in situazioni di backup se l interruttore di circuito primario non riesce a interrompere Generalmente le classi M1 C1 ed El sono sufficienti per interruttori utilizzati per il bus accoppiatore applicazioni La corrente termica nominale pu essere necessario relativamente elevato lo stesso come per le sbarre 7 6 Applicazioni speciali Oltre alle applicazioni indicate ai sensi degli articoli 7 1 7 5 applicazioni speciali pu esistere per altre tipologie di sistemi o per altre tipologie di commutazione condizioni nei sistemi normali Queste applicazioni non rientrano nel campo di applicazione del circuito interruttore standard IEC 62271 100 I requisiti tecnici e le specifiche per queste applicazioni sono quindi spesso oggetto di accordo tra le fabbricante e l utente In molti casi tuttavia gli attuali requisiti di IEC 62271 100 pu essere utilizzata per applicazioni speciali ma anche modificato per lo scopo del sistema effettivi o condizioni di
85. ite su una tavola vibrante in cui l accelerazione sismica e lo spostamento sono simulati secondo il metodo della storia del tempo In passato diversi metodi di prova sono state specificate altre come onda sinusoidale e sinusoidale battere test storia Time secondo IEC 60068 2 57 l unico tavolo agitare pertinente metodo di prova in quanto l applicazione di un accelerogramma reale registrati tempo della storia segnale o di un accelerogramma artificiale calcolato che soddisfi le specificata spettri di risposta Il test storia tempo ritiene parametri sconosciuti come naturale frequenze smorzamento e non linearit del disegno in modo accurato AI fine di eseguire un calcolo corretto necessario conoscere la frequenza naturale di oscillazione del interruttore e lo smorzamento delle oscillazioni Questo pu essere facilmente ottenuto con un test di snap back Durante questa prova il carico viene applicato ad esempio applicando una forza di trazione sul terminale il carico vieneimprovvisamente rilasciato e l interruttore lasciato oscillare liberamente Applicando estensimetri una curva come mostrato in Figura 4 5 pu essere registrata Figura 4 5 curva di risposta di un test di snap back 57 I calcoli possono essere effettuate combinando i valori per massa dimensioni frequenza di risonanza e dello smorzamento delle interruttore con gli spettri di risposta I risultati di FEM Finite Element Method i calcoli con ingres
86. izio e la manutenzione durante la vita Una vita costo del ciclo LCC calcolo considera tutti questi elementi di costo e calcola un conseguente valore attuale I costi per le riparazioni dopo i fallimenti sono anche a volte inclusi basato sui tassi di fallimento stimato LCC calcoli sono utili ad esempio per il confronto tra le diverse tecnologie dell interruttore La Figura 9 2 mostra come esempio il risultato di calcoli per un interruttore tipo HPL 420B2 Il lasso di tempo stata assunta da 30 anni e il tasso di interesse del 5 La porzione di manutenzione comprende la revisione effettuata dopo 30 anni 100 Initial cost _ Maintenance Repair 86 Figura 9 2 Risultato del calcolo LCC per interruttore di tipo HPL 420B2 9 6 Aspetti ambientali E importante che le apparecchiature elettriche ha il minor impatto possibile sull ambiente e l ambiente circostante In questo contesto il gas SF6 in interruttori e il suo possibile contributo alla l effetto serra occorre ricordare SF6 un gas serra forte e la sua rilascio in atmosfera dovrebbe essere ridotta al minimo E vantaggioso per ridurre gas volumi e tassi di perdita per quanto possibile Pertanto sotto il profilo ambientale punto di vista un live serbatoio interruttore con il suo volume relativamente piccolo di gas SF6 una soluzione migliore di un morto interruttore serbatoio o GIS Quando un interruttore revisionato 0 infine demolite il gas
87. la pubblicazione NEMA 107 La tensione di prova 1 05 volte la tensione nominale fase terra Il valori ammissibili del livello di interferenza figurano nella pubblicazione sugli standard NEMA SG 4 tabella 4 1 Il livello pi alto ammissibile interferenza da 123 KV e verso l alto uV di 2 500 a 1 000 KHz 6 4 3 2 prova di scariche parziali Un test di scariche parziali riveler lo stesso tipo di disturbi come un test di RIV ma utilizzato prevalentemente per la rilevazione di carenze nella coibentazione interna dei componenti quali boccole e condensatori di classificazione Questo test non normalmente richiesto per gli interruttori di circuito live serbatoio IEC 62271 100 afferma che il test deve essere eseguito solo se l interruttore di circuito utilizza componenti per i quali rilevante standard esiste ad esempio boccole Per motivi di interesse vale la pena notare che la prova viene eseguita con una tensione di prova al di sopra del 10 nominale fase terra tensione Lo scarico parziale non deve superare i 5 pc 6 4 3 3 Inquinamento test L intenzione di questo test artificiale per simulare le condizioni operative in un certo grado di inquinamento si veda la Sezione 6 7 1 Tuttavia nella maggior parte dei casi questo test non richiesta Se la distanza di dispersione conforme al requisito di cui al Tabella 6 3 la prova inquinamento artificiale non necessario vedi IEC 60 507 La procedura di prova ei requisiti
88. la sommatoria ad esempio 20 30 n n 30 20 40 10 n A titolo di esempio la figura 9 1 mostra la massima usura ammissibile elettrici per LTB 72 5 170 D1 B Figura 9 1 Massima usura ammissibile elettrica n X I2 20 000 per LTB 72 5 170 DI B 9 3 Manutenzione Per ogni tipo di circuito di funzionamento e di definire le istruzioni per la manutenzione intervalli di tempo e le attivit per i seguenti tipi di manutenzione Controllo oculare Manutenzione preventiva Revisione ispezioni oculari svolgono di norma a 1 2 intervalli anno L interruttore mantenuti in servizio La manutenzione preventiva viene normalmente eseguita a intervalli di 15 anni e con la interruttore di circuito messo fuori servizio intervalli di tempo pi brevi possono essere 99 necessaria se il interruttore di circuito raggiunge la massima usura ammissibile elettrica o al massimo numero ammissibile di operazioni meccaniche Nei casi di passaggio frequente di batterie di condensatori banchi di filtri o reattori shunt il numero di commutazione ammissibile pi elevato per le operazioni di controllo delle operazioni di commutazione a Switchsync TM che per commutazione incontrollato Revisione l interruttore deve essere eseguita dopo 30 anni o quando il massima usura ammissibile elettrica o del numero di operazioni meccaniche stata raggiunto I poli interruttore e meccanismo sono poi normalmente rimossi per montaggio di nuovi contatti e
89. le che stato progettato essere direttamente esposti alle precipitazioni ad esempio parti primarie di outdoor Interruttori E anche inutile per i mezzi efficaci contro la condensazione sono previste per esempio in armadi di comando con i riscaldatori anticondensa prove di umidit non sono specificate da IEEE 8 3 6 5 Ice test Le prove in condizioni di ghiaccio gravi sono applicabili solo per gli interruttori che parti mobili esterne Il rivestimento di ghiaccio considerato nel range da 1 mm fino a ma non superiore ad 20 mm Se un interruttore situato dove un gelato rivestimento superiore a 20 mm previsto dovrebbe raggiungere un accordo tra fabbricante e l utente in merito alla capacit dell interruttore di eseguire correttamente in tali condizioni IEEE non richiede alcuna prova tuttavia si afferma che gli interruttori esterni deve essere in grado di sopportare carico causato da ghiaccio fino a 20 mm di ghiaccio 8 3 6 6 Prova di carico statico terminale Il test di carico statico terminale viene effettuata per dimostrare che l interruttore funziona correttamente se caricata da stress derivanti da ghiaccio vento e collegati conduttori Il test di carico statico terminale applicabile a interruttori all aperto con tensione nominale di 52 kV e superiori Il test di carico statico terminale viene eseguita soltanto previo accordo tra il costruttore e utente Se il produttore da calcoli pu dimostrare che l interruttore i
90. lit del sistema In aggiunta alla funzione di protezione gli interruttori sono applicate anche per passaggio intenzionale come energizzante e diseccitazione dei reattori shunt e condensatore banche Per la manutenzione o la riparazione di apparecchiature elettriche e linee di trasmissione il circuito interruttori insieme ai sezionatori sezionatori di terra 0 scollegare circuito interruttori con built in funzione di disconnessione garantir la sicurezza del personale Nelle seguente pagine parleremo degli sviluppi principi di funzionamento commutazioni sollecitazioni meccaniche e termiche isolamento norme e degli aspetti ambientali degli interruttori per alta tensione 2 SVILUPPI E PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO 2 1 SVILUPPO STORICO Il circuito interruttori aria soffiata che ha usato l aria compressa come mezzo di estinzione aveva il vantaggio di alte capacit di interrompere e tempi breve interruzione Tuttavia le unit di rottura interruttori aveva limitato capacit di tenuta dielettrica e come si pu vedere nella figura 2 1 un interruttore di circuito di 420 kV necessari fino a 10 elementi di rottura in serie per fase L estinzione dell arco richiesto ad alta pressione d aria circa 2 MPa il che significa che il rischio di rilocalizzazione delle emissioni stato elevato Installazione manutenzione e la riparazione sono stati costosi Air esplosione di gas SF6 Oil LI i Figura 2 1 Lo sviluppo storic degli
91. lla corrente che lo spunto dal condensatore banca sovrapposta alla linea di corrente di guasto b Inserimento del condensatore serie L interruttore di by pass deve essere in grado di trasferire il carico di corrente dal by pass circuito percorso per il percorso condensatore serie e sostenere il recupero associati tensione con valori di picco fino al suo livello di protezione senza riaccensione Inoltre l interruttore di by pass deve essere in grado di condurre la corrente nominale e la nominale corrente di corto circuito in posizione chiusa cos come per resistere alle sovratensioni specificata attraverso gap aperto e fase terra Va osservato tuttavia che l interruttore di by pass non destinato ad interrompere correnti di corto circuito che pu verificarsi nel sistema IEC 62271 109 applicabile per la serie AC condensatore di by pass interruttori 86 la necessit di una compensazione della potenza reattiva pu cambiare diverse volte al giorno Durante queste operazioni programmate condizioni normali lo stress sul circuito interruttore simile a quella del passaggio di un banco di condensatori con neutro a terra vale a dire un recupero di tensione moderata quando diseccitazione la banca di filtro Le correnti di spunto durante energizzante di solito sono piuttosto bassi in quanto 1 filtri contengono induttanze in ordine per sintonizzare i filtri per le frequenze corrette Inoltre comune utilizzare commutazione controlla
92. mare il livello di inquinamento in sito guida da utilizzare IEC 60815 1 per ricevere input per progettare un isolante appropriato In natura il passaggio da una classe all altra graduale se le misurazioni sono disponibili l effettivo inquinamento del sito Severity SPS di valore piuttosto che la classe pu essere presi in considerazione per determinare le dimensioni isolante Figura 6 6 mostra il classi SPS e curva in relazione alla specifica unificata Creepage distanza Figura 6 6 Le classi SPS e la curva in relazione alla specifica unificata Creepage distanza 6 7 3 classi ambientali secondo IEEE I requisiti di IEEE relative linee di fuga sono indicati in IEEE C37 010 I requisiti sono sostanzialmente gli stessi di IEC con l eccezione di quattro le classi sono ancora utilizzati I valori sono riportati nella tabella 6 3 Inquinamento Livello minimo nominale specifico dispersione distanza mm kV tensione linea terra Light 28 Media 35 44 Pesante Molto pesante 54 Tabella 6 3 Creepage distanza secondo IEEE 20 25 30 35 40 45 50 55 60 abcd 22 28 35 44 55 USCD mm kV SPS Classe 6 8 Distanze in aria IEC 60071 2 stati i valori per la fase a terra e attestazioni aria fase fase Tabella 6 4 mostra la correlazione tra impulso atmosferico standard resistere a tensioni 75 fase terra e fase fase e attestazioni d aria minimo Standard fulmine impulso Tensione di tenuta Distanza minima in aria
93. minare i transitori nocivi via tempo controllato operazioni di commutazione comandi di chiusura o di apertura al interruttore sono in ritardo in modo tale che la fabbricazione o la separazione del contatto avverr al massimo istante di tempo legate alla angolo di fase Per mezzo di Switchsync controllori sia energizzanti e le operazioni di de eccitazione pu essere controllato per quanto riguarda il punto sulla situazione wave e non transitori nocivo verr generato 8 Norme e prove 8 1 Standards Gli standard internazionale di grande rilievo per gli interruttori sono IEC1 e ANSI2 IEEE3 In Oltre a queste norme esistono anche diverse norme regionali specifici spesso sulla base di requisiti di IEC e ANSI Le norme USA based sono stati originariamente sviluppati e destinati ad essere utilizzati in Stati Uniti d America Negli ultimi 15 anni un graduale cambiamento avvenuto nel IEEE e ora vi un interesse genuino per armonizzare le norme IEC e IEEE 1 Commissione Elettrotecnica Internazionale 2 American National Standards Institute 3 L Istituto degli ingegneri elettrici ed elettronici Inc 88 vecchi nomi sono elencati anche IEC 62 271 Titolo vecchio nome Parte 1 Caratteristiche comuni IEC 60694 100 Alta tensione alternata interruttori di corrente IEC 60 056 101 Test sintetici IEC 60 427 108 Ac interruttori ad alta tensione in circuito di interruzione nominale tensioni di 72 5 kV e superiori 110 Carico
94. mo di funzionamento con molla di orologio ABB tipo BLK 1 Gita di primavera 5 Chiusura a scatto con bobina 2 Link marcia 6 Motore 3 Chiudere la molla 7 Apertura serranda 4 Tripping fermo con bobina 2 5 3 Motor Drive Uno dei meccanismi di funzionamento pi recente sviluppo il motore elettrico unit L azionamento del motore utilizza un servomotore per eseguire un funzionamento regolare e silenzioso dell interruttore Il funzionamento controllato da un attivamente sensore che continuamente legge la posizione del motore e regola la corrente del motore per ottenere una viaggio curva ottimale L energia memorizzata in un banco di condensatori e pu essere consegnata istantaneamente al convertitore che trasforma la corrente continua da condensatori e alimenta il motore con ac regolamentato 24 Il principale vantaggio della motorizzazione il sistema minimizzato meccanica che riduce la necessit di servizio al minimo e rende l ideale per le applicazioni della tecnologia con le operazioni frequenti CONVERTER CAPACITOR CHARGER aiii UNIT UNIT p SUPPLY UNIT Dc lt Tip CONTROL Un F lt Clos B Stat Position sensor Figura 2 14 Schema a blocchi che mostra la funzione del Motor Drive 1 Caricabatterie unit che converte tensione di alimentazione e alimenta i condensatori e componenti elettronici interni 2 Condensatore apparecchio memorizza l energia per il funzionamento 3 L unit di converti
95. mperature ambiente l aumento di temperatura diminuisce ammissibile in quanto il temperatura massima rimane invariato Il metodo illustrato in Esempio 2 pagina 75 pu essere utilizzato per 1 calcoli Massimo temperatura Temperatura massima di aumento Temperatura ambiente 40 C CK Contatti in SF6 Argentato o di rame rosso 105 65 Connessioni in aria Imbullonato o equivalente Rame nudo lega di rame nudo lega di alluminio nudo 90 50 terminali ad alta tensione Bare 90 50 Argento o di latta rivestite 105 65 Tabella 5 1 Limiti di temperatura e aumento di temperatura 5 1 1 declassamento della corrente nominale a causa della temperatura In alcune applicazioni per le quali i clienti richiedono voti temperatura superiore a standardizzato 40 C potrebbe essere necessario declassare la capacit normale corrente dell interruttore Se un cliente per esempio richiede l ambiente massima temperatura di 55 C le precauzioni devono essere prese e la temperatura misurata incremento del sistema di contatto ha esaminato vedere il seguente esempio Richiesto temperatura massima di 55 C Tensione di sistema 145 kV Interruzione della corrente nominale 40 kA A titolo di esempio l interruttore di circuito pi adatto sembra essere un interruttore con 145 kV corrente nominale 3 150 A e un aumento di temperatura misurata vedere paragrafo 5 2 di 53 C nel sistema di contatto principale rame argentato La temperat
96. n disegno che si applica fondamentalmente la stessa tecnologia del pneumatico meccanismi ma con gas SF6 invece di aria Un altro progetto il meccanismo attuatore magnetico che applicata solo per alcuni interruttori di media tensione 3 COMMUTAZIONE DI CORRENTE DI RETE E SOTTOLINEA 3 1 correnti di corto circuito Un interruttore deve essere in grado di interrompere simmetrici e asimmetrici correnti di corto circuito Asimmetrica correnti di corto circuito costituito da un simmetrico componente sovrapposta una componente continua La componente dc diminuir nel tempo Si consideri una parte di una tipica rete come mostrato nella Figura 3 1 In funzionamento normale correnti di carico della grandezza di circa 100 ampere fluir nei vari filiali Se un corto circuito si verifica da qualche parte nel sistema le correnti cambieranno radicalmente in correnti di corto circuito che sono due o tre ordini di grandezza superiore rispetto correnti di carico 27 Figura 3 1 Rete con figura di corto circuito 3 2 equivalente monofase di rete Con un corto circuito al punto A il sistema pu in una semplice stima essere rappresentati da una rete equivalente monofase come mostrato nella Figura 3 2 L induttanza L pu essere ottenuta dalla potenza di corto circuito a livello di colpa SK della rete come In questa equazione la frequenza angolare 27f e U il sistema di tensione Fase fase La resistenza R rappresenta le perdite in
97. n grado di sopportare le sollecitazioni nessun test deve essere eseguito Gli Stati IEEE valori del carico statico in IEEE C37 04 clausola 6 3 2 Tuttavia non test obbligatorio 95 8 3 7 Realizzazione e prove di rottura Il fare e disfare le prove sono le prove del tipo pi completo Le prove sono destinati a verificare che l interruttore in grado di gestire la commutazione diversi sollecitazioni alle quali l interruttore pu essere esposto durante il normale esercizio I preparativi prima delle prove metodi di prova diversi e le caratteristiche di le diverse prove sono descritte di seguito 8 3 7 1 Preparazione per le prove Prima di tutti i test le caratteristiche operative di tali interruttori dovranno essere conosciuto Al fine di verificare questo no load test vengono eseguiti A vuoto di test che delle sequenze operative diverse a diversi tipi di voltaggio e pressioni nella caso di meccanismi di funzionamento pneumatici e idraulici Nel corso della no load test durante le ore e le velocit di contatto sono misurati e segnalati Dopo la sequenza di prova un altra serie di operazioni a vuoto viene eseguita e i risultati di queste rispetto ai primi non mostrano alcun cambiamento significativo 8 3 7 2 monofase test Secondo questo metodo un unico polo di un interruttore automatico tripolare testato monofase Questo viene fatto applicando al palo la stessa corrente e sostanzialmente la stessa tensione di alimentazione
98. ndo IEC Il tensione di prova in conformit con gli standard IEEE di 1 500 V per un minuto o in alternativa 1 800 V in un secondo 8 3 2 Radiointerferenze tensione RIV delle prove RIV vengono eseguiti i test per stabilire il grado in cui l interruttore interferisce con la comunicazione radio sotto tensione 8 3 3 test di aumento della temperatura In un test di aumento di temperatura sul circuito principale la corrente nominale normale condotta attraverso l interruttore e l aumento di temperatura differenza fra il contatto misurata e la temperatura ambiente delle parti cruciali i collegamenti e terminali misurato per mezzo di sensori di temperatura adatta La durata del test dipende da quando la temperatura del l interruttore stabilizzato e ha raggiunto una condizione di stato stazionario Questo requisito secondo IEC considerata soddisfatta quando l aumento della temperatura inferiore a 1 K per un ora IEEE afferma che la temperatura non deve cambiare di pi di 1 K come indicato da tre letture successive a 30 min intervalli interruttori a gas deve essere riempito ad una pressione pari a quello minimo previsto pressione pressione di lock out in accordo con IEC 62271 1 IEEE afferma che la prova deve essere effettuata in condizioni di servizio normale vale a dire pressione nominale I limiti di aumento della temperatura delle parti l interruttore sono riportati nella IEC 62271 1 tabella 3 e in IEEE C37 04 Tab
99. nterruttore 102 11 CONCLUSIONE Gli interruttori sono componenti chiave in tutte le reti di alimentazione La reduzione del numero di parti in movimento nel circuito degli interruttori Semplicit comporta affidabilit meno parti significare anche una riduzione del rischio di errori L esempio migliore di questo il nostro nuovo meccanismo di funzionamento motore Drive TM Il numero di parti in movimento stato ridotto a uno solo mentre le prestazioni e precisione sono state migliorate Quando si tratta di interruzione media aria compressa e olio sono stati sostituiti da gas SF6 che stato introdotto gi nel 1960 SF6 gas di isolamento e calore che conduce propriet hanno tra l altro ha consentito la riduzione del numero totale unit di rottura rispetto all aria e interruttori olio Mentre una compressa interruttore aria necessaria rottura dieci unit per ogni fase per 400 KV e un olio circuito minimo necessario interruttore quattro ora sufficiente con due interruttori unit su un interruttore SF6 Ci significa che l affidabilit operativa e la disponibilit sono aumentate nello stesso tempo come la progettazione interruttore diventata pi compatta e che richiedono quindi meno spazio di installazione e dei materiali Anche quando si tratta di meccanismi di funzionamento dello sviluppo ha compiuto passi enormi in avanti Per ridurre sia i tassi di fallimento e di manutenzione requisiti i meccanismi di funzionamen
100. o di chiusura viene rilasciato l energia immagazzinata nelle sorgenti vengono trasmessi tramite un disco rotante a camme e un sistema di leve e collegamenti con il polo interruttore o pali La molla di viaggio in questo caso situati al di fuori del meccanismo di funzionamento Invece di molle elicoidali molle di orologio pu essere applicata La funzione la stessa Per quanto riguarda le molle elicoidali di cui sopra Figura 2 13 mostra un sistema con orologio molla per la chiusura dell operazione Il vantaggio del meccanismo a molla che il sistema puramente meccaniche non c rischio di fuoriuscita di petrolio o di gas che potrebbero compromettere l affidabilit Un sistema ben equilibrato di aggancio che prevede tempi di funzionamento stabile Inoltre il sistema a molla meno sensibile alle variazioni della temperatura di meccanismi di pneumatici o idraulici Questo garantisce stabilit anche alle estreme temperature Il meccanismo a molla ha meno componenti rispetto idraulici e pneumatici meccanismi che migliora l affidabilit 22 n i iii 400001 Figura 2 12 primavera del meccanismo di funzionamento con molle elicoidali ferita Trip e molle chiudere in posizione carica ABB tipo BLG 1 Link marcia 5 Serranda di chiusura 2 Gita di primavera 6 Tripping fermo con bobina 3 Chiusura a scatto con bobina 7 Apertura serranda 4 Motore 8 Chiudere le molle 23 Figura 2 13 primavera del meccanis
101. o di pneumatici e meccanismi idraulici azionati erano nella norma ma c una tendenza generale verso meccanismi a molla 2 2 COMPONENTI PRINCIPALI Live interruttori serbatoio costituito da quattro componenti principali Una o pi unit di rottura interruttori Supporto isolante Uno o pi meccanismi di funzionamento Struttura di supporto supporto Nella tabella seguente mostra le diverse parti di interruttori SF6 N i Teen IE T pz 1 SOGNO Lo f DI d mano J t m 7 3_ ic i HM i l Figura 2 2 Tre poli circuito gestito interruttore con un interruttore per polo Figura 2 3 Un palo di un unico polo operato interruttore di circuito con due interruttori per polo Disgiuntore componenti 1 Ultime unit 5 Trip meccanismo di 9 La classificazione condensatore se 6 necessario 2 Supporto isolante 6 Gas vigilanza sul lato opposto 10 Preinsertion resistenza PIR se necessario 3 Struttura di sostegno 7 Pullrod con tubo di protezione 11 terminali di primaria 4 Meccanismo di funzionamento 8 Indicatore di posizione 2 2 1 Ultime unit Il corpo isolante realizzato in porcellana o materiale composito ed pieno di pressione SF6 gas L unit di rottura sottoposto a potenziale cio live quindi interruttore il termine serbatoio vivo Un palo interruttore pu anche consistere in due o pi unit di rottura in serie Il num
102. o idraulico fare Non necessario 3 minuti per ristabilire il loro potere in alternativa IEC specifica che il tempo di valori 15 s o 1 min pu anche essere usato Il tempo morto di 0 3 s basato sul recupero tempo dell aria circostante un arco esterno al sistema ad esempio un corto circuito 21 A volte la sequenza operativa CO 15 s CO specificato 2 5 2 Meccanismo a molle Nel meccanismo a molla l energia per il funzionamento di apertura e chiusura memorizzato in molle Quando il sistema di controllo del meccanismo riceve un comando di apertura o chiusura l energia immagazzinata in primavera verr emesso e diffuso attraverso un sistema di leve e collegamenti ed i contatti si sposta in posizione aperta o chiusa Nella maggior parte dei disegni della molla di chiusura ha due compiti a chiudere i contatti e al stesso tempo per caricare la molla di apertura 0 molle Cos ai criteri sopra esposti sono soddisfatte l interruttore in posizione di chiusura sempre pronto a viaggio Dopo la O 0 3 s cooperazione la molla di chiusura saranno ricaricati da un motore elettrico motore una procedura che dura 10 20 secondi L interruttore sar quindi pronto per un altra cooperazione Un esempio di un meccanismo a molla mostrata in Figura 2 12 Questo tipo di meccanismo ha una serie di molle elicoidali ferita parallelo con movimento lineare La elettrico Spese motore tramite le molle una catena senza fine Quando il ferm
103. o in tutto il mondo per pi di 30 anni Questo gas particolarmente idoneo a causa della sua elevata resistenza dielettrica e conducibilit termica 2 4 2 Principi di estinzione dell arco Il processo di interruzione di corrente in un interruttore di circuito ad alta tensione una questione complessa a causa della simultanea interazione di fenomeni diversi Quando l interruttore contatti separati un arco elettrico sar stabilito e la corrente continuer a flusso attraverso l arco L interruzione avr luogo in un momento in cui l alternanza corrente raggiunge zero Quando un interruttore scattato al fine di interrompere una corrente di corto circuito la separazione di contatto pu iniziare in qualsiasi parte del ciclo attuale Dopo i contatti sono separati meccanicamente la corrente di flusso tra i contatti attraverso un motore elettrico arco che consiste di un nucleo di gas estremamente caldo con una temperatura di 5 000 20 000 K Questa colonna di gas completamente ionizzato plasma e ha una conducibilit elettrica paragonabile a quella del carbonio Quando la corrente si avvicina allo zero il diametro dell arco diminuir con l spaccato approssimativamente proporzionale alla corrente In prossimit del passaggio a zero di corrente il gas stato raffreddato a circa 2000 K e non sar pi plasma ionizzato n saranno oggetto di conduttori di elettricit Thermal regime Dielectric regime egime Du
104. o routine istituito per impedire l accumulo di forti depositi di sale sulla isolanti Queste routine vanno dalla pulizia manuale alla pulizia completamente automatico Nelle zone con alto tasso di inquinamento gli isolatori compositi con tettoie di silicone pu essere usato per ridurre al minimo o addirittura eliminare la necessit per la pulizia A causa della natura chimica della gomma di silicone la superficie isolante idrofobo non bagnante L acqua sulla superficia rimane come gocce e non costituisca un film continuo di acqua Ci significa che qualsiasi dispersione di corrente lungo la superficie isolante fortemente repressa 6 7 2 classi ambientali secondo IEC La distanza di dispersione dipende dal grado di inquinamento Ai quattro iniziali inquinamento livelli che caratterizzano la gravit sito hanno nell ultima edizione della IEC 60 815 stato sostituito con cinque livelli nuovi che non corrispondono direttamente alla precedente Numero di classi molto leggero b Light c Medium d pesanti Molto pesante e NOTA Nell ultima edizione della IEC 60 815 la distanza di dispersione specificato come Unified Distanza di dispersione specifiche USCD La definizione la distanza di dispersione di un isolante divisa per la tensione di funzionamento massima in tutta l isolante per AC sistemi Um V 3 E generalmente espressa in mm KV Tale definizione si discosta da quella di specifiche Creepage a distanza quando
105. oich il numero di guasti per km di linee di trasmissione per anno bassa e tenendo conto del fatto che l entit delle correnti pi colpa inferiore al 60 del capacit dell interruttore di circuito una classe E1 interruttore automatico sufficiente Solo in rari casi in cui previsto il passaggio frequente di alta corrente di guasto una classe E2 interruttore raccomandata Per interruttori linea di rado operati circuito di trasmissione di classe C1 sufficiente Classe C2 raccomandato per la trasmissione a commutazione di frequente interruttori di linea 7 2 Interruttori di potenza trasformatore Circa il 25 di tutti gli interruttori installati sono utilizzati per trasformatori di potenza che la rende la seconda applicazione pi frequente dopo linee di trasmissione Normalmente interruttori trasformatore sono accesi di rado in molti casi solo pochi volte l anno Vi sono tuttavia delle eccezioni in cui frequenze di commutazione elevate possono verificarsi ad esempio trasformatori di potenza associata a impianti di potenza di picco Come le centrali di accumulazione per pompaggio o forni ad arco Tripolare interruttori azionati sono normalmente utilizzate come l interruzione monofase trasformatore di guasti non applicata Una delle ragioni tuttavia per l uso del singolo palo operato interruttori possono essere controllati al fine di ottimizzare le condizioni di commutazione al fine per ridurre al minimo le correnti
106. omponente continua del 54 vedi Figura 3 4 Per la frequenza nominale 60 Hz Tr 8 3 ms la componente DC al 56 Il r m s valore della corrente asimmetrica anche conosciuta come la corrente totale pu essere determinato con la seguente formula dove p la componente continua in p u Isym il RMS valore della parte simmetrica A volte necessario utilizzare valori pi grandi per la costante di tempo di 45 ms Per esempio questo pu essere il caso nei pressi di gruppi elettrogeni di grandi dimensioni dove la rete di resistenza basso Per tali situazioni IEC specifica alternativa speciali costanti di tempo del caso 120 ms per tensioni nominali fino a 52 kV 60 ms per tensioni nominali da 72 5 kV fino al 420 kV 75 ms per tensioni nominali 550 kV e superiori Al fine di minimizzare la sperimentazione speciali ecc preferibile che questi valori sono applicato quando il valore standard di 45 ms non possono essere utilizzati Figura componente Percentuale 3 4 cc in relazione al tempo dalla IEC 62271 100 3 1 2 CORRENTE DI PICCO 29 A causa della componente continua la corrente di corto circuito sar asimmetrico per un certo tempo dopo l inizio del corto circuito Da un lato questo deve essere considerato quando gli interruttori di progettazione che sar chiamato ad interrompere tale correnti D altra parte questo importante per tutti i componenti della rete dato che le sollecitazioni meccaniche dovute alle
107. one dei livelli di pressione sonora IEEE C37 082 Misurazione dei livelli di pressione sonora di interruttori CEI non ha una procedura per la misurazione dei livelli sonori applicabili a Interruttori 4 5 2 Livello sonoro in funzione della distanza Il livello sonoro dipende dalla distanza tra l oggetto e la misurazione attrezzature Il livello sonoro decresce approssimativamente come la piazza del distanza dalla sorgente sonora Per calcolare il livello sonoro in un diverso distanza da quello al momento della misurazione l equazione viene utilizzata la seguente Lx sonora a distanza di x m Ld livello sonoro misurato in metri d Esempio Il livello sonoro di un interruttore SF6 misurata ad una distanza di 10 m stata misurato a 102 dB A Il livello sonoro a 30 m sar quindi Questa formula accurata per le distanze tra 10 me 300 m dalla sorgente sonora 62 5 SOLLECITAZIONI TERMICHE 5 1 Limiti termici La maggior parte del tempo in condizioni normali di funzionamento l interruttore in corso un certo carico di corrente Le norme IEC e IEEE specificare le temperature massime e la temperatura aumenta di un interruttore quando viene sottoposta al suo nominale continua corrente I componenti principali di un interruttore di circuito hanno diverse temperature limitazioni Tabella 5 1 qui di seguito mostra alcuni estratti da IEC 62271 1 Il limite superiore della temperatura di servizio normale secondo IEC 40 C A elevate te
108. r l installazione a altitudini superiori a 1000 m In questo caso il livello di isolamento della coibentazione esterna legate alle condizioni atmosferiche standard pu essere determinato moltiplicando il livello nominale di isolamento nella posizione di servizio con una costante Ka dato dalla seguente formula vedi anche IEC 62271 1 e ANSI IEEE C37 010 dove H l altezza in metri e servizio m un fattore che dipende dalla forma d onda m l per la frequenza di potenza ad impulso atmosferico e fase fase di commutazione tensioni di impulso T72 m 0 9 per longitudinale di fronte interruttore aperto Tensione impulso di manovra m 0 75 per la fase terra impulso di tensione di commutazione La correlazione pu essere visto graficamente nella Figura 6 5 Per l isolamento interno il dielettrico caratteristiche sono identiche a qualsiasi altitudine e Nessun accorgimento particolare da adottare Figura 6 5 Quota fattore di correzione 1 50 1 40 1 30 1 20 1 10 1 00 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 m l m 0 9 m 0 75 Esempio A 170 KV interruttore sta per essere installato ad una altitudine di 2 200 m slm livello La specifica del cliente richiede un livello di isolamento di 750 KV a livello di sito Quale interruttore soddisfino i requisiti Il livello di isolamento richiesto a livello del mare sar ottenuto con la formula di Ka di cui sopra e le seguenti considerazioni Per impulso atmosferico e la frequenza d
109. rcuito e composto da un numero pi alto di rompere le operazioni rispetto per la categoria C1 3 6 2 Recupero di tensione In un circuito trifase la tensione di recupero avr una forma pi complicata che in una situazione corrispondente monofase Sar pi grave nella firstpole a chiaro e nella maggior parte dei casi essere superiore nel caso monofase Figura 3 22 mostra come esempio la tensione di recupero del primo polo a chiare quando diseccitazione una batteria di condensatori con neutro isolato Il recupero di tensione inizialmente ha una forma che porterebbe ad un valore di picco pari a tre volte l offerta tensione di picco linea tratteggiata Quando le ultime due poli interrompere quarto ciclo elettrico 90 gradi dopo la prima non vi per una discontinuit nella pendenza e la finale valore di picco per la prima pole to chiaro limitato a 2 5 volte il picco di tensione di alimentazione 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Figura 3 22 tensione di recupero nel primo polo a chiare a interruzione del banco di condensatori con neutro isolato Le norme IEC e IEEE specificare i fattori di tensione capacitivi per diversi tipi di carico capacitivo Il fattore di tensione capacitivo viene utilizzato per il calcolo del relativo tensione di prova in un circuito di prova monofase destinato a simulare le condizioni della prima pole to chiara di una rete trifase I valori standard per i fattori di tensione capacitivi kc
110. re di circuito pu essere sottoposto a umidit che potrebbe essere assorbito dal gas Per evitare infiltrazioni di umidit l interruttore Chambers non deve essere aperta in ambienti umidi Al fine di evitare la condensazione la massima ammissibile tasso di umidit all interno gasfilled collegamento e di controllo pieno di gas alla densit nominale di riempimento deve essere tale che il punto di rugiada non superiore a 5 C per la misura a 20 C IEC 62271 1 IEC 60376 specifica i requisiti per i nuovi gas SF6 per l uso in apparecchiature elettriche 4 5 Fffetti sonori di funzionamento interruttore Il funzionamento di un interruttore causer suono 0 rumore nel range tra 50 e 1500 Hz a diversi livelli e intensit a seconda del tipo di circuito interruttore e meccanismo di funzionamento In queste sottostazioni urbane livelli sonori possono causa problemi per l ambiente e il livello del suono di diversi disegni e muri di smorzamento del suono dovrebbe essere considerato I livelli sonori tipici prodotti da vari tipi di interruttori a un m 10 distanza si pu vedere qui sotto Air interruttore esplosione 120 130 dB A Olio e interruttori SF6 95 110 dB A interruttori SF6 dotate di azionamento del motore 80 90 dB A 4 5 1 Principi Gli standard internazionali per quanto riguarda la misurazione dei livelli sonori e le specifiche di fonometri sono IEC 61672 1 Fonometri Parte 1 Specifiche ANSI S1 13 Misurazi
111. re dovrebbe essere in grado di soddisfare i seguenti requisiti 1 In posizione di fermo chiusa svolgere la propria corrente nominale senza produrre calore aumento inammissibile in uno qualsiasi dei suoi componenti 2 Nelle sue posizioni fisse aperto e chiuso l interruttore deve essere grado di resistere a qualsiasi tipo di sovratensioni all interno del suo rating 3 L interruttore deve a sua tensione nominale in grado di fare e rompere ogni possibile corrente all interno del suo rating senza diventare inutilizzabili per ulteriori operazioni In passato l aria compressa e olio erano tipiche isolanti e di estinzione Oggi sono quasi del tutto sostituito con il gas SF6 economico e ragioni pratiche e anche a causa di un incremento della domanda di maggiori voti Ci sono diversi tipi di meccanismi di funzionamento ad esempio molla idraulica e meccanismi di pneumatico a comando e recentemente i motori a controllo numerico sono entrano in uso L interruttore una componente fondamentale nella sottostazione dove viene utilizzato per accoppiamento delle sbarre trasformatori linee di trasmissione ecc Il compito pi importante di un interruttore automatico di interrompere correnti di guasto e quindi proteggere le apparecchiature elettriche ed elettroniche L interruzione e la successiva riconnessione dovrebbe essere effettuata in modo che il normale funzionamento della rete ripristinato in breve tempo al fine di mantenere la stabi
112. re esclusa Per un interruttore di circuito live carro armato un unico insieme di trasformatori di corrente usato e posti ai lati dell interruttore In un disegno del serbatoio dal vivo il 87 rischio di terra guasti o interno corto circuiti pu essere esclusa e non vi alcuna necessit di una duplicazione dei trasformatori Un confronto approfondito fra le due alternative mostra che un carro armato morto circuito interruttore con trasformatori di corrente su entrambi i lati e un live interruttore serbatoio con trasformatori di corrente da un lato sono identici o quasi identici con funzione per quanto riguarda il rel di protezione 7 8 Commutazione controllata Ci sono diverse importanti applicazioni interruttore di circuito in cui la chiusura o casuale istanti di apertura pu portare a gravi tensioni e correnti transienti di commutazione Queste transitori si verificano nei circuiti principali ma pu anche indurre transitori nel controllo e circuiti ausiliari cos come in adiacente sistemi di bassa tensione La commutazione transitori sono associati con una variet di dielettrico e sollecitazioni meccaniche sulla le apparecchiature ad alta tensione e pu causare danni graduale o immediato per la sistema o l attrezzatura transitori indotta pu condurre a una variet di disturbi ad esempio a di controllo e sistemi di protezione computer e processori 0 telecomunicazioni commutazione controllata un metodo per eli
113. re i tre poli montato su una trave comune con due supporto gambe I supporti sono solitamente di caldo acciaio zincato 2 3 COMPONENTI AGGIUNTIVI 2 3 1 classificazione dei condensatori Per interruttori con due o pi unit di rottura in serie la tensione nominale tensione nonch il passaggio transitori e sovratensioni fulmini in genere non sia uniformemente distribuito in tutto il ampolle Al fine di evitare ad alta tensione sottolinea in una delle unit di rottura i condensatori sono spesso montati in parallelo con le ampolle La capacit di solito nell ordine di 900 1 600 pF per unit di rottura Le prestazioni degli interruttori in graduale miglioramento e oggi la classificazione condensatori non sono generalmente necessari a tensione nominale fino a 420 kV L interruttore del tipo di HPL stato recentemente verificato da prove di tipo per gestire 550 kV di classificazione senza condensatori Questo offre diversi vantaggi pi facile il trasporto e installazione inferiore di massa che migliora la resistenza sismica di capacit diminuzioni di correnti di dispersione e un rischio ridotto di ferrorisonanza nella vicina trasformatori di tensione induttivi 2 3 2 Preinsertion resistenze Resistenze Preinsertion su interruttori line sono utilizzati occasionalmente a tensione nominale 362 420 kV e pi spesso a 550 800 kV Il loro scopo di ridurre il transitori di tensione generato quando una linea di trasmission
114. rente attraverso l arco tra i contatti Questo arco stabile a correnti elevate ma diventa instabile a basse correnti nell ordine di 5 10 A e di solito costretto ad un prematuro zero corrente Questo fenomeno di interruzione di corrente prima per lo zero naturale corrente solitamente indicato come corrente di taglio Il risultante tritare sovratensioni e sovratensioni in particolare a causa di reignitions successivi pu essere una preoccupazione Controllata di commutazione dell interruttore un modo efficiente di eliminare le sovratensioni riaccensione 3 7 1 Commutazione di reattori shunt Il caso pi chiara la commutazione di carico induttivo l interruzione di un reattore corrente Il reattore pu essere collegato direttamente alla rete reattore shunt o attraverso un trasformatore ad esempio collegato ad un avvolgimento terziario In entrambi i casi il carico costituito da una induttanza di circa lineare Uno shunt a tre fasi di configurazione del reattore pu variare notevolmente Il seguente esistono configurazioni Un banco di monofase reattori Un unit trifase con un nucleo di tre zampe Un unit trifase con un nucleo di 5 zampe Un unit trifase del tipo di shell Le condizioni possono variare anche di messa a terra Solidamente neutro a terra Messa a terra tramite un reattore neutrale Neutro isolato 3 7 1 1 spezzettamento corrente e sovratensioni risultanti A causa della variet dei ca
115. rete Normalmente bassa rispetto la reattanza induttiva X L forse dal 5 al 10 La fonte di tensione u nella figura 3 2 la tensione fase neutro Figura 3 3 mostra l tensioni e correnti associate a un corto circuito nel punto A Fino al momento di cortocircuito che stato scelto arbitrariamente la corrente basso ed stato indicato come una linea zero in figura Dopo il corto circuito si verificato l attuale approccio di uno stato di equilibrio simmetrico isym valore La fase di Angolo saranno quasi 90 in ritardo in quanto il circuito pi o meno puramente induttivo Dal momento che la corrente in un circuito induttivo non pu essere discontinua in corto circuito istante la corrente totale di cortocircuito itotal consister in una parte simmetrica isym e IDC dc componente Figura 3 3 Corrente e tensione di corto circuito La grandezza iniziale Idc della componente continua sar pari al istantanea valore della simmetrica isym corrente di cortocircuito nel momento di corto circuito e ha la polarit opposta In questo modo il passaggio dal carico al corrente di corto circuito si essere continuo La componente dc seguir una curva esponenziale smorzato e pu essere scritta come dove t tempo di avvio del corto circuito t la costante di tempo della rete t determinato dalle perdite del circuito t L R ed dell ordine di 20 60 ms nelle reti tipici 28 3 1 1 tempo standardizzato e costant
116. reve durata e di picco attuali test 90 Prove meccaniche e ambientali Realizzazione e prove di rottura Tra le prove di tipo la fabbricazione e la rottura prove sono le pi complete in quanto esse comportano esperimenti su l interruttore a diversi livelli attuali e TRV differente per coprire i casi di colpa diversi come descritto nella Sezione 3 A causa del elettrici di energia e dei dispositivi speciali coinvolte in queste prove fare e prove di rottura sono i test pi costosi eseguito su un interruttore La maggior parte delle prove di tipo portare a usura e gli interruttori non possono essere consegnati ai clienti dopo le prove Diversi interruttori saranno necessarie per completare una serie di prove di tipo per un tipo di interruttore test di routine vengono effettuati su ogni interruttore fabbricato con lo scopo di difetti di materiale o di rivelare il montaggio 8 3 Prove di tipo In questa sezione una breve descrizione data delle prove di diverso tipo che sono richiesto dalla IEC 62271 100 Principali differenze tra il CEI e lo standard IEEE C37 09 sono evidenziate 8 3 1 TEST DIELETTRICA In un test dielettrico l interruttore esposto a vari tipi di sovratensioni come descritto nella sezione 6 impulso fulmini la commutazione di impulso e frequenza di alimentazione Oltre alle prove sul palo interruttore il cablaggio di controllo deve essere sottoposto ad una KV 2 1 min potere di tenuta a frequenza di prova seco
117. ri di 50 e 65 per DTR e DTO rispettivamente in Equazione 5 1 riporta O Si deve rilevare che la temperatura aumenti di altre parti del interruttore deve essere sottoposto al calcolo stesso e la loro temperatura non pu superare i valori specificati nelle norme Esempio 2 Un SF6 sar installato in un clima in cui la massima ambiente temperatura specificato come 55 C Il cliente disciplinare si afferma che la corrente nominale corrente dell interruttore deve essere 2 500 A a quella temperatura Quale sar il corrente nominale dell interruttore deve essere conforme a tale requisito Supponendo che l interruttore sar provvisto di contatti argentati il massimo aumento di temperatura ammissibile di tali contatti in SF6 di 65 K in conformit le norme Ci significa che la temperatura massima ammissibile totale del contatti argentati di 105 C temperatura aumento pi normale dell ambiente massimo di 40 C Il cliente disciplinare si afferma che la temperatura ambiente massima di 55 C il che significa che l aumento di temperatura massima del argentato contatto sar limitato a 105 55 50 K a 2 500 A Sostituendo 65 K per DTO e 50 K per DTR in Equation 5 1 dar 65 I0 2892 A 50 1 8 1 o 2500 gt I0 La corrente nominale pi vicina alla corrente di 2 892 A 3 150 A in conformit IEC 62271 1 e 3 000 A secondo IEEE C37 06 65 Esempio 3 Un SF6 con una corrente nominale di 2500 A
118. rica poi una riaccensione si verificher Una riaccensione generer transienti ad alta frequenza tipicamente centinaia di kHz sia nella tensione del reattore e la corrente attraverso l interruttore 48 Tutti gli interruttori saranno rinfocolare quando l interruzione avviene con un piccolo contatto distanza vale a dire dopo un arco di tempo breve La gamma di arco tempi in cui ci si verifica possono essere stretti o larghi a seconda della velocit di aumento della capacit di resistere a tensione dell interruttore che dipende dal mezzo interrompere la velocit di contatto Il design dell elettrodo ecc Se la corrente ad alta frequenza tramite l interruttore risultanti da una riaccensione viene interrotto di nuovo una tensione nuova ripresa inizia a costruire che pu portare a reignitions ulteriormente e gradualmente aumentando sovratensioni Tale caso con tre reignitions consecutivi illustrata nella figura 3 27 Figure 3 27 Reignition phenomena in a singe phase circuit Figura 3 27 fenomeni di riaccensione in un circuito singe fase 3 7 1 3 Sovratensioni e limitazione di sovratensione Lo stress sul reattore a causa di corrente di taglio determinato dal pi alto picco di tensione a terra che normalmente il picco di sovratensione di soppressione Dovuto alla frequenza relativamente bassa la sovratensione uniformemente distribuito su l avvolgimento che si traduce in bassa tensione interturn nel reattore di l
119. rrente di spunto sono ora limitata da L1 e L2 con e La frequenza della corrente di spunto di oggi Le stesse equazioni pu essere applicata in un caso a tre fasi La tensione poi il valore di picco della tensione fase terra ampiezze tipiche delle correnti di spunto per il back to back energizzante del condensatore le banche sono KA diversi con frequenze di 2 5 kHz Condensatore banche possono normalmente ampiezze resistere fino a 100 volte la loro corrente termica nominale Per circuito interruttori IEC suggerisce 20 KA di picco al 4 25 kHz come resistere standard di capacit commutazione controllata un attraente e ben collaudata possibilit di limitare il spunto ampiezza della corrente e le relative sollecitazioni sulle macchine Vedi ABB controllata Commutazione compratore e guida di applicazione 1HSM 9543 22 0len Inoltre il ampiezza della corrente di spunto e la frequenza pu essere ridotta mediante inserimento di ulteriori induttanza serie nel circuito 3 7 COMMUTAZIONE DI CARICO INDUTTIVO commutazione di carico induttivo si verificher nei seguenti casi Interruzione dei reattori shunt Interruzione dei trasformatori di scarico 45 Le correnti possano essere interrotti sono bassi rispetto alla corrente di cortocircuito e variare da pochi Ampere a qualche centinaia di ampere Pertanto essi sono spesso denominati piccole correnti induttive Dopo l apertura dell interruttore di circuito il i flussi di cor
120. rrrereee 45 3 7 2 COMMUTAZIONI DI TRASFORMATORI A VUOTO 49 4 SOLLECITAZIONI MECCANICHE ED AMBIENTALI DEGLI EFFETTI 50 4 1 MECCANICA DEICARICHI pagani aaa 50 4 II CARICHI STATICI niricciesiceisprsecisereetsiesisnteeisebseeii eere te ironias eties 50 4 1 2CARICHIDINAMICL isla iaia aaa 54 4 1 3 CARICOSISMICO sicr rara 56 42 COMBINAZIONE DELCARICHI iii 58 4 3 INFLUENZA DI TEMPERATURA AMBIENTALE ESTREME 59 4A GAS PROPRIETA oosssiderisioeiseiitesseoerisi eara eeaeee aa eE a 59 4 4 1 EFFETTO DELLA TEMPERATURA AMBIENTE eesssssssssesssessssseeoss 59 4 4 2 CONTENUTO DI UMIDITA IN GAS SF6 oerrrrrrrrrreereezeezereorene 61 4 5 EFFETTI SONORI DI FUNZIONAMENTO INTERRUTTORE 61 45 PRINCIPL olearia ANSIA 61 4 5 2 LIVELLO SONORO IN FUNZIONE DELLA DISTANZA 00 0 61 5 SOLLECITAZIONI TERMICHE itinerari rai iaia 62 S LIMPELTERMEL nana eiaa 62 5 2 PROVA AUMENTO DELLA TEMPERATURA vcerrerrrrereereeeereeeeneee 63 5 3 AUMENTO DELLA TEMPEATURA AL SOVRACARICA DI CRRENTE 63 5 4 INFLUENZA DEL SITO ALTITUDINE rrcsrcecrrrrrerceeeeseeseeceeeeceezeneo 65 6 REQUISITLISOLAMENTO scorri iaia ira 65 6 1 CO COORDINAMENTO DI ISOLLAMENTO crcerrerrrrerrereeeezenee 66 6 2 SOVRATENSIONI ivi i 66 6 3 LIVELLO DI ISOLAMENTO i 68 6 4 PROVA DI TENSIONE li sonos dannati 69 6 5 FATTORE DI CORREZIONE ATMOSFERICA ssssss
121. rrrrrrreererecececeezenee 20 2 5 L GENERALE 20 2 5 2 MECCANISMO AMOLLE 0c s siriani iii 21 2 53 MOTOR DRIVE ill 23 2 5 4 MECCANISMO A COMANDO PNEUMATICO ecrctrttt 24 2 5 5 MECCANISMO IDRAULICO A COMANDO ceccrrerrrrt 25 2 5 6 MECCANISMO IDRAULICO A MOLLA crcerrrrrrrrreezerenee 26 2 5 7 ALTRI TIPI DI MECCANISMO DI FUNZIONAMENTO 26 3 COMMUTAZIONE DI CORRENTE DI RETE E SOTTOLINEA 0 0 0000 26 3 1 CORRENTI DI CORTO CIRCUITO eesssssssessssesesssceesssceeessooeeeseceeeseceeoe 26 3 1 1 TEMPO STANDARDIZZATO E COSTANTE ASIMEMETRIA 28 3 1 2 CORRENTE DI PICCO sirio rr ai 28 3 2 TERMINAL DIFETTI onei isini anei aria ira 29 3 2 1 TRANSITORIO DI RECUPERO DI TENSIONE TRV INRETIMONOFEASE riiciiriaaa 29 3 2 2 IRVINTRE FASIDIRETI critic piaci 32 3 3 SHORI LINE GUAST Lila 35 3 4 TENSIONE INIZIALE DI RECUPERO TRANSITORIO ITRV 37 3 5 CONDIZIONI OUT OF PHASE eesssssesesssceessscceesssseeessccsereseceeeesecereseeoe 38 3 6 COMMUTAZIONE DI CORRENTI CAPACITIVI crrerrrrrreereezecee 39 3 6 1 DISECCITAZIONE DI CARICHI CAPACITIVI veerrerrrcrree 39 3 6 2 RECUPERO DI TENSIONE sissscriiirinicnicni sian eda 42 3 6 3 ENERGIZZANTE DI BATTERIE DI CONDENSATORI 43 3 7 COMMUTAZIONE DI CARICO INDUTTIVO eeerrrrrrrrreereeeeee 44 3 7 1 COMMUTAZIONE DI REATTORI SHUNT eecerrrrrr
122. rruttori sono unipolare operato il sistema di protezione possono essere disposte ad avviare solo la fase di fault s e lasciare la fase di sano s inalterati Come risultato la linea sar ancora un po di capacit di trasmissione a sinistra Ci contribuir a mantenere la stabilit nei sistemi di trasmissione di grandi dimensioni fortemente caricati Se tutti e tre i poli dell interruttore sono aperti i poli non interrompere il colpa di commutazione di una linea di trasmissione a vuoto Quando l interruttore richiude i poli di commutazione della linea di trasmissione a vuoto sono ora energizzante la trasmissione linea Come nel caso peggiore questo energizzante pu verificarsi quando la carica intrappolata la linea a polarit opposta I pali della linea energizzante fault sono energizzanti una linea di trasmissione senza spese in trappola Un modo per limitare la tensione transitori associati alla energizzante di linee di trasmissione a vuoto quello di utilizzare preinsertion resistenze Il valore della resistenza nell ordine del surge impedenza della linea un valore di resistenza tipico di 400 Q e il tempo preinsertion 8 12 ms per garantire che l onda di tensione ha viaggiato fuori e indietro un paio di volte prima di chiudere i contatti principali 78 Un altro modo di limitare i transitori di tensione sta usando il passaggio controllato 7 1 2 4 Shunt compensato le linee di trasmissione Lungo le linee di trasmi
123. rticale Asse verticale verso l alto e verso il basso FTV N Longitudinale FthA N Trasversale FthB N 52 72 5 800 1 250 500 400 500 52 72 5 1600 2500 750 500 750 100 170 1 250 2 000 1000 750 750 100 170 2 500 4 000 1250 750 1000 245 362 1 600 4 000 1 250 1 000 1 250 51 420 800 2 000 4 000 1 750 1 250 1 500 Per le direzioni di FthA B e FTV Figura 4 1 Tabella 4 1 forze dovute conduttori flessibili e tubolari I carichi nominali terminale statico FshA FshB e Fondo si veda la Figura 4 1 sono la risultante simultanea di carichi che agiscono da ghiaccio vento e conduttori collegati Calcoli oppure le prove devono essere effettuate dal fabbricante per verificare che le attrezzature stato dimensionato per gestire questi carichi terminali con funzionalit mantenuta FthA Forza di trazione orizzontale a causa di conduttori collegati in direzione di A FthB Forza di trazione orizzontale a causa di conduttori collegati in direzione di B FTV Forza di trazione verticale a causa di conduttori collegati FWH forza orizzontale sulla interruttore a causa della pressione del vento su interruttore di ghiaccio rivestita FshA FshB FSV nominale del terminale di carico statico forze risultante RatedRatedStatic horizontal force F Static vertical forcevoltage rangecurrent range vertical axis upwardLongitudinalTransversaland downward Urlr thA thBFtvkVANNN52 72 5800 125050040050052 72 51600 2500750500750100 1701250 20
124. si il trattamento di interruzione del reattore attuale complessa Per questo motivo il circuito relativamente semplice monofase mostrato nella Figura 3 25 rappresenta solo uno di questi casi Questo caso applicabile per i reattori shunt direttamente con messa a terra neutro e trascurabile interazione tra le fasi LS Sorgente di induttanza induttanza Lb collegamento in serie Cs Source lato capacit di capacit di carico laterale CL Cp Parallel L induttanza capacit Reactor 46 Figura 3 25 monofase circuito equivalente per il reattore di derivazione di commutazione Supponendo che la corrente tritato in un valore Ich istantanea vi un magnetico Wm energia immagazzinata nella induttanza di carico al momento della interruzione Con CS gt gt Cp che normalmente il caso la capacit totale sul lato reattore del circuito interruttore Ct di circa La tensione ai capi del reattore al momento della interruzione approssimativamente uguale Fino al picco della tensione lato origine fase terra ed determinato dal sistema di tensione U assunto pari alla tensione nominale del reattore Pertanto la capacit Ct saranno a carico di energia Dopo l interruzione l energia immagazzinata nella induttanza e capacit oscilla indietro e indietro tra l induttanza e capacit Dopo qualche tempo l energia diminuisce a causa delle perdite nel circuito Quando tutta l energia Wc viene memorizzato in la capacit la tensione ai capi d
125. smi pneumatici meccanismi idraulici meccanismi a molla o ad alta energia In un interruttore normale circuito di pesce palla la maggior parte della pressione del getto si crea con energia dal meccanismo di funzionamento La situazione ideale sarebbe di lasciare l arco produrre l esplosione di pressione In questo modo il meccanismo di funzionamento ha solo bisogno di trasportare l energia necessari per il trasferimento del contatto Tuttavia questa situazione ideale non pu attualmente non essere raggiunto a tensioni superiori I problemi sorgeranno quando interrompere piccole correnti in quanto c solo una quantit limitata di energia disponibile per l aumento della pressione Per questo motivo un compromesso stato raggiunto un interruttore di circuito di auto esplosione con pre compressione I principi di auto esplosione ha rappresentato un grande passo avanti sulla strada di ridurre il sistema operativo di energia La tecnologia di auto esplosione ha denominazioni diverse auto pesce palla circuito arc assistita interruttore interruttore termo assistita o semplicemente interruttore di circuito di auto esplosione Poich la pressione del getto necessaria per l interruzione delle correnti di bassa e bassa corrente derivati cfr 2 4 2 1 moderato un piccolo aumento della pressione indipendente corrente sufficiente Per correnti superiori l energia che producono la pressione del getto tratto da l arco attraverso il riscaldam
126. so da un SnapBack test hanno mostrato forte accordo con i risultati di prove di agitazione tavola e sono una buona alternativa ed economicamente efficiente di queste prove 4 1 3 1 Misure per aumentare i livelli di resistenza sismica Se le prove o calcoli mostrano che i carichi sismici sono troppo elevati per il circuito selezionato interruttore il disegno pu essere rafforzata Rinforzi di sostegno isolante e o la struttura meccanica sono le comuni misure di adottate per aumentare la forza e il margine nei confronti sisma carichi In alternativa per gli interruttori di grandi dimensioni terremoti ammortizzatori possono essere utilizzati Le serrande sono montate tra la fondazione e la posizione di ciascun polo Il smorzamento naturale di un interruttore automatico normalmente di circa il 2 Con l applicazione di ammortizzatori uno smorzamento del 20 pu essere raggiunto Generalmente vivono interruttori carro armato pu resistere a terra accelerazioni fino a 0 2 0 3 g nelle configurazioni standard Per soddisfare esigenze di 0 3 0 5 g rinforzi o ammortizzatori devono essere utilizzate 4 2 Combinazione dei carichi I carichi precedentemente citate come il vento statici dinamici e carichi di ghiaccio di solito agire insieme nello stesso momento Naturalmente non realistico per avere richieste le attrezzature per resistere a livelli elevati di tutti i tipi di carichi al tempo stesso Si tratta di altamente improbab
127. sono essere scariche atmosferiche fulmini e sovratensioni di manovra oppure possono essere sovratensioni temporanee alla frequenza di alimentazione 6 2 Sovratensioni 6 2 1 breve durata tensione frequenza In determinate condizioni sovratensioni temporanee possono verificarsi in un sistema di alimentazione Un motivo tipico guasti a terra monofase che porter a una maggiore potenza Tensione frequenza sulle fasi sane La tensione standard per il temporaneo eccesso di tensione il powerfrequency di breve durata tensione una tensione normale alternata con una frequenza nella gamma di 48 a 62 Hz In genere denominata la tensione di alimentazione frequenza 6 2 2 Impulsiva di fulmine Folgorazioni ad esempio di una linea aerea porter ad sovratensioni nel potere sistema La pi alta ampiezze che possono verificarsi dipende dalla tenuta dielettrica capacit di isolamento e di limitatori di sovratensione nel sistema Quindi ci una relazione tra la tensione nominale del sistema e l impulso fulmine ampiezza specificato dalle norme La forma dell impulso fulmine spesso indicato come onde corte definito dal ampiezza il tempo anteriore e il tempo per mezzo di valore si veda la Figura 6 1 Il tempo anteriore T1 definito come 1 67 volte la T intervallo tra gli istanti in cui l impulso del 30 e il 90 del valore di picco punti A e B Il tempo di mezzo valore definito come l intervallo di tempo tra l origine virtu
128. ssione pu essere dotato di compensazione shunt direttamente collegato reattori shunt che viene utilizzato per compensare la produzione di potenza reattiva in tempi in cui la linea di trasmissione caricato leggermente La presenza di reattori shunt si tradurr in condizioni di interruzione meno severe per l interruttore quando si passa la linea di trasmissione a vuoto attuale Ci dovuto al fatto che la parte di carico di l interruttore di circuito non vede pi una tensione continua a causa di carica intrappolata ma piuttosto tensione alternata a bassa frequenza la frequenza in funzione del grado di compensazione 7 1 2 5 Serie linee di trasmissione compensato Per aumentare la potenza trasmessa di linee di trasmissione a lungo la compensazione serie Condensatore in serie pu essere utilizzato La presenza di condensatori serie pu aumentare il severit delle TRV imposto interruttori della linea durante la sospensione di guasto Sotto particolari condizioni di guasto ritardo zeri corrente possono verificarsi e 1 interruttore potrebbero dover essere adatti a questo compito speciale 7 1 3 Classificazione La frequenza di funzionamento normale degli interruttori di trasmissione circuito bassa forse un paio di volte all anno Ci significa che una classe M1 interruttore automatico sufficiente Solo in rari casi in cui previsto il passaggio frequente di linee di trasmissione una classe interruttore M2 raccomandato P
129. sso interruttori aria dell esplosione Oggi tutti i alta tensione interruttori SF6 hanno camere di estinzione che si applicano palla o i principi di auto esplosione 2 4 4 SF6 palla interruttori Nella palla SF6 la pressione del gas per l esplosione di raffreddamento creato durante l apertura corsa in un cilindro di compressione Nella manovra di apertura la compressione del gas avr inizio al tempo stesso i contatti iniziano il loro movimento La compressa gas viene soffiata attraverso un ugello isolante in cui l arco in fiamme La figura 2 7 2 mostra la funzione di un interruttore piumino L ugello isolante normalmente in PTFE Teflon 12 ul i High voltage terminal No zzl Main contacts e Upper current conductor Arcing contacts l j Refill valve We Puffer volume Lower current conductor High voltage terminal I Operating insulator TI EI it Figura 2 7 1 Principali componenti del interruttore piumino Rosso colore indica il percorso corrente attraverso l interruttore chiuso 13 Figura 2 7 2 Funzione di un interruttore pesce palla A Chiuso posizione La corrente viene condotta attraverso i contatti principali B La separazione dei contatti principali I contatti mobili hanno cominciato a cambiare posizione il principale contatti sono separati La corrente commutata a contatti d arco La pressione di iniziare a costruire nel volume piumino C Dopo la separazione dei contat
130. successo il tempo d arco del polo interruttori dovranno in genere superare una durata minima arco di 4 7 ms in funzione l interruttore immobili in combinazione con le condizioni di carico effettivo Per le durate pi brevi arco superiore al minimo per applicazioni specifiche arco di tempo l interruttore viene a rinfocolare la prima corrente zero dopo la separazione di contatto A causa della frequenza molto alta nel ciclo di riavvio pi probabile che la riaccendere polo non interrompere fino a quando la frequenza di potenza molto prossimo allo zero di corrente 7 4 2 Reignitions Reignitions pu portare a sovratensioni alto ea causa della loro pendenza soprattutto in interruttori SF6 vengono giudicati molto peggio al sistema rispetto al tagliere sovratensioni variazioni di tensione veloci sono anche causando ulteriori tensioni sui reattori di isolamento a causa di una distribuzione irregolare di tensione interruttori dovranno essere progettati per sopportare reignitions che non pu mai essere evitato a funzionamento casuale 7 4 3 Eliminazione delle reignitions Un metodo collaudato per evitare reignitions quello di controllare l apertura di contatto della interruttore per quanto riguarda lo sfasamento della corrente vedi ABB Controlled Commutazione compratore e guida di applicazione Per mezzo di apertura controllata tutti i poli dell interruttore shunt circuito del reattore pu essere dato un tempo sufficientemente lungo ar
131. sul carico u2 lato si avviciner allo zero attraverso una oscillazione smorzata a dente di sega associata a onde di tensione in viaggio sul tratto di linea tra l interruttore e il localizzazione dei guasti Come mostrato nella Figura 3 14 la tensione transiente ur recupero attraverso l interruttore avr la stessa forma che di guasto del terminale ma con un dente di sega sovrapposta oscillazione nella parte iniziale subito dopo corrente pari a zero u u t 37 Figura 3 14 Il recupero di tensione transitoria per un breve faglia 3 4 Tensione iniziale di recupero transitorio ITRV Uno stress TRV simile a quello che avviene ad una colpa breve line si pu verificare a causa di le connessioni sbarre sul lato dell offerta dell interruttore Questo stress TRV denominato Transient iniziale recupero di tensione o ITRV A causa delle distanze relativamente breve del tempo per il primo picco sar breve in genere meno di 1 microsecondo L impedenza aumento della barra di distribuzione in una stazione inferiore rispetto a quella osservata per le linee aeree Sia IEEE e IEC applicare un valore di Z 260 Q per aria sottostazioni isolate AIS Per sottostazioni GIS l impedenza surge pi basso e quindi il ITRV stress pu essere trascurato La Figura 3 15 mostra l origine dei vari contributi alla tensione di recupero totale per vizi e difetti del terminale di breve line Alla sorgente lato dell interruttore del TRV generato
132. ta per energizzante di banchi di filtri Significativamente pi alto stress possono essere ottenuti quando si verifica un guasto sulla linea AC con un conseguente intervento del convertitore e disconnessione della linea difettosa In questo caso le sovratensioni possono apparire che rende necessario togliere la I filtri dal bus La sovratensioni sul bus risulta ovviamente in modo significativo tensioni di recupero superiori a quelli osservati durante le normali condizioni di commutazione Inoltre l elevata quantit di armoniche sulla tensione di alimentazione pu creare maggiore RRRV velocit di aumento della tensione di recupero I valori tipici della cima pi alta della tensione di recupero sono nel range di 2 8 3 2 unit di elaborazione studi di sistema sono di solito eseguite come base per i requisiti tecnici per filtro banca interruttori I risultati dovrebbero essere oggetto di una valutazione statistica al fine di definire la probabilit dei casi pi gravi di commutazione 7 6 4 SVC Var Compensatore Statico La SVC pu compensare dinamicamente potenza reattiva alla rete mezzi di Thyristor Controlled reattori TCR o Thyristor Switched Condensatori TSC La SVC di solito installato in una tensione notevolmente inferiore alla principale bus alimentate attraverso un trasformatore di SVC In alcuni casi gli interruttori sono installati nel TCR o succursali TSC Queste circuito interruttori sono in genere gestite rado ma la bassa
133. tanto che una corrente pari a zero si verificher 7 2 2CONDIZIONE a vuoto di commutazione Quando un trasformatore di potenza alimentato dalla chiusura dell interruttore di circuito molto correnti di spunto gravi si pu verificare L entit dipender dal punto wave energizzante immediata e sulla quantit di flusso residuo nel nucleo del trasformatore Si tratta di spesso importante per limitare l entit corrente di spunto e un metodo efficiente per fare che il passaggio controllato l interruttore di circuito L interruzione della corrente a vuoto di un trasformatore di alimentazione un caso di interruzione di basse correnti induttive A causa della forte attenuazione della tensione di transienti derivanti da interruzioni questo generalmente considerata come un caso di commutazione facile Vedere anche la sezione 3 7 2 80 7 2 3 Sincronizzazione Nelle centrali elettriche i blocchi generatore trasformatore normalmente sincronizzato e connesso alla rete per mezzo degli interruttori sul ad alta tensione parte dei trasformatori di potenza del GSU Durante la sincronizzazione questi interruttori sar per qualche tempo essere sottoposto a relativamente alta tensione alternata attraverso i poli aperti In generale queste sollecitazioni di tensione sono adeguatamente coperti dal normale tensione alternata prove di tipo ma distanze di dispersione extra lunghi possono essere specifiche per l isolamento tra i poli aperti speci
134. te con un solo un induttanza e capacit concentrati e la tensione di recupero avr una forma pi complicata La figura 3 7 b c mostra tre differenti situazioni semplificate In Figura 3 7 la rete costituita da linee relativamente breve tipico per la distribuzione 31 reti e la TRV una smorzata oscillazione a frequenza singola Questa la stessa situazione come in Figura 3 6 In Figura 3 7 la rete dominata da una linea estremamente lungo In questo caso il TRV avr circa una forma d onda esponenziale Infine nella figura 3 7c la linea pi corta e le onde riflesse di tensione dal fine remoto della linea si aggiunger la forma d onda TRV TRV forme in diverse reti semplificata Short Ur Figure 3 7a Infinitely long gt 4 Ur t Figure 3 7b Reflection Long Figure 3 7C 32 Figura 3 7 Figura 3 7 Figura 3 7c reti tipica con relativamente alta tensione nominale avr onda TRV forme che sono combinazioni di risposta a frequenza di 3 7 e la figura esponenziali Con riflessione di Figura 3 7c Sia IEC e IEEE hanno lo stesso approccio per la specifica dello standard transitori recupero di tensioni Per tensioni nominali di sotto di 100 kV una forma d onda TRV come illustrato in Figura 3 7 assunto Si descritto per mezzo di due parametri UC e t3 vedi Figura 3 8A Per tensioni nominali 100 kV e soprattutto una forma d onda TRV che essenzialmente una combinazione
135. te deve essere in grado di operare sotto e sopravvivere alla effetti delle condizioni terremoto Normalmente il produttore usa i dati forniti dall utente per decidere se il apparecchiature in grado di soddisfare i requisiti o se tutte le precauzioni per aumentare la resistenza dei disegni dovrebbero essere prese AI fine di fornire la versione corretta di interruttori per l installazione in terremoto le aree le seguenti informazioni dovrebbero essere disponibili da parte del cliente Accelerazione massima dal suolo orizzontale e verticale nel sito di installazione oppure informazioni in materia di intensit sismica secondo una certa terremoto scala come la magnitudine Richter Sismica spettro di risposta o alle norme sismiche Massa condizioni Figura 4 4 confronto approssimativo di terremoto varie scale e corrispondente accelerazione orizzontale a terra OIII II I Il Il IV V VI VII VII IX X XI XII I Il II IV V VI VII VII IX X XI XII I I II IV V VI VII I I II IV V VI VII 56 0 VII IX X Le norme pi frequentemente applicati sono 61 166 IEC e IEEE 693 2 005 La norma IEC 61 166 stato recentemente sostituito da IEC 62 271 300 ma ancora di cui molte specifiche Per il Sud America la specifica ENDESA ETG1 020 anche importante Al fine di verificare se risponde ad alcuni requisiti sismici i metodi per prove o analisi della loro combinazione pu essere applicata Le prove possono essere esegu
136. terruzione di corrente di corto circuito nella rete a causa della relativamente elevata impedenza del loop tra le due fonti di tensione reattanza X1 X2 Entrambi gli standard IEC e IEEE specificare che gli interruttori sono sottoposti ad esame il 25 del nominale di corto circuito interruzione della corrente Valori superiori di corrente sono stati considerati altamente improbabile 3 6 Commutazione di correnti capacitive correnti capacitive si riscontrano nei seguenti casi Il passaggio di linee elettriche aeree a vuoto Il passaggio di cavi a vuoto Commutazione di batterie di condensatori Il passaggio di banchi di filtri Interruzione di correnti capacitive in generale un compito facile per un interruttore perch le correnti sono in genere piccole magari a poche centinaia di ampere Non vi tuttavia il rischio che si verifichino restrikes che pu portare a sovratensioni indesiderati nella rete Energizzante di carichi capacitivi pu anche portare a sovratensioni o correnti elevate 3 6 1 diseccitazione di carichi capacitivi Per un caso monofase il circuito equivalente mostrato in Figura 3 19 pu essere utilizzato per illustrare le condizioni in cui diseccitazione una batteria di condensatori Figura 3 20 mostra le forme di tensione e corrente a interruzione C carico capacitivo condensatori ci lato tensione Source Tensione ur tutta l induttanza interruttore laterale Fonte Ls Tensione uc attraverso la capa
137. ti d arco un arco stabilito tra di loro Pressione nel pesce palla volume continua ad aumentare D Arc estinzione Gli approcci attuali zero e il gas freddo da esplosioni di volume la bomboletta spray su attraverso l ugello il raffreddamento l arco e lo spegnimento E I contatti sono ora completamente aperte la proposta stata smorzata e fermati dalla operativo meccanismo F Durante la chiusura la stretti contatti e il volume di pesce palla riempito con il gas freddo rendendolo pronto per l operazione di prossima apertura Una caratteristica importante del progetto il pesce palla corrente dipendente la formazione di estinzione di pressione A un funzionamento a vuoto senza arco la pressione massima nel cilindro del pesce palla in genere il doppio della pressione di riempimento Vedere il vuoto curva in Figura 2 8 Contatto separazione Chiuso posizione Principali arco Arco estinzione 14 Aperto posizione Chiusura ABCDE Un bruciore pesante arco tra i blocchi contatti il flusso di gas attraverso il ugello Quando la corrente diminuisce verso lo zero il diametro diminuisce anche arco lasciando spazio sbocco pi e pi libero per il flusso di gas Un intero flusso di gas quindi stabiliti a corrente zero con conseguente raffreddamento massimo quando necessario Il blocco dei ugello intasamento ugello durante l intervallo di corrente ad alta d un ulteriore accumulo di pressione nel cilindro pesce palla che
138. to corrente per un tempo cos lungo senza problemi come l instabilit di emergenza chiusura di grandi centrali elettriche ecc Il valore di picco della corrente pari a 2 5 volte il valore efficace della nominale corrente di corto circuito per 50 Hz e una costante di tempo di 45 ms Per i 60 Hz il valore 2 8 3 6 prove meccaniche e ambientali 8 3 6 1Test meccanico a temperatura ambiente Questo test comunemente indicata come una prova di resistenza meccanica Il circuito interruttore deve essere in grado di eseguire un insieme ben definito di operazioni al minimo nominale e massimo dell offerta e tensioni di controllo Durante la prova i requisiti di manutenzione specificate dal fabbricante devono essere prese in considerazione Per la classe MI le operazioni con tensioni diverse a seconda Tabella 8 3 deve essere eseguita per la classe M2 questo insieme di operazioni viene ripetuta cinque volte Il numero totale di CO operazioni di 2 000 per i veicoli MI classe e 10 000 per classe M2 Fornitura sequenza di funzionamento controllo della tensione e di funzionamento pressione Numero di sequenze operative Interruttori automatici per richiusura auto Gli interruttori non per l auto richiusura C ta ta O Minimo 500 500 Nominale 500 500 Massimo 500 500 C t CO ta ta nominale C 250 CO ta nominale 500 O di apertura C di chiusura CO una operazione di chiusura seguita immediatamente cio senza alcun ritardo
139. to della molla sono utilizzati al posto di aria compressa o la tecnologia idraulica sul nostro interruttori SF6 L ultimo passo nello sviluppo Motor Drive TM un gruppo controllato digitalmente che pu gi essere fornito per i interruttori LTB Motor Drive TM comporta notevoli miglioramenti nel controllo apertura e chiusura delle operazioni e nel monitoraggio di stato interruttore di circuito Una gran parte del lavoro di sviluppo attualmente guidata da aspetti ambientali per ridurre al minimo tutti gli effetti negativi sull ambiente richieste del mondo in generale L approccio ambientale evidente in tutto il ciclo di vita dei nostri interruttori dalle prime fasi di progettazione attraverso processi di prodotto il nostro sviluppo fino ad essere messo fuori servizio o di essere sostituiti Nei nostri sforzi per sviluppare prodotti semplici richieste di materiale sono ridotte ed i materiali utilizzati sono riciclabili Esempi di questo sono gli interruttori estraibili innovativi e disconnessione Cos la possibilit di sottostazione compatta soluzioni che richiedono meno spazio meno di fondazione elementi e meno quantit di materiale Gli interruttori alta tensione devono essere conformi alle esigenze estremamente elevate per affidabilit operativa per essere in grado di contribuire alla trasmissione di potenza sicura Per ottenere una buona economia di esercizio e la massima disponibilit senza lunghi intervalli di manutenzione sono ric
140. tore trasforma in corrente continua da condensatori di CA per il motore 4 Servomotore che fornisce la forza di spostare i contatti sensore di posizione integrato offre informazioni alla centralina 5 La unit I O si prende cura di segnalazione tra il sistema di controllo della stazione e il sistema operativo meccanismo 6 Unit di controllo che controlla e regola il movimento dei contatti Le funzioni di blocco sono trattati anche da questo modulo 7 Link ingranaggio che trasforma il movimento rotatorio al movimento lineare 2 5 4 meccanismo a comando pneumatico Il meccanismo a comando pneumatico utilizza l aria compressa come deposito di energia e cilindri pneumatici per il funzionamento Elettrovalvole consentire l aria compressa nel cilindro di azionamento per la chiusura e di apertura Il serbatoio di aria compressa alimentata da un compressore L uso dei meccanismi di funzionamento pneumatico in calo A causa della pressione di esercizio elevata vi sempre un rischio di fuoriuscita di aria soprattutto a basse temperature C anche il rischio di corrosione dovuta all umidit in aria compressa 25 2 5 5 meccanismo idraulico a comando Il meccanismo idraulico di solito ha un cilindro con un differenziale di funzionamento pistone L olio sotto pressione da un cuscino di gas in un accumulatore e il sistema operativo cilindro controllata da una valvola principale Il meccanismo idraulico presenta i vantaggi di
141. ttore di correzione fattore k a seconda del tipo di prova di tensione esponente w definite dalla norma IEC 60060 1 Un rapporto di prova sui test dielettrico stati normalmente tensioni assoluto secondo con i requisiti standard Per ottenere l effettivo sollecitazioni della interruttori isolamento esterno dovrebbe essere applicato durante la correzione di test Il massimo fattore di correzione ammissibile per ogni test del 5 i valori riportati nella relazione possono essere divisi per max 1 05 o 0 95 a seconda del caso al fine di ottenere il impulso giusto livello Esempio Per una prova su un interruttore di circuito di 245 KV la tensione di prova utilizzato nei test stato 1 050 KV Il Kt fattore di correzione durante il test stato 0 95 e inferiore ma non applicati Ci significa che l isolamento esterno stato sottolineato a una tensione di almeno 1050 0 95 1 105 KV Questa conoscenza pu essere talvolta utilizzati per le installazioni a alta quota o quando un cliente richiede livelli di isolamento leggermente superiore al valori standardizzati RIV prove e test a bassa tensione non sono interessati dalla atmosferico fattore di correzione 6 6 Installazione ad alta quota Sia IEC 62271 100 e ANSI IEEE stato C37 04 che i livelli di isolamento nominale sono validi per le installazioni ad una altitudine massima di 1000 m sul livello del mare Per questa ragione bisogna stare attenti quando l apparecchiatura destinata pe
142. uesti scaricatori limiter sovratensioni a terra a livelli accettabili ma non possono ridurre la pendenza del oscillazioni di tensione associati a reignitions Reignitions degli interruttori moderni possono essere eliminate con apertura controllata dell interruttore Il dispositivo di controllo che permette di point in onda per far s che arco brevi tempi non si verifichino evitando cos reignitions 3 7 2 Commutazione di trasformatori a vuoto L interruzione di una corrente a vuoto di un trasformatore significa anche l interruzione di basse correnti induttive Di solito considerato come un caso di commutazione facile e ha poca tendenza a causare problemi sovratensione Il livello attuale molto basso generalmente inferiore a 10 A L oscillazione di tensione attraverso il trasformatore dopo interruzione fortemente smorzato e normalmente ha una frequenza naturale di non pi di qualche centinaio di hertz 4 SOLLECITAZIONI MECCANICHE ED AMBIENTALI DEGLI EFFETTI Il corretto funzionamento di un interruttore automatico dipende dalla sua propriet meccaniche Da propriet meccaniche si intende la capacit del interruttore di resistere sollecitazioni meccaniche esterne ed interne L interruttore deve anche funzioneranno correttamente in una variet di condizioni ambientali Un altro importante problema meccanico l interruttore di circuito forze operative che agiscono sulla fondazione durante il funzionamento 50 4 1 Meccanic
143. ulmine ictus lampeggia Sebbene la loro presenza ha una probabilit bassa hanno bisogno di essere considerata Quando un interruttore in procinto di interrompere un corto circuito che il risultato di un lampo e vi un secondo o terzo colpo l apertura apertura dei contatti esposto ad una onda di tensione con un fronte ripido Questa tensione pu superare la tenuta dielettrica del divario di contatto e un irraggiamento del calore pu avvenire in tutta la distanza tra i contatti Se pi fulmini ictus sono attesi le interruttore devono essere protetti per mezzo di scaricatori di sovratensione situato sulla lato linea del interruttore scaricatori di sovratensione questo modo verr anche proteggere gli altri HV attrezzature sul lato linea come i trasformatori di tensione b Vento Durante i periodi di forti venti in combinazione con una direzione sfavorevole galoppo di linee mia verificarsi In queste condizioni le due fasi TT pu toccare causando un errore in due fasi c Natura Alberi pu cadere su una linea o cadente dei conduttori di fase provocando scariche di alberi situati sotto la campata media durante la stagione molto calda d Incendi incendi possono essere causati da fulmini o intervento umano Quando una tempesta di fuoco passa sotto una linea di trasmissione l aria calda pu causare fase tophase o fase terra scariche 7 1 2 Commutazione di linee di trasmissione a vuoto 7 1 2 1 fattore di tensione
144. ume di pesce palla riempito con il gas freddo rendendolo pronto per l operazione di prossima apertura In bassa corrente di rottura alla pressione generata dal arco non sar sufficiente a chiudere la valvola Il self blast interruttore sar quindi funzionare come un interruttore piumino Come si pu vedere in Figura 2 9 1 la camera di estinzione diviso in due sezioni 19 il volume di auto esplosione e il volume piumino Le due sezioni sono separate dal auto esplosione della valvola Quando elevate correnti di guasto sono interrotti la pressione nel volume di auto esplosione generata dall arco sar cos alta che la valvola si chiude impedendo il gas da fuga nel volume piumino Invece il gas in pressione passer attraverso il ugello ed estinguere l arco A basse correnti di solito qualche KA l arco non avr energia sufficiente a generare una pressione sufficientemente alta per chiudere la valvola e interruttore funzioner come un palla interruttore La pressione nel volume pesce palla relativamente indipendente della corrente se l interruttore di circuito funziona come un interruttore auto esplosione o come un interruttore di piumino Si tratta di limitata a un livello moderato per mezzo di una valvola a molla valvola di sovrapressione il che significa che l energia di compressione richiesto dal meccanismo di funzionamento limitata Figura 2 10 mostra come l energia proveniente dal meccanismo di funzionamento vi
145. ura massima nel sistema di contatto sar Tambient Tmisurato 55 53 108 C Questa superiore al valore massimo ammissibile secondo IEC 105 C In qualit di conseguenza il servizio di corrente nominale 3 150 A a 40 C deve essere ridotto uno A livello di 2 500 per limitare l aumento di temperatura nel sistema di contatto Se il cliente 63 impone la corrente 3 150 A un interruttore di circuito pi grande deve essere selezionato 5 2 Prova aumento della temperatura AI fine di verificare la capacit di trasporto di corrente di un interruttore una temperatura test aumento deve essere effettuato Durante la prova la temperatura del interruttore parti dell interruttore aumenter quanto dipende dal disegno dei conduttori e sistema di contatto I limiti di temperatura dei diversi interruttore parti non devono essere superati Il test di solito eseguita con l interruttore di corrente nominale ed condotta su un periodo di tempo sufficiente per l aumento di temperatura per raggiungere un valore stabile che secondo gli standard si ottiene quando l aumento della temperatura non superi 1 K in 1 h La procedura di prova descritta in IEC 62271 1 e IEEE 37 09 Secondo le norme IEC e IEEE una prova di aumento di temperatura effettuata a 60 Hz valido anche a 50 Hz e una prova eseguita a 50 Hz valido anche per 60 Hz a condizione che l aumento di temperatura i valori registrati durante il test 50 Hz non superare il
146. ute presso la potenza di corto circuito delle due parti della rete uno su ogni lato dell interruttore Figura 3 17 equivalente monofase Figura rete 3 18 orientamento dei vettori tensione Durante il normale funzionamento i due vettori di tensione U1 e U2 sar pari a circa uguale in entrambi ampiezza e angolo di fase Sotto la pi grave fuori fase condizioni i vettori di tensione possono essere separati di 180 gradi elettrici Il corrispondente potenza massima frequenza di ripresa di tensione Ur sar Ur 2U sotto l ipotesi che U1 U2 U In un caso corrispondente con i non efficacia neutro a terra il potere di frequenza tensione di recupero possono nel peggiore dei casi raggiungere il valore di Ur 3U 39 Sia IEC e IEEE specificare prove a 2U per terra in modo efficace i sistemi di neutro considerando che stato considerato sufficiente per l uso 2 5U per i non efficace messa a terra sistemi di neutro A causa della forte attenuazione causata da linee aeree l ampiezza fattore del TRV per out of phase switching generalmente inferiore al fattore di ampiezza alla interruzione del guasto del terminale corrente Un fattore di ampiezza 1 25 specificato Nel complesso il picco della TRV per la commutazione fuori fase superiore a che per l interruzione della corrente di cortocircuito e porta a grave stress dielettrico sulla interruttore di circuito La corrente in questo caso il passaggio inferiore a quella osservata a in
147. zzinata a corrente zero il che rende l interruzione pi difficile Valori elevati di du dt si tradurr in un aumento della energia per il post arc in corso Esiste una certa inerzia nel conducibilit elettrica dell arco vedi figura 2 5 Quando la corrente si avvicina allo zero c ancora una certa quantit di energia elettrica conducibilit a sinistra nel percorso ad arco Ci d origine a quello che viene chiamato post arc corrente con ampiezza fino a qualche A o meno l interruzione sar il successo determinato da una gara tra l effetto di raffreddamento e l assorbimento di energia nel percorso dalla tensione dell arco recupero transitoria Quando le scale del bilancio energetico punta a favore della apporto di energia l interruttore di circuito non riuscir termicamente Il termico regime di interruzione per interruttori SF6 corrisponde al periodo di tempo qualche microsecondo di partenza prima di corrente zero fino a estinzione del post attuale arco un dopo pochi corrente zero a circuito equivalente semplificato b Curve della corrente di cortocircuito ISC e la tensione di recupero ur tl separazione dei contatti 10 t2 arco estinzione S velocit di aumento della tensione di recupero La tensione d arco dal contatto separazione di estinzione dell arco bassa ed stato ignorato arc conductance at failure at interuption at interuption post arc current N N current X at failure

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