Scaricatori MT ABB
Trento 30/11/2012
Scaricatori ABB
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Benefici e vantaggi
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Scaricatori – come proteggere gli investimenti
Indice dei contenuti
Principio di funzionamento di uno
scaricatore ad ossido di zinco (MO Metal
Oxide)
Caratteristiche nominali degli scaricatori
Scelta degli scaricatori
Modalità d’installazione
Monitoraggio degli scaricatori durante la vita
degli stessi
Portafoglio prodotti ABB
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Applicazioni
Tecnologia e vantaggi
Principio di funzionamento di uno scaricatore
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Gli scaricatori maggiormente utilizzati oggigiorno, sono quelli agli ossidi di
metallo (metal-oxide arresters: MO), ovvero il resistore al loro interno e
costituito da ossidi di zinco. La caratteristica distintiva di uno scaricatore
MO è la sua non lineare caratteristica tensione-corrente.
La corrente che passa attraverso lo scaricatore quando è in condizioni di
normali è talmente bassa che lo scaricatore si comporta esattamente
come un isolatore.
Se invece, viene iniettato un impulso di corrente sull’ordine dei
kiloampere, come nel caso delle sovratensioni di origine atmosferica o di
manovra, la caratteristica non lineare del resistore all’interno dello
scaricatore è tale da mantenere la tensione ai capi dello scaricatore
bassa abbastanza da proteggere l’isolamento dei componenti protetti
dagli effetti delle sovratensioni.
Principio di funzionamento di uno scaricatore
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Nella Figura possiamo notare un
esempio
della
caratteristica
tensione
corrente
di
uno
scaricatore per un sistema in
media tensione. Nel grafico sono
anche evidenziati i punti di
riferimento di tensione/corrente
che
caratterizzano
il
funzionamento dello scaricatore
Indice dei contenuti
Principio di funzionamento di uno
scaricatore ad ossido di zinco (MO Metal
Oxide)
Caratteristiche nominali degli scaricatori
Scelta degli scaricatori in relazione alla
tensione nominale del sistema elettrico
Modalità d’installazione
Monitoraggio degli scaricatori durante la vita
degli stessi
Portafoglio prodotti ABB
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Applicazioni
Tecnologia e vantaggi
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Caratteristiche Nominali degli scaricatori
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Caratteristiche Nominali degli scaricatori
Caratteristiche Nominali degli scaricatori
Continuous operating voltage Uc:
Valore permesso (rms) di tensione che può essere applicato in maniera
continuativa tra i terminali dello scaricatore
Rated voltage Ur:
Il valore massimo di tensione efficace che può essere applicato ai
terminali dello scaricatore in condizioni di sovratensione temporanea,
come stabilito nelle prove (10s). Il rapporto tra l'Ur tensione nominale e la
tensione in funzionamento continuo Uc è generalmente Ur / Uc = 1.25
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Nominal discharge current of an arrester In:
Il valore di picco dell'impulso di corrente di fulmine che viene utilizzato per
classificare un scaricatore.
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Caratteristiche Nominali degli scaricatori
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Caratteristiche Nominali degli scaricatori
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Caratteristiche Nominali degli scaricatori
Caratteristiche Nominali degli scaricatori
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Line discharge class:
è l'unico modo possibile per specificare la capacità di assorbimento di
energia di uno scaricatore fornite in IEC 60099-4. Le “Line discharge
class” da 1 a 5 sono definite con crescenti valori di energia. Essi
differiscono tra loro per i parametri di prova. Il valore W di energia viene
calcolata in relazione alla tensione residua dell'impulso di corrente di
scarica.
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Caratteristiche Nominali degli scaricatori
Indice dei contenuti
Principio di funzionamento di uno
scaricatore ad ossido di zinco (MO Metal
Oxide)
Caratteristiche nominali degli scaricatori
Scelta degli scaricatori
Modalità d’installazione
Monitoraggio degli scaricatori durante la vita
degli stessi
Portafoglio prodotti ABB
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Applicazioni
Tecnologia e vantaggi
Scelta di uno scaricatore
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Il primo parametro da definire per la scelta di uno scaricatore è la
determinazione della tensione di esercizio continuativa Uc
Il primo valore richiesto per scegliere la tensione continuativa Uc per lo
scaricatore è la tensione applicata ai morsetti scaricatore durante il normale
funzionamento. Fa differenza se lo scaricatore è collegato tra fase e terra, tra
le fasi o tra neutro e massa. Solitamente, la tensione può essere calcolata
dalla tensione massima di sistema tra le fasi. Se questa tensione non è nota o
se cambia nel corso del tempo, la tensione più alta per l'Um deve venire usato
nel calcolo.
In sistemi trifase, sovratensioni operative temporanee possono verificarsi dopo
i guasti di terra la cui ampiezza è determinata dal sitema di messa a terra de
centro stella. La durata della sovratensione dipende dal funzionamento della
rete.
Neutro Franco a terra - reti franche a terra di solito le sovratensioni sono
spente nel giro di pochi secondi.
Reti isolate e compensato possono continuare ad operare in condizioni come
queste per diverse ore. L'ampiezza della sovratensione temporanea viene
spesso definito utilizzando il fattore di guasto a terra E. La sovratensione
temporanea UTOV viene quindi calcolata come segue:
Scelta di uno scaricatore
dove Um può essere sostituito con la tensione di esercizio Us
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per permettere allo scaricatore di funzionare in modo soddisfacente, devono
essere soddisfatte due condizioni quando si seleziona la continua tensione di
funzionamento Uc:
-Uc deve essere maggiore o uguale alla tensione continua applicata ai
terminali scaricatore.
- Per scaricatori collegati a terra, la condizione si applica quanto segue:
dove Um può essere sostituito dalla tensione di esercizio Us.
Scelta di uno scaricatore
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- La sollecitazione dello scaricatore soggetto a sovratensioni temporanee deve
essere inferiore o posizionata sulla curva caratteristica di sovratensione
temporanea. Come controllo, dovrebbe essere specificata il valore e la durata
massima della sovratensione temporanea. Per motivi di sicurezza, è bene
utilizzare sempre la più bassa delle due curve, a meno che non vi sono ottime
ragioni per fare diversamente.
Se il punto di lavoro si trova sopra la curva, lo scaricatore in questione non
può essere utilizzato in questa rete. Deve esseare utilizzato uno scaricatore
con una tensione maggiore di funzionamento continuo.
dove T è determinato dal tempo t scarica e dalla caratteristica sovratensione
temporanea .
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Scelta di uno scaricatore
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Scelta di uno scaricatore
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Scelta di uno scaricatore
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Scelta di uno scaricatore
Indice dei contenuti
Principio di funzionamento di uno
scaricatore ad ossido di zinco (MO Metal
Oxide)
Caratteristiche nominali degli scaricatori
Scelta degli scaricatori
Modalità d’installazione
Monitoraggio degli scaricatori durante la vita
degli stessi
Portafoglio prodotti ABB
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BU PPHV - 23 -
Applicazioni
Tecnologia e vantaggi
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Modalità di installazione degli scaricatori
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BU PPHV - 25 -
Modalità di installazione degli scaricatori
Modalità di installazione di uno scaricatore
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Scaricatori su un quadro MT
Speciali scaricatori per uso da interno, installati in prossimità delle terminazioni
dei cavi, vengono di solito utilizzati per proteggere i quadri di di media
tensione. Se la cella in sottostazione è collegata con una linea aerea a rischio
di fulminazione, la corrente nominale di scarica di tali scaricatori deve essere
di 10 kA classe 1. Ciò vale anche se uno scaricatore da 10 kA è già installato
nel punto di transizione tra la catenaria e il cavo. Se la sezione del cavo è
grande, potrebbe essere idoneo l’utilizzo di uno scaricatore da 5 kA nella
sottostazione, la corrente di scarica residua diminuisce con la lunghezza del
cavo e lo scaricatore al punto di transizione prenderà la maggior parte della
corrente di scarica.
Se lo scaricatore è necessario solo per limitare le sovratensioni di manovra,
oppure per reti in cavo uno scaricatore da 5 kA è pio essere cosiderato
adeguato, le correnti di scarica previsto sono generalmente di piccola entità.
Le distanze minime indicate dal fabbricante tra scaricatori, e tra gli scaricatori
e componenti a terra, devono essere mantenute. Qualsiasi modifica deve
essere approvata dopo accurata verificare della capacità di tenuta di
isolamento della nuova configurazione
Indice dei contenuti
Principio di funzionamento di uno
scaricatore ad ossido di zinco (MO Metal
Oxide)
Caratteristiche nominali degli scaricatori
Scelta degli scaricatori
Modalità d’installazione
Monitoraggio degli scaricatori durante la vita
degli stessi
Portafoglio prodotti ABB
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Applicazioni
Tecnologia e vantaggi
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Monitoraggio degli scaricatori
Diversi metodi di diagnosi e gli indicatori sono stati discussi e sviluppati per il
monitoraggio delle condizioni di scaricatori di sovratensione MO.
Possono essere installati contatori sovratensione se vi è interesse a
controllare le occorrenze di scarica di uno scaricatore nel sistema.
Questi contatori di sovratensione eseguono un conteggio di tutte le scariche al
di sopra del valore di soglia impostato. Contatori di sovratensione moderni
possono classificare le correnti di scarica, secondo i valori di picco raggiunti,
nonché il momento della scarica.
Se voglio monitorare le perdite continue di corrente che fluiscono attraverso
uno scaricatore MO, posso installare un misuratore di mA.
I dispositivi più recenti offrono entrambe le possibilità in un unico dispositivo,
attraverso interfacce di comunicazione può essere possibile la lettura remota
dei dati memorizzati
Lo scaricatore deve essere installato isolato se vengono installati contatori di
sovratensioni o misuratori di mA.
In sistemi di media tensione, l'uso di tali dispositivi di monitoraggio è limitata a
pochi casi particolari.
Da una parte, ciò è dovuto al prezzo dei dispositivi di monitoraggio, che
possono essere più costosi dello scaricatore stesso. D'altra parte, la
significatività dei dati misurati tende ad essere bassa.
Indice dei contenuti
Principio di funzionamento di uno
scaricatore ad ossido di zinco (MO Metal
Oxide)
Caratteristiche nominali degli scaricatori
Scelta degli scaricatori in relazione alla
tensione nominale del sistema elettrico
Modalità d’installazione
Monitoraggio degli scaricatori durante la vita
degli stessi
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Applicazioni
Tecnologia e vantaggi
Portafoglio prodotti Scaricatori MT
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Metal Oxide Resistors for
a.c. and d.c. applications
from 110 V up to 6 kV
Medium Voltage Surge Arresters
for distribution networks from 1
to 44 kV
Gas-Insulated Arresters for high-voltage applications from
72 to 800 kV
Surge arresters for cable sheath
protection including linkboxes
Portafoglio prodotti Scaricatori MT
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Special Surge Arresters for heavy duty
applications (e.g. generator protection)
Special Surge Arresters for protection of DC railway
systems
Plug-In arresters for medium
voltage metalclad switchgear
protection
Guidelines for selection
and application,
Hybrid Voltage Limiters HVL
ZnO MO-Block, Il cuore degli scaricatori
Ragioni tecniche
Blocchi MO costruiti in casa
100% controllo dei materiali e del processo
Vostri vantaggi
Punti di froza
Basse perdite
Completa tracciabilità di tutti I blocchi
100% factory tests, Oltre I requisiti previsti dalle
Norme IEC
Blocchi MO, routine testing e
performance
Vantaggi
Componenti HV con protezione garantita
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Stabilità garantita a lungo termine
Completo controllo della qualità
Performance sempre affidabili per garantire
protezione e stabilità nel tempo
Indice dei contenuti
Principio di funzionamento di uno
scaricatore ad ossido di zinco (MO Metal
Oxide)
Caratteristiche nominali degli scaricatori
Scelta degli scaricatori in relazione alla
tensione nominale del sistema elettrico
Modalità d’installazione
Monitoraggio degli scaricatori durante la vita
degli stessi
Portafoglio prodotti ABB
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Applicazioni
Tecnologia e vantaggi
Applicazioni in Media Tensione
•Gli scaricatori MO hanno diverse applicazioni nei sistemi in
media tensione
•Oltre alla protezione di sottostazioni e di trasformatori da palo,
sono utilizzati per protezione di cavi, generatori, banchi di
condensatori, linee, motori, installazioni ferroviarie (AC e DC),
ed altre applicazioni specifiche
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•Diverse applicazioni in sistemi di media tensione dove sono
richieste affidabilità e sicurezza dovuta alle elevate richieste di
energia
Portafoglio prodotti e applicazioni MT
MV-AIS and GIS cubicle
Transformer Protection
(MWK and Plug In)
(POLIM-D/ -K)
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Wind power
(POLIM-R)
High current systems
(POLIM-H)
Line arresters
(POLIM-S,I)
Industries
(various types)
Cable connections
(POLIM-C LB)
Traction and Railway systems
(POLIM-H and HVL)
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Indice dei contenuti
Principio di funzionamento di uno
scaricatore ad ossido di zinco (MO Metal
Oxide)
Caratteristiche nominali degli scaricatori
Scelta degli scaricatori in relazione alla
tensione nominale del sistema elettrico
Modalità d’installazione
Monitoraggio degli scaricatori durante la vita
degli stessi
Portafoglio prodotti ABB
Resistenza MO
Applicazioni
Tecnologia e vantaggi
Tight sealing of direct moulding
ABB ha introdotto l‘utilizzo degli scaricatori in gomma
siliconica nel 1985
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Contenitore sigilato
Insensibilità alle radiazioni UV
Materiale siliconico “idrofugo” grazia al basso peso
molecolare (LMW)
Caratteristica “Idrofuga” mantenuta anche in elevate
condizioni di inquinamento
Nessuno effetto dell’invecchiamento del materiale sulla
carattersitica “idrofuga”
Esempio – Tecnologia e benefici
Ragioni tecniche
Stampaggio diretto
I blocchi MO e gli scaricatori
sono
costruiti
in
fabbirca,
garantendo un completo controllo
del processo di produzione
Vostri vantaggi
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Scaricatori MO di moderna
tecnolgia, sviluppo e testati in
accordi con gli standard attuali
Protezione sicura ed affidabile in
tutte le applicazioni ed ambienti di
utilizzo
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Documentazione
