Scaricatori MT - AEIT-TAA
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Scaricatori MT ABB Trento 30/11/2012 Scaricatori ABB Insert product picture here Insert product symbol here Benefici e vantaggi © ABB Power Products, BU PPHV - 2 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 3 - Applicazioni Tecnologia e vantaggi Principio di funzionamento di uno scaricatore © ABB Power Products, BU PPHV - 4 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 5 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 6 - Applicazioni Tecnologia e vantaggi © ABB Power Products, BU PPHV - 7 - Caratteristiche Nominali degli scaricatori © ABB Power Products, BU PPHV - 8 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 9 - Nominal discharge current of an arrester In: Il valore di picco dell'impulso di corrente di fulmine che viene utilizzato per classificare un scaricatore. © ABB Power Products, BU PPHV - 10 - Caratteristiche Nominali degli scaricatori © ABB Power Products, BU PPHV - 11 - Caratteristiche Nominali degli scaricatori © ABB Power Products, BU PPHV - 12 - Caratteristiche Nominali degli scaricatori Caratteristiche Nominali degli scaricatori © ABB Power Products, BU PPHV - 13 - 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. © ABB Power Products, BU PPHV - 14 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 15 - Applicazioni Tecnologia e vantaggi Scelta di uno scaricatore © ABB Power Products, BU PPHV - 16 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 17 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 18 - - 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 . © ABB Power Products, BU PPHV - 19 - Scelta di uno scaricatore © ABB Power Products, BU PPHV - 20 - Scelta di uno scaricatore © ABB Power Products, BU PPHV - 21 - Scelta di uno scaricatore © ABB Power Products, BU PPHV - 22 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 23 - Applicazioni Tecnologia e vantaggi © ABB Power Products, BU PPHV - 24 - Modalità di installazione degli scaricatori © ABB Power Products, BU PPHV - 25 - Modalità di installazione degli scaricatori Modalità di installazione di uno scaricatore © ABB Power Products, BU PPHV - 26 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 27 - Applicazioni Tecnologia e vantaggi © ABB Power Products, BU PPHV - 28 - 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 Portafoglio prodotti ABB © ABB Power Products, BU PPHV - 29 - Applicazioni Tecnologia e vantaggi Portafoglio prodotti Scaricatori MT © ABB Power Products, BU PPHV - 30 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 31 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 32 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 33 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 34 - •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) © ABB Power Products, BU PPHV - 35 - 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) © ABB Power Products, BU PPHV - 36 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 37 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 38 - 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 © ABB Power Products, BU PPHV - 39 - Documentazione
