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Quadri di media tensione isolati a gas (C-GIS) da 24 kV: la soluzione robusta per i quadri compatti isolati a gas

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Quadri elettrici (C-GIS) 24 kV

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1. Descrizione generale

Il quadro di media tensione isolato a gas da 24 kV (C-GIS), noto anche come quadro compatto isolato a gas, è un sistema di quadri di media tensione in involucro metallico progettato per reti di distribuzione a 20 kV/22 kV/24 kV.

Il C-GIS combina la tecnologia di isolamento a gas con quella di interruzione tramite interruttori automatici sottovuoto (VCB) per fornire una soluzione di commutazione compatta, affidabile e resistente alle condizioni ambientali. Tutti i principali componenti primari, tra cui sbarre collettrici, interruttori automatici, sezionatori e interruttori di messa a terra, sono racchiusi all’interno di compartimenti sigillati.

Rispetto ai tradizionali AIS, il C-GIS da 24 kV richiede meno spazio di installazione e offre una protezione migliorata contro umidità, polvere, inquinamento e condizioni operative difficili.

2. Specifiche tecniche tipiche
·Tipo di apparecchiatura: Quadro compatto isolato a gas (C-GIS)
·Tensione nominale: 24 kV
·Classe di tensione del sistema: 20 / 22 / 24 kV
·Frequenza nominale: 50 / 60 Hz
·Corrente nominale: 630 / 1250 / 2000 / 2500 A
·Corrente di tenuta a breve durata: 20 / 25 / 31,5 kA (3 s)
·Corrente di interruzione in cortocircuito: 20–31,5 kA
·Corrente di tenuta di picco: 50–80 kAp
·Tensione di tenuta a frequenza industriale: 50 kV
·Tensione di tenuta all’impulso di fulmine (BIL): 125 kVp
·Mezzo isolante: SF₆ / aria secca / N₂ / gas alternativo
·Tipo di interruttore: interruttore sottovuoto (VCB)
·Installazione: involucro per interni / esterni
·Grado di protezione: IP4X–IP65 (a seconda del modello)

3. Componenti principali

1.) Interruttore sottovuoto (VCB)
·L’interruttore sottovuoto garantisce l’estinzione dell’arco durante le operazioni di commutazione.
Funzioni:
·Interrompe i guasti da cortocircuito
·Commuta alimentatori e trasformatori
·Controlla i circuiti di distribuzione
Vantaggi:
·Lunga durata operativa
·Bassa erosione dei contatti
·Manutenzione minima
·Funzionamento rispettoso dell’ambiente

2.) Sistema di sbarre isolato a gas
·La sbarra collettrice è installata all’interno di un compartimento a gas sigillato.
Caratteristiche:
·Configurazione compatta
·Elevata rigidità di isolamento
·Protezione dalla contaminazione esterna
Vantaggi:
·Riduzione dei guasti di isolamento
·Maggiore affidabilità
·Dimensioni ridotte del quadro elettrico

3.) Sezionatore
Funzioni:
·Garantisce l’isolamento elettrico
·Consente una manutenzione sicura
·Supporta le operazioni di commutazione
Caratteristiche:
·Design isolato a gas
·Sistema di interblocco meccanico
·Elevata affidabilità

4.) Sezionatore di messa a terra
Funzioni:
·Mette a terra i circuiti isolati
·Elimina la tensione residua
·Garantisce la sicurezza durante la manutenzione
Caratteristiche di sicurezza:
·Interblocchi elettrici e meccanici
·Resistenza ai guasti

5.) Trasformatore di corrente (CT)
Fornisce segnali di misura per:
·Protezione da sovracorrente
·Protezione del trasformatore
·Misurazione
·Monitoraggio dell’energia

6.) Trasformatore di tensione (VT)
Utilizzato per:
·Misura della tensione
·Ingressi dei relè di protezione
·Sincronizzazione
·Monitoraggio della qualità dell’energia

7.) Vano di collegamento dei cavi
Progettato per il collegamento a:
·Cavi sotterranei
·Trasformatori
·Motori
·Unità ad anello
·Sistemi di energia rinnovabile

4. Vantaggi del C-GIS da 24 kV
* Ingombro ridotto
·Richiede meno spazio rispetto all’AIS
·Adatto a sottostazioni urbane e interne
* Elevata protezione ambientale
L’involucro sigillato protegge da:
·Polvere
·Umidità
·Contaminazione salina
·Inquinamento industriale
* Elevata affidabilità
·Prestazioni di isolamento stabili
·Influenze esterne ridotte
·Adatto al funzionamento continuo
* Bassa manutenzione
·Non richiede pulizie frequenti
·Intervalli di manutenzione prolungati
·Costi operativi ridotti
* Maggiore sicurezza
·L’involucro metallico impedisce il contatto accidentale
·Disponibili configurazioni interne resistenti all’arco elettrico

5. Applicazioni tipiche
I C-GIS da 24 kV sono comunemente utilizzati in:
· Sottostazioni di distribuzione da 20 kV/22 kV
· Sistemi di alimentazione industriali
· Edifici commerciali
· Centri dati
·Impianti di energia rinnovabile
·Sistemi di collettori solari fotovoltaici
·Sottostazioni eoliche
·Elettrificazione ferroviaria
·Sottostazioni sotterranee urbane
·Settore minerario e industria pesante

6. Configurazioni tipiche dei quadri
Quadro di alimentazione in entrata
·Riceve l’energia dal trasformatore a monte o dalla rete
Quadro di alimentazione in uscita
·Alimenta i carichi di distribuzione
Quadro di alimentazione del trasformatore
·Provvede alla commutazione e alla protezione del trasformatore
Quadro di accoppiamento delle sbarre
·Collega e separa le sezioni delle sbarre
Quadro di misura
·Provvede alla misurazione di tensione e corrente

7. Norme applicabili
·IEC 62271-1 — Requisiti comuni per gli impianti di commutazione ad alta tensione
·IEC 62271-100 — Interruttori automatici in corrente alternata
·IEC 62271-102 — Sezionatori e interruttori di messa a terra
·IEC 62271-200 — Apparecchiature di commutazione e controllo in corrente alternata in involucro metallico fino a 52 kV
·Serie IEEE C37 — Norme relative agli impianti di commutazione a media tensione

Sintesi
L’impianto di commutazione a media tensione isolato a gas da 24 kV (C-GIS) è un sistema compatto di distribuzione della classe 20/22/24 kV che utilizza isolamento a gas sigillato e tecnologia degli interruttori a vuoto. In genere supporta una corrente nominale compresa tra 630 e 2500 A e una capacità di interruzione in caso di cortocircuito compresa tra 20 e 31,5 kA, fornendo una soluzione affidabile, salvaspazio e a bassa manutenzione per le reti di distribuzione urbane, gli impianti industriali, i sistemi di energia rinnovabile e le moderne sottostazioni.