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Quadri di media tensione isolati a gas (C-GIS) da 12 kV per garantire un isolamento affidabile e una protezione dall'arco elettrico

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Quadri elettrici (C-GIS) 12 kV

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1. Descrizione generale

Il quadro di media tensione isolato a gas da 12 kV (C-GIS), noto anche come quadro compatto isolato a gas, è un sistema di quadri di media tensione in involucro metallico progettato per le reti di distribuzione. Utilizza una struttura a compartimenti isolati a gas per garantire un isolamento affidabile e una protezione dall’arco elettrico, pur mantenendo un ingombro ridotto.

A differenza dei tradizionali quadri isolati ad aria (AIS), il C-GIS racchiude i componenti elettrici primari in compartimenti a gas sigillati, rendendolo altamente resistente a condizioni ambientali quali umidità, polvere, inquinamento e contaminazione salina.

La classe C-GIS da 12 kV è ampiamente utilizzata in sistemi di distribuzione a 10 kV/11 kV/12 kV, reti elettriche industriali, impianti di energia rinnovabile, edifici commerciali e sottostazioni urbane.

2. Specifiche tecniche tipiche
·Tipo di apparecchiatura: Quadro compatto isolato a gas (C-GIS)
·Tensione nominale: 12 kV
·Classe di tensione del sistema: 10 / 11 / 12 kV
·Frequenza nominale: 50 / 60 Hz
·Corrente nominale: 630 / 1250 / 2000 / 2500 A
·Corrente di tenuta a breve tempo: 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 alla frequenza industriale: 28 kV
·Tensione di tenuta all’impulso di fulmine (BIL): 75 kVp
·Mezzo di isolamento: 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 a vuoto (VCB)
·L’interruttore è l’elemento di commutazione principale.
Funzioni:
·Interrompe le correnti di cortocircuito
·Controlla la commutazione delle linee di alimentazione
·Protegge i trasformatori e le apparecchiature di distribuzione
Vantaggi:
·Lunga durata elettrica
·Bassa manutenzione
·Rispettoso dell’ambiente
·Capacità di interruzione rapida

2.) Compartimento delle sbarre isolato a gas
Caratteristiche:
·Involucro metallico sigillato
·Disposizione compatta dei conduttori
·Elevata rigidità dielettrica
Vantaggi:
·Previene la contaminazione
·Riduce i guasti all’isolamento
·Migliora l’affidabilità operativa

3.) Sezionatore
Funzioni:
·Assicura l’isolamento elettrico
·Consente una manutenzione sicura
·Supporta le operazioni di commutazione
Caratteristiche:
·Meccanismo compatto
·Elevata resistenza meccanica

4.) Interruttore di messa a terra
Funzioni:
·Mette a terra i circuiti isolati
·Garantisce la sicurezza dell’operatore
·Scarica la tensione residua
·I sistemi di interblocco impediscono operazioni non sicure.

5.) Trasformatore di corrente (CT)
Utilizzato per:
·Protezione da sovracorrente
·Misurazione
·Monitoraggio dell’energia
·Rilevamento dei guasti

6.) Trasformatore di tensione (VT)
Fornisce segnali di tensione per:
·Relè di protezione
·Misurazione
·Monitoraggio della qualità dell’energia

7.) Vano di terminazione dei cavi
Consente il collegamento a:
·Cavi sotterranei
·Trasformatori
·Motori
·Unità ad anello

4. Vantaggi del C-GIS da 12 kV
* Design compatto
·Molto più piccolo rispetto ai pannelli AIS convenzionali
·Ideale per sottostazioni con spazio limitato
* Elevata affidabilità
Protetto contro:
·Polvere
·Umidità
·Inquinamento
·Condensa
* Bassa manutenzione
·Sistema di isolamento sigillato
·Requisiti di pulizia ridotti
·Prestazioni dielettriche stabili
* Maggiore sicurezza
·L’involucro metallico impedisce il contatto accidentale
·Protezione interna contro l’arco elettrico disponibile
* Installazione flessibile
Adatto per:
·Sottostazioni interne
·Sottostazioni interrate
·Progetti di energia rinnovabile

5. Applicazioni tipiche
Il C-GIS da 12 kV viene comunemente installato in:
·Sottostazioni di distribuzione urbane
·Impianti industriali
·Data center
·Edifici commerciali
·Impianti fotovoltaici
·Sistemi di raccolta dell’energia eolica
·Sistemi di alimentazione ferroviari
·Impianti minerari
·Sottostazioni sotterranee

6. Configurazioni tipiche dei quadri
Quadro di alimentazione in entrata
·Riceve l’energia dal trasformatore o dalla rete a monte
Quadro di alimentazione in uscita
·Alimenta i circuiti di distribuzione
Quadro di protezione del trasformatore
·Protegge i trasformatori di distribuzione
Quadro di sezionamento delle sbarre
·Provvede al collegamento e al sezionamento delle sbarre
Quadro di misura
·Provvede alla misurazione di tensione e corrente

7. Norme applicabili
·IEC 62271-1 — Specifiche 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 12 kV (C-GIS) è un sistema compatto di classe 10/11/12 kV che utilizza isolamento a gas sigillato e tecnologia degli interruttori a vuoto. In genere fornisce una corrente nominale compresa tra 630 e 2500 A e una capacità di cortocircuito compresa tra 20 e 31,5 kA, offrendo elevata affidabilità, ingombro ridotto, bassa manutenzione ed eccellente resistenza agli agenti atmosferici per le moderne reti di distribuzione.