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Quadri di commutazione isolati a gas (interruttore a vuoto) da 72,5 kV: la soluzione ideale per un funzionamento più rispettoso dell’ambiente nelle moderne sottostazioni

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Quadro elettrico (interruttore a vuoto) 72,5 kV

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1. Descrizione generale

Il quadro elettrico isolato a gas (GIS) da 72,5 kV con interruttore a vuoto è un sistema di commutazione ad alta tensione compatto che utilizza la tecnologia degli interruttori a vuoto per l’interruzione dell’arco, avvalendosi al contempo di un gas isolante (come l’SF6 o un gas ecocompatibile) per l’isolamento dei compartimenti del GIS.

A differenza dei tradizionali interruttori in SF₆, l’interruttore a vuoto (VI) estingue l’arco all’interno di una bottiglia a vuoto sigillata, garantendo eccellenti prestazioni di commutazione, ridotte esigenze di manutenzione e un minore impatto ambientale.

È ampiamente utilizzato nelle reti di trasmissione e sottotrasmissione a 66 kV, nelle sottostazioni industriali, negli impianti di energia rinnovabile e nei sistemi elettrici urbani.

2. Specifiche tecniche tipiche
·Tipo di apparecchiatura: Quadro isolato a gas con interruttore sottovuoto
·Tensione nominale: 72,5 kV
·Classe di tensione del sistema: 66 kV
·Frequenza nominale: 50 / 60 Hz
·Corrente nominale: 1250 / 2000 / 3150 A
·Corrente di tenuta a breve durata: 25 / 31,5 / 40 kA (3 s)
·Corrente di interruzione in cortocircuito: 25–40 kA
·Corrente di tenuta di picco: 63–100 kAp
·Tensione di tenuta alla frequenza industriale: 140 kV (tipica)
·Tensione di tenuta all’impulso di fulmine (BIL): 325 kVp
·Mezzo isolante: SF₆ / aria pulita / gas alternativo
·Tipo di interruttore: interruttore a vuoto
·Installazione: edificio GIS al coperto / involucro GIS all’aperto
·Resistenza meccanica: classe M2 (tipica)

3. Componenti principali

1.) Interruttore a vuoto (VCB)
·Utilizza interruttori a vuoto per estinguere gli archi elettrici
·Garantisce una rapida interruzione dei guasti
·Elevata resistenza elettrica
·Bassa erosione dei contatti
·Manutenzione minima rispetto agli interruttori SF6
Funzioni tipiche:
·Interruzione di cortocircuito
·Protezione dei trasformatori
·Commutazione di linea
·Protezione dei generatori

2.) Involucro isolato a gas
·Vani incapsulati in metallo
·Impedisce la contaminazione e l’ingresso di umidità
·Offre un design compatto dell’isolamento
·Adatto a sottostazioni con spazio limitato

3.) Sbarra collettrice principale
Sistema di conduttori incapsulato
Configurazioni disponibili:
·Barra collettrice singola
·Barra collettrice doppia
·Barra collettrice sezionalizzata

4.) Sezionatore
·Garantisce l’isolamento elettrico durante la manutenzione
·Azionamento manuale o elettrico

5.) Interruttore di messa a terra
I tipi includono:
·Interruttore di messa a terra per manutenzione
·Interruttore di messa a terra ad alta velocità
Funzioni:
·Scarica l’energia elettrica intrappolata
·Garantisce la sicurezza del personale

6.) Trasformatore di corrente (CT)
Utilizzato per:
·Relè di protezione
·Misurazione
·Contabilizzazione

7.) Trasformatore di tensione (VT)
Fornisce segnali di tensione per:
·Protezione
·Sincronizzazione
·Monitoraggio

4. Vantaggi dei GIS con interruttore a vuoto
* Rispettosi dell’ambiente
·Riducono la dipendenza dalla tecnologia di interruzione a SF6
* Bassa manutenzione
·Gli interruttori a vuoto hanno una lunga durata
* Elevata affidabilità di commutazione
·Prestazioni eccellenti in caso di operazioni frequenti
* Struttura compatta
·Molto più piccoli rispetto alle apparecchiature AIS
* Elevata sicurezza
·I compartimenti a gas sigillati proteggono i componenti interni

5. Applicazioni tipiche
I GIS sottovuoto da 72,5 kV sono comunemente installati in:
·Sottostazioni di trasmissione da 66 kV
·Sottostazioni per energie rinnovabili
·Stazioni di raccolta eolica e solare
·Centrali elettriche industriali
·Sottostazioni di trazione ferroviaria
·Sottostazioni sotterranee urbane
·Ampliamenti delle reti di distribuzione

6. Disposizione tipica delle celle GIS
Configurazioni comuni:
Singola sbarra collettrice
·Conveniente
·Funzionamento semplice
Doppia sbarra collettrice
·Maggiore flessibilità operativa
Disposizione ad anello
·Elevata affidabilità di alimentazione
«Interruttore e mezzo»
·Utilizzata per sottostazioni critiche

7. Norme applicabili
·IEC 62271-1 — Requisiti comuni per gli impianti di commutazione ad alta tensione
·IEC 62271-100 — Interruttori di corrente alternata ad alta tensione
·IEC 62271-102 — Sezionatori e interruttori di messa a terra
·IEC 62271-203 — Apparecchiature di commutazione in involucro metallico isolate a gas superiori a 52 kV
·Serie IEEE C37 — Norme relative agli impianti di commutazione ad alta tensione

Sintesi:
Un impianto di commutazione isolato a gas da 72,5 kV con interruttore sottovuoto è un sistema GIS compatto di classe 66 kV che combina l’isolamento a gas con la tecnologia degli interruttori sottovuoto. In genere offre una corrente nominale compresa tra 1250 e 3150 A, una capacità di interruzione di guasto compresa tra 25 e 40 kA, una lunga durata, una manutenzione ridotta e un funzionamento più rispettoso dell’ambiente per le moderne sottostazioni.