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Gli scaricatori con involucro in porcellana limitano le tensioni transitorie eccessive e scaricano in modo sicuro le correnti di sovratensione verso terra

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Scaricatore con involucro in porcellana

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Lo scaricatore con involucro in porcellana, noto anche come scaricatore di sovratensione in porcellana o scaricatore di sovratensione in porcellana con ossido metallico (MOA), è un dispositivo di protezione utilizzato nelle reti elettriche per proteggere trasformatori, quadri di comando, linee di trasmissione e altre apparecchiature ad alta tensione da sovratensioni da fulmini e da sovratensioni di commutazione.

Utilizza elementi varistori a ossido metallico (MOV) di ossido di zinco (ZnO) all’interno di un involucro isolante in porcellana per limitare le tensioni transitorie eccessive e scaricare in modo sicuro le correnti di sovratensione verso terra.

Funzioni principali
·Protezione da sovratensione: limita le tensioni di sovratensione indotte dai fulmini e da commutazione.
·Protezione delle apparecchiature: protegge i sistemi di isolamento di trasformatori, interruttori automatici, trasformatori di corrente (CT), trasformatori di tensione (VT) e cavi.
·Dissipazione dell’energia da sovratensione: convoglia in modo sicuro a terra le elevate correnti di sovratensione.
·Miglioramento dell’affidabilità del sistema: riduce i guasti alle apparecchiature causati da eventi di sovratensione transitoria.

Applicazioni tipiche
·Sottostazioni all’aperto
·Reti di trasmissione e distribuzione
·Protezione dei trasformatori
·Protezione dei generatori
·Protezione dei quadri di commutazione
·Protezione delle terminazioni dei cavi
·Sottostazioni di trazione ferroviaria
·Impianti di energia rinnovabile

Specifiche tecniche tipiche
·Tensione nominale: 3 kV – 420 kV
·Tensione massima di funzionamento continuo (MCOV): in base alla tensione di sistema
·Corrente di scarica nominale: 5 kA / 10 kA / 20 kA
·Classe di corrente d’impulso: Classe 1, 2, 3, 4
·Materiale dell’involucro: porcellana
·Elemento di protezione: MOV all’ossido di zinco (ZnO)
·Installazione: all’aperto
·Frequenza: 50 Hz / 60 Hz
·Montaggio: installazione verticale

Struttura
Un tipico scaricatore con involucro in porcellana è costituito da:
1. Involucro isolante in porcellana
·Fornisce isolamento esterno
·Resistente agli agenti atmosferici e all’inquinamento
·Elevata resistenza meccanica
·Adatto ad ambienti esterni
2. Elementi valvolari in ossido di zinco (ZnO)
·Caratteristiche tensione-corrente non lineari
·Conduce la corrente di sovratensione in caso di sovratensione
·Ritorna ad alta resistenza dopo la scomparsa della sovratensione
3. Componenti di gradazione interni
·Garantiscono una distribuzione uniforme della tensione
·Migliorano le prestazioni dello scaricatore a livelli di tensione elevati
4. Sistema di tenuta
·Impedisce la penetrazione dell’umidità
·Mantiene l’affidabilità dell’isolamento interno
5. Sistema di scarico della pressione
·Fornisce una protezione sicura in caso di guasti interni

Principio di funzionamento
Durante il normale funzionamento del sistema:
·Lo scaricatore rimane in uno stato di alta resistenza.
·Scorre solo una piccola corrente di dispersione.

Durante un evento di sovratensione:
·Un fulmine o una sovratensione da commutazione provoca un aumento di tensione.
·Gli elementi in ZnO diventano altamente conduttivi.
·La corrente di sovratensione fluisce attraverso lo scaricatore verso terra.
·La tensione sulle apparecchiature protette viene limitata a un livello di sicurezza.
·Lo scaricatore ritorna alla normale condizione di alta resistenza dopo la sovratensione.

Vantaggi
·Eccellente resistenza meccanica
·Elevata resistenza all’invecchiamento dovuto agli agenti atmosferici
·Buone prestazioni di isolamento all’aperto
·Lunga durata
·Caratteristiche elettriche stabili
·Adatto ad applicazioni ad alta tensione
·Prestazioni affidabili in condizioni di inquinamento
·Elevata resistenza alle radiazioni ultraviolette

Tipi comuni
Scaricatore in porcellana di classe di distribuzione
·Utilizzato nelle reti di distribuzione
·Tipicamente al di sotto di 36 kV
Scaricatore in porcellana di classe intermedia
·Utilizzato per applicazioni industriali e nelle sottostazioni
Scaricatore in porcellana di classe da sottostazione
·Utilizzato per sottostazioni ad alta tensione e sistemi di trasmissione
Scaricatore a ossido metallico senza gap
·Design più moderno
·Assenza di spinterometri in serie
·Risposta più rapida e migliori prestazioni di protezione

Applicazioni tipiche per livello di tensione
·6–12 kV Trasformatori di distribuzione, quadri di commutazione
·24–36 kV Sottostazioni a media tensione
·66–145 kV Protezione delle apparecchiature delle sottostazioni
·220–420 kV Protezione dei sistemi di trasmissione

Norme applicabili
·IEC 60099-4 – Scaricatori a ossido metallico senza intercalari per sistemi in corrente alternata
·IEEE C62.11 – Scaricatori a ossido metallico per circuiti di alimentazione in corrente alternata
·IEC 60099-5 – Raccomandazioni per la selezione e l’applicazione degli scaricatori

Caratteristiche principali
·Alloggiamento per esterni con isolamento in porcellana
·Tecnologia a resistenza non lineare a base di ossido di zinco (ZnO)
·Elevata capacità di scarica
·Eccellente coordinamento dell’isolamento
·Bassa tensione residua
·Protezione affidabile contro i fulmini e le sovratensioni da commutazione
·Adatto per sottostazioni, trasformatori e reti di trasmissione
·Lunga durata di servizio senza necessità di manutenzione