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Interruttore automatico (riattivatore) utilizzato nelle reti di distribuzione aeree

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Interruttore automatico (riattivatore)

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L'interruttore automatico (riarmatore), comunemente noto come riarmatore o riarmatore automatico di circuito (ACR), è un dispositivo di commutazione intelligente a media tensione che interrompe automaticamente la corrente di guasto e quindi tenta di ripristinare l'alimentazione effettuando il riarmo dopo un ritardo prestabilito. È progettato per eliminare i guasti temporanei (transitori) — come quelli causati da fulmini, rami d’albero o animali — senza richiedere un intervento manuale.

I riattivatori sono ampiamente utilizzati nelle reti di distribuzione aeree che operano tipicamente da 11 kV a 38 kV per migliorare l’affidabilità del sistema elettrico e ridurre la durata delle interruzioni di corrente.

Costruzione

I componenti principali includono:
·Interruttori a vuoto – Interruttori sigillati che interrompono le correnti di carico e di guasto.
·Serbatoio isolato – Riempito con isolante solido o gas dielettrico, a seconda del modello.
·Meccanismo di azionamento – Attuatore a molla o magnetico che apre e chiude gli interruttori.
·Controllore elettronico – Controllore basato su microprocessore che fornisce protezione, logica di riarmo, monitoraggio e comunicazioni.
·Trasformatori di corrente (TC) – Misurano la corrente di linea per le funzioni di protezione.
·Sensori di tensione (opzionali) – Consentono la protezione basata sulla tensione e la sincronizzazione.
·Armadio di comando – Alloggia le batterie, il caricabatterie, le apparecchiature di comunicazione e l’elettronica di controllo.
·Struttura di montaggio su palo o in sottostazione – Sostiene il riattivatore all’aperto.

Principio di funzionamento
1.In condizioni normali, il riattivatore rimane chiuso e fornisce alimentazione all’alimentatore.
2.Un guasto provoca un aumento della corrente al di sopra del valore di intervento della protezione.
3. Il controllore fa scattare gli interruttori a vuoto per interrompere la corrente di guasto.
4. Dopo un tempo morto programmato (ad esempio, 0,3–5 secondi), il riarmatore si chiude automaticamente.
5. Se il guasto è stato risolto (guasto temporaneo), il servizio viene ripristinato.
6. Se il guasto persiste, il riarmatore interviene nuovamente.
7. Il processo si ripete secondo una sequenza programmata (di solito 2–4 tentativi di riarmo).
8. Se il guasto persiste dopo l’ultimo tentativo, il riarmatore si blocca, lasciando il circuito aperto fino a quando non viene ripristinato localmente o da remoto.

Sequenza tipica di riarmo
·Primo intervento: interruzione del guasto
·Primo riarmo: chiusura automatica dopo un breve ritardo
·Secondo intervento: guasto ancora presente
·Secondo riarmo: chiusura automatica dopo un ritardo più lungo
·Terzo intervento: rilevato guasto persistente
·Blocco: il circuito rimane aperto fino al ripristino

Caratteristiche principali
·Installazione: all’aperto, su palo o in sottostazione
·Intervallo di tensione: tipicamente 11–38 kV
·Mezzo di interruzione: vuoto (modelli più moderni)
·Riarmo automatico: sì
·Controllore intelligente: basato su microprocessore
·Comando remoto: supportato tramite SCADA e reti di comunicazione
·Protezione: sovracorrente programmabile, guasto a terra, direzionale e altre funzioni

Vantaggi
·Ripristina automaticamente l’alimentazione dopo guasti temporanei.
·Riduce la durata delle interruzioni e migliora la continuità del servizio.
·Riduce al minimo la necessità di intervento del personale sul campo per ripristinare il servizio.
·Supporta il monitoraggio e il comando a distanza tramite SCADA.
·Bassa manutenzione grazie agli interruttori a vuoto.
·Migliora gli indici di affidabilità del sistema di distribuzione (come SAIDI e SAIFI).
·Consente l’automazione avanzata delle linee di alimentazione e reti di distribuzione autorigeneranti.

Svantaggi
·Costo superiore rispetto a un interruttore automatico standard.
·Richiede un attento coordinamento con i fusibili a valle e i dispositivi di protezione.
·Non è progettato per eliminare ripetutamente guasti permanenti senza blocco.
·Il controllore elettronico richiede alimentazione ausiliaria e manutenzione periodica.

Applicazioni tipiche
·Linee di distribuzione aeree delle utility
·Sistemi di distribuzione elettrica rurali
·Reti di distribuzione industriali
·Interconnessioni di energia rinnovabile
·Attività minerarie
·Impianti petroliferi e del gas
·Reti intelligenti e sistemi di distribuzione automatizzati
·Sezionamento delle linee di alimentazione

Valori nominali tipici
·Tensione nominale: 11–38 kV
·Frequenza nominale: 50/60 Hz
·Corrente nominale continua: 630–1.250 A
·Corrente di interruzione in cortocircuito: 12,5–25 kA
·Tentativi di riarmo: 2–4 (programmabili)
·Meccanismo di azionamento: attuatore a molla o magnetico
·Comunicazione: SCADA, DNP3, IEC 61850, Modbus (a seconda del modello)

Classi di tensione comuni
·11 kV
·12 kV
·15 kV
·22 kV
·24 kV
·27 kV
·33 kV
·38 kV

Norme di riferimento
·IEC 62271-111 – Specifica i requisiti, i valori nominali, le prove e le prestazioni dei riarmatori automatici di circuito.
·IEEE C37.60 – Tratta i requisiti di progettazione e prestazione per i riarmatori automatici di circuito.
·IEEE C37.61 – Fornisce linee guida sull’applicazione e il coordinamento dei riarmatori nei sistemi di distribuzione.

Posizioni tipiche di installazione
·Su pali della rete lungo le linee di alimentazione aeree.
·Alle uscite delle linee di alimentazione dalle sottostazioni di distribuzione.
·Nei punti di diramazione per isolare le sezioni in guasto.
·In prossimità di risorse energetiche distribuite, quali impianti solari o eolici.
·Nelle reti rurali dove il ripristino automatico riduce significativamente i tempi di interruzione dell’alimentazione.

Sintesi
Un interruttore automatico (riarmatore) è un dispositivo di protezione intelligente a media tensione che combina l’interruzione sottovuoto, la protezione basata su microprocessore e il riarmo automatico. Ripristinando automaticamente l’alimentazione dopo guasti temporanei e isolando solo i guasti permanenti, i riarmatori migliorano significativamente l’affidabilità, l’efficienza e la resilienza delle moderne reti di distribuzione elettrica.