Interruttore automatico in vuoto da 22 kV con interruttore di interruzione del carico

Le unità principali ad anello (RMU) sono una soluzione ampiamente utilizzata per le reti di distribuzione dell'energia, in particolare nelle aree urbane dove lo spazio è limitato. Queste unità forniscono una soluzione di quadro compatta, robusta e affidabile. L'interruttore automatico in vuoto da 22 kV con sezionatore di carico è un componente essenziale delle unità principali ad anello ecologiche e dei quadri di media tensione. È progettato specificatamente per energizzare e diseccitare in sicurezza i circuiti in condizioni di carico normale.

Progressi tecnologici nella progettazione RMU

Lo sviluppo della tecnologia delle unità principali ad anello è strettamente sincronizzato con i progressi nella progettazione degli interruttori automatici di carico. Le moderne RMU sono generalmente dotate di interruttori-sezionatori a vuoto o interruttori isolati in gas esafluoruro di zolfo alloggiati in serbatoi sigillati di acciaio inossidabile. Questa configurazione garantisce che l'apparecchiatura funzioni normalmente senza necessità di manutenzione per tutta la sua vita utile.

Affidabilità e isolamento dei guasti

Uno dei principali vantaggi delle RMU è la capacità degli operatori di rete di partizionare il sistema di distribuzione, isolare le aree di guasto ed eseguire la manutenzione delle apparecchiature senza interrompere l'alimentazione elettrica ai clienti non interessati. Questa funzionalità è fondamentale per soddisfare gli elevati standard di affidabilità attesi dalle reti elettriche contemporanee.

Maggiore sicurezza e design compatto

Gli interruttori-sezionatori utilizzati nelle RMU offrono vantaggi distinti rispetto ad altri dispositivi di commutazione. Possono interrompere le normali correnti di carico fornendo allo stesso tempo isolamento visibile e messa a terra integrale attraverso un'innovativa configurazione dell'interruttore a tre posizioni. Questa combinazione di funzioni all'interno di un singolo dispositivo contribuisce in modo significativo all'ingombro compatto delle RMU, rendendole ideali per installazioni con vincoli di spazio. Le applicazioni includono sottostazioni prefabbricate, installazioni di torri eoliche e centri di distribuzione urbana.

Modello e significati

Principio di funzionamento dell'interruttore-sezionatore di carico

La funzione principale di un interruttore automatico in vuoto da 22 kV con interruttore sezionatore di carico è la gestione dell'arco elettrico che si forma quando i contatti si separano mentre scorre corrente. Quando l'interruttore-sezionatore si apre sotto carico, la corrente continua momentaneamente attraverso l'aria ionizzata tra i contatti di separazione e creerà un arco con temperature che raggiungono diverse migliaia di gradi. È molto importante che l'arco si estingua effettivamente entro pochi millisecondi per prevenire l'erosione dei contatti, danni all'isolamento e potenziali guasti alle apparecchiature.

I moderni sezionatori di carico per RMU raggiungono l'estinzione dell'arco attraverso due tecnologie primarie: gas SF6 e interruzione del vuoto.

Nelle unità principali o nei quadri ad anello isolati in SF6, questi componenti di contatto funzionano in contenitori sigillati contenenti gas esafluoruro di zolfo e a pressione controllata. Le proprietà di estinzione dell'arco di questo gas sono eccezionali, poiché il gas SF6 ha una natura elettronegativa che cattura facilmente gli elettroni liberi, deionizzando rapidamente il percorso dell'arco e ripristinando la rigidità dielettrica. Quando i contatti dell'interruttore-sezionatore si separano, l'arco si forma nell'atmosfera SF6 e la conduttività termica e le proprietà chimiche del gas si combinano per raffreddare ed estinguere l'arco in pochi millisecondi.

Il meccanismo a tre posizioni rappresenta un'innovazione significativa nel design degli interruttori. Un singolo gruppo di contatti mobili si sposta verticalmente o in rotazione per raggiungere le tre posizioni richieste. Nella posizione chiusa, il contatto mobile fa da ponte tra le sbarre collettrici e i collegamenti dei cavi. Lo spostamento in posizione aperta ritira il contatto in una posizione neutra in cui entrambi i circuiti sono isolati. Un ulteriore movimento impegna il contatto di terra, collegando il cavo a terra mantenendo l'isolamento dalla sbarra.

Gli interblocchi meccanici impediscono operazioni errate, come il tentativo di chiudere il sezionatore di terra mentre l'interruttore principale rimane chiuso o l'azionamento dell'interruttore in una condizione di guasto. Questi interblocchi sono tipicamente meccanici e non possono essere ignorati senza distruggere il meccanismo di interblocco, garantendo assoluta sicurezza durante il normale funzionamento.

Lo scopo principale del sezionatore di carico

Una funzione molto importante degli interruttori-sezionatori all'interno delle unità principali dell'anello è garantire una gestione sicura e controllata delle reti di distribuzione dell'energia in condizioni operative normali. Diversi obiettivi specifici guidano questa applicazione:

Sezionalizzazione della rete – Gli interruttori-sezionatori consentono agli operatori di dividere le reti di distribuzione in sezioni gestibili, isolando porzioni specifiche per la manutenzione o la localizzazione dei guasti senza diseccitare l'intero sistema. Questa funzionalità è alla base dell'elevata disponibilità attesa dalle moderne reti configurate su rete principale.

Interruzione della corrente di carico – L'interruttore deve interrompere in modo affidabile tutte le correnti entro il suo valore nominale di progettazione, dalle correnti minime di magnetizzazione del trasformatore fino alla corrente di carico nominale completa. Questa capacità operativa può garantire in modo sicuro e sistematico i tempi di inattività pianificati per la manutenzione o la riconfigurazione della rete.

Isolamento visibile – Quando l'interruttore-sezionatore di carico si apre, fornirà un'interruzione visibile tra i conduttori sotto tensione e la sezione isolata. Questa conferma visiva dell'isolamento è molto importante per la sicurezza durante la manutenzione e spesso viene fornita con indicatori di posizione meccanici e finestre di osservazione.

Messa a terra integrata – Il design a tre posizioni garantisce che i circuiti in uscita possano essere messi a terra positivamente prima che il personale acceda ai cavi o alle apparecchiature collegate. Questa funzione può sostituire la necessità di dispositivi di messa a terra esterni e garantire che le operazioni di messa a terra vengano eseguite solo dopo aver completato l'isolamento appropriato.

Coordinamento della protezione del trasformatore – Nella combinazione di interruttore-sezionatore e fusibile, l'interruttore-sezionatore funziona in coordinamento con i fusibili di media tensione per fornire protezione al trasformatore. Quando un fusibile funziona, un percussore rilascia e fa scattare il meccanismo dell'interruttore, aprendo tutte e tre le fasi e impedendo la monofase.

Gamma di applicazione dell'interruttore di interruzione del carico

Gli interruttori automatici in vuoto da 22 kV con sezionatore di carico nelle reti elettriche rurali sono adatti per un'ampia gamma di livelli di tensione da 6 kV a 40,5 kV.

Reti di distribuzione dei servizi pubblici – Le RMU vengono solitamente utilizzate nei sistemi di distribuzione dell'energia nelle aree urbane. Questi quadri di media tensione o RMU collegano le sottostazioni elettriche primarie ai trasformatori di distribuzione dell'energia, che servono sviluppi residenziali, commerciali e ad uso misto.

Strutture industriali – Le RMU sono solitamente montate in impianti di produzione, impianti di lavorazione e complessi industriali per la distribuzione di energia a media tensione. Le caratteristiche dell'interruttore-sezionatore di carico sono molto importanti e le dimensioni compatte sono molto importanti e il funzionamento esente da manutenzione riduce al minimo le interruzioni della produzione.

Edifici commerciali – Le RMU vengono utilizzate anche nei grandi insediamenti commerciali, nei centri commerciali e nei complessi di uffici. che può essere facile distribuire l'energia in modo affidabile in tutta la struttura. La capacità di isolare le sezioni per la manutenzione senza influenzare le aree affittate offre flessibilità operativa.

Applicazioni di energia rinnovabile - Le unità principali ad anello sono sempre più utilizzate negli impianti solari fotovoltaici, nei parchi eolici e nei sistemi di accumulo dell'energia a batteria per la connessione alla rete e la distribuzione interna. Questi interruttori di media tensione hanno queste caratteristiche tra cui resistenza alla corrosione costiera, protezione dalla polvere e dimensioni compatte per l'installazione di torri eoliche.

Sottostazioni prefabbricate – Le sottostazioni compatte per applicazioni urbane e industriali integrano le RMU come sezione di commutazione e protezione ad alta tensione, generalmente montate accanto ai trasformatori di distribuzione all'interno di un involucro comune. Questa disposizione riduce al minimo il lavoro di installazione in loco e fornisce un punto di alimentazione sicuro e resistente alle intemperie.

Parametri tecnici dell'interruttore di interruzione del carico

Aspetto e dimensione

Domande frequenti

Qual è la differenza tra un interruttore-sezionatore e un interruttore automatico in una RMU?

Un interruttore-sezionatore è progettato per interrompere le normali correnti di carico durante le operazioni di commutazione di routine, mentre un interruttore automatico può interrompere correnti di guasto molto più elevate durante condizioni di cortocircuito. Nelle configurazioni RMU, i sezionatori di carico gestiscono le commutazioni quotidiane e fusibili o interruttori automatici separati forniscono protezione dai guasti.

Come funziona l'interruttore a tre posizioni?

L'interruttore a tre posizioni utilizza un singolo contatto mobile che viaggia tra tre posizioni: chiuso (collegando la sbarra al cavo), aperto (isolando entrambi) e messo a terra (collegando il cavo a terra mantenendo l'isolamento della sbarra). Questo design integrato garantisce un sequenziamento adeguato e un isolamento visibile.

Un interruttore-sezionatore può interrompere la corrente di guasto?

No, gli interruttori-sezionatori non sono progettati per l'interruzione della corrente di guasto. Nelle combinazioni interruttore-fusibile, i fusibili interrompono la corrente di guasto e l'interruttore si apre solo dopo l'intervento del fusibile. Per livelli di guasto più elevati sono necessari interruttori automatici con relè di protezione.

Di quale manutenzione necessitano gli interruttori-sezionatori?

I moderni sezionatori di carico isolati in SF6 in serbatoi RMU sigillati sono progettati esenti da manutenzione per tutta la vita. Tutti i componenti interni sono sigillati in un serbatoio per essere protetti dalla contaminazione e non è necessario rifornire il gas SF6 per tutta la normale durata di servizio. Tutti i componenti interni sono sigillati in un serbatoio per essere protetti dalla contaminazione e non è necessario rifornire il gas SF6 per tutta la normale durata di servizio. I meccanismi esterni potrebbero richiedere un'ispezione e una lubrificazione regolari in base al manuale operativo del produttore.

Come posso ottenere gli stati in cui l'interruttore è aperto o chiuso?

Gli interruttori di manovra-sezionatore forniscono molteplici indicazioni di posizione: gli indicatori meccanici sul meccanismo operativo mostrano lo stato corrente, i diagrammi sinottici rappresentano l'effettiva configurazione del circuito e molte RMU includono finestre di osservazione per la conferma visiva diretta della posizione del contatto. Alcune apparecchiature incorporano interruttori ausiliari per l'indicazione remota.

Quali intervalli di tensione sono disponibili?

L'intervallo di tensione nominale degli interruttori-sezionatori di carico è solitamente compreso tra 6 kV e 40,5 kV, generalmente valori nominali di 11 kV, 17,5 kV, 24 kV e 33 kV. Ogni tensione nominale è relativa a livelli di isolamento e requisiti di test specifici.

Gli interruttori-sezionatori sono adatti per l'installazione esterna?

Sì, ma è necessario configurarlo con contenitori e alimentatori. Molte RMU per applicazioni esterne incorporano armadi resistenti alle intemperie, materiali resistenti alla corrosione e serbatoi sigillati che proteggono i componenti interni dall'esposizione ambientale. che spesso vengono montati nella cabina prefabbricata insieme ai trasformatori. Le unità esterne devono soddisfare ulteriori requisiti di protezione dall'ingresso e di resistenza ai raggi UV.

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