A interruttore di sezionamento del carico (LBS) è un dispositivo di commutazione di media tensione progettato per stabilire e interrompere corrente di carico — la normale corrente di esercizio di un circuito alimentato — a una classe di tensione confermata nei dati tecnici approvati dell'apparecchiatura. Questa singola capacità, la commutazione del carico, è la caratteristica distintiva del dispositivo e il suo limite principale. Comprendere dove si trova questo limite — e dove non si estende — è il punto di partenza essenziale per qualsiasi ingegnere o acquirente che lavora con apparecchiature di distribuzione di media tensione.
Un interruttore di carico consente a un operatore di aprire o chiudere una linea di alimentazione in tensione che trasporta la sua corrente nominale. Ciò rende possibili la sezionatura, il trasferimento del carico e il funzionamento dei punti di interconnessione senza dover prima diseccitare la sorgente a monte. In un sistema di distribuzione di media tensione, questa capacità riduce l'entità delle interruzioni e consente sequenze di commutazione controllate.
Limite di interruzione: confermare prima di specificare. Un interruttore di carico non è progettato per interrompere corrente di guasto a meno che le specifiche del progetto e i dati delle apparecchiature approvate dall'OEM non indichino esplicitamente tale obbligo. IEC 62271-103 Definisce le classi di servizio per gli interruttori di media tensione; non si deve presumere l'interruzione di cortocircuito a meno che l'apparecchiatura specifica non abbia una capacità nominale confermata. Gli ingegneri e gli operatori devono verificare ogni capacità di interruzione rispetto ai dati dell'apparecchiatura approvata e allo schema di protezione del progetto prima di selezionare o mettere in funzione un dispositivo.
FIG-01: Schema illustrativo di una linea di alimentazione di media tensione che mostra la posizione dell'interruttore di sezionamento tra la sbarra di alimentazione e la protezione della linea di alimentazione a valle: la posizione e le caratteristiche nominali sono specifiche del progetto e devono essere confermate rispetto agli schemi unifilari approvati.
La selezione del dispositivo di commutazione corretto richiede l'abbinamento doveri richiesti a funzionalità del dispositivo confermateI quattro tipi di dispositivi più comunemente utilizzati nella distribuzione di media tensione svolgono ruoli sovrapposti ma distinti.
| Dispositivo | Commutazione del carico nominale | Isolamento consigliato | Interruzione di guasto nominale | Ruolo di protezione intrinseco |
|---|---|---|---|---|
| Interruttore di isolamento/disconnessione | No, non deve funzionare sotto carico | Sì, fornisce uno spazio aperto visibile | Non | Nessuno; segue la protezione a monte |
| Interruttore di disconnessione fusibili | Dipende dal design e dalla classificazione: confermare in base ai dati approvati. | Spesso sì | Solo elemento fusibile, entro il suo limite I²t | Sovracorrente tramite fusibile; il carico di lavoro di commutazione varia a seconda del modello. |
| Interruttore di interruzione del carico | Sì — corrente di carico nominale alla tensione nominale | Sì, isolamento in posizione aperta secondo i dati approvati | No (a meno che non sia specificamente classificato e certificato) | Nessuno intrinsecamente; si coordina con la protezione a monte o a valle |
| Interruttore | Si | In genere non si nota alcuno spazio vuoto senza l'ausilio di supporti. | Sì — corrente nominale di interruzione di cortocircuito | Protezione da sovracorrente e guasti per impostazione del relè |
Interruttori di sezionamento solo per isolamento fornire lo spazio di lavoro sicuro richiesto prima della manutenzione. Poiché non sono progettati per interrompere l'energia dell'arco, aprirli sotto carico comporta il rischio di gravi danni da arco elettrico e alle apparecchiature. La sequenza di commutazione deve confermare che tutte le protezioni a monte siano state aperte e verificate prima di azionare un interruttore di solo isolamento. XIYA POWER interruttori di disconnessione La linea di prodotti copre applicazioni con funzioni di isolamento.
Interruttori di disconnessione fusibili aggiungere un elemento di interruzione di sovracorrente alla funzione di isolamento. L'elemento fusibile reagisce alle sovracorrenti sostenute e a determinati livelli di guasto entro il suo intervallo di limitazione di corrente pubblicato; il corpo dell'interruttore stesso può essere o meno adatto alla commutazione del carico a seconda del modello specifico e dei relativi dati approvati. Gli ingegneri non devono presumere la capacità di commutazione del carico senza confermarla nella documentazione OEM. XIYA POWER interruttori di sezionamento dei fusibili La pagina fornisce dettagli specifici sul prodotto.
Interruttori automatici sono progettati per chiudere e interrompere correnti di guasto fino alla loro corrente di interruzione di cortocircuito nominale e la loro interfaccia con relè di protezione consente l'intervento automatico. Sono il dispositivo appropriato laddove è richiesta l'eliminazione automatica dei guasti. Vedi XIYA POWER protettori intervallo per le valutazioni applicabili.
Interruttori-sezionatori Occupano una nicchia specifica: commutazione manuale o motorizzata della corrente di carico combinata con isolamento, senza capacità intrinseca di eliminazione dei guasti. Sono adatti laddove sono richieste funzioni di trasferimento del carico, sezionamento o collegamento normalmente aperto e dove i dispositivi di protezione a monte o a valle gestiscono l'eliminazione dei guasti in modo indipendente. Confermare che il relè e l'interruttore a monte elimineranno i guasti entro la durata di tenuta a breve termine nominale del dispositivo di protezione del carico è una fase di progettazione necessaria, non un'ipotesi predefinita.
FIG-02: Sezione trasversale illustrativa di un interruttore di carico che mostra la camera di interruzione isolata e il meccanismo di collegamento. I dettagli costruttivi effettivi variano a seconda del progetto del produttore e della classe di tensione; fare riferimento al manuale OEM per l'apparecchiatura specifica.
FIG-03: Confronto illustrativo dei contesti di funzionamento del dispositivo: funzione di isolamento, funzione di commutazione del carico e funzione di interruzione in caso di guasto, che mostra come ciascuno richieda una diversa capacità del dispositivo confermata, anziché una funzione di commutazione universale.
Ogni applicazione di un interruttore di carico prevede input specifici per il progetto, non generalizzabili a siti diversi. Le seguenti categorie rappresentano i dati minimi confermati che un team di progetto dovrebbe raccogliere prima di specificare o installare un interruttore di carico.
La tensione massima nominale, la corrente nominale normale, la corrente di tenuta nominale di breve durata e la corrente di tenuta di picco nominale devono essere tutte confermate dai dati dell'apparecchiatura approvati dall'OEM e confrontate con lo schema unifilare del progetto e lo studio del livello di guasto del sistema. L'utilizzo di un LBS con una potenza nominale inferiore al livello di guasto disponibile, anche per il breve intervallo prima dell'intervento della protezione a monte, crea un rischio di guasto dell'apparecchiatura durante un evento di guasto.
Gli interruttori di carico possono essere azionati manualmente, a molla per il funzionamento locale o a motore per il controllo remoto. Qualora sia richiesto l'azionamento remoto, la tensione di controllo, il protocollo di comunicazione e il cablaggio di interblocco devono essere conformi al progetto del sistema SCADA o di protezione. I meccanismi a motore richiedono la conferma della disponibilità dell'alimentazione di controllo e, in molte applicazioni, la logica anti-pompaggio e di conferma della posizione definita nello schema di cablaggio approvato.
L'intervallo di temperatura ambiente, l'altitudine, la classe di umidità e la gravità dell'inquinamento, come definiti nelle specifiche di progetto, determinano se l'involucro standard è adeguato o se sono necessari rivestimenti speciali, riscaldatori o una costruzione sigillata con isolamento in gas. I fattori di correzione per l'altitudine si applicano ai livelli di isolamento superiori a 1,000 m e devono essere confermati rispetto allo studio di coordinamento dell'isolamento approvato.
Un interruttore di carico non si attiva automaticamente in caso di corrente di guasto. Il sistema di protezione, in genere un interruttore automatico a monte con relè di sovracorrente, deve essere verificato per interrompere la corrente di guasto entro la durata nominale di tenuta a breve termine dell'interruttore di carico. Se il sistema include fusibili a valle, è necessario verificare il coordinamento tra fusibili e interruttore di carico: il fusibile deve intervenire prima che vengano superati i limiti termici e meccanici dell'interruttore di carico. La documentazione di questo coordinamento in una tabella delle impostazioni di protezione e in uno studio di coordinamento dei relè è un requisito di progettazione.
I dispositivi di interblocco meccanici ed elettrici impediscono sequenze operative errate. I dispositivi di interblocco più comuni includono: impedire la chiusura del LBS su una linea guasta laddove vengano utilizzati interruttori di terra o contatti di blocco di protezione; impedire la disconnessione del cavo o della sbarra collettiva mentre il LBS è chiuso; e garantire che gli interruttori di terra non possano essere chiusi mentre il LBS rimane collegato a una sorgente di tensione. La logica di interblocco richiesta è specifica per il progetto e deve essere dettagliata nel programma di interblocco approvato.
L'accettazione di un'installazione di interruttore di carico si basa su esattamente quattro fonti documentali: il specifiche del progetto, che definisce i requisiti nominali e di interblocco che l'apparecchiatura deve soddisfare; Manuale OEM, che definisce gli spazi di installazione, le coppie di serraggio, la regolazione del meccanismo e i limiti operativi; il dati del test di isolamento, che conferma che i livelli di resistenza alla frequenza di rete e agli impulsi soddisfano lo studio di coordinamento dell'isolamento approvato dopo l'installazione; e il verbale dei test di fabbrica e in locoche fornisce prove documentate dei test di routine e di tipo completati prima e dopo l'installazione. Nessun'altra fonte sostituisce queste quattro per l'approvazione dell'apparecchiatura per la messa in funzione.
La tabella seguente è esplicitamente illustrativo e non rappresenta alcun sito, evento, misurazione o risultato di test specifico. Viene fornito per aiutare i team di ingegneria e approvvigionamento a formulare le domande iniziali prima di contattare un fornitore o un tecnico dell'assistenza.
| Sintomo | Primo test | Causa probabile | Azione successiva |
|---|---|---|---|
| L'interruttore non si apre sotto carico; la maniglia non completa la corsa. | Verificare l'indicatore di carica della molla del meccanismo e l'allineamento del leveraggio. | Molla non carica, camma usurata o meccanismo bloccato. | Consultare il manuale OEM; non forzare il meccanismo; isolare a monte prima dell'ispezione |
| Segni di bruciatura o depositi visibili sui contatti dell'interruttore. | Verificare l'indicatore di usura dei contatti rispetto ai limiti di usura OEM indicati nel manuale. | Erosione da contatto oltre i cicli di interruzione nominali | Sostituire l'inserto dell'interruttore secondo la procedura OEM; esaminare il registro del ciclo di funzionamento. |
| Resistenza di isolamento inferiore alle specifiche di progetto durante il test di routine | Eseguire il test di tenuta alla frequenza di rete secondo la procedura di registrazione dei test di progetto. | Contaminazione superficiale, infiltrazioni di umidità o danni da tracciamento | Pulire e asciugare secondo le istruzioni del produttore; ripetere il test di isolamento; segnalare il problema se si ripresenta |
| Il meccanismo motorizzato non risponde al comando di chiusura remoto. | Verificare la tensione di controllo sul terminale del meccanismo; verificare lo stato del relè di feedback di posizione. | Controllo interruzione di corrente, guasto del cablaggio o blocco anti-pompaggio attivo | Ripristinare l'alimentazione di controllo o sbloccare il dispositivo secondo la pianificazione di interblocco approvata prima di raccomandare nuovamente |
Quando si richiede un preventivo per un interruttore di carico di media tensione, fornire i seguenti dati specifici del progetto. XIYA POWER interruttori-sezionatori La linea di prodotti può essere specificata utilizzando questa struttura di input.
| Campo di input della richiesta di offerta (RFQ) | Formato di esempio | Note |
|---|---|---|
| Tensione nominale (kV) | 12 / 24 / 36 kV | Confermare dallo studio di coordinamento dell'isolamento |
| Corrente nominale normale (A) | 630 A / 1250 A | Confermare dallo studio del flusso di carico; includere un margine di crescita |
| Corrente di tenuta nominale di breve durata (kA, durata) | 16 kA/1 s | Deve essere pari o superiore al livello di guasto disponibile nel punto di installazione. |
| Corrente nominale di picco (kA) | 40 kA di picco | Ricavato dallo studio del livello di guasto; verificare con la scheda tecnica del produttore. |
| Tipo di meccanismo operativo | Azionamento manuale / a molla / motorizzato | Confermare i requisiti di integrazione SCADA |
| Voltaggio di controllo | 24 V CC / 110 V CC / 230 V CA | Collegare alla batteria di servizio o all'alimentazione UPS disponibile. |
| Tipo di contenitore e classe IP | Per interni/esterni; IP54 | Secondo le specifiche ambientali del progetto |
| Numero di poli | Tripolare / monopolare | Conferma dalla configurazione di rete |
| Interruttore di messa a terra necessario | Sì / No; corrente nominale di esercizio (kA) | Secondo i requisiti di messa a terra e sicurezza del progetto |
| norma applicabile | IEC 62271-103 | Confermare l'edizione e qualsiasi deviazione nazionale secondo le specifiche del progetto. |
| Documentazione richiesta | Rapporti di prova di tipo, certificati di prova di routine, manuale OEM, disegni | Specificare il formato (PDF, DWG) e la lingua di consegna. |
FIG-04: Esempio di lista di controllo per la richiesta di offerta (RFQ) e l'approvazione da parte dell'acquirente per un interruttore di carico di media tensione, che mostra le tipologie di documenti richiesti dalla fase di specifica fino alla messa in servizio; l'elenco effettivo dei documenti è specifico per ogni progetto.
Solo se i dati approvati e i certificati di prova di tipo specifici dell'apparecchiatura confermano esplicitamente una capacità nominale di interruzione di cortocircuito. Gli interruttori di carico standard sono progettati esclusivamente per l'interruzione della corrente di carico. L'interruzione del guasto è compito di un interruttore automatico a monte o a valle o di un fusibile limitatore di corrente, coordinato con la capacità di tenuta di breve durata dell'interruttore di carico. Il sistema di protezione deve essere verificato rispetto ai dati approvati dell'apparecchiatura prima di formulare qualsiasi ipotesi di eliminazione del guasto.
Un interruttore di isolamento, detto anche interruttore di sezionamento, è progettato per fornire un'apertura sicura e visibile per l'isolamento in fase di manutenzione, ma non deve mai essere azionato mentre la corrente scorre nel circuito. Un interruttore di interruzione di carico è progettato per aprire e chiudere il circuito sotto la normale corrente di carico. L'utilizzo di un interruttore di solo isolamento sotto carico comporta il rischio di archi elettrici violenti e danni alle apparecchiature. Questa distinzione deve essere verificata consultando la targhetta del dispositivo e i dati tecnici approvati, e non dedotta unicamente dall'aspetto fisico.
Laddove un fusibile protegga la linea di alimentazione a valle, il fusibile deve interrompere la corrente di guasto entro la durata nominale di tenuta a breve termine dell'interruttore di carico, in modo che quest'ultimo non sia esposto a una corrente di guasto superiore ai suoi limiti termici e meccanici. Tale coordinamento viene verificato mediante uno studio di coordinamento tempo-corrente che riporta sullo stesso grafico sia la caratteristica di fusione del fusibile sia il limite di tenuta dell'interruttore di carico. Il risultato deve essere documentato nello studio di coordinamento della protezione approvato prima dell'accettazione dell'impianto.
La documentazione minima richiesta è composta da quattro fonti: le specifiche di progetto approvate che confermano i requisiti di potenza nominale e di interblocco; il manuale del produttore che conferma i requisiti di installazione e i limiti operativi; i dati delle prove di isolamento che confermano i livelli di tenuta dopo l'installazione; e il verbale delle prove di fabbrica e in loco che conferma che le prove di routine e di tipo richieste sono state completate e firmate. Nessuna conferma verbale o deduzione può sostituire questi documenti ai fini dell'approvazione della messa in tensione.
No. Un interruttore di carico motorizzato riceve un comando di apertura o chiusura remoto ed esegue una singola operazione di commutazione sotto corrente di carico. Un riconnettore automatico è un dispositivo della classe degli interruttori automatici che rileva un guasto, si disattiva e quindi esegue una sequenza di richiusura programmata per ripristinare l'alimentazione dopo un guasto transitorio: funzioni che richiedono una capacità di interruzione di cortocircuito nominale. Un interruttore di carico motorizzato può partecipare a uno schema di sezionamento controllato da SCADA, ma non fornisce funzioni di rilevamento guasti, sgancio automatico o richiusura a meno che non sia abbinato a dispositivi di protezione separati e confermato nella progettazione del progetto.
Tutte le valutazioni, le linee guida applicative, le descrizioni degli interblocchi e i requisiti documentali presenti in questo articolo sono da intendersi esclusivamente a scopo didattico generale. Prima di specificare, installare o utilizzare qualsiasi dispositivo di commutazione, verificare tutti i valori e i requisiti rispetto alle specifiche di progetto, ai dati delle apparecchiature approvate, al manuale del produttore e alle norme applicabili.
