Cosa dovresti sapere prima di scegliere un interruttore automatico in vuoto per esterni?

A cosa servono gli interruttori automatici in vuoto per esterni

Gli interruttori automatici in vuoto per esterni sono dispositivi di commutazione utilizzati nei sistemi di distribuzione dell'alimentazione a media tensione per interrompere le correnti di guasto e aprire o chiudere in sicurezza i circuiti sotto carico, il tutto mentre sono alloggiati in un involucro classificato per l'esposizione agli agenti atmosferici e alle condizioni ambientali esterne. A differenza degli interruttori interni, che operano in ambienti controllati di sottostazioni, le unità esterne devono essere progettate per resistere a pioggia, sbalzi di temperatura, umidità, polvere ed esposizione ai raggi UV senza compromettere le prestazioni elettriche o la valutazione di sicurezza.

Questi interruttori si basano su un'ampolla sottovuoto, una camera sigillata in cui l'arco elettrico formato durante l'interruzione del circuito si estingue quasi istantaneamente a causa dell'assenza di aria o gas che lo sostiene. Questo design ha reso gli interruttori automatici in vuoto la scelta dominante per le applicazioni di media tensione, sostituendo in gran parte le vecchie tecnologie degli interruttori a olio e ad aria grazie alle loro dimensioni compatte, alle esigenze di manutenzione minime e alla lunga durata operativa.

Come funziona la tecnologia di interruzione del vuoto

All'interno di un interruttore sotto vuoto, due contatti, uno fisso e uno mobile, sono alloggiati all'interno di una bottiglia sigillata dell'ampolla sotto vuoto. Quando l'interruttore deve interrompere la corrente, il contatto mobile si separa dal contatto fisso e tra di loro si forma brevemente un arco mentre la corrente continua a fluire attraverso l'intercapedine. Poiché il vuoto circostante non ha praticamente molecole di gas da ionizzare e sostenere l'arco, si estingue molto rapidamente, tipicamente entro uno o due cicli della forma d'onda della corrente alternata.

Questa rapida estinzione dell'arco è ciò che rende gli interruttori in vuoto così efficaci nell'interrompere correnti di guasto anche significative senza l'estesa erosione dei contatti o le richieste di manutenzione associate alle tecnologie degli interruttori precedenti. Poiché l'ampolla in vuoto è un'unità sigillata, non richiede né rifornimento di gas né sostituzione di olio durante la sua vita utile, riducendo significativamente il carico di manutenzione continua rispetto ai modelli di interruttori più vecchi.

Specifiche chiave da comprendere

Quando si valutano gli interruttori automatici in vuoto per esterni per un'applicazione specifica, diversi valori elettrici determinano se un determinato modello è adatto al sistema di alimentazione previsto.

Confermare questi valori nominali rispetto ai requisiti specifici del sistema di alimentazione, compresi i livelli di corrente di guasto previsti e la tensione di sistema, è essenziale prima di selezionare un interruttore per l'installazione, poiché un interruttore sottodimensionato può guastarsi in modo catastrofico durante un evento di guasto.

Classificazione della custodia e della protezione ambientale

Poiché gli interruttori automatici in vuoto per esterni sono direttamente esposti agli elementi, il design della custodia e il grado di protezione ambientale sono importanti tanto quanto le specifiche elettriche. La maggior parte degli interruttori da esterno hanno un grado di protezione IP (Ingress Protection) che ne indica la resistenza all'intrusione di polvere e acqua, con IP54 o superiore comunemente specificato per installazioni esterne montate su palo o su pad.

Ulteriori caratteristiche protettive presenti in molte unità esterne includono rivestimenti resistenti alla corrosione su involucri metallici, guarnizioni resistenti alle intemperie attorno ai pannelli di accesso ed elementi riscaldanti interni progettati per prevenire l'accumulo di condensa in climi umidi o freddi. Nelle regioni con forti nevicate, ghiaccio o sbalzi di temperatura estremi, la scelta di un martello appositamente classificato per la zona climatica locale aiuta a prevenire problemi operativi come il congelamento dei meccanismi o il degrado delle guarnizioni nel tempo.

Applicazioni comuni per gli interruttori automatici in vuoto per esterni

Gli interruttori automatici in vuoto per esterni vengono utilizzati in un'ampia gamma di infrastrutture di alimentazione a media tensione in cui l'installazione di quadri interni non è pratica o economica.

Sottostazioni di distribuzione dei servizi pubblici

Le aziende elettriche fanno molto affidamento sugli interruttori sottovuoto esterni nelle sottostazioni di distribuzione per proteggere le linee di alimentazione e isolare i guasti, contribuendo a limitare la portata e la durata delle interruzioni di corrente quando si verificano problemi sulla rete di distribuzione.

Operazioni industriali e minerarie

Gli impianti industriali e i siti minerari utilizzano spesso interruttori sottovuoto per esterni per proteggere motori di grandi dimensioni, trasformatori e altre apparecchiature critiche che funzionano su circuiti a media tensione, in particolare in luoghi remoti dove l'alloggiamento dei quadri interni non è fattibile.

Impianti di energia rinnovabile

I parchi solari e gli impianti eolici utilizzano spesso interruttori automatici sottovuoto esterni per proteggere i sistemi di raccolta di media tensione che raccolgono energia da più unità di generazione prima di intensificarla per la trasmissione, poiché queste installazioni sono quasi sempre situate all'aperto su vaste aree.

Considerazioni sulla manutenzione per installazioni esterne

Sebbene gli interruttori automatici in vuoto richiedano una manutenzione significativamente inferiore rispetto alle tecnologie degli interruttori precedenti, le unità esterne beneficiano comunque di un programma di ispezione regolare per tenere conto della loro esposizione allo stress ambientale. Le principali attività di manutenzione includono quanto segue.

• Ispezionare periodicamente le guarnizioni e le guarnizioni della custodia per verificare che rimangano intatte e impediscano l'intrusione di umidità
• Controllo della corrosione su hardware esterno, cerniere e staffe di montaggio, soprattutto nelle regioni costiere o ad alta umidità
• Testare il meccanismo di funzionamento meccanico per confermare un'operazione di apertura e chiusura regolare e affidabile
• Verificare che i riscaldatori anticondensa, ove installati, funzionino correttamente in vista degli sbalzi termici stagionali
• Condurre test periodici di integrità del vuoto sulle bottiglie dell'interruttore per confermare che la tenuta del vuoto non si sia deteriorata nel tempo

Il rispetto degli intervalli di ispezione consigliati dal produttore, in genere annuali o semestrali a seconda dell'ambiente operativo, aiuta a individuare i primi segni di usura o danni ambientali prima che causino un guasto dell'interruttore durante un evento di guasto effettivo.

Scegliere l'interruttore giusto per la tua installazione

Selezionando un appropriato interruttore automatico sotto vuoto esterno inizia con la definizione chiara dei requisiti elettrici del sistema, inclusa la tensione operativa, la corrente di carico prevista e la corrente di guasto massima prevista. Da lì, adattare il grado di protezione ambientale dell'armadio alle condizioni climatiche locali aiuta a garantire l'affidabilità a lungo termine senza eccessive richieste di manutenzione.

Si consiglia vivamente di collaborare con un ingegnere elettrico qualificato per esaminare gli schemi unifilari del sistema e confermare il coordinamento con i dispositivi di protezione a monte e a valle prima di finalizzare la scelta dell'interruttore, poiché un adeguato coordinamento della protezione è essenziale affinché l'interruttore funzioni correttamente come parte della progettazione di sicurezza del sistema di alimentazione più ampio.