I. Quali sono rispettivamente i tre?
Interruttore di interruzione del carico
Dispositivo di controllo dotato di un semplice meccanismo di estinzione dell'arco, in grado di chiudere o interrompere circuiti sotto carico. Può commutare correnti di carico e determinati livelli di corrente di sovraccarico, ma non può interrompere correnti di cortocircuito. Pertanto deve essere utilizzato in serie con un fusibile ad alta tensione, che serve ad eliminare le correnti di cortocircuito.
Funzioni di un interruttore-sezionatore:
1. Capacità di chiusura e interruzione: grazie alla sua capacità di estinzione dell'arco, può creare o interrompere correnti di carico e correnti di sovraccarico fino a un certo multiplo (tipicamente 3-4 volte la corrente nominale). Può essere utilizzato anche per la manovra di trasformatori a vuoto (con capacità superiori ai limiti dei sezionatori standard) e linee a vuoto più lunghe; in alcuni casi viene utilizzato anche per commutare banchi di condensatori di grande capacità.
2. Sostituzione: un interruttore-sezionatore combinato in serie con un fusibile limitatore di corrente può fungere da alternativa ad un interruttore automatico. In questa configurazione, l'interruttore-sezionatore gestisce l'instaurazione e l'interruzione delle correnti di sovraccarico (fino a un multiplo specifico), mentre il fusibile limitatore di corrente gestisce correnti di sovraccarico e correnti di cortocircuito maggiori.
3. Unità integrate: un interruttore-sezionatore combinato con un fusibile limitatore di corrente è definito nelle norme nazionali come "unità combinata interruttore-sezionatore-fusibile". Il fusibile può essere installato sia sul lato alimentazione che sul lato carico dell'interruttore. Quando non è richiesta la sostituzione frequente del fusibile, è preferibile la prima configurazione (fusibile a monte); ciò consente al sezionatore di funzionare anche come sezionatore, isolando il fusibile limitatore di corrente dalla tensione di alimentazione.
Dispositivo di controllo privo di meccanismo di estinzione dell'arco, la funzione principale di un sezionatore è quella di isolare una fonte di alimentazione, garantendo così la manutenzione sicura di altre apparecchiature elettriche. Di conseguenza non deve essere utilizzato sotto carico. Tuttavia, in condizioni specifiche, può essere utilizzato per collegare o scollegare circuiti a bassa potenza. È il tipo di dispositivo più utilizzato e diffuso tra i quadri ad alta tensione.
Funzioni di un sezionatore:
1. All'atto dell'apertura (spegnimento), realizza un'intercapedine isolante affidabile, creando una rottura visibile tra l'apparecchiatura o la linea in manutenzione e la fonte di alimentazione, garantendo la sicurezza sia del personale addetto alla manutenzione che dell'apparecchiatura stessa.
2. Facilita la commutazione o la riconfigurazione dei circuiti in base ai requisiti operativi.
3. Può essere utilizzato per creare o interrompere piccole correnti all'interno di un circuito, come le correnti di carica di passanti, sbarre collettrici, connettori o cavi corti; correnti capacitive dai condensatori di equalizzazione della tensione sugli interruttori automatici; correnti circolanti durante la manovra di sistemi a doppia sbarra; e le correnti di eccitazione dei trasformatori di tensione.
4. A seconda della specifica progettazione strutturale, può anche essere utilizzato per creare o interrompere la corrente di eccitazione a vuoto dei trasformatori entro un determinato intervallo di capacità.
In base all'ambiente di installazione, i sezionatori ad alta tensione sono classificati in tipi da esterno e da interno.
I sezionatori ad alta tensione per esterni sono progettati per resistere a fattori ambientali quali vento, pioggia, neve, inquinamento, condensa, ghiaccio e forte gelo, rendendoli adatti all'installazione in ambienti all'aperto.
In base alla struttura dei supporti isolanti vengono classificati come sezionatori a singola colonna, a doppia colonna o a tre colonne. Gli interruttori a colonna singola, in particolare, utilizzano lo spazio verticale sotto le sbarre collettrici aeree per fornire isolamento elettrico nel punto di interruzione. Ciò offre notevoli vantaggi: consente di risparmiare spazio, riduce la quantità di conduttori di collegamento necessari e fornisce un'indicazione visiva molto chiara se l'interruttore è aperto o chiuso. Nella trasmissione di potenza ad altissima tensione (UHV), l'uso di sezionatori a colonna singola nelle sottostazioni comporta un risparmio di spazio ancora più significativo.
Nelle applicazioni a bassa tensione, i sezionatori vengono utilizzati principalmente nei sistemi di distribuzione dell'alimentazione terminale per abitazioni residenziali e altri edifici.
Interruttore automatico sotto vuoto
Denominati per l'utilizzo dell'alto vuoto sia come mezzo di estinzione dell'arco che come mezzo isolante tra i contatti dopo l'estinzione dell'arco, gli interruttori automatici in vuoto sono compatti, leggeri, adatti per un funzionamento frequente e non richiedono manutenzione per i componenti di estinzione dell'arco. Sono ampiamente utilizzati nelle reti di distribuzione elettrica.
Gli interruttori automatici in vuoto sono progettati per la distribuzione di energia interna in sistemi CA trifase da 3–10 kV, 50 Hz. Servono per proteggere e controllare le apparecchiature elettriche nelle imprese industriali e minerarie, nelle centrali elettriche e nelle sottostazioni. Sono particolarmente adatti per applicazioni che richiedono un ambiente privo di olio, manutenzione minima e cambi frequenti. Questi interruttori automatici possono essere installati in varie configurazioni, ad esempio in quadri estraibili (rivestiti in metallo), quadri a doppio livello o quadri fissi, per controllare e proteggere apparecchiature elettriche ad alta tensione.
Principio di funzionamento di un interruttore automatico in vuoto
Quando i contatti mobili e fissi vengono separati dal comando, tra di loro si genera un arco elettrico. L'elevata temperatura provoca il rilascio di vapori metallici dalle superfici di contatto. A causa della progettazione specializzata dei contatti, viene generato un campo magnetico quando la corrente li attraversa; questo campo costringe l'arco a muoversi rapidamente lungo la direzione tangenziale delle superfici di contatto. Una parte del vapore metallico si condensa su un cilindro metallico (copertura schermante) e quando la corrente passa naturalmente attraverso lo zero, l'arco si estingue. La rigidità dielettrica tra i contatti viene quindi ripristinata rapidamente.
Funzioni di un interruttore automatico in vuoto
L'interruttore automatico fornisce protezione contro sovraccarichi, cortocircuiti e condizioni di sottotensione, salvaguardando efficacemente sia le linee elettriche che le fonti di alimentazione.
Ⅱ.Differenze fondamentali tra interruttore-sezionatore per esterni, sezionatore e interruttore automatico per vuoto per esterni
| Articolo | Interruttore-sezionatore per esterni (LBS) | Sezionatore/Isolatore | Interruttore automatico in vuoto per esterni (VCB) |
|---|---|---|---|
| Funzione primaria | Commutazione della corrente di carico normale e della corrente di sovraccarico specificata | Fornire uno spazio di isolamento visibile e affidabile per la manutenzione | Controllo della corrente di carico ed eliminazione dei guasti da cortocircuito |
| Capacità di estinzione dell'arco | SÌ; in grado di interrompere la corrente di carico | Essenzialmente nessuno; non adatto per il funzionamento sotto carico | SÌ; estinzione dell'arco sotto vuoto |
| Interruzione della corrente di carico normale | SÌ | NO | SÌ |
| Interruzione della corrente di guasto di cortocircuito | Generalmente no | NO | SÌ |
| Creazione di corrente di cortocircuito | Determinato potere di chiusura in cortocircuito | Può sopportare corrente di cortocircuito, ma non è destinato a creare corrente di guasto | SÌ |
| Funzione di isolamento | Può avere un gap di isolamento, ma non equivalente a un sezionatore | SÌ; gap di isolamento visibile | Generalmente no; richiede un sezionatore o un isolamento estraibile |
| Coordinamento della protezione | Spesso utilizzato con i fusibili | Non fornisce protezione | Coordinato con protezione relè |
| Applicazioni tipiche | Unità ad anello principale, sottostazioni compatte, circuiti derivati, combinazioni di protezione del trasformatore | Operazioni di isolamento e commutazione per manutenzione | Alimentatori, trasformatori, motori e altri circuiti protetti |
Breve riassunto:
Sezionatore/Isolatore- per un isolamento sicuro; non può essere utilizzato sotto carico.
Interruttore-sezionatore- per la commutazione del carico normale; generalmente non è possibile eliminare gli errori di cortocircuito.
Interruttore automatico sotto vuoto- sia per la commutazione del carico che per la risoluzione dei guasti di cortocircuito; utilizzato con relè di protezione.
Ⅲ.Combinazioni comuni
Sezionatore + fusibile
Tipicamente utilizzato per la protezione dei trasformatori di distribuzione. L'interruttore-sezionatore gestisce le normali operazioni di commutazione, mentre il fusibile fornisce protezione contro cortocircuiti e sovraccarichi. I vantaggi includono una struttura semplice e costi inferiori; gli svantaggi includono la necessità di verificare il coordinamento della protezione e la necessità di sostituire il fusibile dopo che è bruciato.
Interruttore automatico in vuoto + sezionatore (sezionatore)
L'interruttore gestisce l'interruzione delle correnti di carico e delle correnti di guasto, mentre il sezionatore fornisce l'isolamento per scopi di manutenzione. Questa configurazione è comunemente utilizzata in applicazioni che richiedono sia l'intervento attivato dalla protezione che un gap di isolamento visibile.
Sezionatore di carico in un'unità principale ad anello (RMU)
Utilizzato nella distribuzione dell'alimentazione principale ad anello, nelle connessioni di derivazione e nelle sottostazioni del pacchetto. L'attenzione è rivolta alle normali operazioni di commutazione e alla creazione di una posizione di isolamento; la protezione da cortocircuito è generalmente fornita da un fusibile o da un dispositivo di protezione a monte.
Interruttore automatico in vuoto estraibile (tipo camion).
Si crea una posizione di sezionamento estraendo il carrello dell'interruttore. A rigore, però, la posizione di sezionamento di un'unità estraibile non è identica a quella di un sezionatore autonomo; se soddisfa specifici requisiti di isolamento deve essere determinato in base al design del prodotto e alle norme o regolamenti tecnici pertinenti.
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