Visualizzazioni: 0 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 30/10/2026 Origine: Sito
I trasformatori di distribuzione sono componenti essenziali delle reti elettriche a media tensione, poiché collegano gli alimentatori di distribuzione ai livelli di tensione richiesti da impianti industriali, edifici commerciali e consumatori locali.
Tuttavia, i trasformatori collegati alle linee di distribuzione aeree possono essere esposti a sovratensioni transitorie causate da fulmini e operazioni di manovra. Questi eventi possono produrre sollecitazioni di tensione che superano la capacità di tenuta dell'isolamento dell'apparecchiatura.
Gli scaricatori di sovratensione in ossido di metallo aiutano a limitare queste sovratensioni transitorie e a ridurre lo stress elettrico imposto sull'isolamento del trasformatore.
La scelta dello scaricatore corretto richiede molto più che la semplice corrispondenza della tensione nominale con la tensione primaria del trasformatore. Gli ingegneri devono inoltre considerare la messa a terra del sistema, la tensione operativa continua, la capacità di sovratensione temporanea, la tensione residua, il coordinamento dell'isolamento e la disposizione dell'installazione.
Questa guida spiega i fattori chiave coinvolti nella scelta degli scaricatori di sovratensione per la protezione del trasformatore di distribuzione e le informazioni tecniche che gli acquirenti dovrebbero confermare prima di richiedere un preventivo.
Un trasformatore di distribuzione può essere esposto a sovratensioni legate ai fulmini che viaggiano lungo un alimentatore aereo, anche quando il fulmine non colpisce direttamente il trasformatore.
Questi transitori di tensione in rapido aumento possono entrare attraverso i terminali primari e sottoporre a ulteriore stress elettrico l'isolamento dell'avvolgimento del trasformatore.
Anche le operazioni di commutazione in altri punti della rete elettrica possono produrre sovratensioni transitorie che devono essere prese in considerazione nel coordinamento dell'isolamento del sistema.
Uno scaricatore di sovratensione in ossido di metallo funziona attraverso le caratteristiche di tensione-corrente non lineari dei suoi elementi varistori in ossido di metallo. In condizioni normali dell'impianto lo scaricatore rimane in uno stato ad alta impedenza. Quando si verifica una sovratensione transitoria adeguata, conduce la corrente di picco e aiuta a limitare la tensione risultante.
Lo scaricatore non elimina ogni sovratensione né garantisce che un trasformatore non possa mai subire danni all'isolamento.
Il suo scopo è invece quello di fornire un livello di protezione adeguato che funzioni con la capacità di tenuta dell'isolamento del trasformatore e con le caratteristiche elettriche della rete.
Per questo motivo, la scelta dello scaricatore di sovratensione è una parte importante della progettazione della protezione del trasformatore piuttosto che una semplice decisione di acquisto di accessori.
Quando gli acquirenti richiedono scaricatori di sovratensione per la protezione del trasformatore, spesso forniscono solo la tensione primaria del trasformatore.
Per esempio:
'Mi servono scaricatori di sovratensione per un trasformatore da 11 kV.'
Ciò identifica l'applicazione generale, ma non descrive completamente la sollecitazione di tensione a cui sarà sottoposto lo scaricatore.
Il primo passo è confermare la tensione nominale e massima del sistema. Il prossimo è comprendere la disposizione della messa a terra neutra.
In un sistema efficacemente messo a terra, la tensione fase-terra in condizioni normali di equilibrio è correlata alla tensione fase-fase divisa per la radice quadrata di tre.
Tuttavia, soluzioni di messa a terra con neutro isolato, messa a terra risonante o altre soluzioni possono produrre diverse condizioni di sovratensione temporanea durante i guasti a terra.
Queste condizioni influenzano la tensione operativa continua richiesta e la capacità di resistenza a sovratensioni temporanee dello scaricatore di sovratensione.
Pertanto, due trasformatori collegati a reti con la stessa tensione nominale possono richiedere diversi valori nominali degli scaricatori se le loro disposizioni di messa a terra o le condizioni di eliminazione dei guasti differiscono.
Un trasformatore da 11 kV non richiede automaticamente uno scaricatore con Ur da 11 kV.
Lo stesso principio si applica ai sistemi di distribuzione a 22kV, 33kV e ad altri sistemi di distribuzione a media tensione.
Le schede tecniche degli scaricatori di sovratensione solitamente identificano la tensione nominale (Ur) e la tensione operativa continua (Uc).
Questi parametri devono essere valutati insieme, ma non sono intercambiabili.
Uc , nota anche come tensione operativa continua massima o MCOV in molte applicazioni ANSI/IEEE, descrive la tensione continua a frequenza industriale che lo scaricatore può sopportare nelle condizioni operative specificate.
Ur è la tensione nominale associata alle caratteristiche di funzionamento specificate dello scaricatore.
La sovratensione temporanea, o TOV, si riferisce a una sovratensione della frequenza di rete che può verificarsi per un periodo limitato durante condizioni anomale della rete, inclusi alcuni guasti a terra.
La scelta di uno scaricatore con capacità Uc o TOV insufficiente può esporlo a uno stress elettrico e termico eccessivo.
D'altro canto, aumentare inutilmente la potenza dello scaricatore può comportare una tensione residua più elevata per una determinata famiglia di prodotti, riducendo potenzialmente il margine di protezione a disposizione del trasformatore.
Ciò crea un importante equilibrio ingegneristico:
Lo scaricatore deve resistere alle condizioni di tensione normali e temporanee del sistema di alimentazione fornendo al contempo un livello di protezione sufficientemente basso per il trasformatore.
La combinazione appropriata dovrebbe essere determinata dalle condizioni del sistema e dai dati tecnici del produttore.
Per una spiegazione più dettagliata, fare riferimento alla nostra guida correlata, Tensione nominale dello scaricatore di sovratensione (Ur) rispetto a MCOV (Uc): qual è la differenza?
La tensione residua è uno dei parametri più importanti nella protezione contro le sovratensioni del trasformatore.
Quando una sovracorrente scorre attraverso uno scaricatore all'ossido di metallo, ai suoi terminali rimane una tensione. Questa è chiamata tensione residua.
La tensione residua varia a seconda del modello dello scaricatore e dell'entità e della forma d'onda della corrente di spunto.
L'obiettivo fondamentale del coordinamento dell'isolamento è garantire che la sovratensione che raggiunge il trasformatore rimanga adeguatamente al di sotto del relativo livello di tenuta dell'isolamento.
Per la protezione dalle sovratensioni da fulmine, gli ingegneri valutano comunemente la tensione di resistenza all'impulso di fulmine del trasformatore, spesso definita livello di isolamento di base (BIL) nella terminologia ANSI/IEEE.
Il livello di protezione dello scaricatore deve essere valutato rispetto ai requisiti di tenuta dell'isolamento del trasformatore, compreso un margine di protezione adeguato.
Consideriamo due scaricatori progettati per lo stesso sistema di distribuzione nominale.
Entrambi possono avere valori nominali di tensione operativa continua adeguati, ma le loro caratteristiche di tensione residua possono differire.
Lo scaricatore con il livello di protezione più appropriato può fornire un migliore coordinamento dell'isolamento per lo specifico trasformatore, a condizione che soddisfi anche i requisiti di tensione ed energia della rete.
Questo è il motivo per cui la scelta di uno scaricatore basato solo su Ur, Uc o sulla corrente di scarica nominale non è sufficiente.
Uno scaricatore di sovratensione adeguato deve resistere alle condizioni elettriche della rete e fornire una protezione efficace per l'isolamento del trasformatore.
Anche uno scaricatore di sovratensione correttamente selezionato potrebbe non fornire la protezione prevista se la sua disposizione di installazione è progettata in modo inadeguato.
Questo è un problema comunemente trascurato.
In caso di sovratensione rapida l'induttanza dei conduttori di collegamento produce una componente di tensione aggiuntiva. Tale tensione può aumentare lo stress sperimentato sui terminali del trasformatore.
La tensione di protezione effettiva sul trasformatore può quindi essere superiore alla tensione residua indicata nella scheda tecnica dello scaricatore.
Per la protezione del trasformatore, lo scaricatore dovrebbe generalmente essere installato il più vicino possibile all'apparecchiatura da proteggere, con collegamenti di fase e di terra opportunamente progettati.
Il relativo percorso di collegamento dovrà essere mantenuto breve e diretto, nel rispetto dei requisiti di distanza elettrica, di messa a terra e meccanici dell'azienda erogatrice.
Ciò vale sia per i trasformatori di distribuzione montati su palo che per i trasformatori installati in sottostazioni o altri impianti di distribuzione.
Uno scaricatore di sovratensione installato troppo lontano dall'apparecchiatura protetta può fornire un livello di protezione diverso da uno installato direttamente adiacente ai terminali del trasformatore.
Per questo motivo, gli acquirenti dovrebbero considerare non solo le specifiche dello scaricatore, ma anche la posizione di montaggio prevista e la disposizione dei collegamenti.
Molti acquirenti confrontano gli scaricatori di sovratensione principalmente in base alla corrente nominale di scarica.
Le descrizioni tipiche dei prodotti possono includere scaricatori di sovratensione all'ossido di metallo da 5 kA o 10 kA.
Tuttavia, un valore della corrente dispersa nominale più elevato non significa automaticamente che il prodotto sia più adatto ad ogni trasformatore di distribuzione.
La corrente di scarica nominale è associata ad un test definito di corrente impulsiva. Non deve essere confuso con l'energia totale o la capacità di gestione della carica dello scaricatore in tutte le condizioni operative.
Una scelta tecnicamente appropriata può anche richiedere la considerazione della capacità di trasferimento di carica, delle prestazioni energetiche, delle prestazioni di cortocircuito e delle caratteristiche previste della rete.
Per un trasformatore collegato a un alimentatore aereo, la relativa esposizione alle sovratensioni e le specifiche dell'utilità dovrebbero guidare la selezione.
Per un trasformatore installato in una cabina, il progetto può imporre requisiti diversi di protezione, isolamento e classificazione delle apparecchiature.
Invece di chiedere solo se 5 kA o 10 kA sono migliori, gli acquirenti dovrebbero confermare se la configurazione completa dello scaricatore soddisfa le specifiche del progetto.
I trasformatori di distribuzione vengono spesso installati all'aperto, dove le condizioni ambientali possono influenzare le prestazioni e i requisiti di servizio degli scaricatori di sovratensione collegati.
Polvere, inquinamento industriale, depositi salini costieri, umidità e variazioni di temperatura possono influenzare le prestazioni dell'isolamento esterno.
Gli scaricatori di sovratensione in ossido di metallo con alloggiamento in polimero sono comunemente utilizzati nelle reti di distribuzione esterne perché le loro strutture di alloggiamento possono essere progettate per fornire un isolamento esterno e una distanza di dispersione adeguati.
Tuttavia, la corretta configurazione dell'alloggiamento dipende ancora dall'effettivo ambiente del progetto.
Ad esempio, un trasformatore installato vicino alla costa può richiedere considerazioni di isolamento esterno diverse rispetto a uno che opera in una regione interna relativamente pulita.
Se necessario, è necessario rivedere anche l'altitudine di installazione, la temperatura ambiente, la disposizione di montaggio e i requisiti meccanici.
Il solo aspetto esteriore di un prodotto non può stabilire se è adatto alle condizioni elettriche e ambientali di un particolare progetto.
Per i progetti di protezione dei trasformatori, la descrizione del catalogo di un prodotto non dovrebbe essere l'unica base per l'approvazione.
Gli acquirenti devono esaminare la scheda tecnica del produttore, la documentazione di prova applicabile e i disegni dimensionali.
La norma IEC 60099-4 copre gli scaricatori di sovratensione gapless all'ossido di metallo per sistemi di alimentazione CA superiori a 1 kV, mentre la norma IEC 60099-5 fornisce indicazioni sulla loro selezione e applicazione.
La documentazione delle prove di tipo e quella delle prove di routine hanno scopi diversi.
Un rapporto di prova di tipo supporta la verifica della progettazione del prodotto pertinente o della configurazione testata. Le prove di routine riguardano il prodotto fabbricato secondo i requisiti di prova applicabili.
Per le gare d'appalto internazionali e i progetti EPC, i documenti di prova forniti dal produttore devono corrispondere al modello e alla configurazione tecnica effettivamente offerti.
Non si deve presumere che un rapporto per un modello di scaricatore di sovratensione copra automaticamente ogni tensione nominale o struttura dell'alloggiamento nella gamma di prodotti di un produttore.
DGG Power fornisce apparecchiature di trasmissione e distribuzione a media e alta tensione, compresi scaricatori di sovratensione in ossido di metallo con alloggiamento in polimero per la protezione dei trasformatori e della rete di distribuzione.
La nostra gamma di prodotti di scaricatori di sovratensione comprende diversi valori di tensione e configurazioni strutturali per linee di distribuzione aeree, trasformatori di distribuzione, sottostazioni e sistemi di alimentazione industriali.
A seconda dei requisiti del progetto, DGG Power può discutere le caratteristiche elettriche, le strutture di isolamento, le dimensioni di installazione e i requisiti della documentazione tecnica adeguati.
I modelli selezionati di scaricatori di sovratensione DGG sono supportati dalla documentazione di prova di tipo. La disponibilità e l'applicabilità di un rapporto specifico devono essere confermate rispetto al modello di prodotto effettivo citato.
Per i progetti di servizi pubblici, EPC e distribuzione, il processo di selezione può iniziare con i dati del trasformatore e le specifiche tecniche piuttosto che con un modello di catalogo fisso.
Puoi esplorare il nostro Gamma di prodotti scaricatori di sovratensione o visualizza il Scaricatore di sovratensione DGG con alloggiamento in polimero di ossido di metallo.
Uno scaricatore di sovratensione correttamente selezionato e installato può aiutare a limitare le sovratensioni transitorie legate ai fulmini che raggiungono il trasformatore, riducendo lo stress elettrico sul suo isolamento. Tuttavia, le prestazioni della protezione dipendono dal coordinamento dell'isolamento, dalla disposizione di installazione e dalle effettive condizioni di sovratensione.
Inizia confermando la tensione di sistema più alta, la disposizione della messa a terra del neutro e i requisiti TOV. Quindi valutare Uc, Ur, tensione residua e altre caratteristiche rilevanti dello scaricatore rispetto al livello di isolamento del trasformatore e alle specifiche di progetto.
No. La corrente di scarica nominale è solo un parametro di selezione. Il prodotto appropriato dipende dall'esposizione alle sovratensioni del progetto, dal livello di protezione richiesto, dalla capacità di carica ed energia e dalle specifiche tecniche applicabili.
Per le comuni applicazioni di protezione dei trasformatori fase-terra, gli scaricatori sono generalmente installati in prossimità dei terminali protetti del trasformatore, con adeguati collegamenti di fase e terra. La posizione finale e la disposizione del cablaggio devono seguire la progettazione del sistema e i requisiti dell'utilità.
Inviare la tensione primaria del trasformatore, la tensione massima del sistema, il metodo di messa a terra, i valori nominali dello scaricatore richiesti, se specificati, il livello di isolamento del trasformatore, le condizioni di installazione, i documenti di progetto e la quantità.
La scelta di uno scaricatore di sovratensione per la protezione del trasformatore di distribuzione implica molto più che la semplice scelta di un prodotto con la tensione nominale corretta.
Le condizioni di esercizio elettriche determinano se lo scaricatore può rimanere stabile sotto sollecitazioni di tensione normali e temporanee. Il coordinamento della tensione residua e dell'isolamento determina se è possibile fornire un livello di protezione adeguato per il trasformatore.
Anche la posizione di installazione, la lunghezza del collegamento, l'ambiente esterno e la documentazione di test di supporto influenzano la selezione finale.
Per i servizi di pubblica utilità, gli appaltatori EPC e i distributori elettrici, la revisione di questi requisiti prima di ordinare aiuta a creare una base più chiara per la valutazione tecnica e l'approvvigionamento.
Cerchi scaricatori di sovratensione in ossido di metallo per la protezione del trasformatore di distribuzione?
Invia a DGG Power i parametri del tuo trasformatore, la tensione del sistema, la disposizione di messa a terra, le specifiche tecniche e la quantità di acquisto.
Il nostro team può aiutarti a esaminare le tue esigenze e consigliare una configurazione di scaricatore di sovratensione adatta per un preventivo.
