SISTEMI DI PROTEZIONE PER LE RETI ELETTRICHE
Sommario:
spinterometro e scaricatore
di sovratensione,
interruttori a grande
volume d’olio,
interruttori a piccoli
volumi d’olio,
interruttori ad area
compressa.
Mettere a terra un circuito
elettrico vuol dire collegare un punto del circuito alla massa terrestre, attraverso
un opportuno dispositivo il quale realizza particolari condizioni di
funzionamento. La normativa CEI distingue gli impianti di terra in:
impianto
di terra di protezione; che generalmente viene eseguito ai sostegni delle linee
ad alta tensione, alle carcasse delle macchine e a tutte le parti metalliche
che normalmente non sono percorse da correnti, ma che per difetto di parti
isolanti o per altra causa possono essere percorse da tensioni.
Impianto di terra o
funzionamento: è eseguito, generalmente, in circuiti elettrici normalmente
percorsi da corrente, appartengono a questa categoria le messe a terra dei
generatori e dei trasformatori.
Impianto di terra per lavori;
generalmente destinati a scopo di protezione a carattere provvisorio, di solito
vengono eseguiti per impianti provvisoriamente fuori tensione, per lavori di riparazione o manutenzione.
Tra i vari sistemi di protezione
delle sovratensioni, grande importanza
hanno gli scaricatori e gli spinterometrici.
Lo
spinterometro è il mezzo protettivo più semplice per attenuare la scarica
elettrica verso terra, infatti esso è costituito da due elettrodi
metallici sostenuti da due supporti di porcellana. Un elettrodo viene collegato
alla linea elettrica principale, invece, l’altro
all’impianto di terra, la distanza fra i due elettrodo è dell’ordine di due o
otto millimetri, questo per ridurre la corrente degli archi e per evitare il
cortocircuito si inseriscono verso terra opportune resistenze; per rendere lo
spinterometro più efficace a valle di esso si inserisce in serie un’induttanza,
che in condizioni normali di funzionamento verrà attraversata dalla corrente di
linea.
Lo spinterometro, comunque, attualmente trova pochissima applicazione poiché è
stato sostituito dallo scaricatore.
Gli interruttori differenziali
sono delle protezioni utilissime per eventuali contatti diretti, questi
interruttori constano di un rivelatore di correnti
residue incorporato, è tale rivelatore generalmente è costituito da un nucleo
di materiale ferro magnetico su cui sono disposti (nel caso di interruttori
bipolari) tre avvolgimenti; due di essi sono uguali e in condizioni normali
vengono percorsi da correnti uguali ma contrarie, questo per produrre un flusso
magnetico risultante nullo nel nucleo, in modo da far risultare nessuna forza
elettromotrice indotta nel terzo avvolgimento.
A seguito di un
guasto dell’isolamento in un apparecchio utilizzatore, preventivamente
collegato all’impianto di terra, si viene a creare una corrente che attraversa
il conduttore di protezione, quindi la presa di terra. A causa di questo
fenomeno i due avvolgimenti del differenziale non saranno percorsi da correnti
uguali (ve ne sarà una maggiore in entrata, e l’altra minore in uscita) di
conseguenza la differenza di queste correnti andrà ad influire il terzo
avvolgimento il quale determina l’apertura dell’interruttore.
Negli interruttori differenziali
una caratteristica molto importante (che determinerà la qualità e sensibilità
dell’interruttore stesso) è il tempo di intervento
dell’apertura dei contatti (comunemente chiamato anche sgancio)
Questo genere di
interruttori normalmente viene utilizzato per correnti molto elevate e
tensioni moderate. E’ costituito da una cassa metallica dove l’arco che si innesca durante lo sgancio si spenge a causa dell’olio
contenuto in questa cassa metallica. Questi interruttori, definiti anche a grande volume d’olio hanno tutti il loro organi e meccanismi
completamente immersi in olio minerale, del tipo impiegato per i trasformatori.
Quest’olio,
oltre che a lubrificare, concorre a provocare la rapida estinzione dell’arco e
ad impedirne la riaccensione. Nell’istante in
cui si forma l’arco e ne avviene lo spegnimento, si
viene a produrre una bolla gassosa, la quale se venisse a contatto con l’aria
atmosferica, potrebbe dar luogo ad una miscela esplosiva capace di provocare lo
scoppio o l’incendio dell’interruttore, allo scopo di evitare questo pericoloso
inconveniente, l’interruttore deve essere predisposto, in ogni sua parte, in
modo da ridurre i tempi di adescamento e di durata dell’arco.
Gli organi di questi interruttori
si distinguono in due parti fondamentali e cioè parti
fisse ed equipaggio mobile. Le parti fisse sono
costituite dai contatti principali, dai contatti rompi arco e dai contatti
ausiliari. L’equipaggio mobile, col suo movimento, stabilisce o interpone la
continuità metallica del
Gli
interruttori a piccolo volume d’olio sono normalmente impiegati negli impianti
con moderni sistemi di protezione rapida ed automatica e fino a tensioni
di 10KV. Un interruttore con semplice getto d’olio può essere di due tipi: nel
primo tipo i gas generati dall’arco comprimono l’olio e lo costringono ad
attraversare l’arco in modo da interromperlo e in modo da impedirne il rinnesco al prossimo passaggio dello zero. Nel secondo
tipo, invece, l’arco viene trascinato nella camera inferiore in prossimità
dell’ugello di espansione e dopo due passaggi per lo zero,
l’arco viene interrotto definitivamente.
Questo genere di
interruttore viene utilizzato per elevate tensioni, e la particolarità
di esso consiste nel fatto che l’arco che si viene a creare,viene estinto da un
soffio di aria compressa, proiettato sull’arco stesso nell’istante in cui esso
si innesca. Il soffio può avvenire parallelamente alla traiettoria del contatto mobile,oppure in direzione trasversale a tale
traiettoria. Nelle grandi installazioni ad alta tensione, ogni interruttore ad
aria compressa,è provvisto di un serbatoio d’aria
mantenuto sempre in pressione da appositi compressori.