Il sezionatore di scaricatore

Il sezionatore

Un sezionatore di scaricatore come mostrato in Figura 1 è un dispositivo collegato in serie con uno scaricatore che separa il cavo di massa dal fondo dello scaricatore se lo scaricatore è sovraccarico e guasto. È anche noto come sezionatore del cavo di terra (GLD) o isolatore.

Il GLD funziona solo se la corrente di guasto alla frequenza di rete scorre attraverso il dispositivo durante un guasto. Non funzionerà con picchi di corrente.

Base di funzionamento
I modelli comunemente usati oggi disponibili includono un elemento riscaldante, un elemento di bypass a stato stazionario e un elemento di separazione. Elettricamente è rappresentato dalla Figura 2. Esistono diverse varianti di questo progetto, ma fondamentalmente funzionano tutte allo stesso modo. Durante il funzionamento in regime stazionario, la corrente di dispersione dello scaricatore viene condotta attorno all'elemento riscaldante e all'elemento di separazione. L'elemento di separazione è generalmente un piccolo ordigno esplosivo attivato dal calore. Durante i fulmini, il calore generato nel sezionatore non è sufficiente per accendere l'elemento di separazione. L'elemento di separazione è progettato in modo tale da funzionare solo quando la corrente di guasto scorre attraverso il dispositivo.

Nota: Il sezionatore di scaricatore standard non è un dispositivo di interruzione. Può interrompere la corrente di guasto durante il funzionamento, ma solo in condizioni ideali come basse correnti di guasto. Poiché il sezionatore non interrompe la corrente di guasto, sarà necessario un dispositivo di sovracorrente per funzionare quando uno scaricatore è sovraccarico e si guasta.

Sistema Condizioni relative al corretto utilizzo di un sezionatore

Come indicato nell'ultima sezione, il GLD viene attivato solo dalla corrente di guasto della frequenza di rete. A causa di questo requisito operativo, i sistemi senza messa a terra e i sistemi con messa a terra di impedenza potrebbero non funzionare con un GLD se lo scaricatore si guasta. Alcuni modelli di sezionatori hanno una sensibilità nell'intervallo della corrente di guasto di 1 amp, ma la maggior parte no.

Curva di corrente del tempo

Ciascun sezionatore ha una curva caratteristica tempo corrente rappresentata graficamente o tabellare come mostrato in Figura 3. Come affermato in precedenza, poiché il sezionatore non è un dispositivo di interruzione o cancellazione di guasti, l'unica curva che può essere visualizzata correttamente è una curva di inizio disconnessione. L'inizio della disconnessione è definito come il primo segno di tensione dell'arco esterno attraverso il dispositivo durante l'operazione di disconnessione.

Coordinamento con dispositivi di sovracorrente
Se un dispositivo di sovracorrente è a monte di uno scaricatore con un sezionatore, è possibile che la sovracorrente sia più veloce della capacità di accensione del sezionatore. È quindi prudente che l'utilizzatore di uno scaricatore con sezionatore coordini la curva di disconnessione iniziale del sezionatore con la curva di minima fusione del dispositivo di massima corrente. Si può generalmente presumere che se il dispositivo di sovracorrente è più lento di una tipica curva del fusibile da 20 K, si ottiene il coordinamento con il sezionatore.

Aspetti di sicurezza del sezionatore

I sezionatori sono generalmente installati all'estremità di terra dello scaricatore come mostrato nella Figura 4. In questa configurazione la parte inferiore dello scaricatore viene eccitata al potenziale di linea dopo che il sezionatore si è separato e lo scaricatore si è guastato in cortocircuito. Questa distribuzione di tensione è abbastanza diversa dalla sua distribuzione di tensione più comune allo stato stazionario. È importante che gli utenti di scaricatori di questo tipo siano consapevoli che il potenziale di linea completo può esistere nella parte inferiore dello scaricatore, dove normalmente si trova al potenziale di terra o vicino a esso. Per questo motivo, la parte inferiore dello scaricatore deve essere sempre trattata come se potesse essere al potenziale di linea.

Un altro aspetto di sicurezza dei sezionatori da considerare è che quando la polvere di attivazione viene riscaldata alla sua temperatura di attivazione, separerà il sezionatore con forza e velocità considerevoli. Ciò può causare l'espulsione di piccoli frammenti e scintille. Come affermato in precedenza, poiché il GLD non è un dispositivo di interruzione, un arco di frequenza di rete risultante può essere sostenuto per diversi cicli. Questo arco è anche in grado di fondere parti metalliche e plastiche che possono cadere a terra.

Il terzo problema di sicurezza da considerare con i sezionatori è che il dispositivo è attivato dal calore e non deve essere riscaldato in un forno a una temperatura superiore a 150°C perché potrebbe attivare il dispositivo.

Si noti che imprimere un impatto come sezionatore non attiva la polvere poiché è attivata solo dal calore. Tuttavia, è necessario prestare attenzione se l'energia nera viene colpita direttamente e viene generato calore, potrebbe incendiarsi.

Considerazioni sulla staffa isolante
Dalla figura 4 si può dedurre che, una volta scollegato il sezionatore, il potenziale linea-terra venga sollecitato attraverso la staffa isolante. Questa sollecitazione può portare al tracciamento della staffa isolante a terra se l'unità scollegata può rimanere alimentata per lunghi periodi di tempo. Le caratteristiche di resistenza elettrica e ambientale a lungo termine del supporto isolante dovranno essere aumentate se lo scaricatore può rimanere sotto tensione per più di un anno.

Considerazioni sull'installazione e gestione dei lead
È importante notare che quando il sezionatore è in funzione e disconnette l'estremità di terra dello scaricatore, il cavo collegato deve avere una lunghezza adeguata per consentire di creare uno spazio tra la parte inferiore dello scaricatore e la metà scollegata del dispositivo. Anche la flessibilità del cavo deve essere considerata per assicurare che il dispositivo possa creare il suddetto divario. Tipicamente, la sbarra collettrice causa un problema di disconnessione e un normale cavo flessibile è adeguato. I conduttori pieni o a trefoli con diametri fino a 1 cm sono generalmente facilmente scollegabili dallo scaricatore su dispositivi tipici. Quando gli scaricatori sono montati su un braccio trasversale in parallelo tra loro, è importante che lo scaricatore al centro non abbia il conduttore di massa vincolato in posizione dalle due unità esterne. Ciò può portare a un'interruzione prolungata anche se il sezionatore si è attivato e ha tentato di isolare lo scaricatore.

Trasporto e smaltimento
Poiché i sezionatori di scaricatore contengono un elemento di attivazione che è in grado di esplodere e separare il conduttore di terra quando esposto al calore della corrente di guasto a terra, è anche in grado di funzionare allo stesso modo in caso di incendio. Pertanto lo smaltimento non dovrebbe includere l'incenerimento.

Secondo le normative Modello UN sui materiali pericolosi, il GLD dovrebbe rientrare in un materiale esplosivo di Classe 1. Tuttavia, con test appropriati o modifiche al GLD può essere riclassificato in una classificazione diversa. Se il GLD è fabbricato in modo tale da non creare un proiettile se preso in un incendio durante il trasporto, può essere classificato come merce non pericolosa e il trasporto non è un problema. Per ulteriori informazioni sulla questione dei trasporti, vedere un documento presentato alla conferenza mondiale INMR 2007 intitolato Emerging Transportation Issue with Distribution Arresters.

Ciò solleva la questione di come trasportare in sicurezza tutti gli scaricatori su camion. Si suggerisce di trasportare lo scaricatore di estremità in una camera chiusa di metallo che si trova abitualmente su autocarri. Se ciò non è possibile, collegare l'estremità GLD dello scaricatore a qualcosa di sostanziale o alla propria estremità ad alta tensione.

Uso dei sezionatori sugli scaricatori di linea di trasmissione
Questo sezionatore ha la stessa funzione di un sezionatore di distribuzione ma deve sopportare diverse sollecitazioni senza intervento. È importante notare che qualsiasi sezionatore utilizzato in questa applicazione avrebbe dovuto avere test TLD di corrente più elevati come parte del processo di certificazione.

Il futuro sezionatore
Possibilità future per i sezionatori
1. Sezionatore di interruzione: questo dispositivo non esiste al momento, ma dovrebbe essere preso in seria considerazione dai produttori di scaricatori. Potrebbe eliminare un battito di ciglia sul sistema di alimentazione in caso di sovraccarico e guasto dello scaricatore.
2. Sezionatore di sottostazione: questo è un dispositivo che può essere montato su dispositivi a tensione più alta che potrebbero essere utilizzati per disconnettere questo tipo di scaricatore come per gli scaricatori di distribuzione.

3. Sezionatori molto visibili: spesso il personale di linea guarda uno scaricatore guasto perché il sezionatore di scaricatore in modalità disconnessa non è evidente. Una sorta di bandiera sventolante dovrebbe essere aggiunta ai progetti dei sezionatori.

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