ITPC990038A1 - Dispositivo di sezionamento e interruzione, per cabine elettriche. - Google Patents

Description

“DISPOSITIVO DI SEZIONAMENTO E INTERRUZIONE, PER CABINE ELETTRICHE”

La presente invenzione propone un dispositivo di sezionamento e interruzione con interruttore di tipo migliorato, per cabine elettriche, in particolare cabine di media tensione.

Il dispositivo secondo l’invenzione comprende un sezionatore di sbarra, che si chiude alternativamente sulla linea e su un contatto di terra, ed un interruttore di linea sottovuoto, il tutto contenuto in un involucro in atmosfera di gas protettivo, in particolare in un involucro riempito di esafloruro di zolfo (SF6), leggermente in sovra pressione rispetto all’ambiente.

Si ottiene un complesso dall’ingombro decisamente ridotto rispetto alle analoghe apparecchiature note, ed in cui tutte quelle parti in movimento che al momento dell’azionamento generano un arco, sono poste sottovuoto, in modo che il gas protettivo non degradi per effetto della ionizzazione provocata dall’arco, con una conseguente maggiore durata del complesso.

L’invenzione riguarda il settore delle apparecchiature per impianti elettrici ed in particolare il settore dei dispositivi di interruzione e sezionamento delle linea di alta e media tensione.

Normalmente i dispositivi di sezionamento ed interruzione presenti nelle cabine elettriche comprendono un interruttore, che ha il compito di sconnettere la linea diretta all'utilizzazione dalle sbarre che alimentano la tensione, un sezionatore di linea, il quale dopo che l’interruttore ha aperto il circuito consente di interrompere fisicamente la linea, ad esempio mediante un comando meccanico dall'esterno, per avere la certezza della separazione fisica delle barre dai dispositivi a valle e, infine, un sezionatore di terra, azionato sempre dall’esterno, il quale connette a terra la linea diretta ali’utilizzatore, per evitare possibili rischi dovuti ad esempio a scariche, a correnti indotte generate dalla vicinanza con linea ad alta tensione, ecc.

Nei sistemi noti le parti mobili che disconnettono la linea sottotensione e che quindi all’azionamento danno luogo alla formazione di un arco, lavorano in ambiente protetto, ad esempio sottovuoto oppure, più spesso, in un ambiente di gas protettivo, in particolare esafloruro di zolfo.

Nei sistemi noti tutte le parti, con l’eccezione del solo interruttore che lavora in ambiente protetto, operano con isolamento in aria e quindi sono soggetti ad ossidazione e degrado più o meno spinto a seconda delle caratteristiche ambientali e possono, in casi particolari, dare luogo ad archi.

L’arco che si forma ogni qual volta si azionano questi dispositivi provoca usura del contatti degrado degli isolanti dovuto a fenomeni di ionizzazione, ecc., cosa che costringe a periodiche revisioni dell’intero complesso, con oneri di manutenzione, necessità di mettere fuori servizio il quadro e così via.

Inoltre il complesso dei dispositivi, chiamato “quadro", nelle apparecchiature attuali presenta un ingombro non indifferente, con un’altezza di 1,7 - 2,5 metri, una profondità di poco superiori al metro ed una larghezza compresa fra circa 50 - 100 cm.

Per questa ragione è sentita, nel settore, l’esigenza di mezzi che permettano di ovviare a questi inconvenienti, evitando o comunque limitando l’usura delle parti.

Preferibilmente questi dispositivi dovranno poi avere un ingombro limitato. Questi ed altri problemi sono risolti dalla presente invenzione, la quale propone un dispositivo di sezionamento e interruzione per cabine elettriche, che comprende un sezionatore di sbarra, atto a connettere alternativamente la linea diretta al’utilizzatore con le sbarre di alimentazione e con un contatto di terra, ed un interruttore sottovuoto, in linea con detto sezionatore di sbarra, a valle di quest’ultimo.

Con questa soluzione tutte le parti mobili che danno luogo alla formazione di archi sono racchiuse in un involucro sottovuoto, mentre quelle parti mobili che vengono azionate una volta che è interrotta l’alimentazione, sono protette in atmosfera di gas.

Questo permette di eliminare i fenomeni di degrado dei conduttori e degli isolanti.

Inoltre la configurazione adottata consente di eliminare il sezionatore di terra, poiché la stessa funzione viene implementata nel sezionatore di sbarra/interruttore, permettendo in questo modo di ridurre drasticamente le dimensioni dell’intero complesso.

La presente invenzione sarà ora descritta dettagliatamente, a titolo di esempio non limitativo, con riferimento alle figure allegate in cui:

• le figure 1 e 2 illustrano, in sezione, un dispositivo di sezionamento secondo l’invenzione, rispettivamente nelle posizione di apertura e chiusura dei circuito;

• la figura 3 è la sezione schematica del dispositivo di figura 1 , secondo un piano ortogonale al precedente.

Secondo lo stato attuale della tecnica, un sistema di sezionamento e interruzione comprende un sezionatore di linea ed un interruttore di circuito collegati in serie con la linea di alimentazione, ed un sezionatore di terra, in grado di collegare a terra la linea diretta fra gli utilizzatori.

In questi sistemi il solo interruttore lavora sotto vuoto o in atmosfera di gas protettivo, ad esempio SFe- Il quadro comprende quindi tre dispositivi (due sezionatori ed un interruttore) con un ingombro notevole che richiederebbe l’uso di un quantitativo molto elevato di gas se si volessero proteggere tutti questi dispositivi.

Il sistema secondo l’invenzione risulta invece molto più compatto.

Il dispositivo comprende un involucro o contenitore 1 al cui interno sono collocati un sezionatore di sbarra e di terra 2 ed un interruttore del tipo sottovuoto, indicato con 3 e racchiuso all’interno di un contenitore 4, a tenuta ermetica e provvisto di opportuni contatti per il collegamento alle linee esterne.

Il sezionatore di sbarra e di terra 2 è mobile fra una posizione nella quale collega l'interruttore 4 con un contatto 5 connesso alla linea di alimentazione 6 (a media o alta tensione) ed una posizione nella quale collega invece l’interruttore 4 con un contatto di terra 7.

L’uscita dell’interruttore è invece collegata con la linea 8 diretta agli utilizzatori.

II sezionatore di sbarra e di terra 2 e l’interruttore sotto vuoto 3 sono azionabili dall’esterno per mezzo di comandi illustrati schematicamente ed indicati rispettivamente con i numeri 9 e 10, i quali possono essere costituiti sia da dispositivi di comando meccanici quali leve e molle, sia da dispositivi a magneti permanenti.

II funzionamento avviene come segue.

Con ii sezionatore 2 chiuso sul contatto di linea 5 e l’interruttore 3 in posizione di chiusura, la corrente, dalla linea 6, viene alimentata alla linea 8 diretta all’utilizzatore.

Per disconnettere gli apparati allo scopo di eseguire interventi, riparazioni o manutenzioni, si aziona dapprima l'interruttore 3, il quale viene aperto, ad esempio azionando un comando manuale 10.

Successivamente, solo dopo che l’interruttore è aperto, si può azionare il comando 9 per aprire il sezionatore sul contatto di linea e portarlo a chiudersi sul contatto di messa a terra 7.

A questo punto si chiude nuovamente l'interruttore 3 per collegare a terra la linea dell’utilìzzatore, dopo di che si può procedere con l’apertura del vano cavi.

Per ripristinare la linea si apre dapprima l'interruttore, poi si commuta il sezionatore di sbarra e terra 2 sul contatto di linea 5, dopo di che si chiude l’Interruttore 3.

In pratica, le posizioni del sezionatore dell'interruttore possono essere le seguenti:

- interruttore 3 chiuso con sezionatore di sbarra in posizione di chiusura sul contatto di sbarra 5: quadro in servizio;

- interruttore 3 aperto con sezionatore di sbarra 2 in posizione di chiusura sul contatto di terra 7: posizione intermedia;

- interruttore chiuso con sezionatore di sbarra in posizione di chiusura sul contatto di terra 7: quadro fuori servizio, possibilità di accedere ai dispositivi interni.

Per garantire la sicurezza dell’operatore ed evitare possibili errori di manovra, sono poi previsti dispositivi di sicurezza di tipo noto, atti ad impedire qualsiasi manovra se non è stata completata la manovra precedente prevista dalla procedura.

La soluzione proposta presenta notevoli vantaggi fra i quali in particolare: - un ingombro modesto, decisamente inferiore a quello dei quadri noti, dal momento che viene eliminato il sezionatore di terra - la cui funzione è svolta dal sezionatore di sbarra e terra 2 - ed i rimanenti dispositivi sono incorporati all’interno di un isolatore in atmosfera di gas protettivo e le parti mobili per l'interruzione del carico o del cortocircuito all’interno di un involucro a tenuta, sottovuoto;

- uso del gas protettivo, solo per isolamento elettrico, con il gas mantenuto in uno stato di leggera sovra pressione, ad esempio 0,1 bar, rispetto all’ambiente;

- interruzione delle correnti nominali o di corto circuito con interruttore sottovuoto;

potere di chiusura sul circuito di terra effettuato con interruttore sotto vuoto;

eliminazione del degrado del gas e dell'inquinamento dello stesso, in quanto non viene mai a contatto con l’arco elettrico;

azionamento dell'interruttore sia con comando a magneti permanenti che con tradizionale comando a molla con riserva di energia.

Un esperto dei ramo potrà poi prevedere diverse modifiche e varianti, che dovranno però ritenersi tutte comprese nell’ambito del presente trovato, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo di sezionamento e interruzione per cabine elettriche, caraterizzato dal fato di prevedere un interruttore a vuoto in linea con un sezionatore, deto sezionatore essendo mobile fra una posizione in cui connette detto interruttore con un contatto della linea di alimentazione, ad una posizione in cui connette detto interruttore con un contatto di terra.
2. 2) Dispositivo di sezionamento e interruzione per cabine elettriche secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che deto interruttore sotto vuoto e detto sezionatore di sbarra sono racchiusi all’interno di un involucro nel quale è contenuto gas protetivo.
3. 3) Dispositivo di sezionamento e interruzione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto gas protettivo è esafloruro di zolto.
4. 4) Dispositivo di sezionamento e interruzione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto gas protettivo è mantenuto ad una pressione leggermente superiore a quella atmosferica.
5. 5) Dispositivo di sezionamento e interruzione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le parti mobili per l'interruzione delle correnti sono racchiuse all’interno di un contenitore sotovuoto.
6. 6) Dispositivo di sezionamento e interruzione per cabine elettriche caratterizzato dal fatto di prevedere: • un contatto connesso alla linea di alimentazione • un contatto connesso alla linea di terra; • un sezionatore di sbarra, mobile fra una posizione in cui chiude su detto contatto di linea ed una posizione in cui chiude su detto contato di terra; ♦ un interruttore a vuoto interposto fra detto sezionatore di sbarra ed una linea diretta all’utilizzatore; tutti questi dispositivi essendo racchiusi alf’interno di un contenitore nel quale è immesso un gas protettivo.
7. 7) Dispositivo di sezionamento e interruzione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dai fatto di prevedere mezzi atti ad impedire qualsiasi manovra se non è stata completata la manovra precedente prevista dalla procedura.
8. 8) Dispositivo di sezionamento e interruzione per cabine elettriche, come descritto ed illustrato.