Sezionatore: non solo un interruttore, ma uno strumento per creare un'interruzione visibile 

Quando si parla di sezionatore, molti, anche nel nostro ambiente, pensano innanzitutto a un semplice dispositivo in rubino che interrompe fisicamente il circuito. In linea di principio, questo è vero, ma il punto non è nell'azione meccanica, ma nel suo obiettivo: la creazionesezionatorevale a dire uno spazio visibile per un funzionamento sicuro. Questa sfumatura, il divario visibile, è quella fondamentale. Un errore comune è considerarlo un dispositivo insignificante rispetto agli interruttori. Ma in realtà, la vita delle persone dipende dalla sua affidabilità, dalla chiarezza di quel divario. Ricordo che in una delle strutture della sottostazione nello spazio post-sovietico, il compito era quello di modernizzare un quadro da 10 kV. Lì c'erano vecchi sezionatori sovietici, il cuneo era già usurato, le superfici di contatto erano ossidate. Formalmente, la maniglia è stata abbassata: la catena era rotta. Ma lo spazio visibile non era ideale e l'isolamento era rotto. Esisteva il rischio di induzione inversa o di rottura della superficie. È allora che ti rendi conto che questo dispositivo non è solo un interruttore, ma un’assicurazione.

Design: dove risiedono i problemi principali nella pratica

Se prendiamo il classico rotativosezionatoreinstallazione esterna, tutti i problemi solitamente si presentano in tre unità: il sistema di contatto, gli isolanti e il meccanismo di azionamento. I contatti sono una storia diversa. Non è sufficiente garantire semplicemente una bassa resistenza di contatto nei test di fabbrica. In condizioni di campo, con gelate fino a -40 o in condizioni di ghiaccio, quelle stesse ganasce in rame o alluminio potrebbero semplicemente non chiudersi con la forza richiesta. In estate, con il caldo e le dilatazioni termiche, al contrario, si possono creare pressioni eccessive che portano a deformazioni. Una volta abbiamo ricevuto un lotto di dispositivi da un fornitore, non lo nominerò, in cui le piastre di contatto erano leggermente più strette di quelle di progetto. Sembra una cosa da poco. Ma quando si cambia la corrente nominale, dopo sei mesi di funzionamento, a questo punto è iniziato il surriscaldamento e l'isolamento si è oscurato. Ho dovuto cambiarlo urgentemente.

Gli isolatori sono il secondo mal di testa. La porcellana contro il polimero è un dibattito eterno. La porcellana, a quanto pare, è stata testata per decenni, ma è fragile e teme i carichi d'urto durante il trasporto e l'installazione. E il composito polimerico è più leggero, ma come si comporterà tra 15 anni sotto costante radiazione UV e in condizioni di contaminazione superficiale? A proposito, nel nostro laboratorio ci sono stati casi di test su campioni in cui sono comparsi segni di tracciamento sugli isolanti polimerici dopo un ciclo di cicli termici ed esposizione alla nebbia salina. PersezionatoreQuesto è fondamentale perché spesso funziona in posizione spenta, ma è sotto la piena tensione di linea. Una rottura sulla superficie dell'isolante è già un cortocircuito.

L'unità è ciò con cui il personale interagisce più spesso. Leva, motore. Sembrerebbe che cosa sia così difficile qui? Ma il numero di operazioni abilitate e disabilitate nel corso della vita utile è nell'ordine delle migliaia. Usura degli ingranaggi, gioco, inceppamento delle aste in inverno: questa non è una teoria, ma una pratica operativa quotidiana. Una regolazione errata durante l'installazione può causare un collegamento errato dei contatti. E questa non è più una lacuna visibile, ma la fonte di un arco pericoloso.

Scenari applicativi ed errori tipici di installazione

Il luogo di residenza principale del sezionatore sono, ovviamente, le linee aeree e le sottostazioni. Il suo ruolo è quello di sezionare, chiudere un'area per le riparazioni e creare una zona sicura. Ma c'è una sfumatura che a volte i progettisti non notano: la commutazione delle correnti a vuoto. Ad esempio, scollegando la corrente di carica di un lungo cavo o di un piccolo trasformatore. Non tuttisezionatoreprogettato per questo. Le specifiche sono spesso scritte in caratteri piccoli. C'era una storia in un sito industriale: hanno spento una sottostazione di trasformazione a secco utilizzando un sezionatore RLND. All'apertura si è verificato un arco stabile che si è diffuso alle fasi e il dispositivo è praticamente bruciato. Si è scoperto che la componente induttiva della corrente magnetizzante del trasformatore più la corrente capacitiva - e il sezionatore convenzionale non potevano farcela. Ne serviva uno speciale, con trombe o camere di estinzione dell'arco.

L'installazione è un livello separato di problemi. L'errore più comune è lo scarso allineamento durante l'installazione dei pali sul telaio. Se le basi degli isolanti sono inclinate, quando acceso il coltello si muove con forza e si incunea. Nel tempo, ciò porta al guasto dell'isolante o dell'asta. Il secondo è stringere le connessioni bullonate dei pneumatici. L'ho stretto eccessivamente e ho schiacciato il pneumatico in alluminio, allentando il contatto. Non abbastanza: riscaldamento nel punto di connessione. Hai bisogno di una chiave dinamometrica e di un diagramma della coppia di serraggio, ma nei cantieri questo viene spesso trascurato, facendo affidamento su un senso di forza.

Un altro punto è la messa a terra dei coltelli. Il loro scopo è mettere a terra la parte disconnessa del circuito. Ma devono essere accesi e spenti in sequenza rigorosa. Innanzitutto viene spenta la lama principale, quindi viene accesa la lama di messa a terra. E viceversa: prima si spegne quello di terra, poi si accende quello principale. Sui progetti più vecchi, potrebbe non esserci stato alcun interblocco meccanico e si faceva affidamento sulla coscienza del personale. I casi di collegamento errato del coltello di messa a terra a un sezionatore acceso, purtroppo, non sono rari. I dispositivi moderni dispongono di un bloccaggio meccanico o addirittura elettromeccanico affidabile e questo è un must.

Problemi di selezione e cooperazione con i produttori

La scelta di un tipo e di un produttore specifici è sempre un compromesso tra prezzo, affidabilità e tempi di consegna. Le fabbriche russe, come Energomer o SEV, hanno progetti collaudati, ma a volte restano indietro nei materiali, ad esempio nella qualità degli isolanti polimerici o nella resistenza alla corrosione delle parti metalliche. I marchi europei (ABB, Siemens) offrono soluzioni high-tech, ma prezzo e tempi... I produttori cinesi hanno ormai recuperato molto. In precedenza, esisteva uno stereotipo sulla bassa qualità, ma ora molte fabbriche dispongono di laboratori seri e stanno raggiungendo standard internazionali.

Ad esempio, se parliamo di soluzioni integrate per l'infrastruttura via cavo, allora possiamo guardare all'aziendaShijiazhuang Hist Electric Co.,Ltd. Come ho sentito dai colleghi, lavorano dal 2004 e sono specializzati specificamente in raccordi per cavi e relative apparecchiature. Ciò che è importante è che, secondo le informazioni dal loro sito web,histe-ru.com, dispone di un proprio grande laboratorio nel nord della Cina, in grado di testare tensioni fino a 1000 kV. È di fondamentale importanza per un produttore di sezionatori e isolanti essere in grado di convalidare in modo indipendente la rigidità dielettrica e la resistenza di tracciamento. La presenza di decine di brevetti e di uno staff di ingegneri, compresi studenti laureati, indica investimenti in ricerca e sviluppo. Questo non è un laboratorio artigianale. Per il nostro mercato, dove le condizioni operative sono difficili (dall’Artico alle steppe meridionali), la capacità del produttore di simulare condizioni di costruzione complesse, come indicato nella descrizione, e di offrire soluzioni per esse è un argomento potente. Naturalmente, qualsiasi nuovo fornitore richiede verifiche, consegne di prova e operazioni di prova in siti meno critici. Ma tale potenziale tecnologico non può più essere ignorato.

Nella scelta richiedo sempre, oltre ai certificati di conformità, anche rapporti di prova di tipo, in particolare per: resistenza meccanica (numero di manovre), resistenza al gelo, potere di commutazione (se dichiarato) e, ovviamente, prove di isolamento con frequenza industriale e tensione impulsiva aumentate. Se il produttore è pronto a fornire un video di tali test, questo è un grande vantaggio per la fiducia.

Esperienza personale e fallimenti che insegnano

Ti racconterò di un episodio che è rimasto saldamente impresso nella mia memoria. Si è reso necessario sostituire un gruppo di sezionatori presso una cabina a 35 kV. Il tempo era brutto, nevischio e pioggia, ma il programma di riparazione era serrato. I nuovi dispositivi erano moderni, con isolamento polimerico. L'abbiamo installato, eseguito operazioni meccaniche: tutto sembrava liscio. È ora di applicare la tensione operativa. Accesi uno per uno. Quando è stata applicata la tensione si è verificato uno scoppio su due poli del terzo sezionatore e la protezione è intervenuta. Si è scoperto che durante l'installazione, piccoli trucioli metallici derivanti dalla perforazione del telaio sono rimasti sulla flangia inferiore di uno degli isolatori di supporto. Con tempo asciutto non avrebbe fatto nulla, ma con tempo umido, sotto uno strato di umidità, ha creato un ponte conduttivo. Rottura in superficie. È positivo che non ci siano state conseguenze, tranne quelle reputazionali. Lezione: ricevere e pulire tutte le superfici isolanti prima di dare tensione è sacro, anche se hai freddo e vuoi arrivare in cabina il prima possibile. Ispezione visiva di ciascun isolante con una torcia.

Un'altra lezione ha a che fare con il risparmio. Un cliente ha insistito per utilizzare sezionatori manuali anziché motorizzati per ridurre il costo del progetto. L'oggetto era grande, c'erano molti sezionatori. Durante il funzionamento è apparso chiaro che il personale operativo doveva dedicare molto tempo a visite e operazioni manuali, soprattutto in inverno. Inoltre il fattore umano: puoi non essere all'altezza. Di conseguenza, dopo un paio d'anni, è stato ordinato un ammodernamento con l'installazione di azionamenti a motore e telecomando. Il risparmio immediato si è trasformato in costi aggiuntivi. Ora discuto sempre con il cliente non solo capex, ma anche opEx: costi operativi.

Uno sguardo al futuro: digitale e diagnostica

La tendenza ora è l’intellettualizzazione. Semplicesezionatorericoperti di sensori: sensori di posizione dei contatti (e non solo on/off, ma controllo del grado di inclusione), sensori di temperatura sui collegamenti di contatto (senza fili, con trasmissione dati), sensori di forza sull'azionamento per la diagnosi dell'usura meccanica. Questa non è più fantasia. Ho visto prototipi in cui i dati confluiscono nel sistema di manutenzione ed è possibile prevedere la necessità di stringere i contatti o sostituire il lubrificante nell'azionamento prima che si verifichi un guasto.

Un altro settore è quello dei materiali. Sviluppo di isolanti compositi con nanorivestimenti che respingono l'umidità e prevengono la contaminazione. Ricerca nel campo delle leghe da contatto che riducono la resistenza di contatto e sono resistenti all'ossidazione. Tutto ciò migrerà gradualmente nei prodotti di serie.

Ma qualunque sia lo sviluppo della tecnologia, la funzione fondamentale di un sezionatore rimarrà invariata: fornire un'interruzione visibile e garantita nel circuito. E il criterio principale nella scelta e nell'utilizzo per me personalmente sarà sempre l'affidabilità di questa funzione apparentemente semplice. Perché dietro c’è la sicurezza delle persone che lavoreranno sulla linea interrotta. Tutto il resto è secondario.