Che cos'è la corrente di trasferimento nelle unità combinate e perché è importante per i sezionatori di carico?

Nella distribuzione di energia in media tensione, l'unità combinata - un interruttore di carico abbinato a fusibili ad alta tensione - è una delle configurazioni di protezione più diffuse nei quadri interni. È compatta, economica e affidabile. Ma c'è un parametro critico che gli ingegneri e i responsabili degli acquisti spesso trascurano durante le specifiche: corrente di trasferimento. La corrente di trasferimento definisce la corrente di guasto massima che un interruttore di interruzione del carico deve interrompere nel momento esatto in cui interviene un fusibile; la scelta di un LBS senza verificare questo valore è una delle cause più comuni di guasti catastrofici nei sistemi MT. Se si progetta, si specifica o si esegue la manutenzione di un'unità combinata fusibile-interruttore, la comprensione della corrente di trasferimento non è facoltativa: è fondamentale per l'affidabilità del sistema e la sicurezza del personale.

Indice dei contenuti

• Che cos'è la corrente di trasferimento in un'unità combinata fusibile-interruttore?
• In che modo la corrente di trasferimento influisce sulle prestazioni dell'interruttore Load Break?
• Come selezionare il giusto LBS in base alla valutazione della corrente di trasferimento?
• Quali sono gli errori più comuni quando si specifica la corrente di trasferimento?

Che cos'è la corrente di trasferimento in un'unità combinata fusibile-interruttore?

In un'unità combinata, l'interruttore di interruzione del carico e il fusibile lavorano come una squadra di protezione coordinata. In condizioni di funzionamento normali, l'LBS gestisce la commutazione di routine, eccitando e diseccitando i circuiti sotto carico. I fusibili rimangono inattivi, in attesa di condizioni di guasto.

Quando si verifica un guasto e la corrente di guasto supera la soglia del potere di interruzione del fusibile, quest'ultimo interviene per primo. Ma ecco la fisica critica: nell'esatto momento in cui il fusibile si disattiva, l'interruttore di interruzione del carico deve interrompere la corrente residua che scorre nel circuito. Questa corrente residua - la corrente che l'LBS deve interrompere subito dopo l'azionamento del fusibile - è definita come la corrente di trasferimento.

I principali parametri tecnici associati alla corrente di trasferimento includono

• Tensione nominale: Tipicamente 12 kV, 24 kV o 36 kV (allineato con IEC 62271-105¹)
• Intervallo di corrente di trasferimento: In genere tra 200 A e 1.600 A, a seconda della progettazione del sistema.
• Riferimento standard: La norma IEC 62271-105 disciplina le prove e la classificazione degli LBS in combinazione con i fusibili.
• Condizione operativa: L'LBS deve riuscire a interrompere la corrente di trasferimento entro la sua capacità meccanica ed elettrica nominale.
• Requisito di coordinamento: La caratteristica di corrente temporale di pre-arresto del fusibile deve essere in linea con la corrente nominale di trasferimento LBS.

La corrente di trasferimento non corrisponde alla corrente di interruzione del cortocircuito di un interruttore automatico sotto vuoto. Si tratta di una parametro specifico del coordinamento - esiste solo nel contesto di una combinazione di fusibili e interruttori e il suo valore dipende interamente dal tipo di fusibile, dal suo valore nominale e dal livello di guasto del sistema.

In che modo la corrente di trasferimento influisce sulle prestazioni dell'interruttore Load Break?

Per comprendere la corrente di trasferimento è necessario capire cosa accade all'interno dell'LBS durante un evento di funzionamento del fusibile. Quando il fusibile elimina un guasto, lo fa molto rapidamente, nel giro di pochi millisecondi. L'energia dell'arco liberata durante il funzionamento del fusibile crea una sovratensione transitoria sul circuito. Contemporaneamente, l'LBS deve aprire i suoi contatti e spegnere l'arco generato dalla corrente di trasferimento.

Ciò comporta una richiesta elettromeccanica molto specifica per l'LBS:

• Il mezzo di spegnimento ad arco² (aria, SF6 o vuoto) deve sopprimere l'arco generato a livelli di corrente di trasferimento
• Il velocità di separazione dei contatti deve essere sufficiente a prevenire la riaccensione dell'arco
• Il recupero del dielettrico della distanza di contatto deve superare il tensione transitoria di recupero³ (TRV)

Prestazioni della corrente di trasferimento: LBS aria vs. LBS SF6

Parametro	Isolato in aria LBS	Interruttore di interruzione del carico SF6
Mezzo di tempra ad arco	Aria (assistita da scivoli ad arco)	Gas SF6 (dielettrico superiore)
Capacità di trasferimento della corrente	Moderato (fino a ~1.000 A tipico)	Alta (fino a 1.600 A+)
Velocità di recupero del dielettrico	Standard	Più veloce - migliore gestione del TRV
Idoneità ambientale	Ambienti interni e puliti	Interno/esterno, condizioni difficili
Conformità a IEC 62271-105	Richiesto	Richiesto
Intervallo di manutenzione	Più breve	Più lungo

L'LBS SF6 offre prestazioni superiori di interruzione della corrente di trasferimento grazie alle eccezionali proprietà di spegnimento dell'arco del gas SF6. Tuttavia, per le applicazioni standard di quadri MT interni in cui i valori nominali della corrente di trasferimento sono compresi tra 630 e 1.000 A, un LBS interno isolato in aria ben progettato soddisfa pienamente i requisiti della norma IEC 62271-105.

Caso cliente - Guasto di affidabilità dovuto a un disallineamento della corrente di trasferimento:
Uno dei nostri clienti, un appaltatore di distribuzione di energia che gestisce una sottostazione industriale a 12 kV nel sud-est asiatico, ha riscontrato ripetuti guasti alla saldatura dei contatti LBS durante gli eventi di guasto. Dopo un'indagine, la causa principale era chiara: l'LBS installato aveva una corrente nominale di trasferimento di 630 A, ma il coordinamento dei fusibili del sistema richiedeva una capacità di trasferimento di 1.000 A. Ogni volta che i fusibili intervenivano su un guasto a valle, all'LBS veniva chiesto di interrompere una corrente di 60% superiore alla sua capacità nominale. Dopo aver sostituito le unità con gli LBS per interni correttamente dimensionati di Bepto - verificati in base ai requisiti del test della corrente di trasferimento IEC 62271-105 - i guasti sono cessati completamente. Nessuna ricorrenza in 18 mesi di funzionamento.

Come selezionare il giusto LBS in base alla valutazione della corrente di trasferimento?

La scelta di un LBS interno per un'unità combinata è un processo di progettazione strutturato. Affrontare le specifiche senza verificare il coordinamento della corrente di trasferimento è la causa più evitabile di guasti prematuri alle apparecchiature.

Fase 1: Definizione dei parametri elettrici del sistema

• Tensione nominale (12 kV / 24 kV / 36 kV)
• Livello di guasto del sistema (corrente di cortocircuito prospettica in kA)
• Tipo e valore nominale del fusibile (fusibili HV a limitazione di corrente secondo IEC 60282-1)
• Valore di corrente di trasferimento richiesto - derivato dalle caratteristiche tempo-corrente del fusibile

Fase 2: verifica del coordinamento fusibili-interruttore

• Ottenere i dati sulla corrente di trasferimento del produttore del fusibile.
• Confermare il valore nominale della corrente di trasferimento LBS ≥ il valore della corrente di trasferimento richiesto
• Convalida del coordinamento in base ai requisiti dell'allegato IEC 62271-105
• Assicurarsi che la velocità del meccanismo di funzionamento di LBS sia compatibile con il tempo di azzeramento del fusibile.

Fase 3: considerare le condizioni ambientali e di installazione

• Apparecchiature di comando per interni: LBS isolato in aria è standard; verificare il grado di protezione IP (minimo IP3X per i pannelli MV per interni).
• Ambienti ad alta umidità o costieri: Considerare un trattamento di isolamento migliorato o SF6 LBS
• Temperatura ambiente: Verificare che i valori termici siano in linea con le condizioni locali (standard da -25°C a +40°C secondo IEC).
• Grado di inquinamento: IEC 60664 grado di inquinamento 3 per ambienti industriali interni

Fase 4: Conferma degli standard e delle certificazioni

• IEC 62271-105: Norma primaria per LBS in combinazione con i fusibili
• IEC 62271-200: Per i quadri elettrici chiusi in metallo che ospitano l'unità combinata
• Certificati di prova di tipo: Esigere rapporti di prova aggiornati sul trasferimento, non solo certificati di prova di routine.

Scenari applicativi per ambiente

• Sottostazione industriale: LBS da 12 kV per interni con corrente di trasferimento nominale di 630-1.000 A - configurazione più comune
• Distribuzione della rete elettrica: Unità combinate a 24 kV con richieste di corrente di trasferimento più elevate a causa di fusibili più grandi.
• Edificio commerciale Sale MV: LBS compatto per interni, corrente di trasferimento tipica di 200-630 A
• Sottostazioni del collettore MT del parco solare: Unità combinate con LBS, classificate per servizio di commutazione frequente più coordinamento della corrente di trasferimento

Quali sono gli errori più comuni quando si specifica la corrente di trasferimento?

Lista di controllo per l'installazione e la manutenzione

1. Verificare la corrente nominale di trasferimento con i dati del produttore del fusibile prima dell'installazione
2. Ispezione delle condizioni dei contatti - La vaiolatura o lo scolorimento indicano una precedente sollecitazione da sovracorrente
3. Confermare il funzionamento meccanico - il funzionamento manuale e motorizzato deve essere fluido ed entro i limiti di forza specificati
4. Eseguire il test di resistenza di isolamento - minimo 1.000 MΩ a 2,5 kV CC prima della messa in tensione
5. Controllare il blocco meccanico dell'interruttore fusibili - il meccanismo di scatto del percussore deve essere correttamente allineato

Errori comuni nelle specifiche da evitare

• Errore 1: specificare l'LBS solo in base alla corrente di carico - La corrente di trasferimento è un parametro separato e più esigente. Un LBS con corrente nominale di commutazione del carico di 630 A può avere una corrente nominale di trasferimento di soli 400 A.
• Errore 2: Ignorare il tipo di fusibile nel coordinamento — fusibili di riserva⁴ e i fusibili a gamma completa hanno implicazioni diverse in termini di corrente di trasferimento. L'utilizzo del tipo di fusibile sbagliato invalida completamente il coordinamento.
• Errore 3: accettare i certificati di prova di routine come prova della capacità della corrente di trasferimento - Il test della corrente di trasferimento è un test di tipo secondo la norma IEC 62271-105. Richiedere sempre i rapporti di prova del tipo che riguardano specificamente l'interruzione della corrente di trasferimento.
• Errore 4: trascurare l'integrità dell'interblocco meccanico - Il meccanismo del percussore che attiva l'apertura dell'LBS al momento del funzionamento del fusibile deve essere testato e calibrato. Un interblocco disallineato significa che l'LBS potrebbe non aprirsi affatto durante un evento di fusibile.

Conclusione

La corrente di trasferimento è il parametro che definisce il coordinamento tra un fusibile e un interruttore di interruzione del carico in qualsiasi unità combinata MT. Sbagliare questa valutazione non solo accorcia la vita dell'apparecchiatura, ma crea un effetto diretto sulla salute dei consumatori. arco elettrico⁵ e il rischio di guasto del sistema. Applicando rigorosamente la norma IEC 62271-105, verificando i dati di coordinamento dei fusibili e scegliendo un LBS per interni con una corrente di trasferimento nominale verificata, gli ingegneri e i responsabili degli approvvigionamenti possono garantire che i loro sistemi di distribuzione di energia in media tensione offrano l'affidabilità e la sicurezza richieste dalle applicazioni industriali e di rete. In Bepto Electric, ogni LBS per interni che forniamo è supportato da una documentazione completa di test di tipo IEC 62271-105, compresi i record dei test di interruzione della corrente di trasferimento.

Domande frequenti sulla corrente di trasferimento nelle unità combinate LBS

1. Specifica i requisiti tecnici e le procedure di prova per le combinazioni interruttore-fusibile in corrente alternata. ↩

2. Materiale, come aria, SF6 o vuoto, utilizzato per spegnere l'arco elettrico durante l'interruzione del circuito. ↩

3. La tensione che appare sui terminali di un dispositivo di commutazione subito dopo l'estinzione dell'arco. ↩

4. Un tipo di fusibile ad alta tensione progettato per interrompere le correnti da un valore minimo specificato fino al potere di interruzione nominale. ↩

5. Un pericoloso rilascio di energia causato da un arco elettrico, spesso dovuto a un guasto dell'apparecchiatura o a errori di coordinamento. ↩