Panoramica sulla distribuzione dell'energia e misure di protezione

La distribuzione dell'energia è l'anello finale di un sistema energetico che si collega direttamente agli utenti e distribuisce loro l'energia elettrica.

Si tratta di una classificazione chiave nella progettazione e costruzione elettrica, correlata alla sicurezza elettrica. Le tipologie principali sono le seguenti:

Sistema IT: il punto neutro dell'alimentatore non è messo a terra. Il suo vantaggio è la continuità di alimentazione estremamente elevata; non scatterà quando si verifica un guasto a terra-monofase. Viene comunemente utilizzato in luoghi in cui le interruzioni di corrente non sono facilmente tollerate, come le sale operatorie degli ospedali e le miniere.

Sistema TT: il punto neutro dell'alimentatore è direttamente messo a terra e anche l'involucro dell'apparecchiatura è messo a terra separatamente. Comunemente presente nelle reti elettriche rurali e nei lampioni esterni, ma la corrente di guasto è relativamente piccola e solitamente è necessario un dispositivo di corrente residua (RCD).

Sistema TN: attualmente il sistema più diffuso, il punto neutro dell'alimentatore è direttamente messo a terra e l'involucro dell'apparecchiatura è collegato al punto di messa a terra tramite un conduttore di terra protettivo (PE). È ulteriormente suddiviso in:

Sistema TN-C: i conduttori neutro (N) e terra (PE) sono combinati in un unico conduttore (conduttore PEN). Ha un costo contenuto ma presenta scarsa sicurezza ed è spesso presente negli edifici più vecchi.

Sistema TN-S: i cavi neutro (N) e terra (PE) sono completamente separati, offrendo un'elevata sicurezza e rendendolo la scelta preferita per residenze moderne, centri commerciali e sale computer.

Sistema TN-C-S: il front-è integrato, ma i cavi vengono separati dopo essere entrati nell'unità, bilanciando costi e sicurezza, ed è ampiamente utilizzato negli alloggi commerciali di nuova costruzione.

Sullo sfondo degli obiettivi "dual-carbon" e della transizione energetica, i sistemi di distribuzione dell'energia stanno subendo profondi cambiamenti, evolvendo dalle tradizionali reti passive unidirezionali a sistemi intelligenti e proattivi.

Sistema di distribuzione dell'energia tradizionale: l'energia fluisce in modo unidirezionale (dalla rete all'utente), operando passivamente, e il suo compito principale è la distribuzione dell'energia.

Moderno sistema di distribuzione intelligente dell'energia: si evolve in una piattaforma intelligente bidirezionale e interattiva.

 Protezione avanzata e ausiliaria

Negli scenari più impegnativi (come applicazioni industriali e grandi edifici), verranno implementate misure di protezione più sofisticate:

Protezione da cortocircuito: utilizza lo sgancio elettromagnetico degli interruttori automatici o l'azione dei fusibili in pochi millisecondi per interrompere enormi correnti di cortocircuito-.

Protezione dai guasti a terra: monitora la corrente anomala tra i fili neutro e terra per prevenire incidenti causati da involucri di apparecchiature sotto tensione.

Protezione da sottotensione/perdita di tensione: scatta automaticamente quando la tensione scende in modo anomalo per evitare l'avvio improvviso dell'apparecchiatura e l'impatto quando la rete viene ripristinata.

Protezione da sovratensione: protegge da fulmini o sovratensioni operative, generalmente gestite da scaricatori di sovratensione o dispositivi di protezione da sovratensione (SPD).

Protezione dalla sequenza di fase/perdita di fase: utilizzata principalmente per motori trifase-per prevenire il surriscaldamento del motore causato dalla sequenza di fase invertita o dal funzionamento monofase-.

 Configurazioni speciali per sistemi ad alta-tensione:

Se hai a che fare con una distribuzione di alimentazione ad alta-tensione pari o superiore a 10 kV, la strategia di protezione sarà più complessa, solitamente implementata da dispositivi di protezione relè:

Protezione istantanea da sovracorrente: reagisce alla corrente di corto-circuito, eliminando istantaneamente i guasti senza ritardi.

Protezione da sovracorrente: azione-ritardata che funge da backup per la protezione istantanea da sovracorrente.

Protezione differenziale: determina i guasti interni confrontando le correnti in ingresso e in uscita; la protezione più sensibile per trasformatori e sbarre.

Protezione gas: specifica per trasformatori- immersi in olio, monitora i gas generati da guasti all'interno del serbatoio.

 Raccomandazioni pratiche per l'applicazione:

Coordinamento selettivo: il progetto dovrebbe garantire che "chi fallisce, inciampa". Ad esempio, gli interruttori automatici delle filiali dovrebbero scattare prima dell'interruttore automatico principale per evitare che guasti minori causino un'interruzione di corrente a livello di sistema-.

Verifica regolare: i dispositivi di protezione non sono una soluzione-una tantum dopo l'installazione. Soprattutto per i dispositivi a corrente residua (RCD) e gli interruttori automatici, la loro affidabilità operativa deve essere testata periodicamente premendo il pulsante di prova (solitamente contrassegnato con "T")

ILInterruttore automatico sotto vuoto a magnete permanente ZND-12Xè un interruttore automatico in vuoto ampiamente applicabile con una tensione nominale di 12 kV e CA 50/60 Hz. Adotta un meccanismo operativo a controllo magnetico, ha dimensioni molto ridotte e può essere utilizzato per aprire e chiudere vari carichi elettrici. È ampiamente utilizzato nelle reti elettriche urbane, nelle reti elettriche rurali e in altri progetti di costruzione di reti elettriche e di miglioramento dei prodotti ed è particolarmente adatto per applicazioni con funzionamento frequente.