Il nostro team ha trascorso gli ultimi quindici anni lavorando su progetti energetici nel sud-est asiatico e nel Medio Oriente. Abbiamo fornito scaricatori a sottostazioni costiere in Vietnam, siti desertici in Arabia Saudita e aree ad alta intensità di fulmini in Indonesia. Lungo il percorso, abbiamo visto quali specifiche contano effettivamente una volta che l'apparecchiatura è installata e lasciata in funzione.
Prendi la tensione nominale. In una sottostazione da 220 kV nell'Indonesia orientale, l'azienda sostituiva gli scaricatori ogni due anni. La tensione del sistema raggiunge regolarmente i 240 kV durante i periodi di carico leggero. Gli scaricatori originali da 192 kV si sono guastati durante sovratensioni temporanee dovute alla commutazione della linea. La sostituzione con unità da 216kV ha risolto il problema. Per i sistemi da 132 kV in cui la tensione raggiunge 145 kV, ora specifichiamo la classe 144 kV. Per classe 66kV, 84kV. Per distribuzione 33kV, classe 42kV. La regola è semplice: da 1,2 a 1,25 volte la tensione operativa massima.
La classificazione energetica è un altro fattore che viene trascurato. Giava occidentale vede oltre 100 giorni di temporali all'anno. Le linee lì subiscono più attacchi in un'unica tempesta. Gli scaricatori da 3kJ per kV cominciarono a cedere nel giro di tre anni. Il passaggio al minimo di 5 kJ per kV ha ridotto significativamente i guasti. Per linee più lunghe di 20 km o aree con elevata densità di fulmini, specifichiamo da 8 a 10 kJ per kV sulla protezione del trasformatore. La differenza di costo è piccola rispetto all’invio di un equipaggio su una torre remota.
La distanza superficiale e il materiale dell'alloggiamento determinano la durata di uno scaricatore in ambienti difficili. Nello stesso sito indonesiano, gli scaricatori originali in porcellana avevano numeri di dispersione su carta adeguati. Ma la nebbia salina ricopriva tutto durante la stagione delle piogge. La porcellana si bagna completamente e si accumula contaminazione. Le unità in gomma siliconica installate successivamente rimangono asciutte durante la nebbia-gocce d'acqua e scorrono via. Negli Emirati Arabi Uniti, abbiamo visto la sabbia assorbire l’umidità durante la notte e diventare conduttiva sulla porcellana. Si applica la stessa soluzione: gomma siliconica con dispersione di 31 mm per kV o superiore. Per i siti interni-a basso inquinamento, 25 mm per kV possono funzionare, ma raramente scendiamo al di sotto di tale valore per le risorse critiche.
I sezionatori sono una protezione economica. Prima che li aggiungessimo su quella linea indonesiana, uno scaricatore guasto ha causato un guasto permanente sulla linea. Gli equipaggi hanno dovuto pattugliare l'intera linea per trovarlo. Con i sezionatori l'unità guasta si diseccita e la linea rimane sotto tensione. La sostituzione avviene nei tempi previsti. Indispensabile per linee remote, opzionale per sottostazioni.
La tensione residua deve essere coordinata con l'isolamento del trasformatore. Diversi anni fa, in Malesia, un trasformatore da 132 kV si è guastato durante una tempesta. Gli scaricatori erano correttamente dimensionati per la tensione ma il residuo a 10 kA era di 580 kV. Il BIL del trasformatore era di 650 kV-con solo un margine del 12%. La sostituzione con scaricatori con tensione residua di 520 kV ha risolto il problema. Ora controlliamo il margine di almeno il 20% al di sotto del BIL dell'attrezzatura. Per trasformatori da 66 kV con BIL 325 kV, il residuo a 5 kA dovrebbe essere inferiore a 260 kV. Per 220kV con BIL 950kV, residuo a 10kA sotto 760kV.
Lo scarico della pressione previene guasti esplosivi. Abbiamo assistito all'esplosione di uno scaricatore perché il livello di limitazione della pressione era inferiore alla corrente di guasto disponibile. Ha danneggiato i quadri adiacenti. Ora verifichiamo che la riduzione della pressione corrisponda al livello di guasto del sito-tipicamente 40 kA per un secondo a livello di trasmissione.
Per i progetti costieri e desertici, ecco cosa specificano generalmente i nostri ingegneri: tensione nominale almeno 1,2 volte la tensione massima del sistema, classificazione energetica minima di 5 kJ per kV (da 8 a 10 kJ per aree con fulmini elevati), dispersione superficiale minima di 31 mm per kV con alloggiamento in gomma siliconica, sezionatore su scaricatori di linea, tensione residua con margine del 20% inferiore a BIL, limitazione della pressione corrispondente alla corrente di guasto e conformità alla norma IEC 60099-4 con test di laboratorio indipendenti.
Questi sono i parametri che abbiamo imparato a controllare dopo anni di lavoro in cantiere. Se il tuo team sta lavorando a un progetto in un ambiente costiero o desertico e desidera rivedere i numeri, saremo lieti di aiutarti.