Domande secondo compitino Impianti elettrici

I

La bobina di petersen estingue la grazie al fatto che mettendo a

cc1 f Z 0

terra il neutro del secondario del trafo YNyn AT/MT con un induttanza

1 Z

L= 0

Z → ∞ m →∞

ottengo una . Essendo = e facendo

2 o 0 Z

3 w C ❑ d

0 | | √

(m )= =

lim k α−1 3 risulta che le fasi sane durante il guasto monofase

0

m → ∞

0

esperiscono le concatenate.

11-La bobina di Petersen elimina le sovratensioni sostenute a 50Hz per guasto

monofase? Se proteggesse una rete di media tensione composta al 100% da cavi

elettrici sarebbe efficace?

Prima parte risposta in risposta a domanda n.10.

L’intervento della petersen è risolutivo nelle reti MT aeree in quanto

generalmente i guasti sono transitori es. l’arco attraversa l’aria che è

autoripristinante, una volta estinta la Icc1f la rete torna a funzionare, questo

garantisce una buona continuità di servizio.

Nei cavi questo non avviene perchè il guasto è sempre permanente, la petersen

può evitare il danno dovuto all’arco (Iccif) ma se la rete non può funzionare con

una fase a terra, il suo intervento non è considerato risolutivo perché bisogna

comunque porre la linea fuori servizio.

12-In quali condizioni una rete ha neutro efficacemente a terra, secondo CEI?

CEI 11-1 un sistema è con neutro efficacemente messo a terra se nel caso di

guasto fase-terra, la tensione verso terra delle fasi sane, escluso in transitorio,

√

non supera in nessun punto l’80% la concatenata: questo è

k ≤ 0.8 3=1,4

soddisfatto quando

X R

0 0

1≤ ≤ 3 ≤1 sono entrambe verificate.

,, ,,

X X

d d

(graficare k in funzione di m0 come in figura a risposta domanda 10)

13-Una persona esperta è incaricata a eseguire un lavoro senza tensione su una

cabina secondaria. Appura che i sezionatori a monte e a valle sono aperti e gli

viene comunicato che anche gli interruttori sono in stato di “aperto”. Può iniziare

a toccare le parti attive in completa sicurezza?

Non si è ancora in sicurezza, bisogna far agire i sezionatori di terra (a monte e

valle) detti anche lame di terra che annullano le eventuali tensioni indotte

collegando tutti i conduttori all’impianto di terra. Le lame di terra sono

interbloccate con i sezionatori, ovvero si possono mettere solo una volta che i

sezionatori sono stati aperti (altrimenti fai un bel corto) (in questo modo

l’impianto elettrico è completamente a prova di scemo). P.270 figura 1.15 per

tutta la procedura con le chiavi.

14-Un cavo è sempre protetto da un fusibile? E da una protezione magneto-

termica?

Sappiamo che nel caso di guasto, l’ipotesi di regime adiabatico ci ha portato al

seguente andamento dell’energia passante del cavo (disegna). Nel caso di

protezione di un cavo con fusibile o protezione magneto-termica bisogna

verificare che l’energia passante, che la protezione lascia transitare prima di

intervenire, non danneggi il cavo.

¿ ❑ 2

❑

Il cavo è protetto per quelle tale che: la curva ( ) della protezione

I I t , I

2

sta sotto la curva ( ) del cavo.

I t , I '

Si dovrà verificare per il fusibile che: I ≥ I

cc−min cm ❑

I ≥ I

mentre per la protezione magneto-termica: (la famosa taratura

cc−min mc❑

❑

I ≤ I

delle protezioni) e cc−max cM capire se una

protezione (fusibile o magnetotermico) protegge in maniera efficace una

conduttura in cavo, è necessario confrontare la curva dell'energia passante della

protezione con quella dell'energia passante che il cavo può sopportare senza

subire danneggiamenti all isolante. La protezione è efficace se l'energia passante

che la protezione lascia transitare è minore di quella sopportabile dal cavo e

questo porta ad identificare le zone di protezione per le varie protezioni

(grafichetto dei due casi e vincoli sulle correnti)

15-Disegnare le curve d’intervento di un fusibile e di un interruttore magneto-

termico.

La caratteristica di intervento del fusibile è tempo dipendente, essendo che la

rapidità con cui il fusibile si fonde (aprendo il circuito) dipende dall’intensità

della corrente. E’ importante ricordare che il fusibile ha un limite per quanto

riguarda la corrente che è in grado di interrompere, detto potere di interruzione

(si può descrivere com’è fatto un fusibile disegnandolo).

Il relè magnetotermico è formato da un primo dispositivo di interruzione tempo

dipendente: la lastra bimetallica (messa in serie con il circuito) che inizia ad

I

incurvarsi quando si supera la ; e da una bobina con ancora mobile che

n I

agisce con t fissato a valori alti di (protegge dunque dai cc). L’azione del

meccanismo magnetico (bobina) ha la caratteristica di tipo tempo-indipendente.

I

(Remind di disegnare il )

p . i .

16-Cos’è la selettività cronometrica?

E’ una tipologia di selettività delle protezioni che mira a selezionare l’area affetta

da guasto mettendola fuori servizio senza disalimentare la parte sana della rete.

Si basa sul tempo di intervento diverso delle protezioni di una rete di tipo radiale,

è sempre attuabile a differenza di quella amperometrica. (fare disegnino)

I

Si fa ricorso a questo tipo si selettività quando le a livello delle sbarre non

cc

sono così diverse. Il concetto base è che la protezione che interviene più

lentamente deve essere quella più vicina all’alimentazione. Ci deve essere un

Δ t tra due temporizzazioni successive. Lo svantaggio è che la protezione PA

ha un tempo di intervento incrementato essendo vicino alla sorgente e sappiamo

che in vicinanza della sorgente abbiamo le correnti di corto più alte, ciò implica

√ Δtemperatura

⋅

G=k

ad esempio sezioni dei cavi +grandi (remind ).

t i

17-Un interruttore magneto-termico posto a primario di un trasformatore di

distribuzione scatta intempestivamente quando si energizza il trasformatore.

Disegnare la caratteristica di intervento dell’interruttore unitamente alla curva di

inrush del trasformatore.

Per scattare intempestivamente è sufficiente che le varie curve di intervento

intersecano in qualche punto la curva di in-rush, per evitare ciò si mette un

tempo di ritardo all’intervento della protezione (la caratteristica della prote trasla

in alto non intersecando più la curva di inrush)

18-Cos’è la selettività amperometrica? Quando si può usare?

E’ una tipologia di selettività delle protezioni che mira a selezionare l’area affetta

da guasto mettendola fuori servizio, senza disalimentare la parte sana della rete.

Si può usare quando le correnti di corto alle sbarre sono abbastanza diverse da

non presentare accavallamenti tra le caratteristiche di intervento delle

protezioni, ciò avviene nelle reti con trafi e linee lunghe in quanto con

l’allontanarsi dall’alimentazione l’impedenza aumenta abbastanza da rendere

molto diverse le Icc alle sbarre.

Se consideriamo una linea radiale, più distanti si è rispetto all’alimentazione,

minore è la corrente di cc, per cui gli interruttori a monte devono avere potere di

interruzione maggiore rispetto a quelli a valle. t di intervento per tutte le

protezioni generalmente è 0,02s.

19-In quali casi può fallire la protezione differenziale?

La protezione differenziale può fallire in 3 casi:

1. Contatto contemporaneo di persona tra fase e neutro mentre questa è

isolata rispetto al terreno (esempio elettricista che lavora in tensione sulla

scala di legno, si sente al sicuro perché maneggia un filo alla volta ma se

per sbaglio tocca entrambi è finito). Il differenziale non interviene perché

non c’è corrente drenata verso terra e quindi la persona viene vista come

un normale carico elettrico a cui fornire potenza.

2. Corrente drenata verso terra minore della sensibilità del differenziale

3. Caso in cui 2 zone dello stesso impianto elettrico (alimentate dalla stessa

linea quindi) dotate di impianti di messa a terra separati siano interessate

da due guasti verso terra indipendenti nello stesso istante. La corrente

dispersa nel terreno andrà a risalire l’altro impianto di terra, in questo

modo si ha una “compensazione” della corrente differenziale e il

dispositivo di protezione non rileva alcun guasto. Per eliminare il problema

basta installare 2 protezioni differenziali. schemino p. 336

20-Come funziona il relè Buchholz?

Installato oramai in tutti i trafo in olio questa protezione è posizionata nel tubo

che va dal cassone fino all’espansore. (disegnalo brutalmente) I componenti

principali sono i due galleggianti uno posto più vicino allo strato d’aria l’altro più

immerso nell’olio. Nel momento in cui si sta per instaurare in corto circuito tra gli

avvolgimenti, si ha un calore localizzato che crea bollicine (anche per

microscariche tra gli avvolgimenti)che vanno a finire nell’espansore del buchholz.

Tali bollicine aumentano lo strato d’aria presente e abbassano a un certo punto il

primo galleggiante (es. causa deterioramento dell’isolante) che fa scattare un

meccanismo di segnale di pericolo. Se le bolle sono enormi (es. scarica

elettrica)si forma abbastanza aria da abbassare anche il secondo galleggiante

che agisce causando l’apertura degli interruttori, disalimentando il trafo. Questa

protezione è molto importante perché è in grado di prevenire il corto,

assicurando quindi la continuità del servizio.

21-Quale condizione prescrive la CEI per la realizzazione dell’unico impianto di

messa a terra per il sistema TT?

Si può realizzare un unico impianto di messa a terra se:

t ≤ 5 s U ≤ 500 V

Per (risposta rapida=> manica larga) ; per

i e

>5

t s U ≤ 250 V

i e t ≤ 5 s

Se non rientriamo, ad esempio: in una cabina secondaria abbiamo i

>500V

U . Dobbiamo fare due messe a terra distanziate, quella di sicurezza in

e

cabina. Quella di funzionamento al primo palo distanziato di minimo 20 m dalla

cabina, ad esempio collegando il neutro al traliccio.

22-Quanto vale m0 nel sistema TN? E nel sistema TT?

Per il sistema TT ragioniamo in questa maniera: le correnti di guasto monofase si

richiudono nel terreno e si può dimostrare che le resistenze dell’impianto di

messa a terra della cabina secondaria del distributore, ma soprattutto quella

dell’impianto del cliente sono molto più grandi