Sovratensioni

A mcT Petrolchimico - Mostra Convegno Tecnologie per l'Industria Petrolchimica, lo scorso novembre abbiamo fatto una breve chiacchierata con Michael Knauer - Head of Technical Design Product Managment. DEHN è produttore leader mondiale di protezione contro i fulmini e le sovratensioni con soluzioni per impianti civili, terziari ed industriali. DEHN, celebra il suo centenario di protezione da fulmini e sovratensioni e apparecchiature di sicurezza, e l'azienda, già alla quarta generazione, studia con passione da oltre un secolo il fenomeno delle fulminazioni e contribuisce anche in modo sostanziale ai progressi nella tecnologia dei dispositivi di protezione da sovratensione, attraverso attività di ricerca e sviluppo.

Per ridurre la perdita dovuta al fulmine, può essere necessario adottare misure di protezione. Se esse siano necessarie e quali caratteristiche debbano avere, dovrebbe essere determinato attraverso la valutazione del rischio. Il rischio, definito nella norma CEI EN 62305 come la probabile perdita annua media dovuta al fulmine in una struttura. Al fine di valutare se la protezione sia o meno necessaria, deve essere effettuata la valutazione del rischio in accordo con la procedura indicata nella norma CEI EN 62305-2 (CEI 81-10/2). Focus sull' uso di un LPS esterno isolato che dovrebbe essere preso in considerazione quando gli effetti termici ed esplosivi nel punto d'impatto, o nei conduttori percorsi dalla corrente di fulmine, possono causare danno alla struttura o al suo contenute.

Gli impianti elettrici che alimentano gli apparecchi illuminanti a led devono avere diverse caratteristiche: •Protezioni da sovratensioni correttamente calcolate e scelte (ricordiamo che i LED son semiconduttori e hanno tempi di risposta ad eventuali disturbi dell’ordine di ˜100 ns, contro ˜1 ms degli impianti tradizionali) •Stabilità della tensione e della corrente •Fattore THD (Total Harmonic Distorsion) nella norma •Giunzioni, e collegamenti perfettamente stabili •L’alimentatore degli apparecchi dovrà essere conforme alla norma EN 55015: 2006 +mod. A1:2007, in vigore dal 01/05/2010.

Studio del comportamento dell’intero apparato di regolazione della tensione e cercare le possibili cause che hanno provocato i transitori di sovratensione e che hanno indotto disservizi sulle reti locali. In particolare è stata fatta una analisi completa di tutti i componenti che prendono parte alla regolazione di tensione con particolare riferimento a quello che accade quando sono in condizioni di reti estese e scariche e quindi i generatori elettrici si trovano a lavorare in sottoeccitazione. Tra i vari componenti di regolazione è stata posta particolare attenzione verso i trasformatori a rapporto variabile sotto carico A.T./M.T. di cui è stata fatta una attenta modellazione circuitale.

Il sistema elettrico è sottoposto, durante l’esercizio, a diversi tipi di sollecitazioni: elettriche, termiche e meccaniche. Si vogliono considerare, in questa sede, le sollecitazioni di tipo elettrico. Si distinguono in: sollecitazioni elettriche permanenti e sollecitazioni elettriche transitorie o sovratensioni. Le sollecitazioni elettriche permanenti sono le sollecitazioni che il sistema deve sostenere in regime continuativo. Le sollecitazioni elettriche transitorie o sovratensioni sono le sollecitazioni che si verificano in un certo punto ed istante in un sistema elettrico, che supera il valore massimo del sistema e che si esaurisce un tempo rapido. Sono contraddistinte da diversi tipi di forme d’onda. La normativa distingue tre categorie di sovratensioni: rapide, di manovra e temporanee (o sostenute).

In questa tesi vengono presentati tre metodi self-made per analizzare le sovratensioni di manovra in cavi AAT: essi utilizzano nuove tecniche di antitrasformazione di funzioni nel dominio di Laplace. La verifica è effettuata mediante il software EMTP-RV. Il loro utilizzo trova applicazione come strumento di calcolo, di controllo su altre simulazioni o per future implementazioni, come analisi multiconduttore o lo sviluppo di una formula di sovratensione massima.

Le manovre degli interruttori e sezionatori nelle sottostazioni in gas (GIS) generano sovratensioni veloci dette VFTO, Very Fast Transient Overvoltage. Queste sovratensioni, caratterizzate da fronti di salita molto ripidi e frequenze elevate, possono generare oscillazioni interne negli avvolgimenti dei trasformatori di potenza. Le oscillazioni possono avere ampiezza tale da portare al cedimento l'isolamento interno. Nello svolgimento di questa tesi è stato sviluppato in ambiente MATLAB un codice per la modellazione degli avvolgimenti sottoposti a sovratensioni impulsive. L'avvolgimento di alta tensione dei trasformatori è stato modellato come una linea di trasmissione multiconduttore (approccio MTL - Multiconductor Transmission Line Modeling) per tenere conto della propagazione della tensione lungo le spire e dell'effetto di una spira sull'altra.

La diagnostica predittiva nelle protezioni contro le sovratensioni per l’industria di processo. Il concetto di manutenzione predittiva ha acquisito sempre più importanza nella gestione degli impianti, in quanto ne garantisce l’efficienza, favorendo elevati standard produttivi e qualitativi. Questo concetto può essere applicato anche nei circuiti di protezione contro le sovratensioni, in virtù della loro fondamentale importanza nel proteggere gli impianti da danni e conseguenti fermi impianto non pianificati.

Analisi delle Protezioni degli impianti da Fulmini: - Impianti parafulmini - Messa a terra - Equipotenzialità Analisi delle Protezioni degli impianti da Sovratensione: - Scaricatori per corrente da fulmine e limitatori di sovratensione - Spinterometri di sezionamento - Equipotenzialità antifulmine Analisi protezione Antifortunistica: - Dispositivi di messa a terra ed in corto circuito - Rilevatori di tensione e comparatori di fase, fioretti di manovra Presentazione del principio di protezione in aree pericolose Prodotti e applicazioni settore petrolchimico Esempi di applicazione Sistemi in zona EX

Biogas: inquadramento normativo, Valore giuridico di norme, regolamenti, DL 233/2003: richiama la direttiva 99/92 CE relativa alla tutela della sicurezza e della salute dei lavoratori, Direttiva Europea 94/9 CE: apparecchiature in ambienti a rischio d'esplosione, EN 1127-1, 5 : Atmosfere esplosive - Prevenzione dell'esplosione e protezione contro l esplosione (Art. 5.3.8, e Art. 6.4.8). Le origini del biogas, l’esempio della Germania e dell'Austria.