I fulmini sono un fenomeno naturale che rappresenta una minaccia significativa per i tralicci dell’energia elettrica. In qualità di fornitore di tralicci elettrici, comprendiamo l'importanza fondamentale della protezione contro i fulmini per garantire l'affidabilità e la sicurezza dei sistemi di trasmissione di energia. In questo blog esploreremo come si ottiene la protezione contro i fulmini per i tralicci elettrici.
Comprendere la minaccia dei fulmini ai tralicci elettrici
I fulmini possono causare gravi danni ai tralicci dell’energia elettrica. Quando un fulmine colpisce un traliccio, può generare correnti e tensioni estremamente elevate. Queste sovratensioni ad alta energia possono danneggiare i componenti elettrici del traliccio, come isolanti, trasformatori e conduttori. Inoltre, lo stress meccanico causato dal rilascio improvviso di energia può portare a danni fisici alla struttura stessa del traliccio, comprese crepe, deformazioni o addirittura collassi.
Sistemi di messa a terra
Uno dei metodi fondamentali per la protezione contro i fulmini dei tralicci elettrici è l'installazione di efficaci sistemi di messa a terra. Un sistema di messa a terra ben progettato fornisce un percorso a bassa resistenza affinché le correnti di fulmine possano fluire nel terreno.
Il sistema di messa a terra è tipicamente costituito da elettrodi di messa a terra, interrati nel terreno attorno alla base del traliccio. Questi elettrodi possono essere realizzati con materiali come rame o acciaio zincato. Il rame è una scelta popolare grazie alla sua elevata conduttività elettrica e resistenza alla corrosione. Gli elettrodi sono collegati alla struttura del traliccio tramite conduttori di terra, solitamente in rame o alluminio.
Gli elettrodi di terra sono disposti secondo uno schema specifico per garantire il massimo contatto con il terreno e ridurre la resistenza di terra. Ad esempio, è possibile installare più elettrodi verticali secondo uno schema circolare o rettangolare attorno alla base del traliccio. È possibile utilizzare anche conduttori di terra orizzontali per collegare gli elettrodi verticali, creando una struttura a rete che aiuta a distribuire uniformemente la corrente del fulmine nel terreno.
L'efficacia di un sistema di messa a terra dipende da diversi fattori, tra cui il tipo di terreno, la profondità degli elettrodi, la dimensione e il materiale dei conduttori. Nelle aree con terreno ad alta resistività, come regioni rocciose o sabbiose, potrebbero essere necessarie misure aggiuntive per ridurre la resistenza di terra. Ciò può includere l’uso di additivi chimici per migliorare la conduttività del suolo o l’installazione di elettrodi più profondi.
Parafulmini
I parafulmini, detti anche scaricatori di sovratensione, sono un altro componente essenziale della protezione contro i fulmini dei tralicci elettrici. Questi dispositivi hanno la funzione di proteggere l'equipaggiamento elettrico del traliccio dalle sovratensioni provocate dai fulmini.
Un parafulmine è costituito da un resistore non lineare collegato tra il conduttore e la terra. In condizioni operative normali, lo scaricatore ha un'elevata resistenza e non conduce corrente. Tuttavia, quando si verifica una sovratensione, la tensione sullo scaricatore aumenta rapidamente. Una volta che la tensione raggiunge una determinata soglia, il resistore non lineare cambia il suo stato e diventa un percorso a bassa resistenza, consentendo alla corrente del fulmine di fluire in modo sicuro verso terra.
Sono disponibili diversi tipi di parafulmini, inclusi gli scaricatori con varistore a ossido di metallo (MOV). Gli scaricatori MOV sono ampiamente utilizzati nei sistemi di alimentazione grazie alle loro eccellenti prestazioni e affidabilità. Sono in grado di gestire picchi di energia elevati e hanno tempi di risposta rapidi, il che aiuta a proteggere le apparecchiature elettriche da eventuali danni.
I parafulmini sono installati in punti strategici del traliccio elettrico, come nella parte superiore del traliccio vicino ai conduttori e nei punti di connessione tra i diversi componenti elettrici. Deviando la corrente del fulmine lontano dalle apparecchiature sensibili, gli scaricatori aiutano a prevenire danni da sovratensione e garantiscono il funzionamento continuo del sistema di trasmissione di potenza.
Fili schermanti
I cavi schermanti sono comunemente usati anche per la protezione contro i fulmini dei tralicci elettrici. Questi cavi sono installati sopra i conduttori di potenza e fungono da schermo per intercettare i fulmini prima che raggiungano i conduttori.
I fili di schermatura sono generalmente realizzati in acciaio ad alta resistenza o lega di alluminio. Sono collegati alla sommità del traliccio e messi a terra a intervalli regolari. Quando un fulmine si avvicina al traliccio elettrico, è più probabile che colpisca il filo schermante a causa della sua posizione elevata. La corrente del fulmine scorre quindi attraverso il filo schermato e attraverso il sistema di messa a terra giunge a terra.
Il numero e la configurazione dei fili schermanti dipendono da vari fattori, come il livello di tensione della linea elettrica, il terreno e l'attività dei fulmini nell'area. Per le linee di trasmissione ad alta tensione, è possibile utilizzare più fili di schermatura per fornire una migliore protezione. In alcuni casi, i fili di schermatura sono disposti secondo uno schema triangolare o a forma di diamante per aumentare l'area di copertura.
Progettazione dell'isolamento
Una corretta progettazione dell'isolamento è fondamentale per la protezione dai fulmini dei tralicci elettrici. Gli isolanti vengono utilizzati per separare i conduttori dalla struttura del traliccio e per impedire il flusso di corrente elettrica in condizioni operative normali. Tuttavia, durante un fulmine, gli isolanti devono resistere alle sovratensioni ad alta tensione senza rompersi.
Gli isolanti sono realizzati con materiali come porcellana, vetro o polimeri compositi. Gli isolanti in porcellana sono utilizzati da molto tempo per le loro buone proprietà meccaniche ed elettriche. Sono resistenti a fattori ambientali come umidità, inquinamento e radiazioni UV. Gli isolanti in vetro sono apprezzati anche perché sono trasparenti, il che consente una facile ispezione visiva di eventuali danni.
Gli isolanti polimerici compositi hanno guadagnato crescente popolarità negli ultimi anni grazie alla loro leggerezza, elevata resistenza ed eccellenti proprietà idrofobiche. Questi isolanti possono resistere meglio agli effetti dell'inquinamento e dell'umidità, il che aiuta a ridurre il rischio di scariche elettriche durante un fulmine.
Il design degli isolanti, compresa la loro forma, dimensione e numero, viene attentamente considerato per garantire che possano resistere alle sovratensioni atmosferiche previste. La distanza superficiale (la distanza più breve lungo la superficie dell'isolante) è un parametro importante nella progettazione dell'isolante. Una distanza superficiale maggiore aiuta a prevenire il flashover superficiale e migliora le prestazioni di isolamento.
Monitoraggio e Manutenzione
Oltre all'installazione dei dispositivi di protezione dai fulmini, il monitoraggio e la manutenzione regolari sono essenziali per garantire l'efficacia a lungo termine del sistema di protezione dai fulmini.
I sistemi di monitoraggio possono essere utilizzati per rilevare eventuali cambiamenti nelle prestazioni del sistema di messa a terra, dei parafulmini e degli isolanti. Ad esempio, è possibile utilizzare misuratori di resistenza di terra per misurare la resistenza di terra a intervalli regolari. Qualsiasi aumento significativo della resistenza di terra può indicare un problema con gli elettrodi o i conduttori di terra, che deve essere risolto tempestivamente.
I parafulmini possono essere monitorati utilizzando dispositivi di monitoraggio online che misurano la corrente di dispersione e altri parametri elettrici. Un aumento anomalo della corrente di dispersione può indicare un degrado dello scaricatore, che richiede la sostituzione.
Gli isolanti dovrebbero inoltre essere ispezionati regolarmente per eventuali segni di danno, come crepe, scheggiature o contaminazione. Potrebbe essere necessaria la pulizia degli isolanti in aree con elevati livelli di inquinamento per mantenere le prestazioni di isolamento.
In qualità di fornitore di tralicci elettrici, offriamo una vasta gamma di prodotti, tra cuiTorre del potereEPalo per tubi in acciaio elettrico, progettati con funzionalità avanzate di protezione dai fulmini. I nostri prodotti sono realizzati utilizzando materiali di alta qualità e rigorosi processi di controllo qualità per garantirne l'affidabilità e la sicurezza.
Se sei interessato all'acquisto dei nostri tralicci elettrici o hai domande sulla protezione contro i fulmini, ti invitiamo a contattarci per una discussione dettagliata. Il nostro team di esperti è pronto a fornirvi consulenza professionale e soluzioni personalizzate per soddisfare le vostre esigenze specifiche.
Riferimenti
- IEEE Std 62.11-2005, Guida IEEE per l'applicazione degli scaricatori di sovratensione a ossido di metallo per sistemi a corrente alternata.
- CIGRE TB 549, Protezione contro i fulmini delle linee di trasmissione aeree.
- ANSI/IEEE C62.1-2013, standard nazionale americano per gli scaricatori di sovratensione all'ossido di metallo per circuiti di alimentazione CA.