In qualità di fornitore di sottostazioni prefabbricate, ho riscontrato una serie di problemi con questi impianti di distribuzione dell'energia elettrica. Le sottostazioni prefabbricate sono unità autonome che ospitano apparecchiature elettriche come trasformatori, quadri e quadri di controllo. Sono preassemblati in fabbrica e poi trasportati al luogo di installazione, il che offre numerosi vantaggi come tempi di installazione più rapidi ed efficienza in termini di costi. Tuttavia, sono anche soggetti a numerosi difetti comuni di cui dovremmo essere consapevoli.
1. Problemi di gestione termica
Uno dei problemi più frequenti nelle sottostazioni prefabbricate è il surriscaldamento. I trasformatori, che sono un componente critico in qualsiasi sottostazione, generano una quantità significativa di calore durante il funzionamento. Se questo calore non viene dissipato correttamente, può portare a una serie di problemi.
Ad esempio, il calore eccessivo può causare il degrado dei materiali isolanti all'interno del trasformatore. L'isolamento è essenziale per prevenire cortocircuiti elettrici e garantire il funzionamento sicuro ed efficiente del trasformatore. Quando l'isolamento si rompe, si possono formare archi elettrici, che non solo danneggiano il trasformatore ma rappresentano anche un serio rischio per la sicurezza.
Inoltre, il surriscaldamento può influenzare anche le prestazioni di altri componenti elettrici nella sottostazione, come quadri e quadri di controllo. Le alte temperature possono causare l'espansione e la contrazione dei contatti elettrici di questi componenti, con conseguenti collegamenti allentati. Le connessioni allentate aumentano la resistenza elettrica, che a sua volta genera più calore, creando un circolo vizioso.
Per affrontare i problemi di gestione termica, sono fondamentali sistemi di ventilazione adeguati. Le sottostazioni prefabbricate dovrebbero essere dotate di ventilatori, prese d'aria e scambiatori di calore per garantire che il calore generato dalle apparecchiature elettriche venga effettivamente rimosso. Dovrebbero essere effettuati anche controlli di manutenzione regolari per garantire che questi sistemi di raffreddamento funzionino correttamente.
2. Ingresso di umidità
L’umidità è un altro nemico comune delle sottostazioni prefabbricate. L'acqua può entrare nella sottostazione in vari modi, come perdite nell'involucro, condensa o allagamenti nell'area di installazione.
Quando l'umidità penetra all'interno della sottostazione, può causare la corrosione delle apparecchiature elettriche. La corrosione può danneggiare le parti metalliche di trasformatori, quadri e altri componenti, riducendone la durata e le prestazioni. Ad esempio, la corrosione dei contatti elettrici può aumentare la resistenza e portare al surriscaldamento, come accennato in precedenza.
Anche l'umidità può causare cortocircuiti nell'impianto elettrico. L'acqua è un buon conduttore di elettricità e, se entra in contatto con parti elettriche sotto tensione, può creare un percorso elettrico involontario, che può far scattare gli interruttori automatici e interrompere l'alimentazione elettrica.
Per impedire l'ingresso di umidità, l'involucro della sottostazione prefabbricata deve essere adeguatamente sigillato. Le guarnizioni e i sigilli devono essere ispezionati regolarmente per individuare eventuali segni di usura e sostituiti se necessario. Inoltre, all'interno della sottostazione possono essere installati deumidificatori per ridurre il livello di umidità ed evitare la formazione di condensa.
3. Guasti elettrici
I guasti elettrici sono inevitabili in qualsiasi sistema elettrico e le sottostazioni prefabbricate non fanno eccezione. Cortocircuiti, sovraccarichi e guasti a terra sono alcuni dei guasti elettrici più comuni che possono verificarsi in una cabina prefabbricata.
Un cortocircuito si verifica quando c'è una connessione a bassa resistenza tra due punti in un circuito elettrico che dovrebbero avere un'alta resistenza. Ciò può essere causato da isolamento danneggiato, cavi allentati o corpi estranei entrati nella sottostazione. Quando si verifica un cortocircuito, una grande quantità di corrente scorre attraverso il circuito, il che può danneggiare l'apparecchiatura elettrica e causare un'interruzione di corrente.
I sovraccarichi si verificano quando il carico elettrico su un circuito supera la sua capacità nominale. Ciò può essere dovuto ad un aumento del numero di dispositivi elettrici collegati alla sottostazione o ad un malfunzionamento del sistema di gestione dei carichi. Il sovraccarico può causare il surriscaldamento dei conduttori elettrici e delle apparecchiature, con conseguenti danni all'isolamento e potenziali rischi di incendio.
I guasti a terra si verificano quando un conduttore elettrico entra in contatto con la terra. Ciò può essere causato da un isolamento danneggiato o da una messa a terra inadeguata dell'impianto elettrico. I guasti a terra possono rappresentare un grave rischio per la sicurezza del personale che lavora all'interno o nelle vicinanze della sottostazione, nonché causare danni alle apparecchiature elettriche.
Per proteggersi dai guasti elettrici, le sottostazioni prefabbricate sono dotate di dispositivi di protezione come interruttori automatici, fusibili e relè. Questi dispositivi sono progettati per rilevare condizioni elettriche anomale e interrompere rapidamente il flusso di corrente per prevenire danni all'apparecchiatura e garantire la sicurezza. Tuttavia, sono necessari test e manutenzione regolari di questi dispositivi di protezione per garantirne il corretto funzionamento.
4. Danni meccanici
Possono verificarsi danni meccanici durante il trasporto, l'installazione o il funzionamento delle sottostazioni prefabbricate. Durante il trasporto, la sottostazione può essere soggetta a movimentazione brusca, vibrazioni e urti, che possono causare danni ai componenti interni e all'involucro.
Durante l'installazione, una manipolazione impropria o procedure di installazione errate possono causare danni meccanici. Ad esempio, se la sottostazione non è adeguatamente livellata o ancorata, può causare sollecitazioni sui componenti interni e sul telaio strutturale, portando a guasti prematuri.
Durante il funzionamento, anche fattori esterni come condizioni meteorologiche estreme, atti vandalici o attività di costruzione nelle vicinanze possono causare danni meccanici alla sottostazione. Ad esempio, forti venti, forti nevicate o grandine possono danneggiare l'involucro e le apparecchiature elettriche al suo interno. Anche gli atti vandalici, come graffiti o danni fisici alla sottostazione, possono interromperne il normale funzionamento.
Per evitare danni meccanici, è necessario utilizzare metodi di imballaggio e trasporto adeguati. La sottostazione deve essere installata attentamente secondo le istruzioni del produttore. Inoltre, il sito di installazione deve essere adeguatamente selezionato e protetto per ridurre al minimo il rischio di danni esterni.
5. Invecchiamento e usura dei componenti
Come tutte le apparecchiature elettriche, i componenti di una sottostazione prefabbricata invecchiano e si consumano nel tempo. I trasformatori, ad esempio, hanno una durata di vita limitata e le loro prestazioni diminuiranno gradualmente con l'invecchiamento. I materiali isolanti nel trasformatore si degraderanno nel tempo, riducendone la capacità di resistere ad alte tensioni e prevenendo guasti elettrici.
Anche i quadri e gli interruttori automatici sono soggetti a usura durante il loro funzionamento. I contatti di questi dispositivi possono essere erosi da archi elettrici e i componenti meccanici possono allentarsi o danneggiarsi. Ciò può comportare un funzionamento inaffidabile e un aumento del rischio di guasti elettrici.
Per affrontare il problema dell’invecchiamento e dell’usura dei componenti, sono essenziali il monitoraggio e la manutenzione regolari delle condizioni. Attraverso tecniche come l'analisi dell'olio nei trasformatori, il monitoraggio della temperatura e i test della resistenza di isolamento, è possibile valutare le condizioni dei componenti ed eseguire sostituzioni o riparazioni tempestive.
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Riferimenti
- Ingegneria delle sottostazioni elettriche di Turan Gonen
- Progettazione e analisi della sottostazione di McNutt, Winders e Vance