Schermi Dei Cavi Mt

[aleghost]

Collegate a terra gli schermi dei cavi di MT ad entrambe le estremità?

[adross]

No

[aleghost]

per quale motivo?

[adross]

Contro quiz

Dicci prima come mai ti è venuto in mente la domanda molto tecnica e peraltro legittima.

[aleghost]

Premetto che non ho trovato nulla sulla normativa riguardo il collegamento a terra degli schermi dei cavi di media.

Il problema nasce dal fatto che alcuni collegano a terra, per mezzo del nodo di terra di cabina, solo una estremità dello schermo, altri le collegano entrambe. Un mio collega mi dice che è addirittura proibito collegare entrambe le estremità degli schermi a terra. Poi su tuttonormel ho visto una figura in cui un cavo di media ha una estremità dello schermo collegata a terra e l'altra ad un cavo chiamato CT (collettore di terra?).

Ora, a cosa serve lo schermo? A drenare parte della corrente di guasto a terra (in particolare nelle reti a neutro compensato la corrente di doppio guasto monofase a terra)? Se è così allora collegao entrambe le estremità in quanto collegandone solo una il contributo di drenaggio dello schermo sarebbe modestissimo in quanto dovuto solo alla corrente che si richiude attraverso le capacità trasversali del cavo.

Per questo chiedevo lumi.

grazie

[adross]

Horipreso questo post in quanto non l'ho concluso a suo tempo e quindi per un senso di rispetto per

"aleghost".

Premesso che i cavi di media tensione vengono progettati e costruiti senza considerare correnti non definibili all'atto della costruzione. La schermatura unipolare fatta da un lamierino sottile di rame con lo scopo di drenare a terra effettivamente le correnti capacitive del cavo.

La vera terra di protezione tra due cabine elettriche di smistamento MT che definiamo cabina sorgente "A" (formata da uno o due arrivi mt) e una delle cabine utente o periferica detta "B1", (una delle varie cabine alimentate dalla cabina "A") è formata da, (una o più) robuste corde di rame, (50mmq, 95mmq o 120 mmq) gialloverde o nude stagnate che corrono parallelamente ai cavi MT e collegano le barre colletrici di terra delle cabine interconnesse, (esempio "A" e "B1" nel nostro esempio) allo scopo di creare in ogni caso l'ecquipotenzialità delle masse di protezione tra le diverse cabine, (sorgente e utente).

Se non avessimo queste terre di ecquipotenzialità, questa funzione rischia di essere svolta in modo improprio dalle schermature dei cavi. Le chermature dei cavi elettrici e strumentali assolvono il loro compito, (quando sono installati tra impianti lontani fisicamente tra di loro) se gli impianti in questione sono collegati in modo efficace da delle reti di terra che garantiscano l'equipotenzialità tra le masse degli impianti stessi. In caso contrario diventano conduttori di ritorno di correnti permanenti di terra o peggio di conduttori di ritorno per correnti di guasto o scariche atmosferiche.

Detto questo un'altra premessa va fatta per quanto riguarda le tecniche di distribuzione della media tensione e degli ambienti in cui sono installati e spesso delle filosofie applicate dal progettista dell'impianto.

La media tensione, (mi scuso con i puristi delle norme) viene abitualmente distribuita in cavo per tensioni tipiche che vanno dai 3KV ai 30KV, (questa è la mia esperienza) su distanze piccole medie come dire da qualche centinaio di metri a qualche decina di km. Un'altra delle filosofie è che si possono avere distribuzioni sulla corta e media distanza relativamente affidabili, con basse correnti di guasto monofase a terra e con una relativa facilità alla discriminazione delle cause pur mantenendo gli impianti utilizzatori interconnessi in esercizio.

Veniamo ora agli esempi circuitali di utilizzo e ad alcune filosofie di progetto.

Innanzitutto non possiamo valutare un dettaglio costruttivo, (terra delle schermature) senza conoscere la filosofia del progetto, lo schema unifilare e l'impostazione delle protezioni di rete e cavo che vi sono installate.

Esempio 1

La cabina sorgente "A" è alimentata da un trasformatore con rapporto xx/ 10KV, avvolgimenti Y/D 11.

La cabina "A" alimenta con le sue partenze 5 cabine remote 10KV/400V.

Il flusso della corrente va dunque in modo direzionale dalla cabina "A" alle cabine "B1", "B2" ecc.

Lo scopo delle protezioni, (oltre al sovraccarico e alla massima corrente) è quello di rilevare il guasto monofase a terra.

La corrente di guasto monofase a terra in un sistema a neutro isolato è data dalla cacità del complesso di cavi in quel momento interconnessi al sistema barre MT derivato dalla cabina sorgente. Questo valore si calcola con le capacità totali teoriche della rete di cavi connessa. Questa capacità viene definita teorica in quanto è sufficiente aprire delle linee di cavo per variare la capcità della rete e quindi della corrente capacitiva. E' come se avessimo sulle sbarre MT della cabina sorgente tre grandi condensatori, uno di questi si annulla in caso di guasto omopolare.

Per rilevare lo scompenso o annullamento di una delle correnti omopolari di un cavo viene inserito nella cabina sorgente, un trasformatore toroidale nel cui foro centrale passano tutte e tre le fasi, (in caso di cavo a tre trefoli) o di tutto il cavo trifase. L'uscita del trasformatore toroidale viene inviata ad un relè di massima corrente tarato ad un valore opportunamente calcolato con riferimento alla corrente capacitiva dell'impianto già definita in precedenza. A questo punto, per evitare false cause di scatto bisogna evitare che all'interno del toro che racchiude anche le schermature delle fasi MT ci sia una circolazione di corrente non gradita ma ci sia solo la effettiva corrente omopolare del cavo con la protezione. E' quì entra in gioco la tecnica del collegamento delle schermature trifasi dei cavi. In questo tipo di applicazione si usa lasciare isolate le schermature dei cavi lato cabina utente, (remota) e collegare con una unica treccia le tre schermature dei cavi. La treccia isolata risultante viene passata con un entra esci nel toro di misura in modo da annullare la tipica corrente di fuga, tipo differenziale, finche le correnti che transitano in entrata nel toro sono annullate da altrettanti correnti uscenti, (normalmente di basso valore) al relè non arriva alcun segnale. Se da un punto che va da "immediatamente a valle del toro fino alla cabina remota utente" una fase va a massa allora la corrente omopolare ritorna alla cabina sorgente squilibrando il sistema di misura del toro e verificata dal relè di protezione omopolare.

Il sistema descritto pur in uso ha molti limiti e incertezze nel rilevamento delle correnti di guasto omopolari.

In altri impianti si preferisce vincolare il sistema MT lato cabina o trasformatore sorgente a terra lato distribuzione tramite reattanze, resistenze di centro stella, o altri metodi, tutti portati ad ottenere una corrente di guasto monofase a terra di un valore non distruttivo ma certo e misurabile in modo indipendente del numero degli utenti o dai km di cavo collegato al sistema e di permettere di conseguenza alle protezioni di linea di intervenire. Anche in questo caso, (neutro parzialmente a terra) il rilevamento delle correnti di guasto avviene con dei trasformatori toroidali posti sul cavo. In questo tipo di applicazioni è possibile confermare l'evento di guasto con un rele di tensione collegato a triangolo aperto sul sistema di sbarre sorgenti. Anche in questo caso in genere si collega le schermature a terra lato cabina sorgente.

Se invece i cavi non sono vincolati a sistemi particolari possono essere collegati a terra da entrambi i lati fatta salva la rete ecquipotenziale di terra.

Considerazione di carattere generale.

I cavi schermati di MT sono degli oggetti fine e se stessi costruiti in quel modo specifico.

L'uso che se ne fa dipende esclusivamente dall'utente, dal progettista e dalle filosofie di progetto applicate.

E' quindi molto probabile che vi siano molteplici applicazioni diverse la maggior parte corrette altre non corrette.

Alcune applicazioni si ritengono corrette semplicemente perche non si è mai verificata la situazione che ne dimostra il contrario. Come sempre chiunque può avere sull'argomento le proprie idee.

[panrob]

Non vorrei dare una delusione ad andross ma mi risulta che la schermatura metallica dei cavi MT deve essere messa a terra (da una o da entrambe le estremita') per soddisfare ad un requisito del DPR 547 che considera parti attive tutte le utenze in MT che non sono separate dall'utilizzatore tramite schermo metallico messo a terra. Ergo se i cavi non avessero la schermatura a terra sarebbero da considerarsi alla stregua di conduttori "nudi" e quindi dovrebbero non essere accessibili.

[Piero Azzoni]

la visione di andross non e' sbagliata ma e' vecchia

e' figlia di quando si vedeva gli impianti di terra segregati tra loro, di quando (ne ho visti in vecchissimi impianti) si mettevano sezionatori selle puntazze per misurare la ringola resistivita'

di quando la terra enel DOVEVA ESSERE assolutamente isolata dalla terra utente e enel chiedeva appunto che l'armatura del cavo mt fosse a terra da una sola delle due parti (una a caso, per la precisione)

la visione piu' moderna della terra dende, anche se non ci e' ancora arrivata, alla viione della terra globale

enel stessa ora chiede una terra equipotenziale con la terra utente, anzi per l'esattezza chiede chiede l'identita' della due, e cio' e' giusto

le norme stesse vietano che uno stesso impianti abbia due terre ma non vietano che due impianti abbiano una sola terra; tecnicamente questa situazione e' solo auspicabile perche' piu' impianti in parallelo riducono sensibilmente la resistivita' di ogni impianto (che tra l'altro diviene la stessa ed in equipotenziale)

ne consegue che in questa visione la messa a terra di ognuni dei capi del cavo di media e' auspicabile perche' rappresenta un ulteriore elemento di equipotenzialita' del/degli impianto/i di terra

la problematica delle protezioni di guasto a terra si risolve con facilita' attraversando in senso opposto al conduttore il toroide con corda isolata fino al piu' vicino punto di collegamento a terra

[Del_user_23717]

Non aggiungo nulla di nuovo, solo le mie recenti esperienze di collegamenti in cabina, negli ultimi due casi, le terre (in corda di rame nuda) sono state collegate su entrambe le connessioni.

[adross]

Non ho delusione in materia perchè innanzitutto ho ripreso un argomento che chiunque altro poteva fare.

Chissà perchè in quel momento nessuno ha dato una spiegazione diversa.

Poi non faccio progetti attuali ma ho descritto delle situazioni esistenti. Ho chiarito che le filosofie di progetto sono tante e mutabili. Chi lavora nell'esistente ha l'esistente costruito secondo certe filosofie, chi progetta il nuovo deve applicare le tecniche e le leggi attuali. Lavoro normalmente sia con impianti vecchi e nuovi e con situazioni diverse. Gli impianti di distribuzione esistono sia come impianti enel che come impianti all'interno di stabilimenti privati. Non ho mai parlato di schermi completamente isolati ma in certi casi da collegamento a terra di un solo lato.

[rickyx]

io ho SEMPRE connesso a terra le schermature metalliche delle teste dei cavi di MT dove lavoravo prima (si lavorava all'epoca per L'enel)su loro specifica richiesta.

[aleghost]

io ho SEMPRE connesso a terra le schermature metalliche delle teste dei cavi di MT dove lavoravo prima (si lavorava all'epoca per L'enel)su loro specifica richiesta.

ne consegue che in questa visione la messa a terra di ognuni dei capi del cavo di media e' auspicabile perche' rappresenta un ulteriore elemento di equipotenzialita' del/degli impianto/i di terra

mi riattacco alla discussione, da cui, dalle vostre risposte, si comprende che il fatto di collegare entrambe i capi della calza del cavo di media ai collettori di terra è per ragioni di equipotenzialità e non di drenaggio di corrente di guasto omopolare, mentre collegando solo una estremità della calza altro non faccio che drenare parte della corrente di guasto sulla calza del cavo di media.

però se ho un locale Enel, un locale misure e, adiacente, un locale dove installo il mio quadro di media tensione, l'equipotenzilità è garantita anche senza collegare la calza del cavo di media, in quanto i collettori di terra del mio locale e di quello ENEL sono in parallelo con l'impianto di terra. A questo punto però, da come dice panrob :

ma mi risulta che la schermatura metallica dei cavi MT deve essere messa a terra (da una o da entrambe le estremita') per soddisfare ad un requisito del DPR 547 che considera parti attive tutte le utenze in MT che non sono separate dall'utilizzatore tramite schermo metallico messo a terra

dovrei collegare almeno un capo a terra.

a problematica delle protezioni di guasto a terra si risolve con facilita' attraversando in senso opposto al conduttore il toroide con corda isolata fino al piu' vicino punto di collegamento a terra

questo non mi è chiaro. bisogna comunque fare l'entra-esci della calza sul toroide

[soleilblue]

con cavidotti lunghi conviene mettere solo un capo a terra per tenere isolati i due impianti di terra, si evitano corrente di circolazioni varie, si evita di portare in giro il potenziale sull'altro impianto in caso di guasto.

ci sono sempre varie scuole di pensiero io preferisco se me lo chiedono mettere solo da un lato perchè lo schemo non è un conduttore

sul discorso dello schermo fuori dal toroide se metti lo schermo nel toroide non vedi il guasto in corrente perchè la richiusura della corrente a terra sulla fase guasto ce l'hai sullo schermo delle altre due sane

comuque non vedo ragioni particolare per fare i due collegamente se foglio fare una terra totale metto nella trincea una corda di terra

[bellcar]

La sezione dello schermo dei cavi Mt e' dimensionata dai costruttori dei cavi in base a tabelle ricavate dalle norme CEI 20-13.

Questa sezione e' normalmente molto inferiore a quella che risulta necessaria per poter utilizzare lo schermo anche come "conduttore di protezione" .

In generale tale valore e' di circa 6-16 mmq, in quanto per le norme di costruzione lo schermo deve unicamente compiere due funzioni, la prima di drenare le correnti capacitive verso terra e la seconda di rispettare i dettami del DPR 547.

E' in base a queste considerazioni che si dovrebbe basare la scelta di collegare tale schermo su un solo lato o su entrambi a terra.

Se il cavo e' una frusta che va dal box MT al trasformatore, nessuno mi impedisce di collegarlo da entrambe le estremita' , la probabilita' che per un qualsiasi guasto (esclusi quelli del cavo) tale schermo sia interessato a una circolazione di corrente troppo elevata e' trascurabile, nel caso di collegamento di due impianti distanti, se non ho la certezza che l' equipotenzialita' e le eventuali correnti di circolazione per guasti siano sopportate da altri conduttori di protezione senza interessare lo schermo allora e' consigliabile collegarlo da un solo lato.

Con questo non dico che gli impianti di terra devono essere indipendenti o quant' altro, dico solo che non si deve usare lo schermo come unico conduttore per intercollegare impianti diversi.

Saluti bellcar

[Del_user_23717]

Mi collego a quanto scritto da bellcar per confermare che prima intendevo proprio quel tipo di collegamento, fruste da 95 mmq e lunghezza 4 metri.

[aleghost]

La sezione dello schermo dei cavi Mt e' dimensionata dai costruttori dei cavi in base a tabelle ricavate dalle norme CEI 20-13.

Questa sezione e' normalmente molto inferiore a quella che risulta necessaria per poter utilizzare lo schermo anche come "conduttore di protezione" .

In generale tale valore e' di circa 6-16 mmq, in quanto per le norme di costruzione lo schermo deve unicamente compiere due funzioni, la prima di drenare le correnti capacitive verso terra e la seconda di rispettare i dettami del DPR 547.

Benissimo qiesta info è molto utile.

però la calza drena le correnti "capacitive" (in realtà le correnti che si richiudono attraverso le capacità trasversali della linea hannop anche una componente resistiva a causa delle perdite nel dielettrico) sia che sia messa a terra da un lato che da entrambe i lati. L'equipotenzializzazione la lascio, se la volgio fare su più cabine didtsnti, al conduttore di terra (meglio nudo così diminuisco anche la resistenza totale di terra e di sezione minima di 25mmq perchè siamo in medi atensione).

A questo punto deduco che la filosofia migliore sia quella di collegare un solo lato della calza a terra sia che si stratti di impianti poco estesi che di impianti molto estesi, tanto, come ho detto prima, la corrente capacitiva è drenata a terra in ogni caso anche dalla calza messa a terra un un lato od in entrambe i lati.

[patron]

Mi riallaccio a questa interessante discussione, ponendo un altro quesito:

la messa a terra di un'estremità dello schermo di un cavo interrato MT che collega 2 cabine di distribuzione, garantisce anche la protezione del cavo dalle scariche atmosferiche?

Altra domanda stupida (ma davvero stupida): in presenza di giunti su tale cavo come ci si comporterebbe? si mette a terra il giunto o di nuovo l'estremità del cavo?

[aleghost]

la messa a terra di un'estremità dello schermo di un cavo interrato MT che collega 2 cabine di distribuzione, garantisce anche la protezione del cavo dalle scariche atmosferiche?

Lo schermo del cavo a terra in uno od entrambe le estremità drena la corrente di guasto omopolare a terra che si richiudo attraverso le capacità trasversali della linea e, quindi, anche parte della corrente generata dalle sovratensioni (legge di Faraday-Newman-Lenz) per fulminazione indiretta del cavo (o anche diretta se il cavo fosse installato a vista). Questo però, IMHO, non garantisce la protezione del cavo contro le scariche atmosferiche dalle sovratensioni, in quanto, per quanto detto prima, la sovretensione te la trovi anche nel conduttore di fase. Inolte le sovretensioni in MT sono molto meno pericolose di quelle in bassa tensione proprio perchè i due sistemi (media e bassa) sono a tensioni deiverse: 400V concatenata per la bassa e 15, 20kV per la media tensione. I trafo, inoltre, fanno da filtro, per le sovretensioni, tra la media e la bassa tensione.

Altra domanda stupida (ma davvero stupida): in presenza di giunti su tale cavo come ci si comporterebbe? si mette a terra il giunto o di nuovo l'estremità del cavo?

E' sempre la calza a terra.

N.B. Spero di non aver detto troppe cavolate :blush:

[patron]

Ho capito, ma quindi volendo proteggere il cavo MT interrato dalle scariche atmosferiche che misure è necessario adottare?

[aleghost]

Il cavo è interrato quindi non ci può essere fulminazione diretta.

Per la fulminazione indiretta credo che la corrente indotta nello schermo sia veramente modesta. In sostanza, secondo me, non serve una protezione contro le cariche atmosferiche in un cavo di Mt con lo schermo a terra, in quanto lo schermo farà la sua funzione di drenaggio e schermatura e, comunque, se ci dovesse essere un picco di sovratensione indotta nel conduttore di fase di media tensione questa sarebbe, credo, largamente inferiore al valore stellato di media tensione.

Se dovessi per forza fare una protezione contro le fulminazioni, il cavo di media lo mettere dentro un cavidotto metallico.

[patron]

Io so che alle volte si usa un tondino di rame posto all'interno dello scavo posto sopra il cavo di circa 50 cm.......ne sapete qualcosa?

[adross]

Nel caso di un tipico cavo unipolare schermato, (non armato)

I cavi mt sono formati da vari strati di materiali, dall'centro verso l'esterno.

Conduttore in rame, pellicola semiconduttrice avvolta sopra il conduttore, isolante principale, strato di semiconduttore posto sopra l'isolante primario, pellicola di nastro semiconduttore avvolto sull'isolante primario, spirale di lamierino in rame, (schermo) avvolto sopra e guaina di protezione esterna isolante, in genere di colore rosso. Nel mettere in opera un giunto tra due cavi si deve avere cura tramite i materiali idonei di dare continuità a tutte le varie sezioni del cavo secondo le loro caratteristiche, la schermatura del lamierino viene ripristinata avvolgendo della retina flessibile sul cavo e unendo gli estremi con saldatura a stagno ai lamierini corrispondenti. Alla fine il tutto viene racchiuso in un guscio protettivo, (conchiglia) e riempito con resina isolante termoindurente. Non ci devono essere schermature o terre varie portate all'esterno. Il cavo deve avere la sua continuità naturale.

[soleilblue]

Nel caso di passaggio da linea aerea in cavo mi è capitato di fare dei calcoli sulla lunghezza minima di autoprotezione per verificare che se il cavo era lungo abbastanza l'energia del fulmine si scaricava nel cavo senza interessare con effetti distruttivi gli altri componenti elettrici tipo trasformatori.

La formula sinceramente non la ricordo, comunque il costruttore di cavi dovrebbe fornirla.

Non ho mai sentito parlere di protezione del cavo penso anche perchè ad esempio nel passaggio da linea aerea in cavo sicuramente l'impedenza del cavo è maggiore della linea per cui principalmente il fulmine va sulla linea che risulta però generalmente protetta con scaricatori.

Penso comunque che se vuoi proteggere il cavo metti uno scaricatore.

[aleghost]

Penso comunque che se vuoi proteggere il cavo metti uno scaricatore

infatti, uno scaricatore di sovratensione lato media tensione

[turecek]

On 5/17/2006 at 10:02 AM, aleghost said:

Riguardo questo quisito del collegamento a terra dello schermo metallico  del cavo di MT e' un argomento che mi interessa perche' devo analizzare un progetto per un cavo di MT 33 kV lungo 8000 m che sta avendo problemi nelle giunzioni - avvero stanno "scoppiando". Adesso -collegamenti dello schermo si va fatto ma si deve considerare il lavoro. Nel mio caso ho 26 unioni! Allora che fare IEEE 575, lo dice ma io mi chiedo collego a terra diretto in 4 punti (le estremita' piu due intermedi). Molto bene ma non avro' bisigno di un SVL, se si come lo devo calcolare