Cavi Di Media Tensione - scelta cavi mt

[MASSIMOPC]

Vorrei avere un parere dagli utenti del forum (leggendo i vari post

penso soprattutto a Bellcar Adross ed Elettrodino che per competenza

accertata piuttosto evidente mi sembrano i più idonei a rispondere)

Ebbene negli impianti in media tensione con tensione di esercizio

di 23kV si é soliti utilizzare cavi RG7H1R 12/20kV, il cavo in questione

può essere utilizzato fino a 24kV , ora con la possibilità

di avere reti con il neutro non più isolato ma messo a terra

con bobina di Petersen e con la possibilità di avere tempi di eleiminazione

del guasto a terra con tutta probabilità piu lunghi non è

meglio utilizzare cavi con grado di isolamento 18/30KV?

Risulta solo un inutile aggravio di costi?

Grazie

[adross]

Ho avuto nel passato una esperienza diretta di gestione di un sistema elettrico a 20Kv e un sistema secondario a 6Kv per i grandi motori.

Il secondario del trasformatore 6Kv, (8MVA) era a stella e il neutro era collegato a terra tramite una resistenza di terra che limitava la corrente a 90 a circa.

Il secondario del trasformatore di distribuzione a 20Kv, (50 MVA) era a triangolo con il neutro isolato

Gli impianti per la maggior parte erano progettati e costruiti per la classe 24kv.

Questo riguardava anche i quadri elettrici. Dico questo, perchè in questo contesto è inutile ragionare sui cavi e non ragionare sul restante sistema elettrico.

Considera che tutto ciò che è metallicamente connesso ad un sistema ne percepisce tutti i fenomeni ed eventi ad esso riconducibili.

Allora, ero in un grande stabilimento petrolchimico e l'estensione dei cavi era notevole.

Dai molti contatti avuti con i progettisti delle reti, (una società internazionale con uffici a milano) questi mi hanno detto che l'ideale sarebbe aver costruito il tutto in classe 32Kv. Il progetto è stato sviluppato in classe 24kv perchè appunto rientrava nei limiti dell'isolamento e la Corrente di Corto Circuito trifase del sistema era ancora nei limiti delle apparecchiature. Pertanto data la considerevole differenza di costo è stato deciso di costruire in classe 24Kv.

Il sitema 20Kv, all'inizio era con neutro totalmente isolato. In questo caso la corrente di guasto monofase a terra è data dalla corrente capacitiva del sistema di cavi in quel momento in esercizio nella rete in oggetto. In base ad un calcolo si definisce che questa corrente ha un certo valore, in genere qualche decina di ampere, (da 30 a 150 ). Questo valore può variare in base all'asseto della rete elettrica in esercizio. In questa situazione, la taratura dei relè omopolari può non essere sempre affidabile.

Altra caratteristica negativa di un sistema di questo tipo, si è rivelata la capacità di avere sovratensioni sia per manovre in rete che indotte da fenomeni esterni. Conclusione, abbiamo creato un neutro fittizio con delle reattanze e lo abbiamo collegato a terra. In questo modo in caso di guasto omopolare a terra la corrente e la tensione di guasto assumono valori ben definiti e rilevabili qualunque sia l'estensione della rete in cavo alimentata.

L'impianto assume con questo tipo di circuito, (parzialmente a terra) una maggiore stabilità di esercizio anche nei momenti di guasto e le tensioni assumono valori definiti. In ogni caso mai superiori alla radice di tre del valore concatenato. Con il neutro parzialmente a terra, i tempi di intervento delle protezioni non dovrebbero essere più lunghi ma certamente quelli impostati nei dispositivi, in quanto il valore di corrente è certamente raggiunto e rilevato. Per quanto riguarda l'isolamento non vedo problemi per i cavi a 24KV.

Ovviamente pur essendo l'elettrotecnica basata su delle leggi certe, molte soluzioni però sono lasciate all'esperienza e alla cacità dei progettisti. Scusa se sono stato palloso o posso aver scritto qualche cavolata ma sto scrivendo di getto.

Ciao

La messa a terra tramite impedenze del sitema elettrico, a mio parere ha il vantaggio di realizzare

[elettrodino]

Ciao Massimo

Ti riferisci alla durata del cavo durante un guasto a terra ; le otto ore consecutive e oltre dopo di che il cavo puo' essere inservibile ??

[adross]

Sulle otto ore di permanenza del cavo con guasto a terra, ho avuto una esperienza personale poco piacevole.

Il mio capo di allora sosteneva che questo era lo scopo e il vantaggio del sistema a neutro isolato, ipotesi solo teorica. Peccato che in occasione di un guasto monofase a terra del giunto di cavo a 20Kv della linea principale di alimentazione dello stabilimento, (io ero in trasferta), lui tranquillizzò tutti dicendo che non c'erano problemi immediati, dopo pochi minuti saltò tutto il sistema eletrico. La realtà e che un guasto monofase a terra di un sistema di media tensione è quasi sempre dovuto alla caduta dell'isolamento. Il punto di guasto non è mai franco a terra ma è sempre intermittente, con scariche violente, degrado rapido degli isolanti, forte ionizzazione dell'aria circostante e sviluppo di alte temperature in grado di bruciare gli isolanti e fondere il rame del conduttore.

La possibilità di marciare con una fase a terra franca e senza fenomeni di guasto è assai rara. Dopo di allora, ho visto molti altri guasti sulla media tensione e tutti hanno avuto lo stesso comportamento. Nelle aziende dove ho lavorato e lavoro, il guasto a terra omopolare viene eliminato dopo 5 secondi. La continuità di esercizio sugli impianti a valle viene garantita dall'uso di doppie linee di alimentazione e commutazioni automatiche. In bassa tensione, (220V o 380V) i fenomeni distruttivi non sono così violenti, quindi è possibile avere una marcia abbastanza regolare per un certo periodo di tempo. Fatti salve altre questioni legate alle protezioni e alle normative di sicurezza. Saluti

[carpluca]

Soltanto una piccola precisazione: non è piu' corretto parlare di media tensione, si parla di alta tensione >1000V

Ciao

[adross]

Per carpluca

Si parla di media tensione da > di 1000V a 30.000V. Sistema elettrico di categoria II.

Cabine di trasformazione, grossi impianti, industria, linee di distribuzione dell'energia.

Se > di 30.000V allora è alta tensione. Categoria III.

Linee di trasporto dell'energia energia a media e grande distanza.

Scusa la domanda. in che ambito lavori?

Ciao.

[MASSIMOPC]

Ringrazio Adross per la risposta. Per Elettrodino : in effetti pensavo leggendo ieri

la nuova DK5600 che il fatto di avere una induttanza sul ccentro stella per

smorzare il valore della corrente capacitiva di guasto e avere come conseguenza

un impianto di terra di cabina di utente meno oneroso comportasse da

parte dell'ente distributore un tempo di eliminazione del guasto a terra

che in teoria potrebbe toccare tempi molto lunghi e quindi mi chiedevo se era

corretto pensare di utilizzare fin d'ora specie in impianti con tensione di

esercizio a 20-23kV cavi con grado di isolamento un gradino superiore a quello

del sistema precauzione che viene appunto richiesta quando la durata del

guasto a terra supera le 8 ore. Immagino che si stanno valutando da parte

dell'ENEL questi cambiamenti ci saranno alle spalle studi rigorosi e sicuramente

le attuali tolleranze dei normali sistemi a 24kV siano accettabili come dice

giustamente Adross.

Nella ditta dove lavoro fino a cinque o sei anni fà costruivamo cabine

anche a 36kV per l'Algeria gli ingombri e i costi ovviamente sono

altissimi.

Oggi compio gli anni e aprendo la posta trovo gli auguri del PLCforum

sono sorpreso e ringrazio

[adross]

Vedi non avevo capito che il discorso era imperniato su sistemi alimentati dall'esterno, (Enel), tutto il ragionamento era impostato su reti di distribuzione interna di stabilimento con proprie cabine di trasformazione.

Non conosco le tecniche di distribuzione esterna tipiche dell'enel per quanto riguarda il centro stella di media tensione dei propri trasformatori, che possono essere Neutro isolato, Neutro franco a terra, (vedi sistemi at di trasporto), Neutro parzialmente a terra.

Credo di ritenere che in ogni caso l'impianto di terra e la struttura della cabina non sia dimensionato per le correnti di guasto capacitive, che non dovrebbero avere valori elevati, ma sia dimensionato sulle correnti di corto circuito fase-fase che sono decisamente più elevate e hanno effetti elettrodinamici piuttosto pesanti.

Diverso è se l'enel gestisce il centro stella di distribuzione mt a neutro franco a terra. Allora si che la corrente di guasto monofase diventa elevata. Se il neutro è completamente isolato, in caso di guasto a terra invece cambia il riferimento di tensione delle fasi verso terra, e qui entra il discorso dell'isolamento dei cavi e delle apparecchiature.

Non so se sono in sintonia con l'argomento comunque auguri anche da parte mia.

Ciao

[bellcar]

Per mia abitudine utilizzavo per la distribuzione MT a 20 kV i cavi 15/20 kV (ex grado 40) anche se per le norme bastava il 12/20 (ex grado 32).

Questo perchè la eventuale sostituzione di un cavo non è un evento piacevole ne' come costi che come tempi di intervento e pertanto preferivo un cavo di isolamento superiore.

Con la messa a terra del neutro nelle reti MT, con qualunque sistema(franco, con resistenze ecc. )le sovratensioni per guasto sono sempre inferiori rispetto al sistema isolato e anche l' intervento delle protezioni e' piu' preciso, pertanto ritengo normalmente sufficiente il cavo 12/20 kV.

Il problema puo' essere la piu' elevata corrente di guasto ,che puo' comportare problemi con le tensioni di passo e di contatto e con l' impianto di terra di cabina .

Infatti in previsione del passaggio della rete MT Enel da neutro isolato a neutro a terra i costruttori di cavo hanno deciso di eliminare il cavo 15/20 sia dalle norme che dai cataloghi.

P.S. qualche costruttore ha pensato bene (e sara' prima o poi copiato da tutti) di ridurre gli spessori dell' isolante vantandosi di avere un prodotto" rivoluzionario" come isolante, questo comporta un gradiente di tensione molto piu' sfavorevole specialmente per le piccole sezioni (piccoli diametri del conduttore interno), pertanto per questi cavi e per piccole sezioni io preferisco passare al 18/30.

Per quanto riguarda le otto ore di guasto, con la distribuzione Enel ci si puo' dimenticare del problema in quanto il tempo di intervento delle protezioni di stazione (se non dell' utente) sono normalmente inferiori al secondo.

Saluti Bellcar.

[adross]

Ok bellcar

adesso mi trovo allineato nel ragionamento, nelle correnti di guasto, nelle tensioni e nei tempi di intevento delle protezioni. Alle 8 ore di permanenza in regime di guasto di un sistema mt, senza effetti collaterali no ci ho mai creduto.

Saluti

[MASSIMOPC]

Mi scuso in precedenza non ero stato molto chiaro, scrivere in fretta ha come risultato che talune

considerazioni rimangono nella nostra mente mentra noi siamo convinti di averle scritte, rileggendo

si ci rende conto che non è cosi.Attualmente la rete di distribuzione pubblica MT ha il neutro isolato.

L'Enel fornisce la corrente di guasto e il tempo di eliminazione della stessa, in base a questi dati si ricava

il valore della res. di terra dell'utente secondo le prescrizioni della 11-1. Ora pare che si vada verso una

distribuzione con neutro messo terra con bobina di Petersen che dovrebbe estinguere o al limite rendere

molto bassa la corrente capacitiva di guasto ( questa situazione penso sia alla base del fatto che per

la stragrande maggiornaza dei casi ora si impone il relé selettivo per antonomasia cioé il direzionale

invece che l'omopolare). Fino ad ora alti valori della corrente di guasto significano imp. di terra con bassi valori per contenere la

tensione di contatto ammissibile, nella nuova situazione con correnti piu basse la res di terra potra avere valori piu facilmente ottenibili.La

corrente di guasto piu bassa o in certe situazioni teoriche quasi nulla sarà interrotta in un tempo piu alto rispetto a ora.Il grado di isol. del

cavo è determinato dalla tensione di prova applicata tra il conduttore e lo schermo a terra per 15min., a un cavo 12/20 viene applicta

una tensione di 32kV quindi la tolleranza sembra ampia ma io avevo il dubbio che per sgongiurare un ulteriore guasto fosse auspicabile

passare a un grado di isolamento superiore, con tutta probabilità non lo è ma visto che spesso si vedono situazioni ridondanti senza

senso (ad esempio recentemente quadri bt con int. con Pdi da 85-100kA quando al max si potranno avere due trafo da 400KVA in parallelo)

il mio é un eccesso con un minimo giustificativo. Ringrazio chi mi ha risposto

[carpluca]

Ripeto quello che ho già scritto in un precedente post:

Qualche tempo fa il Sig. Mario Maggi, in un post mi chiedeva riferimenti normativi per quanto riguarda la nuova classificazione At/Bt e Mt/Bt.

Eccolo accontentato:

Norma C.E.I. 11-1 articolo 2.1.3c - nota pag. 4

" Nella presente norma il termine bassa tensione indica i sistemi di Categoria I,

mentre il termine alta tensione indica i sistemi di categoria II e III ".

Categoria I da 50 a 1.000Vac o da 120 a 1.500Vcc

Categoria II da 1.000 a 30.000Vac o da 1500 a 30.000Vcc

Categoria III oltre 30.000Vac/Vcc

[MASSIMOPC]

In effetti la nona edizione della 11-1 introduce questo cambiamento di terminologia

anche se nella pratica corrente è rimasto ignorato visto che tutti i costruttori di

apparecchiature continuano a definirle di Media Tensione se con isolamento fino

a 36kV e lo stesso ente distributore parla sempre di allacciamento in media tensione

quando si riferisce a utenti alimentati a 15-20kV

[Mario Maggi]

Caro Carpluca,

a volte le norme servono solo a far confusione.

In tutto il mondo c'e' la suddivisione tra bassissima, bassa, media e alta tensione.

Il CEI ha fatto qualcosa di intelligente raggruppando due categorie ben distinte? O e' stato solo un errore di battitura della norme sfuggito ai piu'?

Perche' confondere due mondi ben distinti? Burocratizzazzizzazione imposta? A qual pro?

Dimmi se questa parte e' originale (io non ho le norme, troppo costose!):

Categoria I da 50 a 1.000Vac o da 120 a 1.500Vcc

Se e' originale, dimmi se e' intelligente scrivere le unita' di misura ATTACCATE al numero e non IMMEDIATAMENTE DOPO il numero come dice la norma internazionale. Qualsiasi lavoro (testi, database, fogli di calcolo) pretende giustamente la distinzione tra valori numerici e valori testuali. Se seguiamo l'impostazione usata qui dal CEI perdiamo tempo e leggibilita'.

Ciao

Mario

[carpluca]

Caro Mario,

Sono d'accordo con te quando dici che questo cambiamento serve a fare confusione, ma mi sono solo limitato ad esporre la nuova norma, senza pensare di dare valutazioni personali.

Ciao