Sezionatore sotto carico: la "Cavalleria leggera" delle reti di distribuzione

1. Cos'è un sezionatore in carico?

Un sezionatore in carico (LBS) è un interruttore di media tensione che si colloca funzionalmente tra un sezionatore e un interruttore automatico. Può chiudere e interrompere la corrente di carico nominale, la corrente di carico normale e la corrente di sovraccarico specificata, ma non può interrompere la corrente di cortocircuito (la protezione contro i cortocircuiti è normalmente fornita da un fusibile in serie o da un interruttore a monte).

In termini semplici: un sezionatore può essere manovrato solo a vuoto, e un interruttore automatico può interrompere la corrente di guasto ma a costi elevati. Il sezionatore in carico colma questa lacuna: commuta sotto carico frequentemente, a una frazione del prezzo di un interruttore automatico.

2. Come funziona

La sfida principale è come estinguere in sicurezza l'arco che si forma quando i contatti si separano sotto carico. Indipendentemente dalla velocità di apertura dei contatti, la formazione di un arco è inevitabile durante la manovra sotto carico. La capacità di estinzione dell'arco definisce quindi il limite di prestazione dell'interruttore.

Metodi comuni di estinzione dell'arco:

• Aria: semplice, ma con capacità di interruzione limitata e vita breve;
• Vuoto: forte interruzione in una camera a vuoto, adatto per operazioni frequenti, ma più costoso;
• Gas (SF₆ e suoi sostituti): serbatoio sigillato con elevata rigidità dielettrica e capacità di estinzione dell'arco, che combina isolamento e interruzione in un ingombro compatto: la soluzione principale per le RMU e gli armadi di derivazione cavi oggi.

3. Tipologie principali

Il progetto integrato a tre posizioni (chiuso—aperto—messo a terra) è ormai lo standard: il sezionatore di terra è integrato nello stesso serbatoio dell'interruttore di carico, con un interblocco meccanico che impedisce fondamentalmente la "messa a terra sotto tensione" — essenziale per le RMU compatte.

4. Interruttore di carico vs Sezionatore vs Interruttore automatico

In breve: ovunque sia necessaria la manovra in carico ma non l'interruzione in cortocircuito, un sezionatore in carico è lo strumento giusto.

5. Parametri chiave in sintesi

Oltre alla tensione, alla corrente e alla frequenza nominali, prestare attenzione a:

• Corrente di interruzione nominale: corrente di carico/anello interrompibile in sicurezza;
• Corrente nominale di breve durata sopportabile (es. 25kA/2s): tenuta termica in caso di guasto;
• Corrente nominale di chiusura in cortocircuito (di cresta): tenuta dinamica in caso di chiusura su guasto;
• Corrente di trasferimento: il punto di coordinamento tra il sezionatore in carico e il fusibile in una combinazione sezionatore-fusibile;
• Resistenza meccanica: es. 2.000-5.000 manovre, che definisce la vita utile e gli intervalli di manutenzione.

6. La combinazione sezionatore in carico-fusibile

Sebbene un sezionatore in carico non possa interrompere la corrente di cortocircuito, combinato con un fusibile costituisce un'economica unità di protezione dai guasti: il sezionatore in carico gestisce le normali manovre in carico, mentre il fusibile si fonde in pochi millisecondi in caso di cortocircuito e fa scattare l'interruttore tripolare tramite un percussore, impedendo il funzionamento in monofase. Questo schema classico è ampiamente utilizzato nei quadri ad anello, nei quadri di derivazione cavi e nella protezione dei trasformatori.

7. La tendenza eco: due strade verso l'assenza di SF₆

Perché è urgente agire

L'SF₆ offre un isolamento e un potere di interruzione quasi perfetti, ma è tra i gas serra più potenti — GWP ~23.500 volte quello della CO₂ e una vita atmosferica di 3.200 anni. La normativa si sta inasprendo rapidamente:

• L'UE sta eliminando gradualmente le nuove installazioni di SF₆ per le apparecchiature in media tensione (≤24kV) a partire dal 2026, con un'espansione dal 2032 in poi;
• 3M ha cessato la produzione di Novec 4710 alla fine del 2025 (il componente chiave del gas g3), esponendo le apparecchiature dipendenti dal g3 a rischi nella catena di approvvigionamento.

Due strade principali

Percorso 1: Gas eco (tipo g3) — prestazioni impeccabili, ma ancora fluorurato il g3 è una miscela di fluoronitrile (C4-FN) e CO₂, che offre prestazioni di interruzione e isolamento pienamente equivalenti a quelle dell'SF₆ con ingombri e caratteristiche nominali identici — un vero e proprio sostituto diretto. Tuttavia, contiene fluoro e rientra nella classe delle sostanze PFAS, affrontando sia il rigore normativo dell'UE che l'incertezza della catena di approvvigionamento.

Percorso 2: Senza fluoro (vuoto + aria / azoto / CO₂) — l'attuale mainstream Un interruttore in vuoto gestisce l'interruzione, mentre aria, azoto o CO₂ sono utilizzati puramente per l'isolamento. Questi gas naturali hanno un GWP vicino allo zero e non contengono assolutamente PFAS. La tecnologia è matura a livello di media tensione con ingombri paragonabili alle apparecchiature in SF₆, rendendola la prima scelta per i nuovi progetti, specialmente nell'UE.

Confronto tra i percorsi

Il vantaggio del "Doppio Percorso" di Rockwill

• Percorso g3: interruttori di carico g3 per interni della serie RLS (12/24/36kV, 630/800A, tenuta di breve durata fino a 50kA/2s) — sostituzioni perfette e a ingombro zero per siti SF₆ esistenti e progetti con spazi ridotti;
• Percorso senza fluoro: RMU isolati in aria pura/azoto privi di SF₆ (24kV) e RMU ad aria/azoto esenti da manutenzione da 12 a 38,5kV — interruzione nel vuoto con GWP≈0 e assenza di PFAS, che soddisfano direttamente i requisiti dell'UE e di altri severi mercati a basse emissioni di carbonio.

Consigli per la selezione: Per i progetti destinati all'UE o con rigorosi obblighi di impronta di carbonio, preferire il percorso ad aria/azoto senza fluoro; per l'ammodernamento di siti SF₆ esistenti in cui l'ingombro e le abitudini operative devono rimanere invariati, il percorso g3 è la soluzione migliore. Rockwill fornisce entrambe le soluzioni, così i clienti non sono mai vincolati a un unico esito normativo.

8. Applicazioni tipiche

• RMU urbani / stazioni di commutazione ad anello: commutazione frequente del carico in spazi ristretti;
• Armadi di derivazione cavi, sottostazioni compatte: il design compatto a tre posizioni risparmia spazio; la messa a terra interbloccata garantisce la sicurezza della manutenzione;
• Stazioni di nuova energia fotovoltaica/eolica: interruttori ecologici a basse perdite e basse emissioni di carbonio si allineano con gli obiettivi di zero emissioni nette;
• Parchi industriali, data center, grandi edifici pubblici: nodi ad alta affidabilità e bassa manutenzione;
• Regioni ad alta quota e fredde: il serbatoio sigillato unito a una miscela di gas resistente alla liquefazione garantisce un funzionamento stabile in ambienti ostili.

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Modificato da：Dyson