Aria pura vs apparecchiature di manovra in SF6

L'isolamento ad "aria pura" è finalmente un'alternativa credibile all'SF6 nei quadri di media tensione? Lo analizziamo in base alle metriche che contano.

"Aria pura" è il nome commerciale di una nuova generazione di sistemi di isolamento privi di SF6 che utilizzano aria trattata, secca e compressa — talvolta a pressione più elevata, talvolta miscelata con piccole quantità di gas a basso impatto climatico — per sostituire l'esafluoruro di zolfo all'interno del serbatoio sigillato. Man mano che le società di distribuzione e i siti industriali abbandonano l'SF6, la domanda non è più se passare a sistemi privi di SF6, ma quale tecnologia offra le stesse prestazioni senza compromessi.

La risposta in breve

Per le applicazioni di distribuzione e ad anello da 12 a 24 kV, i quadri ad aria pura rappresentano un'alternativa credibile e diretta all'SF6: GWP zero, interruzione sotto vuoto sigillata, sicurezza comparabile e installazione familiare. Cedono il passo solo ai progetti isolati a gas o in solido, laddove l'estrema compattezza a tensioni più elevate rappresenta l'unica priorità.

Confronto diretto

1. Che cos'è realmente l'"aria pura"

A differenza dei primi progetti privi di SF6 che si limitavano a ventilare aria ordinaria, i sistemi ad aria pura condizionano l'aria: la essiccano rigorosamente, ne controllano l'umidità e spesso la sigillano in un serbatoio saldato a una leggera pressione positiva. Poiché la sola aria ha una rigidità dielettrica inferiore rispetto all'SF6 alla stessa pressione, i progetti moderni combinano una schermatura interna ottimizzata, una geometria compatta degli elettrodi e l'interruzione nel vuoto per raggiungere le prestazioni richieste. Il risultato è un isolamento che non richiede alcun gas fluorurato.

2. Prestazioni e affidabilità

Un dubbio comune è se l'aria pura possa resistere a 12-24 kV e interrompere le correnti di guasto altrettanto bene dell'SF6. In pratica, l'interruzione della corrente di guasto è gestita da interruttori nel vuoto, una tecnologia con decenni di servizio comprovato, mentre il mezzo ad aria pura gestisce l'isolamento in regime stazionario. Le unità soddisfano le classi di prestazioni IEC 62271 (tipicamente 20 kA/3 s a 12-24 kV), pertanto non vi è alcun divario di affidabilità per le applicazioni di distribuzione.

3. Ingombro e retrofit

Le RMU e i quadri di manovra ad aria pura sono progettati per adattarsi agli stessi involucri o a involucri simili delle unità convenzionali a SF6, il che rappresenta un grande vantaggio quando si sostituiscono le apparecchiature nelle sottostazioni esistenti con spazio limitato. Non sono compatti come i GIS ad alta tensione, ma evitano i costi di retrofit legati alla modifica delle dimensioni dei locali quadri.

4. Sicurezza, normative e costo totale

Poiché il mezzo è aria respirabile, non vi è alcun rischio di asfissia nelle fosse per cavi e nei seminterrati, e non è necessaria alcuna gestione specializzata del gas in sito. Nel corso del ciclo di vita dell'asset, l'aria pura elimina tre costi occulti che i proprietari di impianti a SF6 continuano a sostenere: il monitoraggio periodico della densità del gas e i rabbocchi, la dichiarazione dei gas fluorurati e il recupero del gas a fine vita. Per le nuove specifiche, il costo totale di proprietà è tipicamente inferiore.

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