Scaricatore spinterometrico per linea TE esercita in corrente continua

Transcript

1 Scaricatore spinterometrico per linea TE esercita in corrente continua

2

3 Sistema atto a garantire la protezione dalle sovratensioni delle apparecchiature collegate alle linee di Trazione Elettrica esercite in corrente continua. Situazione attuale Attualmente, in ambito ferroviario o filoferrotranviario, lo scaricatore che protegge la linea di contatto è realizzato a doppia tecnologia: sezione a varistore che serve a sopprimere sovratensioni di limitata energia come quelle generate dai transienti dovuti ad apertura di interruttori durante l esercizio. Il principio di funzionamento è basato sulla variazione di impedenza, al variare della tensione applicata, e per questo motivo detti dispositivi risultano essere autoripristinanti in quanto, passato l evento transitorio, ritornano nella condizione originale; sezione di soppressione spinterometrica che presenta, rispetto al varistore e a parità di dimensioni, una capacità di dissipazione termica, e quindi di scarica, molto elevata; tale proprietà è utilizzata per gestire un energia elevata e repentina, tipica di una scarica atmosferica. I soppressori a gas, una volta dissipata l energia termica del fulmine, mantengono il loro stato di corto circuito, per cui, terminato l evento, la linea di contatto in DC si trova in corto circuito. In genere, a scarica avvenuta, l energia dissipata dalla corrente della linea di contatto attraverso lo scaricatore in corto circuito provoca un danneggiamento irreversibile dello scaricatore stesso (con tempistiche dell ordine dei ms) e l apertura degli interruttori extrarapidi, lontani anche 5km dal luogo dell evento. Consegue la disalimentazione della tratta compresa tra due sottostazioni limitrofe, con inevitabile danno alla continuità del servizio ferroviario. Anche nel caso fortunato che il danno allo scaricatore non si tramuti in successivo corto circuito di linea, è comunque richiesto un intervento per la sua sostituzione, in quanto la linea di contatto risulta priva di protezione. Scaricatore spinterometrico Ansaldo STS Il prodotto Ansaldo STS/DEHN+SÖHNE riguarda uno scaricatore privo della sezione a varistore, costituito da un unico soppressore spinterometrico di nuova tecnologia che ha il vantaggio di essere autoripristinante per qualsiasi fenomeno ceraunico che lo coinvolga fino a correnti dell ordine di 25kA. In sede di collaudo ogni singolo componente è testato con sei scariche, una ogni dieci secondi, con forma d onda 0-350us e corrente pari a 25kA, al fine di verificare la qualità funzionale A livello circuitale, gli scaricatori spinterometrici (indicati con Fx e Fy) sono inseriti tra la sbarra omnibus a 3,6kVcc della sottostazione elettrica [] o della cabina trazione elettrica e l impianto di terra. Jx e Jy interruttori extrarapidi con funzione di protezione amperometrica della linea. SBx e SBy sezionatori bipolari di cella con funzione di isolamento dell extrarapido a monte e a valle per la sicurezza durante le operazioni di manutenzione dell interruttore stesso. Sx e Sy sezionatori a corna di prima fila (a ritenuta) che garantiscono l isolamento, in fase di manutenzione, della linea di contatto. Sxy sezionatore a corna di seconda fila (al lancio di corrente tenuto normalmente aperto) che realizza, se chiuso, la continuità metallica di sottostazione elettrica necessaria ai fini manutentivi. [4] linea di contatto TE a rischio di fulminazione e quindi oggetto della protezione. [5] piano del ferro. [2] e [3] due diverse celle extrarapido.

4 Prove in laboratorio Misura della prova con forma d onda 8/20us con corrente pari a 25kA. La misura è stata eseguita come da circuito. Si noti, nel grafico in blu, il comportamento della tensione a 3.6kV di linea che permane dopo la scarica a dimostrazione dell autoripristino dello scaricatore. 2 Prova con forma d onda 0/350us con corrente pari a 25kA Prova ripetuta sei volte in un minuto con polarità diretta ed invertita, su campione prototipale (Laboratorio DEHN + SÖHNE GmbH + Co.KG. Neumarkt - Germania) Misura della prova con forma d onda 0/350us con corrente pari a 25kA. La misura è stata eseguita come da circuito 2. Le forme d onda, relative alla fulminazione naturale diretta, dimostrano l idoneità del dispositivo. (Laboratorio DEHN + SÖHNE GmbH + Co.KG. Neumarkt Germania) 2

5 Prove sul campo Installazione di prova presso la stazione ferroviaria di Bibbiena (AR). La sperimentazione è iniziata nel mese di ottobre 202. Scaricatore tradizionale 2 Scaricatore Ansaldo STS 2 Accessori Associato al sistema scaricatore, può essere installato un dispositivo definito conta impulsi che è in grado di contare gli interventi dello scaricatore. Si tratta di un apparato composto da un rilevatore toroidale di corrente [] specificamente progettato per utilizzo ferroviario e posizionato sul cavo di connessione verso terra dello scaricatore; un dispositivo conta scatti [2] per la registrazione degli impulsi provenienti dal rilevatore toroidale e quindi degli interventi dello scaricatore. Il contascatti è installato sul palo che ospita lo scaricatore, in un apposito contenitore protettivo di adeguato grado IP. I parametri rilevati da tale accessorio possono, in caso di necessità, essere remotizzati tramite sistema di trasmissione dati. 2 3

6 Composizione dello scaricatore Caratteristiche generali Nome prodotto: Scaricatore per linea di contatto in cc. Part number: 00A.0008 Alimentazione Tensione nominale: V continua Corrente assorbita nominale: trascurabile Potenza assorbita in standby: trascurabile Potenza assorbita in normale funzionamento: trascurabile Corrente di scarica da fulmine (forma d onda 0-350us): A Caratteristiche meccaniche Dimensione [mm]: 90 diametro x.090 altezza Peso [kg]: 7 circa Caratteristiche ambientali e climatiche Grado IP: 55 Temperatura di funzionamento [C]: Temperatura di immagazzinamento [C]: Altezza: non rilevante Umidità relativa: 90% senza condensa. Terminale in rame nichelato. Polo lato +3.6kVcc. 2. Involucro cartuccia da 750Vcc. 3. Sezione cartuccia da 750Vcc. 4. Giunto in rame nichelato per interconnessione tra cartucce adiacenti. 5. Terminale in rame nichelato. Polo lato terra. In figura, esemplari da 3,6kVcc Configurazioni possibili Lo scaricatore può essere costituito da un numero diverso di cartucce in serie, ciascuna delle quali lavora con una tensione di esercizio pari a 750Vcc. La tabella successiva mostra differenti possibili configurazioni di scaricatore realizzate per soddisfare diverse esigenze di impianto. Diagnostica Strumenti di manutenzione: modulo contascatti Norme Conformità: CEI EN Disponibilità, affidabilità e mantenibilità MTBF [h]: > MTTR massimo [h]: 30 (escluse le operazioni di messa in sicurezza del sottosistema) Sicurezza Grado SIL: non applicabile Certificazioni di sicurezza: prove di laboratorio secondo norma di prodotto CEI EN Tensione TE Cartucce Applicazione specifica 500Vdc Filobus 750/900Vdc 2 Metropolitane leggere e tramvie,5kvdc 3 Linee ferroviarie in DC (Francia) e metropolitane 3kVdc 5 Linee ferroviarie in DC (Italia) 4

7 Property of Ansaldo STS SpA, 203, all rights reserved. The copying, reproduction and use of this work in any form whatsoever is forbidden without the written authorization of Ansaldo STS SpA.

8 Ansaldo STS SpA Via Paolo Mantovani Genoa Italy