Trasformatori di messa a terra

È obbligatorio, per gli impianti industriali, disporre di un sistema di protezione dimensionato in modo adeguato per far fronte ai guasti che, nel corso della vita utile dei macchinari, potrebbero verificarsi sulla linea elettrica.

Nel momento in cui un corto circuito appare all’alimentazione dell’impianto, l’effetto immediato è la generazione di correnti anche molto forti. Queste devono essere interrotte il prima possibile e, durante il periodo di intervento delle protezioni (interruttori, fusibili), deviate verso terra senza provocare danni al personale e alle apparecchiature ancora funzionanti servite dalla linea guasta.

FDUEG risponde a tutte queste necessità con la propria offerta di trasformatori di messa a terra. Sono pensati per impianti industriali in media tensione e di qualsiasi potenza. Queste macchine offrono una piccola impedenza alle correnti di guasto a terra, che vengono così rimosse dalle utenze per la loro massima parte e per tutto il tempo necessario all’intervento delle protezioni.

FDUEG progetta trasformatori di messa a terra in media tensione MT: caratteristiche costruttive secondo norme CEI e IEC

Un trasformatore di messa a terra si presenta con due avvolgimenti, dei quali il primario di solito in media tensione è connesso a zig-zag o a stella a un neutro. Da questo punto comune, l’impianto di terra può essere configurato con connessione diretta o tramite impedenza resistiva o reattiva (bobina di Petersen). Il secondario si presenta a stella nel caso dello zig-zag primario; se quest’ultimo è invece a stella, il secondario sarà a triangolo aperto, in bassa tensione, connesso a un resistore. In caso di guasto il parametro di impedenza verrà magneticamente riportato al primario, riducendo la corrente sovraccarico risultante.

Sono disponibili, a seconda della configurazione scelta per la connessione elettrica degli avvolgimenti, modelli di trasformatore con nucleo ferromagnetico a tre colonne avvolte o a cinque colonne. Dal punto di vista del contenimento e del raffreddamento, l’azienda propone trasformatori a secco impregnati in resina (VPI) o isolati in olio minerale o vegetale in cassa dedicata e trattata sulla base dell’ambiente di installazione, con grado di protezione IP65.

Tutti i prodotti di FDUEG soddisfano le norme CEI e IEC.

Funzionamento e criticità

A parte il funzionamento in caso di guasto sulla linea, questo tipo di macchina elettrica fornisce una connessione a terra utilizzabile (se la tensione lo permette) per l’inserimento di carichi monofase. Dato il gruppo vettoriale degli avvolgimenti, il centro stella sarà anche relativamente stabile rispetto a un’eventuale asimmetria delle linee di alimentazione.

Il funzionamento continuativo di un trasformatore di messa a terra riguarda le armoniche di corrente multiple della terza e la omopolare. Esse trovano, infatti, un cammino preferenziale da utilizzare per richiudersi a terra, senza andare a sovraccaricare l’alimentazione o gli altri carichi presenti. Limitando queste correnti di disturbo, le temperature di funzionamento dei carichi si abbassano, riducendo il progressivo degrado del loro isolante.

Un trasformatore di messa a terra avrà un ruolo importante sulla linea dove è installato solo per tempi molto brevi: deve quindi occupare il minimo spazio in pianta, considerata la ridotta superficie calpestabile del tipico stabilimento industriale. D’altro canto, esso dovrà sostenere rapidissime variazioni di carico non appena si verifichi un guasto: da qui, la necessità di impiegare un prodotto di notevole stabilità meccanica e lunga costante di tempo termica, così da subire l’impatto con il guasto nel modo più resiliente possibile. Un’altra caratteristica importante è la resistenza all’attacco chimico che può essere presente negli ambienti industriali di installazione: poiché è generalmente impossibile prevedere il momento di insorgenza del guasto, il trasformatore di messa a terra deve mantenersi in condizione ideale di servizio per tutta la durata della vita utile di impianto.

Parametri nominali

FDUEG costruisce trasformatori di messa a terra installabili su linee fino alla classe 36 kV. Tensioni superiori possono essere comunque concordate tra cliente e Technical Department.

I trasformatori di messa a terra prodotti sono studiati per resistere a un numero indefinito di guasti, senza rotture o riduzioni nelle prestazioni del prodotto. Sono disponibili, specie per soluzioni con raffreddamento in olio, casse di contenimento speciali per quanto riguarda la resistenza all’azione chimica o a particolari stress meccanici.