Mentre milioni di interruttori in vuoto sono utilizzati in tutto il mondo stand alone e nei quadri di media tensione, sono stati finora riscontrati limiti nelle applicazioni con tensioni maggiori di 72,5 kilovolt (kV). A seguito di un’intensa attività di ricerca e sviluppo focalizzata sul mondo dell’alta tensione, Siemens presenta per la prima volta, per i propri interruttori di alta tensione per l’esterno e GIS (Gas Insulated Switchgear), l’applicazione della tecnologia in vuoto e l’isolamento “clean-air”, fino a 145 kV. Gli interruttori usano la tecnologia in vuoto per le operazioni di apertura, chiusura ed estinzione dell’arco elettrico. L’aria – una miscela pura di 80% di azoto e 20% di ossigeno – denominata “clean air” assicura l’isolamento delle parti in tensione. Il lancio sul mercato del nuovo interruttore da esterno 3AV1 e il nuovo interruttore Blue GIS 8VN1, con tecnologia di interruzione in vuoto e isolamento ”clean air”, è previsto a partire dal 2018. Entrambi i prodotti rappresentano l’evoluzione degli attuali interruttori che utilizzano per l’isolamento e per l’estinzione il gas esafluoruro di zolfo (SF6).
Grazie alla combinazione della tecnologia in vuoto per l’interruzione dell’arco e della “clean air” come mezzo per l’isolamento in alta tensione, Siemens ha ulteriormente sviluppato le attuali tecnologie di isolamento ed interruzione al fine di andare incontro ai requisiti di sostenibilità ambientale. “Grazie a questa tecnologia, stiamo ampliando il nostro portfolio di prodotti per l’alta tensione, offrendo ai nostri clienti una soluzione alternativa all’ SF6 anche a livelli di tensioni maggiori. Attraverso l’utilizzo della tecnologia di interruzione in vuoto sarà possibile ridurre l’impatto delle tecniche di estinzione che vanno ad incidere sul riscaldamento globale”, afferma Karlheinz Kronen, CEO della Business Unit High Voltage Products della Divisione Energy Management di Siemens.
Nella tecnologia sottovuoto, all’apertura dei contatti l’arco elettrico si sviluppa in un vapore metallico presente fra i contatti stessi all’interno della camera di interruzione in vuoto. Una volta che l’arco si è estinto, il vapore metallico si “condensa” nuovamente all’interno dei contatti. Non sono quindi sviluppati prodotti di decomposizione e l’arco non incide sull’isolamento circostante. Questo significa che i gas di isolamento naturali, quali l’aria secca, l’azoto o l’anidride carbonica, che hanno scarse proprietà in termini di capacità di estinzione dell’arco – se non addirittura nulle -, possono essere invece utilizzati per l’isolamento in alta tensione delle parti in tensione. L’impiego di gas “tecnici” isolanti di sintesi industriale, che devono essere in grado di isolare le parti attive ma anche di estinguere l’arco in maniera efficace, può quindi essere ridotto o addirittura completamente evitato mediante la soluzione tecnologica adottata da Siemens. La combinazione di camere di interruzione sottovuoto per l’estinzione dell’arco fino a 145 kV e della “clean air” come mezzo di isolamento in alta tensione offre un’ulteriore alternativa all’esafluoruro di zolfo (SF6).
Siemens ha utilizzato la tecnologia in vuoto per più di 40 anni nei suoi quadri di media tensione così come negli interruttori di alta tensione fino a 72,5 kV. Con i nuovi interruttori, Siemens estende l’utilizzo della tecnologia in vuoto fino ad una tensione nominale di 145 kV, con una corrente di corto circuito fino a 40 kA, una corrente nominale fino a 3150 A e temperature di utilizzo da -55°C a +55°C. Questa ampia gamma di caratteristiche rende i nuovi interruttori per esterno e GIS adatti a molte applicazioni outdoor o indoor. La minore capacità isolante dei gas naturali porta a dimensioni leggermente superiori rispetto all’isolamento in SF6. Tuttavia, l’efficienza della trasmissione di potenza rimane elevata come per le precedenti apparecchiature. La tecnologia in vuoto fornisce vantaggi per l’operatore come, ad esempio, una migliore maneggevolezza durante il trasporto e l’installazione, così come nel funzionamento e durante la manutenzione, fino al riciclaggio stesso.