Immagina una città in cui la rete elettrica non dispone di meccanismi di protezione affidabili. Un singolo guasto potrebbe gettare l'intera metropoli nell'oscurità. L'apparecchiatura di manovra a media tensione funge da "guardiano" dei sistemi di alimentazione, isolando rapidamente i guasti per salvaguardare le apparecchiature e il personale, gestendo al contempo in modo intelligente la distribuzione dell'elettricità. Questo articolo esplora i fondamenti, i principi operativi, i tipi e le tendenze future di questo componente critico dell'infrastruttura elettrica.

Come componente fondamentale dei sistemi elettrici, l'apparecchiatura di manovra rappresenta essenzialmente una raccolta centralizzata di dispositivi di protezione del circuito. Composta da interruttori automatici, fusibili e interruttori, questi elementi svolgono collettivamente funzioni vitali di protezione, controllo e isolamento per le apparecchiature elettriche. Questi dispositivi di protezione sono tipicamente alloggiati all'interno di strutture metalliche, con uno o più di tali assemblaggi indicati come linee o componenti dell'apparecchiatura di manovra.

L'apparecchiatura di manovra trova ampia applicazione nei sistemi di trasmissione e distribuzione delle utenze, nonché in grandi e medie strutture commerciali o industriali. In Nord America, gli standard per le apparecchiature di manovra elettriche sono definiti da IEEE, mentre l'Europa e altre regioni seguono gli standard IEC.

Le funzioni principali dell'apparecchiatura di manovra ruotano attorno alla distribuzione e alla protezione dell'energia. Convoglia l'elettricità in varie aree dell'impianto e ai rispettivi carichi. Ancora più criticamente, garantisce la sicurezza del personale e delle apparecchiature limitando le correnti di sistema. Quando la corrente supera le soglie di sicurezza, l'apparecchiatura di manovra interrompe prontamente il circuito, prevenendo potenziali pericoli.

L'apparecchiatura di manovra a media tensione varia in base al design e all'applicazione. I tipi comuni includono:

Questa soluzione a media tensione con involucro metallico presenta interruttori automatici e sezionatori sigillati, ideali per luoghi con spazio limitato o di difficile accesso. I progetti sono conformi agli standard IEEE C37.20.9 e IEC 62271.

Definita da IEEE C37.20.2, questa configurazione ospita tutti i componenti elettrici in scomparti metallici separati, offrendo maggiore sicurezza e manutenibilità. Valutata per applicazioni da 5 kV a 38 kV, impiega comunemente interruttori automatici estraibili.

Secondo IEEE C37.20.3, questo tipo integra dispositivi di protezione senza richiedere barriere separate. Ampiamente utilizzato in strutture commerciali e industriali con tensioni di alimentazione superiori a 480/600 V.

Progettata secondo IEEE C37.74 per sistemi di distribuzione sotterranea da 5-38 kV che richiedono il funzionamento fuori terra. Caratterizzata da valutazioni per esterni e costruzione resistente agli atti vandalici, accoglie vari mezzi isolanti tra cui aria, gas SF6 e dielettrici liquidi/solidi.

ANSI/IEEE C37.20.7 classifica i progetti resistenti all'arco che reindirizzano in modo sicuro l'energia di guasto lontano dal personale. Quattro classificazioni specificano le aree di copertura della protezione, da solo frontale (Tipo 1) alla protezione perimetrale completa, inclusi i compartimenti adiacenti (Tipo 2C).

La capacità di interruzione (tipicamente 25-63 kAIC per gli interruttori a media tensione) indica la corrente di guasto massima che un dispositivo di protezione può interrompere in modo sicuro. I valori di tenuta dell'apparecchiatura di manovra (25-63 kA simmetrici per durate di 2 secondi) denotano la corrente di guasto massima che l'assemblaggio può sopportare senza danni.

Che va da 600 A a 4000 A, questo specifica la capacità di trasporto di corrente sostenuta dei principali dispositivi di protezione e delle sbarre senza causare scatti o danni alle apparecchiature.

Gli standard ANSI/IEEE definiscono la media tensione come da 600 V a 69 kV, con applicazioni comuni dell'apparecchiatura di manovra che includono sistemi da 12,47 kV, 13,8 kV e 15 kV.

L'integrazione di dispositivi elettronici intelligenti (IED) come interruttori intelligenti, sensori e relè basati su microprocessore consente funzionalità avanzate di monitoraggio e controllo. L'apparecchiatura di manovra moderna si connette sempre più a piattaforme di analisi basate su cloud, fornendo informazioni utili per migliorare la sicurezza, l'affidabilità e l'efficienza operativa del sistema.