interruttore di sicurezzaSistemi di monitoraggio online —— Soluzione per il monitoraggio dello stato e l’allerta precoce dei guasti degli interruttori ad arco con scariche parziali termiche
Sistema di monitoraggio online dei quadri elettriciMonitoraggio completo di parametri quali temperatura, scariche parziali, arco elettrico, caratteristiche di intervento degli interruttori, livello di vuoto e corrente di dispersione dei scaricatori di sovratensione; gestione dei quadri elettrici tramite sensori e algoritmi intelligentimanutenzione statale与segnalazione precoce di malfunzionamento, ampiamente utilizzati nelle sottostazioni elettriche, nelle centrali elettriche, nelle centrali di energia rinnovabile e nei sistemi di distribuzione delle imprese industriali.
Che cos’è il monitoraggio online dei quadri elettrici?
Sistema di monitoraggio online dei quadri elettriciSi tratta di un sistema di monitoraggio che, tramite sensori installati in punti strategici dei quadri di commutazione ad alta e media tensione — quali sensori di temperatura, di scariche parziali, di arco elettrico e delle caratteristiche di funzionamento degli interruttori —, in combinazione con unità di acquisizione dati e algoritmi intelligenti, provvede all’acquisizione, alla trasmissione e all’analisi ininterrotta 24 ore su 24 dello stato di funzionamento dei quadri di commutazione.
A differenza dei tradizionali metodi di ispezione periodica manuale e dei test offline, questo sistema è in grado di rilevare in tempo reale potenziali pericoli quali il surriscaldamento dei contatti, le scariche di isolamento e l’usura meccanica degli interruttori, emettendo un allarme sin dalla fase iniziale del guasto; rappresenta quindi una soluzione ideale per le sottostazioni elettriche, le centrali elettriche, gli impianti di energia rinnovabile e le imprese industriali che intendono implementare quadri elettricimanutenzione statale, uno strumento fondamentale per garantire il funzionamento sicuro e stabile del sistema di distribuzione elettrica.
- Raccolta dati online ininterrotta 24 ore su 24, con allerta già nella fase iniziale dei guasti, per evitare interruzioni di corrente non programmate
- Installazione senza interruzioni di corrente, nessuna necessità di frequenti ispezioni manuali, con una notevole riduzione dei costi di manodopera e dei tempi di manutenzione
- Analisi di fusione di dati multiparametrici, per distinguere con precisione tipi di guasti quali surriscaldamento, scariche elettriche, usura meccanica e simili
- Supporta il monitoraggio centralizzato da remoto e l'analisi delle tendenze dei dati storici, facilitando le decisioni relative alla manutenzione predittiva
- È possibile integrarlo con la piattaforma di automazione della rete di distribuzione, garantendo una condivisione dei dati senza soluzione di continuità con i sistemi esistenti
Perché è necessario il monitoraggio in tempo reale dei quadri elettrici?
I quadri elettrici costituiscono il fulcro del sistema di distribuzione; i rischi nascosti, quali contatti allentati, isolamento deteriorato o meccanismi degli interruttori bloccati, sono spesso difficili da individuare tempestivamente tramite ispezioni visive. Una volta che si verifica un guasto da arco elettrico, in soli 10 millisecondi possono generarsi temperature di diverse migliaia di gradi e potenti onde d'urto, che bruciano componenti fondamentali quali le sbarre collettrici e i nodi elettrici, mettendo addirittura a rischio la sicurezza del personale addetto alla manutenzione e all'esercizio.
I dispositivi tradizionali di protezione da sovracorrente hanno un tempo di risposta superiore a 100 millisecondi, il che rende difficile interrompere tempestivamente il circuito prima che il guasto da arco elettrico si aggravi; i cicli di ispezione periodica fuori linea sono lunghi e hanno una copertura limitata, quindi non riescono a riflettere lo stato in tempo reale delle apparecchiature.Sistema di monitoraggio online dei quadri elettriciGrazie alla raccolta dati continua, in tempo reale e multidimensionale e alla diagnostica intelligente, il modello di gestione e manutenzione passa da un approccio di "riparazione a posteriori" a uno di "prevenzione proattiva", riducendo efficacemente il rischio di interruzioni di corrente non programmate e di incidenti di sicurezza.
- Il surriscaldamento dei contatti, delle sbarre collettrici e dei giunti dei cavi può causare l'invecchiamento dell'isolamento e persino comportare il rischio di incendio
- L'accumulo prolungato di scariche parziali può causare la rottura dell'isolamento e il danneggiamento dell'apparecchiatura
- Il guasto da arco elettrico si verifica in 10 millisecondi, mentre i dispositivi di protezione tradizionali presentano un ritardo di risposta
- Il grippaggio del meccanismo dell'interruttore e l'usura dei contatti possono causare mancati scatti o scatti errati
- I controlli manuali periodici comportano costi elevati e hanno una copertura limitata, rendendo difficile individuare tempestivamente i potenziali rischi in fase iniziale
Quali sono i principali parametri monitorati dal sistema di monitoraggio online dei quadri elettrici?
Il sistema di monitoraggio online dei quadri elettrici copre sei grandi categorie di parametri chiave, tra cui temperatura, scariche parziali, archi elettrici, caratteristiche di funzionamento degli interruttori, corrente di dispersione dei parafulmini e temperatura e umidità interne al quadro, e può essere configurato in modo flessibile in base alle esigenze specifiche del sito.
- Parametri di temperatura: temperatura dei punti critici di surriscaldamento quali contatti, sbarre collettrici, giunti dei cavi, ecc.
- Scariche parziali: ultrasuoni, ultraalta frequenza, tensione di terra, segnali di corrente a impulsi
- Segnale di arco elettrico: variazione improvvisa dell'intensità luminosa all'interno dell'armadio, risposta ultrarapida dell'ordine di 10 millisecondi
- Caratteristiche di funzionamento dell'interruttore: tempo di apertura e chiusura, velocità, corsa, rimbalzo, grado di vuoto
- Stato del scaricatore di sovratensione: intensità della corrente di dispersione, numero di scariche
- Parametri ambientali: temperatura e umidità interne all’armadio, stato di rischio di condensa
Quali sono i punti principali monitorati dal sistema di monitoraggio online della temperatura dei quadri elettrici?
Le anomalie di temperatura sono il segnale precoce più comune di un guasto nei quadri elettrici; i punti di monitoraggio devono coprire le seguenti aree chiave soggette a surriscaldamento:
- Contatti mobili e fissi dell'interruttore (contatti del carrello)
- Punti di collegamento delle barre collettrici, punti di fissaggio dei bulloni di giunzione
- Giunti per cavi, terminali di ingresso e uscita
- Sezionatori, contatti dei coltelli di messa a terra
- Terminali per cavi per quadri a rete anellare
In combinazione con la scelta del prodotto: per la misurazione della temperatura in punti specifici all’interno dell’armadio è possibile optare per un dispositivo che non richiede batterie né manutenzione Dispositivo RFID per la misurazione della temperatura senza fili e passivo(Un singolo dispositivo supporta 12 punti di misurazione della temperatura); è possibile optare per la misurazione centralizzata della temperatura in sale di controllo / sale di distribuzione di grandi dimensioni Sistema di monitoraggio online della temperatura del pick-up a induzione(Alimentazione induttiva senza contatto; un singolo host può collegare fino a 240 sensori).
Come si effettua il monitoraggio online delle scariche parziali nei quadri elettrici?
Sistema di monitoraggio online delle scariche parziali dei quadri elettriciSfruttando diversi principi di rilevamento, quali ultrasuoni, ultra-alta frequenza (UHF), tensione di terra e corrente a impulsi, i sensori sono installati in modo distribuito in aree chiave quali la sala delle sbarre, la sala degli interruttori e la sala dei cavi, consentendo un monitoraggio 24 ore su 24 senza necessità di interruzioni di corrente. I deboli segnali di scarica rilevati dal sistema vengono raccolti dall’unità di visualizzazione centralizzata e trasmessi al sistema di analisi diagnostica in background per un’analisi approfondita, che consente di determinare con precisione la posizione e la gravità della scarica, fornendo così una base scientifica per la manutenzione e la riparazione delle apparecchiature.
- Banda di misurazione a ultrasuoni: da 20 kHz a 1000 kHz
- Banda di misurazione UHF: da 300 MHz a 3000 MHz
- Sensibilità di monitoraggio della corrente a impulsi: ≤5 pC
- Interfacce di comunicazione: RS485, wireless
Come si monitorano la temperatura, l'umidità e la condensa nei quadri elettrici?
Un’umidità eccessiva all’interno dell’armadio o un dislivello termico troppo elevato possono facilmente causare la formazione di condensa, provocando a sua volta scariche superficiali sull’isolante, scariche localizzate o addirittura la rottura dell’isolamento. Il sistema di monitoraggio online dei quadri elettrici integra solitamente sensori di temperatura e umidità nell’unità di monitoraggio combinata, acquisendo in tempo reale i dati relativi alla temperatura e all’umidità relativa all’interno dell’armadio e visualizzandoli simultaneamente sull’interfaccia HMI dell’unità centrale di monitoraggio; quando l’umidità supera la soglia prestabilita o sussiste il rischio di condensa, il sistema attiva automaticamente un allarme acustico e luminoso e può azionare in modo automatizzato l’avvio e l’arresto dei dispositivi di deumidificazione e dei riscaldatori all’interno dell’armadio, al fine di prevenire guasti all’isolamento causati dalla condensa. Per le applicazioni che richiedono un controllo indipendente della temperatura e dell’umidità, è disponibile anche un’opzione aggiuntiva Regolatore di temperatura e umidità Configurare in modo indipendente le strategie di deumidificazione e riscaldamento all’interno dell’armadio.
Come si monitorano gli interruttori e lo stato elettrico dei quadri elettrici?
L'interruttore è il componente fondamentale del quadro elettrico che esegue le operazioni di apertura e chiusura; il suo livello di vuoto, le caratteristiche di funzionamento e lo stato del parafulmine influiscono direttamente sull'affidabilità del funzionamento dell'apparecchiatura.Dispositivo di monitoraggio online del grado di vuoto degli interruttori di comandoMonitorare costantemente il livello di vuoto nella camera di spegnimento dell'interruttore a vuoto tramite tecnologie di rilevamento e elaborazione del segnale ad alta precisione;Sistema di monitoraggio online delle caratteristiche di movimento degli interruttori di manovraConsente di acquisire in tempo reale, senza interruzioni di corrente, parametri quali tempi di apertura e chiusura, velocità, corsa e rimbalzo, fornendo un preallarme in caso di grippaggio dei meccanismi o usura dei contatti;Dispositivo di monitoraggio online degli scaricatori di correnteIl monitoraggio in tempo reale della corrente di dispersione dei scaricatori di sovratensione e la valutazione dello stato di integrità degli stessi costituiscono, insieme, il sistema di monitoraggio della sicurezza elettrica dei quadri elettrici.
Da quali dispositivi è composto il sistema di monitoraggio online dei quadri elettrici?
Un sistema completo di monitoraggio online dei quadri elettrici è solitamente composto da quattro grandi categorie di dispositivi: sistemi di monitoraggio della temperatura, delle scariche parziali e degli archi elettrici, dispositivi di monitoraggio degli interruttori e della sicurezza elettrica, nonché una piattaforma di monitoraggio integrata; tali dispositivi possono essere selezionati e combinati in modo flessibile in base alle esigenze specifiche del sito.
Dispositivo di monitoraggio online della temperatura dei quadri elettrici
Il monitoraggio della temperatura di punti critici quali i contatti, le sbarre collettrici e i giunti dei cavi costituisce il livello di base del monitoraggio dello stato dei quadri elettrici; a seconda del tipo di quadro, è possibile scegliere tra soluzioni wireless passive o con alimentazione induttiva.
Tecnologia wireless passiva, senza batterie e senza manutenzione; ogni unità supporta 12 punti di misurazione della temperatura, con una precisione di ±1 ℃, un intervallo compreso tra -25 ℃ e 125 ℃, grado di protezione IP65 e durata del sensore superiore a 10 anni.
Modello IN-302G, alimentazione a induzione senza contatto, precisione di misurazione della temperatura ±0,1 ℃, intervallo da -20 ℃ a 120 ℃, possibilità di collegare fino a 240 sensori a una singola unità centrale.
Dispositivo di monitoraggio online delle scariche parziali e degli archi elettrici nei quadri elettrici
Grazie a una tecnologia multisensore che utilizza ultrasuoni, UHF, tensione di terra, corrente a impulsi e variazioni improvvise dell'intensità luminosa, rileva i segnali relativi a difetti di isolamento e guasti da arco elettrico, garantendo una risposta ultrarapida nell'ordine dei millisecondi.
Modello IN-202K, fusione multisensore di ultrasuoni/UHF/tensione di terra/corrente a impulsi, sensibilità di monitoraggio della corrente a impulsi ≤5 pC, monitoraggio 24 ore su 24 dei difetti di isolamento.
Modello IN-607, tempo di risposta con criterio singolo ≤10 ms, con doppio criterio ≤20 ms, soglia dell'arco elettrico regolabile da 5 klx a 20 klx, interruzione immediata del circuito difettoso.
Interruttori dei quadri elettrici e dispositivi di monitoraggio della sicurezza elettrica
Monitorare i parametri elettrici e meccanici chiave, quali il livello di vuoto degli interruttori, le caratteristiche di funzionamento e la corrente di dispersione dei scaricatori di sovratensione, al fine di individuare tempestivamente guasti latenti quali il deterioramento del vuoto, l’inceppamento dei meccanismi e l’invecchiamento degli scaricatori di sovratensione.
Modello IN-301: monitora costantemente il livello di vuoto nella camera di spegnimento dell'interruttore a vuoto; uscita segnale RS-485/Modbus-RTU; adattabile a temperature ambientali comprese tra -40 °C e +70 °C.
Modello IN-309K: acquisizione in tempo reale, senza interruzione dell'alimentazione, di parametri quali tempo di apertura e chiusura, velocità, corsa e rimbalzo; precisione di misurazione della corrente 0,11 TP3T; frequenza di campionamento massima 10K.
Modello IN-205K, per il monitoraggio della corrente di dispersione dei scaricatori di sovratensione, con intervallo di misura compreso tra 0,1 mA e 1000 mA, precisione di ±30 μA; supporta l'accesso remoto e l'analisi diagnostica in background.
Piattaforma integrata di monitoraggio online dei quadri elettrici
Integrando dati provenienti da più dispositivi e relativi a più parametri, consente di effettuare una valutazione dello stato di salute dei quadri elettrici durante l'intero ciclo di vita tramite un'interfaccia visiva e una piattaforma cloud; è adatto a grandi sottostazioni elettriche e a scenari di gestione e manutenzione digitalizzati.
Integra un interruttore intelligente, un'interfaccia uomo-macchina (HMI), sensori di rilevamento intelligenti e un controller centrale, consentendo l'acquisizione dei parametri elettrici, il monitoraggio delle scariche parziali, della temperatura e delle caratteristiche meccaniche, nonché il controllo remoto.
In quali contesti è possibile utilizzare il sistema di monitoraggio online dei quadri elettrici?
- Quadri di alta e media tensione, quadri di sbarra e quadri di ingresso/uscita per sottostazioni elettriche
- Quadri elettrici della sala di distribuzione per il consumo interno della centrale elettrica e della sottostazione di aumento di tensione
- Stazioni di aumento di tensione e sottostazioni prefabbricate per impianti di energia rinnovabile (fotovoltaici, eolici)
- Centrali elettriche proprie delle imprese industriali, sale di distribuzione ad alta tensione
- Quadri ad anello per reti di distribuzione urbane, sottostazioni di distribuzione senza personale di guardia
Come scegliere un sistema di monitoraggio online per quadri elettrici?
A seconda dei livelli di tensione, della struttura dei quadri e delle esigenze di gestione e manutenzione, i punti chiave da monitorare variano; di seguito è riportata una tabella di riferimento che illustra gli scenari più comuni e le dimensioni di monitoraggio consigliate:
| scenario applicativo | Parametri di monitoraggio consigliati | Punti chiave |
|---|---|---|
| Quadri di distribuzione a media e bassa tensione (0,4 kV – 35 kV) | Monitoraggio della temperatura (wireless/alimentazione tramite induzione) | Avviso di surriscaldamento dei contatti/delle barre collettrici |
| Quadri di alta tensione / Quadri di sbarre | Scariche parziali + monitoraggio della temperatura | Invecchiamento dell'isolamento, rischio di scariche elettriche |
| Quadro con interruttore di vuoto | Monitoraggio del livello di vuoto + monitoraggio delle caratteristiche di funzionamento | Mancata attivazione/attivazione errata, deterioramento del vuoto |
| Posto nell'armadio riservato allo scaricatore di sovratensione | Monitoraggio della corrente di dispersione degli scaricatori di sovratensione | Invecchiamento e guasto degli scaricatori di sovratensione |
| Quadri di uscita / quadri di sbarra da 110 kV e oltre | Monitoraggio dell'arco elettrico + interazione con la protezione da sovracorrente | Interruzione rapida dei guasti all'arco elettrico |
| Stazioni di rifornimento di energia rinnovabile / Stazioni senza personale | Sistema integrato di monitoraggio online + piattaforma remota | Manutenzione e gestione remota, allerta precoce dei guasti |
Prodotti e soluzioni per il monitoraggio dei quadri elettrici
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