IT202100017669A1 - Cabina elettrica di trasformazione - Google Patents

Description

CABINA ELETTRICA DI TRASFORMAZIONE

La presente invenzione riguarda una cabina elettrica di trasformazione, in particolare una cabina elettrica di trasformazione configurata per essere connessa a una rete di distribuzione di energia elettrica, pi? in particolare una cabina elettrica di trasformazione media tensione/bassa tensione (MT/BT).

Con distribuzione dell?energia elettrica si intende generalmente la fase della fornitura dell?elettricit? da un sistema di trasmissione ad alta tensione, tipicamente da 130kV fino a 700kV, agli utilizzatori finali. Una rete di distribuzione di energia elettrica porta tipicamente energia elettrica attraverso linee elettriche a media tensione e/o a bassa tensione.

La media tensione, tipicamente compresa tra 1 e 30 kV, viene impiegata nei tratti della rete di distribuzione intermedia che prevede cabine di trasformazione che ricevono energia ad alta tensione dal sistema di trasmissione e alimentano linee elettriche di distribuzione in media tensione. Tali cabine di trasformazione sono spesso indicate con sottostazioni o cabine primarie. In una rete di distribuzione per utilizzatori residenziali, ad esempio unit? abitative o commerciali, una pluralit? di cabine di trasformazione secondarie sono tipicamente collegate alle linee di distribuzione primaria, in cui le cabine secondarie eseguono una ?seconda? trasformazione da energia a media tensione a energia a bassa tensione (meno di 1000 V, ad esempio 230 V o 400 V) per gli utilizzatori finali. Pertanto, una cabina elettrica di trasformazione MT/BT comprende l?insieme dei dispositivi dedicati alla trasformazione della tensione fornita dalla rete di distribuzione in media tensione, in valori di tensione adatti per l?alimentazione delle linee in bassa tensione. Tipicamente, una cabina secondaria comprende uno o pi? trasformatori MT/BT, apparecchiature di manovra MT e BT, quadri elettrici e/o connessioni MT e BT e dispositivi ausiliari, quali dispositivi di protezione MT lato ente di distribuzione e dispositivi di protezione BT lato utente.

Sebbene la rete venga gestita, per quanto riguarda il flusso energetico, in maniera radiale, al fine di ottenere una maggiore flessibilit? della distribuzione elettrica si realizzano reti di distribuzione a maglie, in cui una cabina secondaria pu? ricevere energia da una tra pi? cabine primarie, in modo tale che si crei una ridondanza di linee elettriche e quindi la possibilit? di creare percorsi alternativi in caso di interruzione di erogazione di energia da una cabina primaria o secondaria, aumentando cos? l?affidabilit? del sistema.

In un contesto rurale, le cabine secondarie sono normalmente ubicate a livello del terreno e realizzate in una costruzione prefabbricata.

Normalmente una cabina secondaria pu? arrivare a servire diverse centinaia di utenze in bassa tensione. La distribuzione di energia elettrica in zone ad alta urbanizzazione comporta spesso un numero di cabine secondarie molto elevato, nell?ordine delle diverse migliaia. Soprattutto in un contesto urbano, una cabina secondaria viene solitamente realizzata in uno spazio cavo sotto il livello del suolo, normalmente all?interno di un vano tecnico costruito in muratura, spesso di pertinenza dello stabile o gruppo di stabili serviti. Il volume del vano tecnico e il collocamento delle apparecchiature all?interno di esso sono solitamente tali da garantire l?accesso al personale tecnico autorizzato. Inoltre, lo spazio interno del vano tecnico deve tener conto un distanziamento tra le apparecchiature tale da permettere un raffreddamento naturale dei componenti elettromagnetici e della posa dei cavi di collegamento tra le sezioni di bassa e alta tensione. In realizzazioni tipiche, lo spazio volumetrico richiesto in un vano tecnico per una cabina secondaria ha un?area in pianta di 15-20 m<2 >e una altezza di 2,5-3,0 metri. La Richiedente ha osservato che, in molti contesti urbani in cui si prevede la necessit? di una posa in numero crescente di nuove cabine di trasformazione (ad esempio da 50 a 100 cabine/anno), diventa sempre pi? complesso identificare nuovi spazi interrati che abbiano la necessaria volumetria. Inoltre, l?accesso alla cabina secondaria in un vano tecnico interrato all?interno di ampie opere civili interrate o di stabili avviene solitamente attraverso griglie carrabili o lastre rimovibili. L?accesso richiede quindi la discesa del personale autorizzato in uno spazio confinato con il rischio di infortunio e quindi con la necessit? di interventi pi? articolati che prevedono pi? operatori in campo e/o dispositivi di protezione individuali. La Richiedente ha considerato che la previsione di una cabina elettrica di trasformazione che non richiede un accesso fisico all?interno della stessa per il controllo e la gestione delle linee elettriche e dei componenti elettrici/elettromagnetici, almeno per la maggior parte delle operazioni ordinarie da parte del personale tecnico, consentirebbe una riduzione significativa della occupazione volumetrica associata alla cabina.

La presente divulgazione ? relativa a una cabina di trasformazione di energia elettrica che comprende:

- un box di contenimento che si estende lungo una direzione longitudinale e che comprende un primo compartimento di box, un secondo compartimento di box e un terzo compartimento di box, in cui il primo, secondo e terzo compartimento di box definiscono un rispettivo vano e sono disposti adiacenti l?uno all?altro in una direzione longitudinale quando la cabina si trova in una posizione di utilizzo, il secondo compartimento di box essendo disposto tra il primo e il terzo compartimento di box;

- un quadro elettrico di media tensione disposto nel primo compartimento di box;

- un trasformatore di potenza elettrica configurato per convertire una potenza di media tensione in una potenza di bassa tensione e disposto nel secondo compartimento di box, e

- un quadro elettrico di bassa tensione disposto nel terzo compartimento di box, in cui

il box di contenimento comprende una parete di fondo di box che, nella posizione di utilizzo giace su una superficie di appoggio, una parete superiore di box opposta alla parete di fondo, una prima e seconda parete laterale di box opposte l?una all?altra, una parete frontale di box e una parete posteriore di box opposta alla parete frontale di box, e

la prima parete laterale e la seconda parete laterale di box delimitano lateralmente rispettivamente il primo compartimento di box e il terzo compartimento di box.

Preferibilmente, il box di contenimento ? metallico.

Preferibilmente, il box di contenimento ha una forma generalmente a parallelepipedo.

La parete superiore e la parete inferiore di box si estendono nella direzione longitudinale lungo il primo, secondo e terzo compartimento di box.

Il box di contenimento ha una lunghezza L lungo la direzione longitudinale. Le pareti di box (di fondo, superiore, prima laterale, seconda laterale, frontale e posteriore) definiscono uno spazio volumetrico interno di cabina. Lo spazio volumetrico interno include primo, secondo e terzo vano corrispondenti al primo, secondo e terzo compartimento di box.

Preferibilmente, il primo compartimento di box e il terzo compartimento di box sono separati longitudinalmente dal secondo compartimento di box. Preferibilmente, il box di contenimento comprende un telaio principale di box che comprende una pluralit? di barre o tubi di montaggio che formano una struttura di telaio, la struttura di telaio definendo la partizione dello spazio volumetrico interno nei tre compartimenti di box.

Preferibilmente, il primo e il terzo compartimento di box sono separati dal secondo compartimento di box mediante rispettive prima e seconda parete divisorie che si estendono verticalmente rispetto alla parete di fondo di box cos? da separare i vani dei rispettivi compartimenti di box.

Preferibilmente, la prima e la seconda parete divisoria si estendono verticalmente dalla parete di fondo di box alla parete superiore di box. Preferibilmente, le pareti divisorie sono metalliche.

Preferibilmente, il box di contenimento comprende una pluralit? di sezioni di parete di box rimovibili, ad esempio porte apribili o pannelli rimovibili, per l?accesso a ciascuno dei compartimenti di box.

Preferibilmente, la parete frontale di box comprende una prima sezione di parete di box rimovibile in corrispondenza del secondo compartimento di box e la prima parete laterale oppure la parete frontale comprende una seconda sezione di parete di box rimovibile per l?accesso al primo compartimento di box, la cabina comprendendo inoltre una terza sezione di parete di box rimovibile disposta sulla parete frontale in corrispondenza del terzo compartimento di box oppure sulla seconda parete laterale.

Preferibilmente, la prima, seconda e terza sezione di parete di box rimovibile sono a tenuta d?acqua quando in una rispettiva posizione di chiusura.

Preferibilmente, la seconda sezione di parete rimovibile ? disposta sulla prima parete laterale.

Preferibilmente, terza sezione di parete rimovibile di box ? disposta sulla parete frontale in corrispondenza del terzo compartimento di box.

Preferibilmente, seconda sezione di parete rimovibile per l?accesso al primo compartimento di box ? disposta nella prima parete laterale.

La Richiedente ha capito che se la cabina elettrica ? interrata ed ? in comunicazione con l?ambiente esterno in corrispondenza di una sua porzione superiore accessibile dall?esterno, il controllo e/o le manovre per la modifica della configurazione di rete possono avvenire attraverso un pannello di controllo che agisce da interfaccia utente e che pu? essere in comunicazione con un sistema di controllo e supervisione della cabina elettrica.

Preferibilmente, la cabina comprende un pannello elettronico di controllo posizionato all?interno della cabina in corrispondenza di un vano di uno tra il primo, secondo e terzo compartimento di box, in cui, nella posizione di utilizzo della cabina elettrica, la parete superiore ? accessibile dall?esterno e comprende una apertura di ispezione e il pannello elettronico di controllo ? disposto in corrispondenza dell?apertura di ispezione e in prossimit? della stessa cos? da essere accessibile dall?esterno attraverso l?apertura di ispezione.

Preferibilmente, il pannello elettronico di controllo ? collegato operativamente a un sistema di supervisione e controllo di dati di cabina comprendenti dati relativi all?operativit? e funzionamento del quadro elettrico di media tensione, il quadro elettrico di bassa tensione e il trasformatore di potenza elettrico.

Preferibilmente, il pannello di controllo comprende una interfaccia uomomacchina configurata per la visualizzazione di dati di cabina e/o l?inserimento di comandi eseguibili dal sistema di supervisione e controllo. Nelle operazioni ordinarie, la cabina elettrica pu? essere supervisionata dall?esterno, accedendo in loco al pannello di controllo disposto in corrispondenza del lato superiore della cabina elettrica per visualizzare parametri operativi e di funzionamento, pi? in generale dati di cabina. Le manovre ordinarie, quali un cambiamento di posizione di organi elettrici di commutazione, interruttori o sezionatori di linea, per impedire o consentire il passaggio di corrente attraverso le linee di bassa o media tensione, possono essere controllate e gestite attraverso il pannello di controllo. Queste manovre possono inoltre avvenire mediante un comando trasmesso da remoto.

In generale e in accordo con l?accezione comune del termine, si parler? di apparecchio di manovra intendendo un dispositivo in grado di assumere pi? di uno stato, tipicamente due o tre stati, ad esempio, chiuso o aperto sulla linea ed eventualmente messa a terra, in particolare in grado di eseguire le manovre necessarie per aprire o chiudere un circuito, ad esempio sezionare un tratto di linea elettrica da/a una cabina secondaria.

Preferibilmente, il pannello elettronico di controllo ? disposto nel vano del primo o del terzo compartimento di box, in prossimit? dell?apertura di ispezione.

Preferibilmente, il sistema di controllo e supervisione ? di tipo centralizzato e comprende le ordinarie funzioni di controllo, regolazione/modifica di dispositivi fisici presenti in cabina, e monitoraggio mediante acquisizione, controllo e gestione di dati.

Il sistema di controllo e supervisione pu? comprendere o essere costituito da un modulo SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Preferibilmente, il sistema di controllo e supervisione comprende un modulo per la ricezione e la trasmissione di dati in remoto e in comunicazione con una rete di telecomunicazioni. Il modulo di ricetrasmissione pu? essere ubicato all?interno del modulo SCADA o in comunicazione con quest?ultimo. Il modulo di ricetrasmissione pu? essere configurato per comunicare con una rete di telecomunicazioni cablata, una rete mobile (i.e. mediante segnali a radio frequenza) o una rete WLAN in comunicazione con una rete mobile. In questo modo, in alternativa o in aggiunta, l?accesso ai dati di cabina e quindi il loro controllo pu? essere eseguito da remoto.

Vantaggiosamente, la cabina di trasformazione in accordo con la presente divulgazione consente il controllo e la gestione ordinaria degli impianti elettrici in essa contenuti in condizioni di sicurezza, sia a distanza (nel caso dell?attuazione dei comandi da remoto) sia in loco da parte di un operatore che si trova esternamente alla cabina.

Preferibilmente, il sistema di supervisione e controllo di dati di cabina ? alloggiato in un modulo elettronico, il modulo elettronico comprendendo ingressi e uscite per il collegamento operativo al pannello elettronico di controllo.

Preferibilmente, il pannello elettronico di controllo e il modulo elettronico sono disposti all?interno del vano del primo compartimento di box, sopra al quadro elettrico di media tensione.

Preferibilmente, il modulo elettronico ? disposto, in una direzione verticale rispetto alla direzione longitudinale di box tra il pannello di controllo e il quadro elettrico di media tensione.

Preferibilmente, il modulo elettronico ? dotato di ingressi e uscite per il collegamento operativo a un sistema di supervisione e gestione della rete di distribuzione per la gestione della distribuzione dell?energia elettrica, il modulo elettronico essendo collegato al sistema di supervisione e gestione della rete di distribuzione.

Preferibilmente, l?interfaccia uomo-macchina ? collegata logicamente con uno o pi? dispositivi di ingresso attivabili da un utente (ad esempio, mouse, touch-screen, tastiera ecc.).

Preferibilmente, l?apertura di ispezione ? provvista di una ricopertura di protezione apribile o rimovibile, la ricopertura di protezione essendo a tenuta d?acqua quando in una posizione di chiusura sull?apertura di ispezione.

Preferibilmente, la ricopertura di protezione ? provvista di una guarnizione sigillante a tenuta d?acqua.

In caso in cui sia necessario ispezionare l?interno della cabina elettrica, ad esempio per eseguire lavori di manutenzione ai componenti elettrici e/o elettromagnetici, la cabina pu? essere sollevata ed estratta dal vano nel quale ? stata disposta e riportata soprasuolo.

Il livello di soprasuolo ? un livello accessibile a un operatore e pu? essere il livello del terreno, quando la cabina ? interrata nell?ambiente esterno, o la superficie di un seminterrato o interrato di un edificio.

Data la dimensione ridotta della cabina elettrica e la disposizione delle apparecchiature e componenti non ? necessario uno spazio interno di manovra per l?operatore. L?equipaggiamento elettrico ? raggiungibile dall?operatore e pu? essere facilmente riparato, rimosso o sostituito senza la necessit? che l?operatore acceda fisicamente all?interno della cabina. La Richiedente ha osservato che la previsione di un sistema di raffreddamento a circolazione forzata nella cabina di trasformazione consentirebbe il controllo della temperatura nella cabina nonch? una generale riduzione dello spazio volumetrico interno della cabina.

Preferibilmente, la cabina elettrica comprende un sistema di raffreddamento a ventilazione forzata che comprende una prima presa d?aria e un primo dispositivo di estrazione d?aria, la prima presa d?aria e il primo dispositivo di estrazione d?aria essendo disposti all?esterno della cabina sulla parete superiore di box e in comunicazione con l?interno del box di contenimento. Preferibilmente, la prima presa d?aria per il primo dispositivo di estrazione d?aria sono disposti in corrispondenza di rispettive aperture formate nella parete superiore in corrispondenza del secondo compartimento di box. Preferibilmente, il sistema di raffreddamento comprende una seconda presa d?aria e un secondo dispositivo di estrazione di aria disposti all?esterno della cabina sulla parete superiore di box, in corrispondenza di rispettive aperture nella parete superiore, in cui la seconda presa d?aria ? disposta in corrispondenza del primo o del terzo compartimento di box e il secondo dispositivo di estrazione ? disposto in corrispondenza del terzo compartimento di box se la seconda presa d?aria ? disposta in corrispondenza del primo compartimento di box o in corrispondenza del primo compartimento di box se la seconda presa d?aria ? disposta in corrispondenza del terzo compartimento di box.

Preferibilmente, il sistema di raffreddamento ? senza condotti.

Preferibilmente, ciascuna tra la prima e la seconda parete divisoria di box include una o pi? luci.

Preferibilmente, l?una o pi? luci della prima e seconda parete divisoria sono disposte in prossimit? della parete superiore di box.

Preferibilmente, il quadro elettrico di bassa tensione comprende una pluralit? di interruttori di bassa tensione di ingresso-uscita e il trasformatore di potenza ? connesso elettricamente alla pluralit? di interruttori di ingressouscita mediante una struttura di condotti sbarre configurati per il trasporto dell?energia a bassa tensione.

Preferibilmente, la struttura di condotti sbarra comprende una pluralit? di condotti sbarre in ingresso connessi a rispettivi ingressi della pluralit? di interruttori di ingresso-uscita e una rispettiva pluralit? di condotti sbarra in uscita connessi a rispettive uscite di detta pluralit? di interruttori di ingresso-uscita.

La connessione elettrica mediante una struttura di condotti sbarre consente un ulteriore risparmio di spazio all?interno della cabina aumentando la compattezza della stessa.

Preferibilmente, la seconda parete laterale di box ? provvista di una pluralit? di fori passanti progettati per l?inserimento di cavi energia a bassa tensione per il loro collegamento a condotti sbarre della pluralit? di condotti sbarre di uscita.

Preferibilmente, il quadro elettrico di bassa tensione ? disposto sulla parete di fondo di box del box di contenimento.

Preferibilmente, il quadro elettrico di bassa tensione ? disposto in prossimit? della parete posteriore di box.

Preferibilmente, il quadro elettrico di media tensione ? disposto sulla parete di fondo di box in corrispondenza del primo compartimento di box e la parete di fondo di box comprende rispettivi due o pi? fori passanti configurati per il passaggio di rispettivi cavi di media tensione dall?esterno della cabina e dal basso rispetto alla parete di fondo di box per il collegamento con il quadro di media tensione.

Preferibilmente, la cabina ? provvista di almeno un cavo di media tensione di cabina che collega il quadro elettrico di media tensione al trasformatore di potenza in corrispondenza del lato di trasformatore rivolto verso il primo compartimento di box. L?almeno un cavo di media tensione di cabina ha una prima e una seconda estremit? di cavo, la prima estremit? di cavo essendo collegata al quadro elettrico di media tensione e la seconda estremit? di cavo essendo collegata al trasformatore di potenza.

Preferibilmente, l?almeno un cavo di media tensione di cabina passa attraverso un rispettivo almeno un foro passante formato nella parete di fondo di box in corrispondenza del primo compartimento di box per il collegamento della prima estremit? di cavo con il quadro elettrico di media tensione, e l?almeno un cavo di media tensione che esce da sotto la parete di fondo di box ha un percorso che si svolge all?esterno della cabina per entrare di nuovo nella cabina dal basso attraverso una apertura della parete di fondo di box disposta in corrispondenza del secondo compartimento di box per entrare nella cabina e collegare la seconda estremit? di cavo di cabina al trasformatore di potenza.

Preferibilmente, il quadro di media tensione comprende un involucro esterno che comprende una base disposta sulla parete di fondo di box, in corrispondenza del primo compartimento di box. La base dell?involucro esterno comprende uno o pi? fori passanti disposti in corrispondenza di rispettivi uno o pi? fori passanti della parete di fondo di box.

Preferibilmente, il trasformatore di potenza ? un trasformatore trifase che comprende tre unit? di trasformatore monofase.

Preferibilmente l?almeno un cavo di media tensione di cabina per il collegamento tra il quadro di media tensione e il trasformatore di potenza ? un cavo trifase, le cui fasi elettriche sono trasportate su tre cavi energia separati.

Preferibilmente i cavi energia di media tensione di linea elettrica del sistema di distribuzione in ingresso e in uscita a/da la cabina di trasformazione sono cavi trifase, le cui fasi elettriche sono trasportate su tre cavi separati.

Sebbene un uso principale della cabina elettrica in accordo con la presente divulgazione pu? essere in un contesto urbano in cui la cabina ? interrata o parzialmente interrata, non ? escluso che la cabina possa essere installata all?esterno sempre in un contesto urbano oppure in un contesto rurale, laddove siano richiesti minori ingombri.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione esemplari di una cabina elettrica di trasformazione, in accordo con la presente invenzione. Tale descrizione verr? esposta qui di seguito con riferimento alle unite figure, fornite a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nelle quali: - la figura 1 mostra una vista prospettica di una cabina elettrica di trasformazione in accordo con una forma realizzativa.

- la figura 2 ? una vista dall?alto della cabina elettrica di figura 1.

- la figura 3 ? una vista prospettica frontale della cabina elettrica di figura 1, nella quale le sezioni di parete di box 18, 19 sono state rimosse per mostrare parzialmente l?interno della cabina.

- la figura 4 ? una vista prospettica laterale parziale nella quale si vede la collocazione del pannello di controllo; la porta di accesso al pannello di controllo ? stata rimossa per mostrare lo spazio di l?alloggiamento del pannello di controllo (non mostrato).

- la figura 5 ? una vista prospettica posteriore che mostra i principali componenti installati nella cabina elettrica. Per mostrare pi? chiaramente alcuni dettagli, il box di contenimento ? stato rimosso.

- la figura 6 ? una vista prospettica laterale della cabina di figura 1, il box di contenimento essendo stato rimosso dal disegno per mostrare alcuni dettagli interni, ad eccezione delle sezioni di parete rimovibili 18 e 19 sulla parete frontale 11a del box.

- la figura 7 ? una vista prospettica parziale per mostrare pi? in dettaglio la connessione a condotti sbarre dal trasformatore di potenza. Gli elementi diversi dal trasformatore e la struttura di condotti sbarre sono stati rimossi dal disegno.

- le figure 8 e 9 sono viste prospettica parziali che mostrano la struttura di condotti sbarre dal/al quadro elettrico di bassa tensione.

- la figura 10 ? una vista prospettica dall?alto di una porzione del lato superiore del box di contenimento per mostrare il pannello di controllo. Con riferimento alle figure, con il numero di riferimento 10 si indica una cabina elettrica di trasformazione, che nel presente esempio ? una cabina di trasformazione MT/BT, in particolare una cabina secondaria che, in una condizione operativa, ? connessa a una rete di distribuzione di energia elettrica.

La cabina 10 poggia, almeno per la maggior parte della sua estensione, su una superficie di appoggio 25 che pu? essere la superficie di fondo di uno scavo nel terreno, la superficie di una pavimentazione di un locale interrato di uno stabile o pi? generalmente la superficie di un?opera in muratura sulla quale viene disposta la cabina. La superficie di appoggio 25 sulla quale giace la cabina 10, ? per convenienza definita estendersi su un piano orizzontale. Nell?esempio illustrato, la superficie di appoggio 25 ? la superficie superiore di un?opera in muratura 37.

La cabina 10 comprende un box di contenimento 11 che racchiude apparecchiature e componenti descritti con riferimento alle successive figure. Il box 11, di forma generalmente a parallelepipedo e avente 6 lati, ha una lunghezza L lungo la direzione longitudinale X, una profondit? W (asse Y) e un?altezza H (asse verticale o direzione verticale Z), indicati in figura 1. Il box di contenimento 11 ha una parete frontale 11a, una prima parete laterale 11b (fig. 1), una parete posteriore 11f opposta alla parete frontale 11a (indicata in fig.2), una seconda parete laterale 11d (fig. 3), una parete superiore 11c (fig. 2) e una parete di fondo 11e (indicata in fig. 3) che giace sulla superficie di appoggio 25.

In una condizione operativa, il box di contenimento 11 ? interrato o parzialmente interrato e la sua parete superiore 11c comprende una superficie libera accessibile dall?esterno.

I termini ?superiore?, ?laterale?, ?inferiore? e ?di fondo? usati per descrivere le posizioni relative dei componenti della cabina elettrica, in particolare delle pareti del box di contenimento, fanno riferimento a una condizione di utilizzo e/o operativit? della cabina secondaria. Inoltre, il termine ?parete? si riferisce a un lato del box di contenimento e pu? essere di pezzo oppure comprendere o essere costituita da porzioni di parete rimovibili, quali porte o pannelli rimovibili che, tipicamente in caso di manutenzione o ispezione interna della cabina, consentono a un operatore l?accesso alle apparecchiature alloggiate all?interno del box di contenimento.

Il box 11 prevede una partizione del suo spazio interno in rispettivi spazi, indicati nel seguito, con vani o volumi, per l?alloggiamento delle sezioni di media tensione, di trasformatore e di bassa tensione. Il box di contenimento 11 comprende tre compartimenti di box 31, 32, 33 che si estendono lungo la lunghezza L del box. I compartimenti di box sono contigui tra loro e sono costituiti da un primo compartimento di box 31, un secondo compartimento di box 32 e un terzo compartimento di box 33 (figura 2), ciascun compartimento di box definendo un rispettivo vano. Il primo compartimento di box 31 ? indicato nel seguito anche con compartimento di media tensione o compartimento MT; il secondo compartimento di box 32 ? indicato anche con compartimento di trasformatore, e il terzo compartimento di box 33 ? indicato anche con compartimento di bassa tensione o compartimento BT. Nella forma realizzativa delle figure, il box comprende un telaio principale 12 in metallo (figure 1-3). Il telaio principale di box 12 ha forma generalmente a parallelepipedo rettangolare e comprende una pluralit? di barre o tubi di montaggio, ad esempio in acciaio zincato, saldati tra loro per formare una struttura di telaio. La struttura di telaio 12 definisce la partizione del volume interno del box nei tre compartimenti di box 31, 32, 33.

Il compartimento di box di trasformatore 32 ? disposto tra il compartimento MT 31 e il compartimento BT 33. Porzioni di telaio 12M e 12L che si estendono verticalmente rispetto alla superficie di appoggio 25 della cabina 10 marcano l?estensione degli scomparti MT e BT, 31 e 32 nella lunghezza L della cabina 10 (figure 1 e 2).

Preferibilmente, compartimenti di box MT e BT 31, 33 sono separati dal compartimento di box di trasformatore 32 mediante rispettive pareti divisorie 28 e 29 disposte in corrispondenza delle porzioni di telaio 12M e 12L (figura 3).

Preferibilmente, le pareti divisorie 28, 29 si estendono verticalmente lungo tutta l?altezza del volume interno del box 11. Preferibilmente, le pareti divisorie 28, 29 sono metalliche, ad esempio in acciaio.

Preferibilmente e come descritto nel seguito, ciascuna delle pareti divisorie 28, 29 che separano i compartimenti di box della cabina elettrica 10 includono una o pi? luci (fori passanti).

La separazione fisica tra i vani dei compartimenti di box consente di mantenere separati gli ambienti all?interno della cabina 10 in caso di manutenzioni o installazioni da parte di terze parti. Inoltre, la previsione di pareti divisorie metalliche tra gli scomparti della cabina crea una gabbia di Faraday che previene i disturbi elettromagnetici e aumenta la sicurezza proteggendo gli scomparti MT e BT 31, 33 da possibili scariche parziali. La parete laterale 11d del box di contenimento 11 in corrispondenza del compartimento BT 33 ? dotata di una pluralit? di fori passanti nei quali sono fissati rispettivi passacavi 56 per l?inserimento di cavi energia a bassa tensione, come descritto pi? in dettaglio nel seguito. Nell?esempio non limitativo illustrato nelle figure pi? sotto-pluralit? di passacavi 56 sono disposte in file parallele. Ai passacavi 56 pu? essere connesso meccanicamente un respettivo terminale sconnettibile (non mostrato) per l?inserimento dei cavi BT 57 (figure 3 e 5).

Il box 11 comprende una pluralit? di sezioni di parete rimovibili di box 15, 18, 19, ad esempio porte apribili o pannelli rimovibili (nell?esempio raffigurato porte apribili verso l?esterno), per l?accesso a ciascun compartimento di box 31, 32, 33 della cabina 10. Nell?esempio delle figure, una sezione di parete rimovibile 15 per l?accesso al compartimento di box MT 31 ? disposta sulla prima parete laterale 11b del box 11, mentre le sezioni di parete 18, 19 per l?accesso al compartimento di trasformatore 32 e al compartimento BT 33, rispettivamente, sono disposte sul lato frontale 11a.

Il box di contenimento 11 ? preferibilmente costruito in un materiale a tenuta d?acqua, per evitare l?ingresso di liquidi, ad esempio possibili infiltrazioni di acqua dal terreno circostante. Pi? in generale, il box di contenimento ? sigillato verso l?esterno per una buona o perfetta tenuta d?acqua. Sempre al fine di garantire la tenuta d?acqua, le sezioni di pareti di box rimovibili sono costruite, in modi per s? noti, a tenuta d?acqua quando si trovano nella posizione di chiusura.

Il telaio principale 12 pu? comprendere almeno due ganci ad aletta 16 di pezzo con la struttura di telaio 12 per la posa della cabina elettrica in un vano interrato e il sollevamento della stessa fino al livello del terreno o dei seminterrati di un edificio, ad esempio nel caso di manutenzione o riparazione. Nella forma realizzativa rappresentata nelle figure, quattro ganci ad aletta 16 sono disposti nel telaio in corrispondenza della parete superiore 11c della cabina. I ganci possono naturalmente avere una diversa forma e/o struttura.

In una altra forma realizzativa (non mostrata), non sono presenti ganci di sollevamento e la cabina pu? essere spostata verticalmente da un sistema di elevazione.

Con riferimento alla figura 3, la cabina elettrica di trasformazione 10 comprende un trasformatore di potenza elettrica 40 configurato per convertire la tensione in ingresso in una tensione di livello inferiore, in particolare per trasformare una potenza di media tensione in una potenza di bassa tensione. Il trasformatore 40 ? disposto nel compartimento di box di trasformatore 32. In generale, la dimensione del trasformatore dipende dalla potenza elettrica richiesta che tipicamente varia da 300 a 1000 KVA in una cabina secondaria, potenze pi? piccole consentendo un design pi? compatto e con minore ingombro. In via non limitativa, nella forma realizzativa illustrata nelle figure il trasformatore 40 ? un trasformatore trifase che comprende tre unit? di trasformatore monofase 40a, 40b, 40c connesse meccanicamente l?una all?altra tramite barre metalliche 45 (visibili in figura 6) e montate su un telaio di base 81 (figure 3, 6-8). Nei modi usuali, il trasformatore 40 ? collegato a terra mediante un cavo terra 44 (figura 3).

In una forma realizzativa, il trasformatore 40 ? un trasformatore per distribuzione MT/BT a secco, preferibilmente con avvolgimenti MT e BT preimpregnati o inglobati in resina.

Preferibilmente, il trasformatore 40 ? installato nel compartimento di trasformatore 32 in modo da poter essere estratto dalla cabina cos? da essere accessibile per eventuali manutenzioni o riparazioni. A questo scopo, il trasformatore ? montato, attraverso il telaio di base 81, su a una guida a rulli di scorrimento bidirezionale 82 (rulli parzialmente visibili in figura 6). Nell?esempio illustrato, la guida a rulli 82 comprende una coppia di profilati metallici 82a fissati superiormente al telaio di base 81 del trasformatore, ciascun profilato metallico 82a essendo configurato per impegnare uno o pi? rulli di scorrimento. Nell?esempio delle figure, il telaio di base 81 ? agganciato alla coppia di profilati metallici 82a della guida a rulli. La guida a rulli 82 ? disposta su una guida di scorrimento 53 fissata sulla parete di fondo 11e del box di contenimento, ad esempio la guida di scorrimento ? saldata o bullonata sul lato inferiore del box. La guida di scorrimento 53 comprende uno o due binari di guida (nelle figure due binari) che si estendono nella direzione fronte-retro della cabina 10. Il contatto tra la guida a rulli 82 e i binari della guida 53 ? attraverso i rulli che sono configurati per traslare lungo i binari di guida. I rulli possono essere fatti di o rivestiti esternamente di materiale polimerico non-conduttivo cos? da evitare che ci sia una conduzione elettrica tra il trasformatore 40 e il box di contenimento 11 in caso di dispersioni elettriche. Altre costruzioni e configurazioni per l?estrazione del trasformatore sono naturalmente possibili e possono variare in funzione della configurazione di trasformatore utilizzata e/o degli spazi interni del compartimento di box di trasformatore.

La figura 5 ? una vista prospettica posteriore della cabina elettrica nelle quali il box di contenimento con il telaio sono stati rimossi per mostrare pi? chiaramente i componenti principali compresi nella cabina 10 e alcuni dettagli delle apparecchiature. La figura 6 ? una ulteriore vista prospettica posteriore dal lato laterale 11d del box di contenimento, il box essendo stato rimosso dal disegno per mostrare pi? chiaramente alcuni dettagli interni, ad eccezione delle porte o pannelli rimovibili 18 e 19 sul lato frontale 11a del box.

Nell?esempio illustrato nelle figure si ? considerato un sistema di trasmissione di energia elettrica trifase in relazione alle connessioni cablate da/o la cabina elettrica di trasformazione. Tuttavia, tale esempio non deve essere considerato limitativo, le caratteristiche tecniche dell?energia elettrica essendo regolate da normative regionali o nazionali.

Nel compartimento di box MT 31 ? disposto un quadro elettrico di media tensione 51, indicato brevemente anche con quadro MT, che ? raffigurato sommariamente nelle figure con un involucro esterno a forma di parallelepipedo. L?involucro esterno pu? essere ad esempio una scatola metallica destinata ad essere collegata a terra e nella quale sono racchiusi apparecchi elettrici, quali interruttori, dispositivi di comando per l?azionamento di apparecchi di manovra, dispositivi di misura e i dispositivi di protezione. In tipiche realizzazioni, il quadro elettrico MT ? sigillato in un involucro di acciaio inossidabile utilizzando una tecnologia di isolamento in aria, in gas (e.g. SF6) o sottovuoto.

L?involucro esterno del quadro MT comprende una base che poggia sulla parete di fondo 11e di box.

L?involucro del quadro MT 51 ? preferibilmente installato sulla parete di fondo 11e del box di contenimento 11 della cabina 10. Nei modi usuali, il quadro elettrico MT pu? comprendere o essere costituito da unit? modulari (o moduli). In una cabina secondaria di una rete di distribuzione, il quadro elettrico MT comprende tipicamente una pluralit? di moduli (non mostrati). Secondo la terminologia comune nel campo, le tipologie di moduli vengono indicate con modulo C (interruttore linea in cavo), F (interruttore di manovra-sezionatore con fusibile), V (interruttore linea in vuoto) e M (misure). In un esempio, il quadro elettrico MT 51 ? un quadro elettrico per reti ad anello (RMU) con configurazione CFV o CCF.

Il quadro elettrico MT 51 comprende una pluralit? di moduli di interruttori di ingresso-uscita (moduli C), ciascun modulo di ingresso-uscita essendo configurato per la connessione in ingresso e/o uscita di un cavo di media tensione. Il quadro MT comprende inoltre almeno un modulo configurato per dirigere la corrente a terra in caso di guasto (modulo V) cos? da prevenire un danneggiamento al trasformatore. In alternativa o in aggiunta all?almeno un modulo V, il quadro MT comprende un modulo F.

Cavi energia di media tensione 61, 62 sono collegati al quadro elettrico MT 51 per la connessione della cabina 10 alla rete elettrica di distribuzione. Nella forma realizzativa illustrata, i cavi 61, 62 sono trifase, le cui fasi elettriche sono trasportate su tre cavi separati. I cavi energia 61 (tre cavi di fase diversa) sono per la connessione con una cabina primaria o secondaria a monte della cabina secondaria 10, mentre i cavi energia 62 connettono la cabina secondaria 10 con una cabina a valle lungo una linea elettrica primaria della rete.

Per la connessione elettrica tra il quadro elettrico MT 51 e il trasformatore 40 sono previsti cavi energia di media tensione di cabina 63. I tre cavi di cabina 63 di fase diversa sono connessi a una rispettiva unit? di trasformatore 40a, 40b, 40c per fornire in ingresso la potenza di media tensione da convertire (connessione per fase). I cavi di cabina 63 effettuano il collegamento al trasformatore lato media tensione, ossia in corrispondenza del lato delle unit? di trasformatore rivolto verso il compartimento MT 31.

Con riferimento alla figura 6, il quadro MT 51 mostra in trasparenza l?ingresso e/o l?uscita di cavi a media tensione 61, 62, 63.

I cavi MT 61, 62 entrano nella cabina elettrica 10 dal basso, ovvero da sotto alla cabina. I cavi MT 61, 62 entrano nella cabina 10 dal basso in una direzione sostanzialmente verticale, per lo meno nell?ultimo tratto prima del loro collegamento al quadro elettrico MT 51. Una o pi? aperture (non visibili) presenti sulla parete di fondo 11e del box di contenimento 11 consentono l?ingresso e uscita dei cavi.

Sulla base dell?involucro metallico che racchiude il quadro elettrico MT ? prevista di una pluralit? di fori passanti nei quali sono fissati rispettivi passacavi 66 per il passaggio dei cavi trifase 61, 62 per la connessione con i moduli di interruttore di ingresso-uscita. La pluralit? di fori passanti 66 nella superficie inferiore dell?involucro esterno del quadro MT ? disposta in corrispondenza delle una o pi? aperture (non visibili) sulla parete di fondo 11e del box di contenimento 11 cos? da permettere l?ingresso e uscita dei cavi.

In considerazione dello spazio interno ridotto della cabina 10, ? preferibile che i cavi a media tensione in ingresso e in uscita alla/dalla cabina 10, e in particolare i cavi di cabina 63 per la connessione tra il quadro elettrico MT 51 e il trasformatore 40 non subiscano piegature all?interno della cabina, e in particolare ? preferibile evitare piegature uguali o inferiori al raggio di curvatura critico associato al cavo energia impiegato. Preferibilmente, poich? lo spazio interno ridotto negli e tra gli scomparti di cabina 31, 32 rende complesso lo spiegamento dei cavi energia con raggi di curvatura superiori al raggio di curvatura critico, almeno una parte del percorso dei cavi energia dal quadro elettrico MT 51 al trasformatore 40 ? esterno alla cabina 10.

Ciascun cavo energia di media tensione 63 ha una prima estremit? collegata al quadro elettrico di media tensione 51 e una seconda estremit? collegata a una rispettiva fase del trasformatore di potenza 40 in corrispondenza del lato di trasformatore rivolto verso il primo compartimento di box 31.

Ciascun cavo MT di cabina 63 entra nella cabina dal basso, attraverso un rispettivo foro passante 69 nella base dell?involucro esterno del quadro elettrico MT 51 e un corrispondente foro passante (non visibile) nella parete di fondo di box 11e per collegarsi, con la sua prima estremit? di cavo, al quadro elettrico 51 in corrispondenza del primo compartimento di box 31. Dal quadro MT 51, il percorso dei cavi di media tensione 63 si sviluppa all?esterno della cabina e per entrare, sempre dal basso, attraverso una rispettiva apertura della parete di fondo di box 11e (non mostrata) disposta in corrispondenza del secondo compartimento di box 32 e infine collegarsi con la sua seconda estremit? alla rispettiva fase del trasformatore di potenza 40.

Preferibilmente, il percorso dei cavi 61, 62 in ingresso al quadro elettrico MT 51 ? esterno alla cabina 10. Come indicato in precedenza, i cavi energia MT 61, 62 possono entrare (o uscire) dalla cabina attraverso una pluralit? di aperture formate nella parete di fondo 11e del box di contenimento 11 in corrispondenza alle posizioni dei passacavi 66 sul lato inferiore dell?involucro del modulo MT 51.

Il collegamento a terra del quadro elettrico MT 51 pu? essere realizzato mediante un cavo terra 68a per la messa a terra del quadro elettrico MT 51, il cavo elettrico 68a fuoriuscendo dalla cabina 10attraverso un foro formato sulla parete di fondo 11e del box, il foro essendo dotato di un passacavi 67a. Tipicamente, anche il telaio principale di box 12 ? collegato a terra mediante un cavo di messa a terra (non mostrato nelle figure).

Nella forma realizzativa illustrata, ? previsto almeno un pozzetto cavi 35, 36 ricavato sotto la superficie di appoggio 25 della cabina elettrica 10 per accogliere i cavi MT in uscita da e/o in ingresso alla cabina (figura 1). Un primo pozzetto cavi 35 si estende al di sotto della cabina 10 in corrispondenza di almeno una porzione del compartimento di box MT 31. L?ultimo tratto dei cavi MT 61 e 62 (parzialmente visibile) ? guidato all?interno del primo pozzetto cavi 35 ed entra o esce da sotto la cabina 10 in una direzione sostanzialmente verticale rispetto al piano di appoggio 25 della cabina 10 attraverso i passacavi 66 (figure 5 e 6).

Un secondo pozzetto cavi 36 adiacente a e/o comunicante con il primo pozzetto cavi 35 si estende in corrispondenza compartimenti di box MT e di trasformatore 31, 32 ed ? configurato per accogliere i cavi MT 63 che collegano il quadro elettrico MT 51 a ciascuna unit? di trasformatore 40a, 40b e 40c. Nell?esempio, il secondo pozzetto cavi 36 crea un percorso a U per i cavi MT 63 che consente uno spiegamento dei cavi con raggio di curvatura relativamente ampio.

Questa configurazione consente una facile accessibilit? ai cavi MT dall?esterno della cabina e facilita sia le operazioni di connessione alla rete all?atto della messa in servizio sia le operazioni di connessione e sconnessione nel caso di sostituzione della cabina di trasformazione.

Nell?esempio illustrato, il primo e il secondo pozzetto cavi 35, 36 sono fabbricati nell?opera in muratura 37 che funge da basamento per la cabina 10. Pu? essere previsto un singolo pozzetto cavi per l?alloggiamento dei cavi MT 61, 62 e 63, come illustrato in figura 1 in cui si vedono due pozzetti 35, 36 comunicanti tra loro. Il pozzetto o pozzetti cavi hanno una larghezza, lungo una direzione trasversale rispetto alla direzione di dispiego dei cavi, e una profondit? adeguate per accogliere i cavi MT.

In alternativa al pozzetto cavi, possono essere previsti cunicoli prefabbricati o in opera (non mostrati).

Nel compartimento di box di bassa tensione 33 della cabina elettrica 10 ? disposto un quadro elettrico di bassa tensione (BT) 55 connesso elettricamente al trasformatore 40. Il quadro elettrico 55 comprende una pluralit? di interruttori di bassa tensione di ingresso-uscita per la connessione elettrica con conduttori bassa tensione. Ad esempio, gli interruttori sono interruttori automatici di tipo aperto. Tipicamente, il quadro BT comprende un involucro esterno nel quale sono disposti gli interruttori.

Preferibilmente, gli interruttori BT di ingresso e di uscita sono modulari, ovvero sono alloggiati in moduli di interruttore. Nell?esempio non limitativo illustrato nelle figure il quadro elettrico comprende quattro moduli di interruttore ingresso-uscita 55M (figura 9).

Il quadro elettrico BT 55 pu? inoltre comprendere ulteriori componenti (non mostrati nelle figure) tipicamente presenti in un quadro elettrico BT di una cabina di trasformazione, quali interruttori di protezione.

Preferibilmente, il trasporto di energia elettrica in bassa tensione in cabina, ossia a valle del trasformatore 40, ? realizzata mediante una struttura di connessione elettrica di condotti sbarre, nel seguito indicata con struttura di condotti sbarre e nelle figure complessivamente con il numero di riferimento 54. La struttura di condotti sbarre comprende una pluralit? di condotti sbarre configurati per il trasporto dell?energia a bassa tensione. I condotti sbarre sono indicati anche con blindosbarre (in inglese, busbar). Come ? in generale noto, i condotti sbarre sono elementi rettilinei metallici, tipicamente in rame o alluminio e con sezione trasversale rettangolare, che possono essere fissati direttamente l?uno all?altro cos? da formare un collegamento elettrico (nelle figure le congiunzioni dei condotti sbarre sono indicate solo schematicamente). I condotti sbarre possono essere elementi prefabbricati di lunghezze diverse, tipicamente incapsulati in un materiale isolante.

Nel seguito, con condotto sbarra si indica sia un condotto elettrico che ha un elemento rettilineo che si estende in una direzione oppure che si estende in pi? di una direzione, ad esempio un condotto sbarra con forma a L o a C, sia di pezzo che mediante unione/giunzione di pi? porzioni di condotto sbarra. Inoltre, la diversa numerazione dei condotti sbarre della struttura di condotti sbarra 54 non deve essere considerata limitativa ma solo indicativa della funzione del condotto sbarra.

Preferibilmente, la struttura di condotti sbarre 54 ? utilizzata sia per le connessioni elettriche dal trasformatore al quadro elettrico BT 55 che per le connessioni da quest?ultimo ai cavi energia 57 per le linee elettriche a bassa tensione. Le figure 7-9 mostrano con maggior dettaglio le connessioni elettriche mediante condotti sbarre in corrispondenza del compartimento BT 33 di cabina.

Una pluralit? di condotti sbarre 71, 73 collegano il trasformatore 40 al quadro BT 55 in qualit? di connessioni elettriche in ingresso. Specificatamente, il collegamento elettrico ? a fasi e un rispettivo condotto sbarra 71 collega elettricamente ciascuna unit? di trasformatore 40a-40c a un rispettivo condotto sbarra di ingresso 73 disposto nel compartimento di box BT e connesso a un rispettivo interruttore di ingresso del quadro elettrico BT. Nell?esempio non limitativo, due condotti sbarre 71 sono formati da porzioni di condotto 71a, 71b e un condotto sbarra 71 ? formato da una sola porzione.

I condotti sbarra 71 collegati alla rispettiva unit? di trasformatore entrano dal compartimento di box di trasformatore 32 nel compartimento di box BT 33 attraverso una o pi? luci (non visibili nelle figure) formate nella parete divisoria 29 in prossimit? della parete superiore di box 11c.

Preferibilmente, ? previsto un telaio 72 disposto nel compartimento di box 33, il telaio essendo formato da elementi strutturali non conduttivi. Preferibilmente, il telaio 72 ? disposto in prossimit? della parete divisoria 29, lato vano 33 (non visibile in Figura 3 che maggiore chiarezza mostra solo i condotti sbarra). Il telaio 72 comprende elementi rettilinei verticali 72b connessi meccanicamente ad elementi rettilinei orizzontali 72a per creare una struttura di supporto e facilitare le connessioni elettriche, ad altezze diverse, dei condotti sbarra al quadro BT 55. A questo scopo i condotti sbarra 73 possono correre ed essere vincolati alla struttura di telaio 72. La disposizione ?orizzontale? e ?verticale? ? riferita alla disposizione della cabina elettrica quando in uso.

Rispettivi condotti sbarra di uscita 74 sono connessi agli interruttori di uscita di ciascun modulo di interruttore 55M per trasportare energia di fase diversa per la connessione elettrica con i cavi BT.

Nell?esempio, i condotti sbarre di uscita 74 hanno forma a L rovesciata verso il basso (figura 9). Ciascun condotto sbarra 74 comprende una porzione orizzontale 74a (orizzontale e verticale ? da intendersi con riferimento alla disposizione della cabina di trasformazione 10), che si estende nella direzione laterale della cabina e una porzione verticale 74b, la porzione verticale del condotto sbarra di uscita 74b essendo dotata di fori sui quali sono fissati terminali capocorda 79 per la connessione con una rispettiva fase del cavo energia di bassa tensione 57 (figure 5 e 8).

Naturalmente altre tipologie di connessione tra i condotti sbarre e i cavi BT 57 sono possibili. Ad esempio, pu? essere prevista una connessione elettrica di bassa tensione attraverso un singolo terminale capocorda che si connette alle tre anime di un rispettivo cavo BT.

Il quadro elettrico BT 55 pu? essere disposto con il lato frontale in prossimit? della porta 19 del box di contenimento 11 cos? che esso sia facilmente accessibile a un operatore in caso di manutenzione, ad esempio quando la cabina viene portata soprasuolo.

Il quadro elettrico MT 51 ? accessibile dall?esterno attraverso la sezione di parete rimovibile 15 per l?accesso/sostituzione dei moduli di interruttore e/o cavi elettrici MT. Ad esempio, il quadro elettrico MT pu? essere appoggiato sulla parete di fondo 11e del box di cabina 11 ed essere spostato verso la sezione di parete rimovibile quando la cabina viene portata soprasuolo. Vantaggiosamente, la cabina elettrica 10 pu? essere dimensionata in modo tale che non sia necessario per un operatore entrare fisicamente all?interno dei vani della cabina, quando questa ultima viene portata in superficie. Generalmente, il quadro elettrico MT 51 e il quadro elettrico BT 55 sono costruiti e installati in modo conforme a normative nazionali o regionali o standard specifici.

La cabina elettrica 10 comprende un sistema di controllo e supervisione che include le ordinarie funzioni di controllo, regolazione/modifica di dispositivi fisici presenti in cabina, e monitoraggio mediante acquisizione, controllo e gestione di dati da/a dispositivi fisici e/o in accordo con segnali di controllo. In particolare, il sistema di controllo e supervisione ? configurato per azionare apparecchi di manovra situati nella cabina elettrica, ad esempio per cambiarne lo stato (e.g. apertura-chiusura). Il sistema di controllo e supervisione comprende in particolare un modulo SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition).

Preferibilmente, il sistema di controllo e supervisione ? di tipo centralizzato. Preferibilmente, il sistema di controllo e supervisione comprende un modulo per la ricezione e la trasmissione di dati in remoto e in comunicazione con una rete di telecomunicazioni. Il modulo di ricetrasmissione pu? essere ubicato all?interno del modulo SCADA o in comunicazione con quest?ultimo. Il modulo di ricetrasmissione pu? essere configurato per comunicare con una rete di telecomunicazioni cablata, una rete mobile (i.e. mediante segnali a radio frequenza) o una rete WLAN in comunicazione con una rete mobile. In questo modo, in alternativa o in aggiunta, l?accesso ai dati di cabina e quindi il loro controllo pu? essere eseguito da remoto.

Come indicato in precedenza, in un uso principale, la cabina elettrica 10 ? in comunicazione con l?ambiente esterno in corrispondenza di una sua porzione superiore accessibile dall?esterno che comprende la parete superiore 11c del box di contenimento 11. Sulla parete superiore 11c ? disposta un?apertura di ispezione 22 per l?accesso a un pannello elettronico di controllo 91 (fig. 10) che ? in comunicazione con il sistema di controllo e supervisione della cabina elettrica. Il pannello di controllo 91 ? posizionato all?interno della cabina 10 in corrispondenza dell?apertura di ispezione 22 e in prossimit? della stessa cos? da essere accessibile per un operatore che si trova all?esterno della cabina.

In un esempio non illustrato nelle figure, il pannello elettronico di controllo 91 ? alloggiato in un alloggiamento con accesso dall?alto, l?alloggiamento essendo fissato alla superficie interna della parete superiore 11c di box.

Il modulo SCADA e pi? in generale il sistema di controllo e supervisione ? alloggiato in un modulo elettronico 52. Il modulo di ricetrasmissione, se presente, ? preferibilmente alloggiato nel modulo elettronico 52. Il modulo SCADA e il modulo di ricetrasmissione non sono indicati nelle figure che mostrano in modo schematico il modulo elettronico.

Un cavo 68b pu? essere previsto per la messa terra del modulo elettronico (figura 6, modulo elettronico non mostrato).

Facoltativamente, il modulo SCADA ? collegato operativamente con un sistema di supervisione e gestione della rete di distribuzione (ADMS), di per s? noto, della quale la cabina 10 ? parte. L?ADMS ? gerarchicamente superiore al modulo SCADA di cabina e tipicamente si interfaccia con il modulo elettronico 52 della cabina stessa, ad esempio attraverso un modulo di ricetrasmissione per la connessione a una rete di telecomunicazioni mobile o fissa.

Il modulo elettronico 52 ? collegato operativamente al pannello di controllo 91. Nei modi usuali, il modulo elettronico 52 ? dotato di ingressi e uscite per i collegamenti con i quadri elettrici MT e BT, il trasformatore di potenza e eventuali altri apparecchi elettrici o elettronici presenti in cabina e che possono essere controllati attraverso il pannello di controllo 91.

In particolare, il pannello elettronico di controllo 91 pu? essere configurato per controllare gli apparecchi di manovra dei quadri MT e BT (ad esempio per l?esecuzione di cambiamenti di stato) e pi? in generale con dispositivi fisici presenti nella cabina 10.Nell?esempio delle figure, il modulo elettronico 52 ? disposto in corrispondenza del compartimento MT 31 sopra al quadro elettrico MT 51 e in prossimit? del pannello di controllo 91 (figura 5).

Nella figura 4, il pannello di controllo 91 ? stato rimosso ed ? visibile attraverso l?apertura 22 il modulo elettronico 52 che racchiude il sistema di controllo e supervisione di cabina.

Il pannello di controllo 91 ? protetto dall?ambiente esterno mediante una ricopertura 17, ad esempio un pannello rimovibile o un portello richiudibile, disposta sull?apertura di ispezione 22. Preferibilmente, la ricopertura 17 ? a tenuta stagna, ad esempio pu? essere dotata di una guarnizione sigillante 92.

In modi per s? noti, il pannello di controllo 91 comprende una interfaccia uomo-macchina (HMI) collegata logicamente con uno o pi? dispositivi di ingresso attivabili da un utente, quali un mouse, tastiera e touch screen e con uno o pi? display per visualizzare pagine sinottiche degli schemi elettrici, segnali di stato o allarmi relativi alle apparecchiature della cabina elettrica, oppure segnali di misura provenienti da sensori e misuratori installati nella cabina. Mediante l?interfaccia HMI un operatore pu? visionare dall?esterno la cabina elettrica, accedendo in loco al pannello di controllo 91 disposto in corrispondenza della parete superiore 11c della cabina elettrica 10 per visualizzare parametri operativi e di funzionamento, pi? in generale dati di cabina. Le manovre ordinarie, quali un cambiamento di posizione degli apparecchi elettrici di manovra, quali interruttori o dei sezionatori di linea, per impedire o consentire il passaggio di corrente attraverso le linee di bassa o media tensione, possono essere controllate e gestite attraverso il pannello di controllo 91.

Nel caso il sistema di controllo e monitoraggio comprenda un modulo per la ricezione e la trasmissione di dati in remoto e in comunicazione con una rete di telecomunicazioni, la supervisione e il controllo degli apparecchi di manovra possono essere realizzati da remoto.

Un trasformatore di potenza elettrica in funzione genera calore che deve essere dissipato. Sistemi di raffreddamento a convezione naturale sono spesso utilizzati nel caso di cabine interrate tradizionali. Tuttavia, il volume ridotto della cabina 10 in concomitanza con un clima estivo che pu? essere torrido rende preferibile la previsione di un raffreddamento a ventilazione forzata che mantenga la temperatura interna nella cabina al di sotto di un certo valore, ad esempio al di sotto di 45?C.

La cabina elettrica 10 preferibilmente comprende un sistema di raffreddamento a ventilazione forzata. Il sistema di raffreddamento comprende almeno due unit? di ventilazione disposte in corrispondenza della parete superiore 11c della cabina 10 e in comunicazione con l?ambiente esterno. Nella condizione di utilizzo, le unit? di ventilazione sono disposte soprasuolo. Le unit? di ventilazione comprendono una prima presa d?aria 24 e un primo dispositivo di estrazione d?aria 21, la prima presa d?aria e il primo dispositivo di estrazione d?aria essendo in comunicazione con l?interno della cabina 10.

La prima presa d?aria 24 e il primo dispositivo di estrazione d?aria 21 sono disposti sulla parete superiore 11c del box di contenimento 11, preferibilmente in corrispondenza del compartimento di box di trasformatore 32 della cabina 10. In questo modo il trasformatore 40 ? sotto flusso durante il suo funzionamento cos? da prevenire il surriscaldamento dell?equipaggiamento.

In figura 3, la prima parete divisoria 28 include almeno una luce 28B (nella figura due luci), che ? preferibilmente disposta in prossimit? della parete superiore. La seconda parete divisoria 29 include almeno una luce (non visibile nella figura), che ? disposta in prossimit? della parete superiore di box 11c.

Le pareti divisorie 28, 29 possono inoltre comprendere una o pi? luci inferiori 28A disposte in una porzione inferiore di una o entrambe le pareti divisorie, ad esempio in prossimit? della parete di fondo di box, per il passaggio di fili, cavi elettrici o cavi di messa a terra. Sebbene non visibile nella figura 3, la seconda parete divisoria 29 pu? prevedere rispettivi luci in posizioni corrispondenti alle luci 28A.

Naturalmente, il numero e la dimensione delle luci nelle pareti sono esemplificativi.

Preferibilmente, le unit? di ventilazione comprendono o sono costituite da una prima e una seconda presa d?aria 24, 23 e di un primo e un secondo dispositivo di estrazione di aria 21, 20 per l?aerazione forzata. La seconda presa d?aria 23 e il secondo dispositivo di estrazione 20 sono disposti in corrispondenza del compartimento di box MT 31 e del compartimento BT 33, rispettivamente. Alternativamente, la seconda presa d?aria 23 ? disposta in corrispondenza del compartimento di box BT 33 e il secondo dispositivo di estrazione 20 ? disposto in corrispondenza del compartimento MT 31. In questo modo ? possibile mantenere un flusso d?aria all?interno di tutti i compartimenti di box 31, 32, 33 della cabina elettrica 10.

La presenza di almeno una luce in ciascuna delle pareti divisorie 28, 29 rende maggiormente efficace il passaggio dell?aria tra i vani del box di contenimento e quindi la ventilazione degli stessi.

L?una o pi? luci nella parete divisoria 29 possono servire sia allo scopo di circolazione dell?aria all?interno dei vani di cabina che per la connessione dei condotti sbarra dal trasformatore al compartimento di box BT.

Naturalmente, la dimensione e il numero delle luci nelle pareti divisorie 28, 29 sono puramente esemplificativi.

Le prese d?aria 23, 24 e i dispositivi di estrazione d?aria 20, 21 sono montati in corrispondenza di rispettive aperture (non mostrate) formate sulla parete superiore 11c del box di contenimento. Ciascuna presa d?aria 23, 24 pu? essere ad afflusso naturale di aria esterna. I dispositivi di estrazione d?aria 20, 21 possono essere estrattori d?aria con motore centrifugo assiale.

Vantaggiosamente, il sistema di raffreddamento ? senza condotti cos? da non occupare spazio interno della cabina elettrica.

In un utilizzo principale della cabina elettrica in accordo con la presente divulgazione, la cabina ? interrata ed ? accessibile dall?esterno la superficie esterna della parete superiore di box 11c del box di contenimento 11 per il raffreddamento delle apparecchiature disposte al suo interno e/o per l?accesso al pannello elettronico di controllo e quindi il controllo delle apparecchiature.

Nelle situazioni in cui si desidera che la cabina elettrica occupi un ingombro ridotto nell?ambiente esterno, ad esempio in un contesto ad alta urbanizzazione, ? preferibile che la cabina sia completamente interrata in modo tale che la parete superiore di box 11c si trovi al livello del terreno o del manto stradale, in generale livello al livello di soprasuolo.

Preferibilmente, il primo e secondo dispositivo di estrazione d?aria 20, 21 e la prima e seconda presa d?aria 24, 23 presentano uno sviluppo verticale (asse Z) tale per cui la sezione di ciascuna unit? di ventilazione che ? configurata per il passaggio dell?aria in ingresso o uscita sia sopraelevata rispetto al livello di soprasuolo in modo da evitare eventuali ingressi di acqua fluente (al livello del suolo). Preferibilmente, ciascuna unit? di ventilazione 20, 21, 23, 24 ? disposta sulla parete superiore del box di contenimento 11 in modo tale che la sezione di passaggio dell?aria dell?unit? di ventilazione si trovi a una altezza di almeno 10 cm, ad esempio compresa tra 10 e 20 cm.

A questo scopo, le prese d?aria 23, 24 e i dispositivi di estrazione d?aria 20, 21 sono preferibilmente montati su rispettivi spaziatori verticali 26, 27. Gli spaziatori verticali sono costruiti a interno cavo per consentire il flusso d?aria attraverso le rispettive aperture sulla parete superiore.

Preferibilmente, le unit? di ventilazione sono costruite in modo da prevenire l?ingresso di acqua meteorica (dall?alto). Nella forma realizzativa delle figure, i dispositivi di estrazione d?aria 20, 21 comprendono una corona circolare rivolta verso il basso.

Preferibilmente, le prese d?aria 23, 24 sono prese d?aria con alette a gravit?, rivolte verso il basso cos? da evitare l?ingresso di acqua meteorica.

La cabina elettrica in accordo con la presente divulgazione consente una significativa riduzione del suo volume di ingombro.

Il volume di ingombro del box, ovvero della cabina eccetto gli ingombri delle prese d?aria e aspiratori posti esternamente, sulla parete superiore del box, ? preferibilmente compreso tra 12 e 15 m<3>.

Preferibilmente, l?area di ingombro, LxW, ? compresa tra 5 e 7 m<2>.

In un esempio, le dimensioni del box 11 sono L=3070 mm, W= 2050 mm e H= 2296 mm, per un volume di ingombro della cabina di circa 14,4 m<3>. Ad esempio, gli scomparti MT e BT hanno una rispettiva lunghezza di 1000 mm e compartimento di trasformatore ha una lunghezza di 1070 mm. Tali dimensioni possono essere idonee per una potenza di trasformatore di 2000 kVA, ad esempio per reti di distribuzione a 20 kV.

In un altro esempio, per una potenza di trasformatore di 630 kVA, le dimensioni del box 11 sono L=2870 mm, W= 1850 mm e H= 2296 mm, per un volume di ingombro di circa 12 m<3>.

Il tecnico del ramo riconoscer? che ? possibile combinare le varie caratteristiche delle forme di realizzazione sopra descritte per ottenere ulteriori forme di realizzazione, tutte rientranti comunque nell?ambito della presente invenzione come definita dalle successive rivendicazioni.

Claims (15)

RIVENDICAZIONI

1. Cabina elettrica (10) di trasformazione di energia elettrica che comprende:

- un box di contenimento (11) che si estende lungo una direzione longitudinale (X) e che comprende un primo compartimento di box (31), un secondo compartimento di box (32) e un terzo compartimento di box (33), in cui il primo, secondo e terzo compartimento di box definiscono un rispettivo vano e sono disposti adiacenti l?uno all?altro in una direzione longitudinale (X) quando la cabina (10) si trova in una posizione di utilizzo, il secondo compartimento di box (32) essendo disposto tra il primo e il terzo compartimento di box (31, 33);

- un quadro elettrico di media tensione (51) disposto nel primo compartimento di box (31);

- un trasformatore di potenza elettrica (40) configurato per convertire una potenza di media tensione in una potenza di bassa tensione e disposto nel secondo compartimento di box (32), e - un quadro elettrico di bassa tensione (55) disposto nel terzo compartimento di box (33), in cui

il box di contenimento (11) comprende una parete di fondo di box (11e) che, nella posizione di utilizzo giace su una superficie di appoggio (25), una parete superiore di box (11c) opposta alla parete di fondo (11e), una prima e seconda parete laterale di box opposte l?una all?altra (11b, 11d), una parete frontale di box (11a) e una parete posteriore di box (11f) opposta alla parete frontale di box, e

la prima parete laterale (11b) e la seconda parete laterale di box (11d) delimitano lateralmente rispettivamente il primo compartimento di box (31) e il terzo compartimento di box (33).

2. Cabina elettrica in accordo con la rivendicazione 1, in cui il primo e il terzo compartimento di box (31, 33) sono separati dal secondo compartimento di box (32) mediante rispettive prima e seconda parete divisorie (28, 29) che si estendono verticalmente rispetto alla parete di fondo di box (11e) cos? da separare i vani dei rispettivi compartimenti di box.

3. Cabina elettrica secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la parete frontale di box (11a) comprende una prima sezione di parete rimovibile (18) in corrispondenza del secondo compartimento di box (32) e la prima parete laterale (11b) oppure la parete frontale (11a) comprende una seconda sezione di parete rimovibile (15) per l?accesso al primo compartimento di box (31), la cabina (10) comprendendo inoltre una terza sezione di parete rimovibile (19) disposta sulla parete frontale in corrispondenza del terzo compartimento di box (33) oppure sulla seconda parete laterale (11d), la prima, seconda e terza sezione di parete rimovibile (15, 18, 19) essendo a tenuta d?acqua quando in una rispettiva posizione di chiusura.

4. Cabina secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, che comprende inoltre un pannello elettronico di controllo (91) posizionato all?interno della cabina in corrispondenza di un vano di uno tra il primo, secondo e terzo compartimento di box, in cui, nella posizione di utilizzo della cabina elettrica, la parete superiore (11c) ? accessibile dall?esterno e comprende una apertura di ispezione (22) e il pannello elettronico di controllo (91) ? disposto in corrispondenza dell?apertura di ispezione (22) e in prossimit? della stessa cos? da essere accessibile dall?esterno attraverso l?apertura di ispezione (22).

5. Cabina elettrica in accordo con la rivendicazione 4, in cui il pannello elettronico di controllo (91) ? collegato operativamente a un sistema di supervisione e controllo di dati di cabina comprendenti dati relativi all?operativit? e funzionamento del quadro elettrico di media tensione (51), il quadro elettrico di bassa tensione (55) e il trasformatore di potenza elettrica (40), il pannello di controllo (91) comprendendo una interfaccia uomo-macchina configurata per la visualizzazione di dati di cabina e/o l?inserimento di comandi eseguibili dal sistema di supervisione e controllo.

6. Cabina in accordo con la rivendicazione 4 o 5, in cui l?apertura di ispezione (22) ? provvista di una ricopertura di protezione (17) apribile o rimovibile, la ricopertura di protezione (17) essendo a tenuta d?acqua quando in una posizione di chiusura dell?apertura di ispezione.

7. Cabina elettrica in accordo con una o pi? delle precedenti rivendicazioni, che comprende inoltre un sistema di raffreddamento (20, 21, 23, 24) a ventilazione forzata che comprende una prima presa d?aria (24) e un primo dispositivo di estrazione d?aria (21), la prima presa d?aria e il primo dispositivo di estrazione d?aria essendo disposti all?esterno della cabina (10) sulla parete superiore di box (11c) e in comunicazione con l?interno del box di contenimento (11).

8. Cabina elettrica in accordo con la rivendicazione 7, in cui la prima presa d?aria (24) per il primo dispositivo di estrazione d?aria (21) sono disposti in corrispondenza di rispettive aperture formate nella parete superiore (11c) in corrispondenza del secondo compartimento di box (32).

9. Cabina elettrica in accordo con la rivendicazione 7 o 8, in cui il sistema di raffreddamento comprende una seconda presa d?aria (23) e un secondo dispositivo di estrazione di aria (20) disposti all?esterno della cabina sulla parete superiore di box (11c), in corrispondenza di rispettive aperture nella parete superiore (11c), in cui la seconda presa d?aria (23) ? disposta in corrispondenza del primo o del terzo compartimento di box (31, 33) e il secondo dispositivo di estrazione (20) ? disposto in corrispondenza del terzo compartimento di box (33) se la seconda presa d?aria ? disposta in corrispondenza del primo compartimento di box (31) o in corrispondenza del primo compartimento di box (31) se la seconda presa d?aria ? disposta in corrispondenza del terzo compartimento di box (33).

10. Cabina in accordo con una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui il quadro elettrico di bassa tensione (55) comprende una pluralit? di interruttori di bassa tensione di ingresso-uscita (55M) e il trasformatore di potenza (40) ? connesso elettricamente alla pluralit? di interruttori di ingresso-uscita mediante una struttura (54) di condotti sbarre configurati per il trasporto dell?energia a bassa tensione, e in cui la struttura di condotti sbarra (54) comprende una pluralit? di condotti sbarre (71, 73) in ingresso connessi a rispettivi ingressi della pluralit? di interruttori di ingresso-uscita (55M) e una rispettiva pluralit? di condotti sbarra (74) in uscita connessi a rispettive uscite di detta pluralit? di interruttori di ingresso-uscita (55M).

11. Cabina in accordo con la rivendicazione 10, in cui la seconda parete laterale di box (11d) ? provvista di una pluralit? di fori passanti (56) progettati per l?inserimento di cavi energia (57) a bassa tensione per il loro collegamento a condotti sbarre della pluralit? di condotti sbarre di uscita (74).

12. Cabina in accordo con una o pi? delle precedenti rivendicazioni, quando dipendenti dalla rivendicazione 2, in cui ciascuna tra la prima e la seconda parete divisoria (28, 29) include una o pi? luci (28A, 28B).

13. Cabina in accordo con una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui il quadro elettrico di media tensione (51) ? disposto sulla parete di fondo di box (11e) in corrispondenza del primo compartimento di box (31) e la parete di fondo (11e) di box comprende rispettivi due o pi? fori passanti configurati per il passaggio di rispettivi cavi energia di media tensione (61, 62) dall?esterno della cabina e dal basso rispetto alla parete di fondo di box per il collegamento con il quadro di media tensione (51).

14. Cabina in accordo con una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui almeno un cavo di media tensione di cabina (63) collega il quadro elettrico di media tensione (51) al trasformatore di potenza (40) in corrispondenza del lato di trasformatore rivolto verso il primo compartimento di box (31) e in cui l?almeno un cavo di media tensione di cabina (63) ha una prima e una seconda estremit? di cavo, la prima estremit? di cavo essendo collegata al quadro elettrico di media tensione (51) e la seconda estremit? di cavo essendo collegata al trasformatore di potenza (40).

15. Cabina elettrica in accordo con la rivendicazione 14, in cui:

- l?almeno un cavo di media tensione di cabina (63) passa attraverso un rispettivo almeno un foro passante formato nella parete di fondo di box (11e) in corrispondenza del primo compartimento di box (31) per il collegamento della prima estremit? di cavo con il quadro elettrico di media tensione (51), e

- l?almeno un cavo di media tensione di cabina (63) esce da sotto la parete di fondo (11e) di box e ha un percorso che si svolge all?esterno della cabina (10) per entrare di nuovo nella cabina dal basso attraverso una apertura della parete di fondo di box (11e) disposta in corrispondenza del secondo compartimento di box (32) per entrare nella cabina e collegare la seconda estremit? di cavo di cabina al trasformatore di potenza (40).