ITMI20111057A1 - Apparecchiatura per il sezionamento di un flusso di energia elettrica in uno o piu' conduttori. - Google Patents

Description

"APPARECCHIATURA PER IL SEZIONAMENTO DI UN FLUSSO DI ENERGIA ELETTRICA IN UNO O PIÙ CONDUTTORI"

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un'apparecchiatura per il sezionamento di un flusso di energia elettrica in uno o più conduttori.

Come à ̈ noto, negli impianti elettrici nei quali vi à ̈ la necessità di usufruire di energia elettrica da fonti quali batterie, accumulatori, pannelli fotovoltaici o simili, non à ̈ possibile interrompere l'erogazione di energia direttamente alla fonte, perché non esiste al loro interno un sistema di interruzione.

In molti casi, per esempio negli impianti fotovoltaici, le connessioni tra le apparecchiature sono realizzate con morsetti e capicorda serrati tramite viti, senza l'interposizione di teleruttori magnetici, poiché questi non offrono sufficienti garanzie di robustezza e longevità, in applicazioni gravose.

Le condizioni di sicurezza potrebbero essere raggiunte soltanto con l'aggiunta di contenitori stagni, materiali isolanti di qualità ed altri accorgimenti che renderebbero l'impianto molto costoso.

Per tali motivi, attualmente un campo solare fotovoltaico o ad accumulatori risulta sempre sotto tensione, senza la possibilità di essere disattivato a distanza.

L'unico modo di interrompere l'alimentazione elettrica à ̈ di intervenire manualmente svitando le connessioni sotto tensione.

Tale operazione à ̈ evidentemente molto pericolosa o impossibile in caso di incendio o in presenza di umidità.

Si à ̈ già verificato che durante incendi, in campi fotovoltaici installati su capannoni industriali, le squadre dei vigili del fuoco non hanno potuto intervenire sui tetti con le lance ad acqua perché i campi fotovoltaici sotto tensione avrebbero scaricato, tramite l'acqua, l'energia elettrica nei dispositivi di pompaggio e soprattutto sulle persone a contatto con tali attrezzature, con consegenze letali a causa degli elevati voltaggi degli impianti.

Inoltre, le fiamme, bruciando gli isolamenti dei cavi, permettono il diffondersi casuale dell'energia elettrica prodotta dai pannelli, attraverso le strutture metalliche o le gronde dei pluviali.

Ciò à ̈ facilitato dalla presenza dell'acqua.

Risulta pertanto possibile intervenire per spegnere questi incendi soltanto mediante le polveri, le quali, tuttavia, su superfici ampie come quelle dei capannoni industriali, non sono idonee per questioni di volumi e per difficoltà tecniche di applicazione.

Anche le schiume, per le stesse ragioni dell'acqua, non possono essere utilizzate per spegnere incendi in presenza di impianti in tensione.

Si deve tenere presente che le tensioni in gioco in un impianto fotovoltaico sono notevoli.

Nel caso di impianti di tipo domestico, si utilizza un minimo di dieci pannelli in serie che, in un impianto industriale, costituiscono una stringa di una pluralità di stringhe.

Ciascun pannello eroga, mediamente, 200 Watt a 30 Volt circa.

Pertanto la potenza di ciascuna stringa varia da 2000 W a oltre 4000 W con voltaggi compresi tra 300 e 1000 V.

La corrente elettrica considerata innocua per il corpo umano à ̈ di 50 V e di 1-2mA, oltre iniziano fenomeni di elettrocoagulazione e disturbo al sistema nervoso con contrazioni muscolari fino all'arresto cardiaco.

Pertanto qualunque impianto fotovoltaico, anche il più piccolo, supera abbondantemente i valori di tensione e corrente considerati innocui.

Un altro problema degli impianti fotovoltaici di tipo noto, in funzione da diversi anni, à ̈ costituito dal fatto che i sistemi di isolamento potrebbero non essere più adeguati ed eventuali dispersioni potrebbero mettere a repentaglio l'incolumità del personale che deve intervenire sui tetti per normali operazioni di manutenzione.

In altre parole, gli impianti esistenti possono essere pericolosi anche in mancanza di eventi eccezionali, quali un incendio.

Le considerazioni di cui sopra valgono anche per impianti elettrici realizzati con accumulatori, quali ad esempio i gruppi di continuità industriali e simili impianti.

Compito del presente trovato à ̈ quello di realizzare un'apparecchiatura per il sezionamento di un flusso di energia elettrica in uno o più conduttori, in grado di superare i problemi della tecnica nota citata sopra.

NeN'ambito di questo compito, uno scopo del trovato à ̈ quello di realizzare un'apparecchiatura a funzionamento pneumatico in grado di costituire intrinsecamente un sistema di sicurezza in caso di incendio, interrompendo automaticamente il collegamento elettrico tra i vari apparati.

Un altro scopo à ̈ quello di realizzare un'apprecchiatura che garantisca una maggiore longevità, rispetto ai sistemi di tipo noto.

Un ulteriore scopo del trovato à ̈ quello di realizzare un'apparecchiatura che permetta di effettuare l'interruzione della corrente elettrica con una manovra sia manuale sia automatizzata, per esempio pilotata da sensori di fumo, di temperatura, ed altri apparati di sicurezza.

Un altro scopo del presente trovato à ̈ quello di fornire un'apparecchiatura che possa essere prodotta utilizzando elementi e materiali di comune reperibilità in commercio e che inoltre sia competitiva da un punto di vista economico.

La presente apparecchiatura, per le sue peculiari caratteristiche realizzative, à ̈ in grado di assicurare le più ampie garanzie di affidabilità e di sicurezza.

Questo ed altri scopi, che meglio appariranno evidenziati in seguito, sono raggiunti da un'apparecchiatura per il sezionamento di un flusso di energia elettrica in uno o più conduttori, caratterizzata dal fatto di comprendere un quadro di controllo collegato ad una sorgente di aria compressa e dal quale si diramano tubazioni collegate a rispettivi dispositivi teleruttori pneumatici.

I suddetti dispositivi teleruttori pneumatici intercettano i conduttori delle apparecchiatura per la produzione di energia e sono in grado di interrompere il passaggio di corrente sia per intervento automatico di sicurezza sia per intervento comandato, manuale o automatico.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'oggetto del presente trovato risulteranno maggiormente evidenziati attraverso un esame della descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la figura 1 Ã ̈ una vista in sezione di un dispositivo teleruttore, secondo il presente trovato;

la figura 2 rappresenta uno schema elettrico del quadro di controllo dell'apparecchiatura oggetto del presente trovato; la figura 3 Ã ̈ una vista schematica di un impianto a pannelli fotovoltaici munito dell'apparecchiatura in oggetto.

Con particolare riferimento ai simboli numerici delle suddette figure, l'apparecchiatura per il sezionamento di un flusso di energia elettrica in uno o più conduttori, secondo il trovato, indicata globalmente con il numero di riferimento 1 , comprende un quadro di controllo 2, collegato ad una sorgente di aria compressa 3 e dal quale si diramano tubazioni 4, le quali raggiungono rispettivi dispositivi teleruttori pneumatici 5.

Ciascun teleruttore pneumatico 5 comprende un involucro 51 in materiale plastico, il quale definisce una camera in pressione 52, alimentata attraverso un ingresso 53 collegato ad una tubazione 4.

Un meccanismo a molla 54 mantiene chiusi i contatti elettrici quando la camera 52 Ã ̈ in pressione.

Se la pressione viene a mancare, per effetto dell'interruzione di alimentazione oppure per la lacerazione dell'involucro 51 , il meccanismo a molla 54 scollega i contatti elettrici.

I teleruttori pneumatici 5 intercettano i conduttori 15 delle apparecchiatura per la produzione di energia, nella fattispecie pannelli fotovoltaici 6, sia all'interno della struttura sia esternamente ad essa, secondo le esigenze e secondo il tipo di teleruttore utilizzato.

II quadro di controllo 2 presenta apparati per realizzare una logica basata su pressostati 7, i quali, sfruttando apposite isteresi, consente segnali ed alimentazioni in uscita 8, per il pilotaggio dell'alimentazione dei teleruttori.

Sono inoltre previsti segnali di ingresso per interruzioni manuali di emergenza, indicate globalmente con il numero di riferimento 9, ed anche interruzioni automatiche 10, quali, ad esempio, rilevatori di fumo, sensori di tempertatura, ecc.

I teleruttori pneumatici 5 sono collegati alla rete di aria compressa e, raggiunta la pressione stabilita, chiudono il contatto elettrico, di tipo normalmente aperto, consentendo la conduzione tra le apparecchiature e quindi la circuitazione di tutto il campo elettrico o, eventualmente, di certe sezioni, secondo le più svariate logiche di funzionamento.

Nel caso di perdita della pressione dell'aria, sia volontaria tramite azionamento manuale, sia di emergenza, per esempio a causa della lacerazione delle tubazioni dovuta alla fiamma, al di sotto di una pressione stabilita di chiusura del teleruttore pneumatico 5, si apre il contatto elettrico, sezionando la conduzione tra le singole apparecchiature 6 di produzione dell'energia elettrica.

In pratica, nel campo fotovoltaico 100, visibile in figura 3, si ottiene la separazione di ogni singolo pannello 6 della stringa di pertinenza, mettendo pertanto in sicurezza tutto l'impianto 10.

II quadro di controllo 2, posizionato a valle del compressore, o sorgente di aria compressa 3, garantisce il pilotaggio dell'apparecchiatura 1 tramite le seguenti funzioni, illustrate a titolo esemplificativo:

- accensione e spegnimento manuale, tramite interruttore 1 1 ;

- accensione e spegnimento automatico programmabile, tramite temporizzatori 12;

- segnalazione dello stato di funzionamento, tramite spie 13;

- pilotaggio della fonte di aria compressa;

- pilotaggio dell'alimentazione di aria compressa dell'impianto pneumatico;

- ingressi per eventuali rilevatori di pericolo 10.

L'apparecchiatura pneumatica di alimentazione oggetto del presente trovato, presenta numerosi vantaggi rispetto ad unimpianto elettrico tradizionale.

Un vantaggio importante à ̈ dato dall' utilizzo di tubazioni in materiale plastico non conduttore, il quale non può costituire una eventuale fonte di dispersione di correnti elettriche verso persone e strutture, diversamente dai tradizionali cavi in rame i cui rivestimenti, in caso di lacerazione per incendio, possono perdere il potere isolante e trasmettere la corrente,

Le tubazioni in materiale plastico forniscono inoltre una importante funzione automatica di sicurezza poiché, in caso di incendio, quando le fiamme o la temperatura provocano la loro lacerazione, si ha perdita di pressione con conseguente perdita di pressione in tutto l'impianto, facendo aprire i contatti di tutti i teleruttori ed interrompendo le varie connessioni tra le apparecchiature elettriche.

In un tradizionale impianto con cavi in rame, in caso di incendio si brucia per prima la guaina esterna di isolamento mentre il conduttore in rame resiste fino alla temperatura di fusione lasciando pertanto in tensione l'impianto ed alimentando i vari teleruttori magnetici o elettronici che ritarderebbero il loro intervento.

L'apparecchiatura di alimentazione pneumatica oggetto del presente trovato, consente il pilotaggio dei trasduttori pneumatici 5 semplicemente fornendo o togliendo aria compressa e pertanto, tramite dispositivi pneumatici presenti in commercio, à ̈ possibile creare le più svariate logiche di funzionamento sia per la sicurezza sa per altri scopi.

Per esempio, Ã ̈ possibile posizionare diversi pulsanti "a fungo" per il blocco manuale dell'impianto nei punti strategici dell'immobile e previsti nel piano di sicurezza o per ottimizzare il funzionamento dell'impianto.

Si à ̈ in pratica constatato che il trovato raggiunge il compìto e gli scopi prefissati.

Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi, secondo le esigenze.

Claims (6)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1 . Apparecchiatura per il sezionamento di un flusso di energia elettrica in uno o più conduttori, caratterizzata dal fatto di comprendere un quadro di controllo collegato ad una sorgente di aria compressa e dal quale si diramano tubazioni collegate a rispettivi dispositivi teleruttori pneumatici; i suddetti dispositivi teleruttori pneumatici intercettano i conduttori delle apparecchiatura per la produzione di energia e sono in grado di interrompere il passaggio di corrente sia per intervento automatico di sicurezza sia per intervento comandato, manuale od automatico.
2. 2. Apparecchiatura, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che un dispositivo teleruttore pneumatico comprende un involucro in materiale plastico, il quale definisce una camera in pressione, alimentata attraverso un ingresso collegato ad una tubazione; un meccanismo a molla mantiene chiusi i contatti elettrici, quando la camera à ̈ in pressione; se la pressione viene a mancare, per effetto dell'interruzione di alimentazione oppure per la lacerazione dell'involucro, il meccanismo a molla scollega i contatti elettrici.
3. 3. Apparecchiatura, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che i teleruttori pneumatici intercettano i conduttori delle apparecchiatura per la produzione di energia, ad esempio pannelli fotovoltaici, sia all'interno della struttura sia esternamente ad essa.
4. 4. Apparecchiatura, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che il suddetto quadro di controllo presenta apparati per realizzare una logica basata su pressostati, i quali, sfruttando apposite isteresi, consente segnali ed alimentazioni in uscita, per il pilotaggio dell'alimentazione dei teleruttori; sono inoltre previsti segnali di ingresso per interruzioni manuali di emergenza ed anche interruzioni automatiche, quali, ad esempio, rilevatori di fumo, sensori di tempertatura, ecc. .
5. 5. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che i teleruttori pneumatici sono collegati alla rete di aria compressa e, raggiunta la pressione stabilita, chiudono il contatto elettrico, di tipo normalmente aperto, consentendo la conduzione tra le apparecchiature e quindi la circuitazione di tutto il campo elettrico o, eventualmente, di certe sezioni, secondo le più svariate logiche di funzionamento.
6. 6. Apparecchiatura, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il quadro di controllo, posizionato a valle del compressore, o sorgente di aria compressa, garantisce il pilotaggio dell'apparecchiatura, tramite le seguenti funzioni: - accensione e spegnimento manuale; - accensione e spegnimento automatico programmabile; - segnalazione dello stato di funzionamento; - pilotaggio della fonte di aria compressa; - pilotaggio dell'alimentazione di aria compressa de impianto pneumatico; - ingressi per eventuali rilevatori di pericolo.