Un singolo evento di sovratensione può compromettere gravemente le operazioni negli impianti petroliferi e del gas. Ciò comporta tempi di inattività catastrofici, danni alle apparecchiature o incidenti legati alla sicurezza. È fondamentale proteggere le infrastrutture critiche. Il vostro impianto è pronto ad affrontare transitori elettrici imprevedibili? Questa guida presenta un approccio pratico alla protezione contro le sovratensioni nel settore petrolifero e del gas.
Punti chiave
La protezione contro le sovratensioni previene costosi tempi di inattività e danni alle apparecchiature negli impianti del settore petrolifero e del gas.
Per una protezione completa, utilizzare un approccio a cascata con SPD di Tipo 1, Tipo 2 e Tipo 3.
Adatta i valori SPD alla tensione del tuo impianto, alle condizioni ambientali e alla sensibilità delle apparecchiature.
Installare gli SPD con cavi di collegamento corti e un adeguato collegamento a terra per garantirne il corretto funzionamento.
Proteggere sia le linee di alimentazione che quelle di segnale per salvaguardare tutti i componenti critici.
Ispezionare e monitorare regolarmente i dispositivi SPD per individuare eventuali guasti prima che causino danni.
Attenersi alle norme IEC 61643 e IEEE C62.41 per garantire una protezione affidabile contro le sovratensioni.
Casi reali dimostrano che una protezione adeguata consente di ottenere risparmi significativi e una maggiore affidabilità.
Comprendere i picchi di corrente negli impianti petroliferi e del gas
Le sovratensioni transitorie minacciano ogni segmento delle vostre operazioni, dalle teste di pozzo a monte alle unità di lavorazione a valle. Ogni settore presenta profili di esposizione distinti. Le operazioni a monte nei siti di pozzi remoti devono fare i conti con linee elettriche estese che fungono da antenne per i picchi di tensione indotti dai fulmini. Le stazioni di pompaggio delle condotte a metà percorso commutano regolarmente ingenti carichi induttivi. Le raffinerie a valle gestiscono fitte reti di strumentazione sensibile, dove anche minime punte di tensione compromettono i segnali di controllo.
Fonti comuni di sovratensioni transitorie
Colpi di fulmine diretti e indiretti
I fulmini rappresentano la minaccia più grave. Un fulmine diretto immette una corrente enorme nell’impianto elettrico. I fulmini indiretti inducono picchi di tensione sulle linee elettriche e sui cavi di comunicazione nelle vicinanze. Questi picchi indotti percorrono chilometri prima di raggiungere i quadri di comando. Le strategie di protezione dai fulmini devono tenere conto di entrambi i tipi di impatto. Le teste di pozzo remote in terreno aperto sono maggiormente esposte al rischio. Il Bacino del Permiano, centro nevralgico della produzione di petrolio e gas da scisti, è soggetto a frequenti temporali che mettono a dura prova gli impianti non protetti.
Operazioni di commutazione e perturbazioni di rete
Si verificano sovratensioni transitorie anche quando la corrente viene interrotta durante l'azionamento dell'interruttore. Questa azione intrappola l'energia magnetica nelle induttanze sul lato carico. L'energia intrappolata si scarica quindi e circola tra induttanza e capacità, generando picchi di tensione. Diversi fattori ne aumentano la gravità:
Distanza tra l'interruttore sottovuoto e i trasformatori
Elevata capacità a monte e bassa capacità a valle dell’impianto
Commutazione dei carichi in sistemi con carichi induttivi
Parametri e impostazioni specifici degli interruttori automatici
Una tensione transitoria non controllata può superare il livello di isolamento di base delle apparecchiature a media tensione. Ciò comporta un graduale deterioramento dell'isolamento o un guasto immediato delle apparecchiature, in particolare nei trasformatori.
L'elevato costo dei guasti alle apparecchiature
Danni ai sistemi di controllo e alla strumentazione
I vostri sistemi di controllo e la strumentazione di campo rimangono i più vulnerabili. I PLC, i moduli DCS e i trasmettitori intelligenti funzionano a basse tensioni. Un singolo picco di tensione può distruggere le schede elettroniche, danneggiare la memoria o rendere inutilizzabili i sensori. I danni vanno ben oltre i costi di sostituzione. È necessario tenere conto anche della calibrazione, della messa in servizio e dei test successivi alle riparazioni.
Tempi di inattività e perdite di produzione
Le interruzioni della produzione comportano l’onere finanziario più gravoso. Un importante produttore petrolifero nordamericano ha condotto un programma di validazione sul campo mettendo a confronto impianti dotati e non dotati di un sistema di mitigazione delle sovratensioni transitorie in cascata. L’operatore ha abbandonato la protezione limitata all’ingresso di servizio poiché non produceva gli stessi risultati operativi di un sistema in cascata. A tre anni dall’implementazione del sistema di mitigazione in cascata, l’operatore ha riferito:
Nessun guasto alle apparecchiature e ai componenti attribuibile a sovratensioni transitorie
Oltre 211.350 barili di perdita di produzione evitata
Circa $436.500 in costi di riparazione evitati
Oltre $12 milioni di valore di produzione recuperato
Questi risultati dimostrano il tangibile ritorno sull’investimento. L’operatore ha adottato l’approccio di mitigazione nei nuovi progetti “greenfield” e ha avviato programmi di adeguamento per gli impianti esistenti “brownfield” in tutte le operazioni del Bacino del Permiano. La protezione contro le sovratensioni per le operazioni nel settore petrolifero e del gas richiede lo stesso approccio sistematico. Le interruzioni impreviste bloccano la produzione, innescano indagini sulla sicurezza e mettono a dura prova i rapporti con i clienti. Ogni ora di inattività negli impianti petroliferi e del gas si traduce direttamente in una perdita di ricavi. Una difesa proattiva contro i fulmini previene queste costose interruzioni prima che si verifichino.
Come funzionano i dispositivi di protezione contro le sovratensioni
Dispositivi di protezione contro le sovratensioni funzionano secondo un principio molto semplice: rilevano tensioni anomale e deviano l’energia in eccesso lontano dalle apparecchiature sensibili. Questi dispositivi fungono da valvole di sicurezza per l’impianto elettrico. Quando si verifica un transitorio, l’SPD passa da uno stato di alta impedenza a uno di bassa impedenza quasi istantaneamente. Questa azione devia la corrente di sovratensione verso terra prima che raggiunga i PLC, i moduli DCS o i trasmettitori di campo.
Il principio del clamping di tensione
Il limitatore di tensione limita la tensione fornita ai dispositivi elettrici a una soglia prestabilita. Quando un transitorio supera tale soglia, il componente di protezione cortocircuita la corrente verso terra o assorbe interamente il picco. La tensione di limitazione, nota anche come tensione di passaggio, specifica il livello del picco che innesca questa azione protettiva. Una tensione di limitazione più bassa indica una migliore protezione per i componenti a valle.
Ogni tecnologia ottiene il clamping in modo diverso. Un varistore a ossido metallico cortocircuita temporaneamente la linea elettrica a una tensione prestabilita, creando un forte flusso di corrente che riduce il picco. Un diodo di soppressione delle tensioni transitorie utilizza la rottura a valanga per limitare i picchi di tensione, fornendo l'azione di clamping più rapida, teoricamente nell'ordine dei picosecondi. Un tubo a scarica di gas contiene una miscela gassosa che si ionizza sotto alta tensione, consentendogli di condurre corrente e di limitare efficacemente la tensione.
Componenti chiave: MOV, diodi TVS e tubi a scarica di gas
La vostra strategia di protezione contro le sovratensioni si basa su tre componenti principali, ciascuna con caratteristiche distinte:
Componente | Ruolo |
|---|---|
MOV | Mantiene un'alta impedenza in condizioni di tensione normale, passando a bassa impedenza per assorbire o deviare l'energia dei picchi di tensione. È in grado di gestire picchi di tensione ripetuti. |
GDT | Fornisce un percorso a bassa resistenza verso terra quando la tensione supera la soglia, gestendo efficacemente i picchi di alta energia, come quelli causati dai fulmini. |
Diodo TVS | Reagisce in pochi nanosecondi per limitare le sovratensioni, proteggendo i componenti elettronici sensibili dai transitori rapidi e di breve durata. |
I diodi TVS funzionano con un’alta impedenza e una corrente di dispersione estremamente bassa in condizioni normali. Quando la tensione supera la soglia di rottura, reagiscono molto più rapidamente rispetto ai MOV o ai GDT, limitando la sovratensione e proteggendo i circuiti a valle. Questa rapidità li rende ideali per gli stadi di protezione secondari in cui i dispositivi a semiconduttore sensibili richiedono una risposta rapida.
Differenziazione tra SPD di tipo 1, tipo 2 e tipo 3
È necessario scegliere il tipo di dispositivo di protezione contro le sovratensioni in base alla posizione specifica all’interno dell’impianto elettrico della vostra struttura. SPD di tipo 1 Da installare nel quadro di distribuzione principale, solitamente in corrispondenza dell’ingresso dell’alimentazione. Questi dispositivi gestiscono i fulmini diretti e i transitori ad alta energia prima che si propaghino all’interno della vostra struttura. SPD di tipo 2 proteggono i quadri di subdistribuzione e i circuiti derivati critici. Gestiscono l’energia residua delle sovratensioni che attraversa i dispositivi di Tipo 1. SPD di tipo 3 Si installa direttamente sulle apparecchiature sensibili, garantendo una protezione in loco per PLC, sistemi SCADA e strumentazione di campo.
Per gli impianti petroliferi e del gas è necessario un approccio a cascata. Installare una protezione di Tipo 1 sull'alimentazione principale in entrata, di Tipo 2 nei centri di controllo dei motori e nei sottoquadri, e di Tipo 3 nei quadri di controllo critici e nelle interfacce di comunicazione. Questa strategia coordinata garantisce che ogni fase riduca progressivamente l'energia di sovratensione, mantenendo la tensione di passaggio al di sotto della soglia di danneggiamento delle apparecchiature più sensibili.
Scelta dei dispositivi di protezione contro le sovratensioni per il settore petrolifero e del gas
La scelta della protezione contro le sovratensioni più adatta alle operazioni nel settore petrolifero e del gas richiede un approccio sistematico. È necessario valutare l’architettura elettrica dell’impianto, le condizioni ambientali e la sensibilità dei dispositivi. Questa sezione fornisce un quadro di riferimento pratico per prendere tali decisioni. Seguite questi passaggi per adattare con precisione la protezione contro le sovratensioni alle esigenze della vostra applicazione.
Valutazione della tensione e della configurazione del sistema
Inizia documentando la tensione di rete e la configurazione di messa a terra della tua struttura. La configurazione di messa a terra influisce direttamente sulle prestazioni dei dispositivi SPD. Verifica se il tuo impianto utilizza una configurazione di messa a terra di tipo TN, TT o IT. Misura la tensione nominale in ciascun punto di distribuzione. La tua scelta deve tenere conto del valore della tensione massima di esercizio continua (Uc) per evitare guasti prematuri dei dispositivi SPD durante il normale funzionamento.
Mappate l’intera architettura elettrica e di strumentazione. Identificate ogni livello in cui è necessaria la protezione contro le sovratensioni. Gli SPD di tipo 1 proteggono all’ingresso di servizio o sul secondario del trasformatore, dove l’energia dei fulmini può penetrare nel sistema a bassa tensione. I dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) di tipo 2 proteggono i quadri di distribuzione principali e i quadri di alimentazione. Gli SPD di tipo 3 sono collocati in prossimità di terminali sensibili quali quadri DCS, alimentatori per strumenti, armadi PLC, dispositivi di comunicazione e alloggiamenti per analizzatori. Anche gli scaricatori di sovratensione a media tensione sono importanti sul lato di linea dei trasformatori. Questo approccio a più livelli garantisce che l’energia venga scaricata in fasi successive, anziché sovraccaricare un singolo dispositivo. Coordinare la tensione di passaggio in ciascuna fase per mantenere l’energia residua al di sotto delle soglie di danneggiamento delle apparecchiature.
Valutazione delle condizioni ambientali e di installazione
Il vostro SPD deve resistere all'ambiente che protegge. Gli impianti petroliferi e del gas presentano sfide estreme che gli SPD commerciali standard non sono in grado di affrontare. Questi siti particolarmente impegnativi richiedono componenti rinforzati, progettati per un funzionamento continuo in condizioni estreme.
Temperatura, umidità e atmosfere corrosive
Le alte temperature accelerano il degrado dei componenti e riducono la durata degli SPD. Le vibrazioni allentano i collegamenti interni, impedendo ai dispositivi di deviare le sovratensioni quando necessario. L'umidità e la polvere causano cortocircuiti interni o favoriscono la corrosione. I gas corrosivi aggrediscono i collegamenti dei terminali, aumentando la resistenza nel tempo. La scelta deve tenere conto di ciascun fattore di stress. Scegliere SPD realizzati con materiali ad alta stabilità termica per ambienti caldi. Specificare unità incapsulate o montate in modo sicuro per luoghi soggetti a vibrazioni significative. Scegliere involucri sigillati e materiali resistenti alla corrosione per aree esposte a gas corrosivi. Esaminare le specifiche del produttore relative a ciascun parametro ambientale prima di effettuare la scelta definitiva.
Classificazioni IP e requisiti relativi agli involucri
Valutare i gradi di protezione dell’involucro in base alle condizioni del sito. Gradi IP o NEMA elevati, come IP66 o NEMA 4X, forniscono la protezione necessaria contro l’ingresso di umidità e polvere. Questi gradi garantiscono che l’SPD continui a funzionare in aree soggette a lavaggi con acqua, installazioni all’aperto o ambienti corrosivi. Verificare la conformità alla norma IEC 61643 per quanto riguarda le prestazioni di protezione contro le sovratensioni e l’idoneità dell’involucro. L’involucro del dispositivo SPD deve corrispondere alla classificazione dell’area in cui è installato, in particolare nelle zone a rischio in cui la protezione contro l’accensione è fondamentale. Verificare che il grado di protezione dell’involucro corrisponda al livello di pericolo specifico della zona di installazione.
Adeguamento delle classificazioni SPD alle esigenze applicative
Ogni punto di applicazione richiede valori nominali SPD specifici. Non è possibile utilizzare un unico tipo di SPD in tutte le postazioni.
Corrente di scarica nominale (In) e tensione massima di funzionamento continuo (Uc)
La corrente di scarica nominale (In) definisce la corrente di picco che l’SPD è in grado di deviare in modo sicuro più volte. È necessario adeguare questo valore all’esposizione prevista ai picchi di corrente in ciascun punto di installazione. I punti di ingresso della rete richiedono valori di In più elevati rispetto ai quadri di sottodistribuzione. La tensione massima di funzionamento continuo (Uc) deve superare la tensione di sistema massima prevista, comprese le normali variazioni. Impostare un valore di Uc troppo basso provoca il guasto prematuro del dispositivo SPD. Impostarlo a un valore troppo alto riduce l’efficacia di limitazione. Scegliere un valore di Uc superiore di almeno il 10% alla tensione nominale del sistema per far fronte alle normali fluttuazioni senza compromettere la protezione.
Considerazioni sulla protezione delle linee di segnale e dati
I segnali di controllo e le linee di comunicazione dati richiedono una protezione specializzata contro le sovratensioni. Un circuito di trasmissione da 4-20 mA necessita di un dispositivo SPD per linee di segnale adeguato alla tensione del circuito, al metodo di cablaggio, alle caratteristiche dell’interfaccia e alla configurazione di messa a terra. Una linea di comunicazione RS485 o Modbus richiede un dispositivo SPD per linee di comunicazione adeguato all’interfaccia elettrica, alla tensione di funzionamento, alla disposizione dei conduttori e ai requisiti di larghezza di banda. Un circuito di controllo a 24 V CC necessita di una protezione contro le sovratensioni per l’alimentazione CC o per il circuito di controllo, dimensionata in base alla tensione di funzionamento, alla corrente e ai dispositivi collegati. Verificare la larghezza di banda nominale delle linee dati per garantire l’integrità del segnale alla frequenza operativa. Ogni applicazione richiede una categoria di protezione specifica. La tabella seguente riassume questi criteri di selezione:
Applicazione | Categoria di protezione tipica | Punto di conferma principale |
|---|---|---|
Alimentazione CA o quadro elettrico locale | SPD per alimentazione CA | Tensione di rete, sistema di messa a terra, tipo di SPD e posizione di installazione |
Circuito di comando a 24 V CC | Protezione contro le sovratensioni dell'alimentazione in corrente continua o del circuito di controllo | Tensione di funzionamento, corrente e dispositivi collegati |
Circuito del trasmettitore 4-20 mA | SPD per linee di segnale | Tensione di loop, metodo di cablaggio, caratteristiche dell'interfaccia e messa a terra |
RS485 / Modbus | SPD per linee di comunicazione | Interfaccia elettrica, tensione di funzionamento, disposizione dei conduttori e requisiti di larghezza di banda |
Adeguate la vostra scelta degli SPD all’architettura elettrica e di strumentazione complessiva. Tenete conto dell’interazione tra gli SPD di potenza e quelli di segnale. Assicuratevi che la protezione sia coordinata su ogni interfaccia. Questo approccio sistematico alla selezione previene costosi disallineamenti e garantisce una protezione affidabile per i vostri impianti. Verificate le vostre scelte alla luce delle condizioni del sito e delle specifiche delle apparecchiature prima di finalizzare l’approvvigionamento.
Installazione di dispositivi di protezione contro le sovratensioni negli impianti del settore petrolifero e del gas
Una corretta installazione determina se la protezione contro le sovratensioni per il settore petrolifero e del gas funziona come previsto o fallisce proprio quando ne avete più bisogno. È necessario allineare la strategia di protezione contro le sovratensioni all’architettura elettrica e di strumentazione complessiva dell’impianto. Ogni punto di connessione, ogni percorso di messa a terra e ogni tracciato dei cavi influisce sulle prestazioni del sistema. Tutti i lavori di installazione devono essere eseguiti da personale qualificato. Gli impianti del settore petrolifero e del gas richiedono conoscenze specialistiche in materia di classificazione delle aree a rischio, pratiche di messa a terra e coordinamento delle apparecchiature. Non affidare questo lavoro a elettricisti generici che non abbiano familiarità con questi requisiti specifici.
Migliori pratiche per l'installazione delle linee elettriche in corrente alternata
Le linee di alimentazione in corrente alternata convogliano energia di sovratensione all’interno della vostra struttura. Le vostre procedure di installazione devono limitare tale energia prima che raggiunga le apparecchiature sensibili. I due fattori più critici sono la lunghezza del cavo e la qualità della messa a terra.
Riduzione al minimo della lunghezza del conduttore e dell'area dell'anello
Ogni centimetro di cavo tra l’SPD e la barra collettrice aggiunge induttanza. Cavi più lunghi causano cadute di tensione maggiori in caso di sovratensioni. Questo aumento della tensione di passaggio riduce l’efficacia della protezione. Mantenere tutti i cavi di collegamento dell’SPD il più corti possibile. La lunghezza totale dall’SPD alla barra collettrice protetta e dall’SPD alla terra non deve superare 0,5 metri. Questa regola si applica sia ai collegamenti di fase che a quelli del neutro.
Anche l'area del circuito è importante. Il percorso formato dal conduttore di fase, dal dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) e dal conduttore di terra crea un circuito induttivo. I circuiti più piccoli producono una tensione indotta minore durante un picco di tensione. Posate i conduttori di fase e di terra vicini tra loro. Se possibile, intrecciateli. Ciò riduce l'area del circuito e migliora le prestazioni di limitazione della tensione.
Tecniche corrette di messa a terra e collegamento equipotenziale
Il dispositivo SPD deve essere collegato a un percorso di terra a bassa impedenza. Senza un adeguato collegamento a terra, il dispositivo SPD non è in grado di deviare efficacemente l'energia da sovratensione. Collegare tra loro tutti i punti di riferimento di terra all'interno della struttura. Collegare il terminale di terra del dispositivo SPD allo stesso sistema di elettrodi di terra utilizzato dalle apparecchiature. Ciò elimina le differenze di potenziale che potrebbero danneggiare i componenti elettronici sensibili.
Utilizzare conduttori di sezione adeguata alla corrente di picco prevista. Per i dispositivi SPD di Tipo 1 installati agli ingressi di servizio, utilizzare conduttori in rame di sezione minima pari a 6 AWG. Per i dispositivi SPD di Tipo 2 e Tipo 3, utilizzare conduttori di sezione minima pari a 10 AWG. Verificare che tutti i collegamenti di terra siano fissati saldamente e resistenti alla corrosione. Applicare un composto antiossidante ai collegamenti in ambienti corrosivi. Utilizzare accessori quali riscaldatori per involucri o smorzatori di vibrazioni quando si installano dispositivi SPD in condizioni estreme.
Protezione delle linee di strumentazione e di comunicazione
La sola protezione delle linee elettriche non è sufficiente a garantire la sicurezza della vostra struttura. Anche le linee di strumentazione e di comunicazione richiedono una protezione dedicata contro le sovratensioni. Questi circuiti a bassa tensione trasportano segnali critici tra i dispositivi di campo, i sistemi di controllo e le reti SCADA. Una sovratensione su un loop da 4-20 mA o su un bus RS485 può danneggiare i dati o distruggere le schede di interfaccia.
È necessaria una soluzione completa per la protezione dell’alimentazione e dei dati. I dispositivi progettati per applicazioni di dati, come la gamma OVR Data, proteggono le apparecchiature collegate alle linee dati. Questi SPD integrano la protezione sul lato alimentazione. Per le linee di segnale, utilizzare dispositivi combinati OVR T2-T3. Questi offrono livelli di protezione bassi, ideali per strumentazioni sensibili. Per il cablaggio in campo esposto al rischio diretto di fulmini, scegli i dispositivi OVR T1-T2. Questi scaricano picchi di corrente elevati utilizzando la forma d’onda 10/350 µs che simula i fulmini diretti. Per la protezione generale nei quadri di subdistribuzione, i dispositivi OVR T2 basati su varistori limitano le sovratensioni transitorie a livelli compatibili con le apparecchiature.
Installare gli SPD per linee di segnale il più vicino possibile alle apparecchiature. Montarli all'interno di armadi di comando o scatole di derivazione. Collegare i loro terminali di terra allo stesso punto di riferimento di terra degli SPD di alimentazione. Ciò impedisce che si verifichino differenze di potenziale di terra che potrebbero danneggiare le interfacce.
Coordinamento degli SPD in uno schema di protezione a cascata
Un singolo SPD non è in grado di gestire tutta l’energia da sovratensione presente nella vostra struttura. È necessario un approccio coordinato e a cascata. Installate SPD di tipo 1 all’ingresso di servizio. Questi gestiscono i livelli di energia più elevati, compresi i fulmini diretti. Installate SPD di tipo 2 nei quadri di subdistribuzione e nei centri di controllo motori. Questi gestiscono l’energia residua proveniente dal primo stadio. Installare SPD di tipo 3 in prossimità delle apparecchiature sensibili. Questi dispositivi forniscono una protezione di ultima istanza per PLC, moduli DCS e strumenti di campo.
Il sistema a cascata funziona perché ogni stadio assorbe una parte dell'energia di picco. Il dispositivo di Tipo 1 riduce il picco a un livello che il dispositivo di Tipo 2 è in grado di gestire. Il dispositivo di Tipo 2 lo riduce ulteriormente per il dispositivo di Tipo 3. Questa riduzione progressiva mantiene la tensione di passaggio al di sotto delle soglie che potrebbero causare danni alle apparecchiature.
Coordinare i livelli di protezione tra le diverse fasi. Verificare che il livello di protezione in tensione di ciascun SPD a valle sia inferiore a quello del dispositivo a monte. Ciò garantisce una corretta sequenza di attivazione. Utilizzare le tabelle fornite dal produttore o gli strumenti di calcolo per verificare il coordinamento.
Per applicazioni su misura, quali serbatoi di stoccaggio e sistemi di allarme o di estinzione, è necessario progettare sistemi di protezione contro i fulmini personalizzati. Tali sistemi devono tenere conto della geometria specifica, della classificazione dell’area e della configurazione della messa a terra di ciascuna struttura. Si raccomanda di rivolgersi a uno specialista qualificato per la progettazione di queste soluzioni su misura.
Un'ispezione periodica dopo l'installazione conferma il corretto funzionamento. Controllare le finestre indicatrici, i segnali di monitoraggio remoto e i collegamenti di terra. Sostituire immediatamente qualsiasi SPD che mostri uno stato di fine vita. Il sistema di protezione a cascata funziona solo se ogni stadio rimane operativo. L'efficacia del sistema di protezione contro i fulmini dipende dall'anello più debole.
Manutenzione e monitoraggio dei sistemi di protezione contro le sovratensioni
La protezione contro le sovratensioni per le operazioni nel settore petrolifero e del gas richiede un'attenzione costante. Un dispositivo SPD installato correttamente si deteriora nel tempo. Ogni evento di sovratensione ne riduce la durata di vita. Senza una manutenzione regolare, si espone la propria struttura a un funzionamento non protetto. È possibile che non ci si accorga del guasto fino a quando non si verifica il prossimo transitorio. A quel punto ci si troverà ad affrontare proprio il danno che si intendeva prevenire installando la protezione.
Attuazione di un programma di ispezioni periodiche
È necessario disporre di un piano di ispezione documentato per ogni SPD presente nella vostra struttura. Programmate ispezioni visive con cadenza trimestrale. Controllate le finestre degli indicatori per verificare eventuali cambiamenti di stato. Verificate la presenza di danni fisici, scolorimento o collegamenti allentati. Misurate la corrente di dispersione durante queste ispezioni. Confrontate i valori rilevati con le specifiche del produttore. Un aumento della corrente di dispersione indica un deterioramento interno.
Il programma delle ispezioni dovrebbe essere in linea con il calendario operativo della struttura. Coordinare i controlli con i fermi macchina programmati per effettuare verifiche più approfondite. Utilizzare la termografia per individuare i punti caldi sui collegamenti SPD. I terminali allentati generano calore sotto carico. La rilevazione tempestiva previene il guasto dei collegamenti in caso di sovratensione.
Comprendere gli indicatori di fine vita e il monitoraggio remoto
I moderni SPD forniscono chiari segnali di fine vita. Nelle finestre indicatrici compaiono segnalatori meccanici. I contatti di segnalazione remota trasmettono lo stato al sistema di controllo. Queste caratteristiche sono importanti perché gli SPD possono guastarsi senza interrompere il funzionamento. Le apparecchiature continuano a funzionare normalmente. Non si riceve alcun avviso fino a quando non si verifica la successiva sovratensione, senza alcuna protezione.
Il monitoraggio remoto rivoluziona il vostro approccio alla manutenzione. Riceverete avvisi immediati quando un SPD raggiunge la fine del ciclo di vita. Potrete pianificare la sostituzione in base alle condizioni effettive del dispositivo, anziché a intervalli fissi. Questa strategia predittiva offre vantaggi tangibili:
40–60%: riduzione dei guasti alle apparecchiature attribuibili a disturbi elettrici
Riduzione della frequenza di sbalzi inspiegabili e di malfunzionamenti del sistema
Maggiore durata di vita di trasformatori, quadri elettrici e apparecchiature elettroniche
Costi di manutenzione inferiori grazie alla minore necessità di sostituire i componenti
Maggiore disponibilità dei processi critici e riduzione delle perdite di produzione
Nel caso di impianti remoti o di grandi dimensioni, il monitoraggio continuo elimina le visite in loco non necessarie. Il team di manutenzione verifica lo stato dei dispositivi SPD dalla sala di controllo e invia il personale sul posto solo quando un allarme richiede un intervento. Questo approccio riduce i costi di manutenzione e minimizza le interruzioni operative in tutte le vostre strutture.
Migliori pratiche per la documentazione e la conservazione dei dati
Tenere un registro completo per ogni dispositivo di protezione contro le sovratensioni. Documentare le date di installazione, i numeri di modello e i valori nominali. Registrare la data di ogni ispezione e i risultati. Annotare eventuali eventi di sovratensione e la risposta del dispositivo di protezione contro le sovratensioni. Tenere traccia della cronologia delle sostituzioni e dei motivi di ogni intervento.
La vostra documentazione è utile per gli audit di conformità e le richieste di garanzia. Inoltre, mette in luce alcune tendenze. Potreste notare che in determinate sedi si verificano guasti SPD più frequenti. Questi dati fungono da guida per i futuri aggiornamenti dei sistemi di protezione. È possibile identificare i punti deboli della vostra architettura elettrica e risolverli in modo proattivo.
I piani di manutenzione e ispezione periodici sono fondamentali per i sistemi di protezione dai fulmini negli impianti petroliferi e del gas. Tali piani garantiscono l’efficacia e la conformità costanti, consentono di individuare in anticipo potenziali problemi e di risolverli tempestivamente. Questo approccio proattivo previene guasti catastrofici che potrebbero causare tempi di inattività, danni alle apparecchiature e rischi per la sicurezza, favorendo così il funzionamento continuo degli impianti.
Archiviate i vostri registri in un sistema centralizzato accessibile a tutto il personale addetto alla manutenzione. Aggiornate la documentazione immediatamente dopo ogni ispezione o sostituzione. Esaminate i dati relativi alla manutenzione con cadenza annuale. Sfruttate tale analisi per perfezionare il vostro programma di ispezioni e migliorare la vostra strategia di protezione complessiva.
Conclusione
Una protezione affidabile contro le sovratensioni è essenziale per garantire la sicurezza, la disponibilità e la continuità dei sistemi elettrici e di controllo negli impianti del settore petrolifero e del gas. I fulmini, gli eventi di commutazione e i disturbi elettrici possono causare sovratensioni transitorie che potrebbero danneggiare le apparecchiature di distribuzione dell’energia, la strumentazione, i PLC, i sistemi di comunicazione e altre apparecchiature critiche. La scelta del dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) appropriato e la sua installazione nei punti di protezione corretti possono ridurre significativamente questi rischi e contribuire a prevenire costosi danni alle apparecchiature e tempi di inattività non pianificati.
LSP è un produttore specializzato in dispositivi di protezione contro le sovratensioni che offre una gamma completa di SPD per alimentazione in corrente alternata, alimentazione in corrente continua e applicazioni di segnalazione e comunicazione. Dai sistemi di distribuzione dell'energia e di controllo industriale alla strumentazione e alle reti di comunicazione, LSP fornisce soluzioni pratiche di protezione contro le sovratensioni per ambienti industriali particolarmente esigenti.
Se siete alla ricerca di una protezione affidabile contro le sovratensioni per gli impianti del settore petrolifero e del gas, LSP è in grado di fornire soluzioni SPD professionali in base alla tensione del vostro sistema, all’ambiente di installazione, ai requisiti di protezione e all’applicazione. Contattate LSP per discutere la soluzione di protezione contro le sovratensioni più adatta al vostro progetto nel settore petrolifero e del gas.
Domande frequenti
Con quale frequenza dovrei controllare i miei dispositivi di protezione contro le sovratensioni?
Pianificare ispezioni visive trimestrali. Controllare le finestre degli indicatori, verificare la presenza di danni fisici e misurare la corrente di dispersione. Confrontare i valori rilevati con le specifiche del produttore. Un aumento della corrente di dispersione indica un degrado interno. Coordinare test più approfonditi con le fermate programmate. Utilizzare la termografia per individuare collegamenti allentati che generano calore.
È necessario un dispositivo di protezione contro le sovratensioni sulle linee di segnale e dati?
Sì. I segnali di controllo e le linee di comunicazione richiedono una protezione specifica. Un circuito da 4-20 mA necessita di un dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) per linee di segnale adeguato alla tensione del circuito e al cablaggio. Le linee RS485 o Modbus necessitano di dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) per linee di comunicazione adeguati alle caratteristiche dell'interfaccia. La sola protezione della linea di alimentazione non è sufficiente a salvaguardare la strumentazione.
Come faccio a sapere quando è necessario sostituire un SPD?
I moderni SPD forniscono chiari segnali di fine vita. Nelle finestre di indicazione compaiono segnalatori meccanici. I contatti di segnalazione remota trasmettono lo stato al sistema di controllo. Sostituire immediatamente qualsiasi SPD che mostri uno stato di fine vita. Il sistema di protezione in cascata funziona solo se ogni stadio rimane operativo.
Che cos’è il “voltage clamping” e perché è importante?
Il limitatore di tensione limita la tensione fornita alle apparecchiature a una soglia prestabilita. Quando un transitorio supera tale soglia, l’SPD devia l’energia in eccesso verso terra. Una tensione di limitazione più bassa garantisce una protezione migliore. Questa azione impedisce che i picchi di tensione raggiungano i PLC, i moduli DCS e i trasmettitori di campo.
