Quando percorri praticamente qualsiasi strada negli Stati Uniti, è probabile che tu veda trasformatori montati su pali, sia in legno che in cemento. Il palo che sostiene il trasformatore non è solo un palo medio. Per prima cosa, ci sono requisiti che determinano la resistenza, l'altezza e le capacità di carico del palo. Questo è dovuto al fatto che, oltre a sostenere i cavi di distribuzione, un trasformatore che può pesare centinaia di libbre (insieme a tagli, parafulmini e cavi secondari) riposa anche sul palo. Le utility producono questi pali in conformità con il National Electrical Safety Code (NESC) e gli standard ANSI, e quando installano il servizio elettrico, aggiornano il servizio o installano trasformatori montati su pali, le utility devono essere sicure che non solo il palo soddisfi la classe del palo, ma abbia anche l'altezza necessaria e non sia danneggiato.
Questa pubblicazione tratta dei tipi di pali che trasportano trasformatori, dei vari requisiti e standard, dei tipi di trasformatori utilizzati sui pali e di ciò che è richiesto durante l'installazione e la manutenzione dei pali.
In sintesi, i trasformatori sono installati su pali di distribuzione, che sono per lo più realizzati in legno. I pali in acciaio, cemento e fibra di vetro vengono utilizzati quando sono necessari pali molto robusti o molto attraenti. Il palo deve essere di dimensioni appropriate per il carico che consiste in tutti i conduttori, trasformatori e hardware secondo il NESC, c'è bisogno di spazio libero: il che significa che il trasformatore e le parti energizzate devono avere una distanza dal suolo; il palo standard delle utility è di circa 12-15 piedi; i pali che sono classificati per diverse classi definiscono la quantità di carico secondo la sua classificazione di classe.
Quali tipi di pali trasportano trasformatori?
Un trasformatore è montato su un palo di distribuzione delle utility che ospita anche linee di distribuzione a media tensione, generalmente nell'intervallo di 4-35 kilovolt (kV). I pali di trasmissione hanno alte travi in acciaio che ospitano linee elettriche ad alta tensione. La tensione sarà ridotta a tensione di utilizzo nel sistema di distribuzione nei pali che sosterranno il trasformatore e sarà effettuata tra i circuiti primari e secondari.
Tre componenti sono fissati al palo che circonda il trasformatore. Formano un'unità o un'assemblaggio unico: il fusibile cutout protegge il trasformatore dai guasti che si verificano nello stesso circuito, il parafulmine devia l'energia in eccesso causata da un fulmine a terra, e i cavi secondari trasportano 120/240V ridotti al tuo servizio dopo aver abbassato la tensione. Il palo quindi funge da stazione di distribuzione completa in miniatura, e tutto è stato progettato per funzionare come un unico sistema.
Requisiti: Resistenza, Classe e Standard di Altezza
Ci sono due standard che influenzano il lato del palo, e entrambi riguardano come un trasformatore montato su un palo sarà specificato:
- ANSI (American National Standards Institute) O5.1 — Lo standard per i pali in legno specifica le dimensioni, le specie e il trattamento di un palo, assegnando una classe (Classe 1-Class 7, con classi inferiori che indicano dimensioni dimensionali più piccole) in modo tale che i pali di Classe 1 siano in grado di sostenere il carico maggiore nella parte superiore del palo. Ciò significa che le categorie di pali riceveranno il maggior peso.
- NESC (National Electric Safety Code) — Il codice di sicurezza che specifica le distanze di sicurezza e i criteri di carico. Il palo di distribuzione con il trasformatore riceve le sue disposizioni principali attraverso la distanza dal suolo dei cavi e dei componenti energizzati, poiché devono essere al di sopra della distanza minima consentita sopra il suolo (a seconda della tensione – da circa 15 a 22 piedi nelle aree urbane e da 12 a 15 piedi nelle aree rurali).
Cosa significa questo per te? Il palo utilizzato per montare il trasformatore deve essere dimensionato correttamente per gestire il peso del nuovo trasformatore che viene aggiunto. Se hai un palo esistente e stai passando da un trasformatore da 25 kva a un trasformatore da 100 kva, devi prima controllare la classe del palo e determinare se è ancora in buone condizioni, poiché il peso del trasformatore da 100 kva è fino a 3 volte quello del trasformatore attualmente in uso.
Tipi di pali a confronto: Legno, Calcestruzzo, Acciaio, Composito
| Tipo di palo | Uso tipico | Trasformatore portante | Note |
|---|---|---|---|
| Legno (pino/abete trattato, ANSI O5.1) | Distribuzione standard, la maggior parte delle utility | Comune; classe selezionata in base al carico | Costo più basso; necessita di ispezione per decomposizione; vita utile di 30-50 anni |
| Calcestruzzo | Aree costiere, ad alta vento, ad alta corrosione | Eccellente resistenza | Più pesante, più costoso; lunga vita; nessuna decomposizione |
| Acciaio (conico, zincato) | Carico elevato urbano, trasmissione a distribuzione | Alta capacità | Forte, lungo span; considerazioni sui costi e messa a terra |
| Composito in fibra di vetro (FRP) | Estetico, costiero, progetti dimostrativi per utility | Sufficiente per unità piccole/medie | Leggero, non conduttivo, resistente alla corrosione; prezzo premium |
I pali in legno sono senza dubbio il materiale preferito poiché sono economici, collaudati e testati, e funzionano completamente quando classificati e mantenuti correttamente. I pali in calcestruzzo e in acciaio sono generalmente utilizzati quando il requisito è specifico per la resistenza al vento, la corrosione o il carico; i pali compositi sono adatti solo quando c'è una necessità specifica per l'estetica o l'isolamento.
Quali trasformatori vanno sui pali?
Un trasformatore sul palo di alimentazione è generalmente un trasformatore monofase che è installato sul palo, che è un tipo di trasformatore di distribuzione immerso nell'olio.
- Dimensioni tipiche: 5, 10, 15, 25, 37.5, 50, 75 e 100 kilovolt Ampere, utilizzati per fornire energia a persone in case, piccole attività commerciali, in fattorie e in aree residenziali.
- Livello di tensione: Le persone utilizzano comunemente un livello di tensione di 7.2 kilovolt, 12.47 kilovolt, 13.2 kilovolt e 24.9 kilovolt, che viene ridotto a un livello di tensione monofase di 120/240 volt.
- Il servizio trifase può essere utilizzato per scopi commerciali o industriali. Tre trasformatori possono essere installati su un palo con capacità monofase.
- Costruzione del trasformatore: Il trasformatore è costruito in modo tale da essere riempito di olio e avere un involucro in acciaio ondulato o semplice, bushing a bassa tensione e alta tensione, e scambiatori di calore che fissano il trasformatore al braccio trasversale o al palo.
Acquistare un trasformatore da palo significa abbinare kVA allo studio del carico, tensione primaria alla linea e tensione secondaria al servizio — la logica completa di selezione è nel nostro nozioni di base sui trasformatori di distribuzione articolo, che spiega anche come la classe del palo e la valutazione del trasformatore interagiscono.
Quanto Pesano i Trasformatori da Palo?
Il peso è un fattore importante per determinare la classe del palo e l'hardware necessario per installare un trasformatore. Alcuni pesi tipici per trasformatori monofase montati su palo riempiti d'olio sono:
| Valutazione (monofase) | Peso Totale Tipico |
|---|---|
| 10 kVA | ~200-300 lbs (90-135 kg) |
| 25 kVA | ~300-500 lbs (135-225 kg) |
| 50 kVA | ~600-900 libbre (270-410 kg) |
| 75 kVA | ~800-1,100 libbre (360-500 kg) |
| 100 kVA | ~1,000-1,400 libbre (450-635 kg) |
Le cifre esatte variano con il produttore, lo stile del serbatoio e il materiale dell'avvolgimento (il rame aggiunge peso) — il nostro guida al peso del trasformatore a palo elenca i pesi rappresentativi per classificazione. Se sono necessari più di un trasformatore, una batteria trifase di tre trasformatori moltiplica semplicemente i pesi sopra indicati per tre. Questi pesi sono i pesi del palo poiché il trasformatore è in grado di sostenere il proprio peso con i ganci di montaggio. Pertanto, il materiale del palo e del braccio trasversale deve essere classificato di conseguenza. Se stai considerando un palo esistente, sii consapevole che la targa del trasformatore non elenca sempre il peso totale del palo; tuttavia, puoi ottenere queste informazioni dalla scheda informativa del produttore o dalla compagnia elettrica poiché di solito mantengono i calcoli del carico del palo in archivio per riferimento futuro.
Installazione: Come un Trasformatore Viene Montato su un Palo
L'installazione di un trasformatore a palo è considerata un lavoro di utilità. Poiché questo lavoro comporta il lavoro ad alta quota mentre i cavi sotto tensione sono in prossimità, solo le squadre di linea addestrate sono autorizzate a eseguirlo utilizzando gru o camion con cestello e in una situazione di interruzione attiva o pianificata. Di seguito è riportato l'elenco abbreviato dei passaggi coinvolti in questo processo:
- Controllo della classe e delle condizioni del palo: Il palo deve essere in perfette condizioni. Il palo deve essere appropriato per i carichi del trasformatore; nel caso non lo sia, viene sostituito o rinforzato prima.
- Installazione dell'hardware: Il braccio trasversale o il supporto del trasformatore, il montaggio del cutout e dell'arresto devono essere fissati all'altezza corretta garantendo che le distanze di sicurezza NESC siano mantenute.
- Sollevamento del trasformatore: Il trasformatore viene sollevato dalla gru o dal verricello del camion con cestello utilizzando i suoi ganci di sollevamento e viene posizionato sul supporto. Viene quindi fissato utilizzando rondelle di bloccaggio e bulloni di montaggio.
- Esecuzione delle connessioni: I conduttori primari sono collegati al cut-out (fusibile), all'arresto sul primario e a terra, e i conduttori secondari alla caduta di servizio. Tutti i collegamenti a terra sono uniti secondo le norme NESC.
- Test e messa in tensione: I test di isolamento, il controllo del rapporto e i test di fase vengono eseguiti prima che il fusibile del trasformatore venga chiuso per la messa in tensione.
Se ordini un trasformatore da installare da una compagnia di utilità o da un appaltatore, devi assicurarti che venga effettuata la stessa coordinazione: specifica l'unità, conferma il palo e consenti alla squadra di eseguire il lavoro sotto tensione. la nostra gamma di prodotti per trasformatori di distribuzione copre le unità, con le opzioni di montaggio su palo e gli accessori elencati per modello.
Considerazioni su Manutenzione e Ispezione
Una volta installato, l'assemblaggio del trasformatore a palo è un bene a bassa manutenzione — ma “basso” non significa “nessuno”. I controlli di routine — che rispecchiano la più ampia lista di controllo per la manutenzione del trasformatore adattata per l'uso su palo:
- I livelli e le perdite d'olio devono essere controllati visivamente osservando il serbatoio, i manicotti e il terreno, sapendo che un basso livello d'olio a causa di perdite è uno dei guasti più frequenti che possono essere evitati.
- I manicotti e i tagli sono ispezionati per crepe/tracciamenti in porcellana e per controllare le valutazioni e le condizioni del fusibile.
- Controllare gli arrestatori di fulmini per danni (gli arrestatori bruciati avranno il conduttore di terra bruciato o un cambiamento di colore).
- La condizione dei pali deve essere controllata anche per legno marcio o in decomposizione; danni da insetti; o inclinazione.
- La crescita degli alberi e la pulizia della vegetazione manterranno gli alberi lontani dai conduttori primari e dai trasformatori per ridurre al minimo i problemi di arco elettrico.
- I test elettrici includeranno test di alta isolamento e olio per pezzi critici di attrezzature, che dovrebbero essere programmati in base ad altri test con olio.
L'imaging termico del serbatoio e delle connessioni in carico assicura che le connessioni allentate e i sovraccarichi vengano rilevati precocemente e indagare su un trasformatore che ha operazioni di taglio ricorrenti piuttosto che semplicemente rifondere. Il palo e il trasformatore devono essere ispezionati contemporaneamente perché falliscono insieme; la condizione del palo determina infine per quanto tempo il trasformatore può operare in sicurezza.
Domande frequenti
Come si chiama un trasformatore su un palo?
Un trasformatore montato su un palo di utilità è conosciuto come trasformatore montato su palo o trasformatore in cima al palo (noto anche come “pole pig” dai professionisti del settore). Questo trasformatore è un trasformatore monofase o trifase attraverso olio mantenuto; trasforma la tensione di una linea di distribuzione elettrica nella tensione utilizzata nelle abitazioni di 120/240V.
Come si chiamano i pali che trasportano elettricità?
I pali di utilità o i pali elettrici sono anche chiamati pali di distribuzione o pali telefonici; il nome originale deriva dall'idea che questi pali fossero destinati a trasmettere sia segnali telefonici che energia elettrica. Le linee di trasmissione ad alta tensione utilizzano torri di trasmissione o pali di trasmissione mentre i pali di utilità distribuiscono energia a bassa tensione.
Quanto pesa un trasformatore su un palo?
Per un trasformatore monofase in cima al palo, pesa circa 200 a 1.400 lbs (90 a 635 kg) a seconda della sua capacità: per un trasformatore di 10 kVA, il suo peso è di circa 200-300 lbs, per 25 kVA pesa 300-500 lbs, per 50 kVA pesa 600-900 lbs e per 100 kVA pesa 1.000-1.400 lbs. Un trasformatore trifase peserà tre volte quella quantità. Pertanto, il palo deve essere classificato per sopportare il peso del trasformatore insieme al carico sui conduttori.
Perché ci sono trasformatori sui pali di energia?
Questo perché le linee di distribuzione trasportano circa 7,2 a 24,9 kV di energia elettrica a media tensione per una trasmissione efficace mentre l'uso domestico e commerciale dell'elettricità è di 120/240V. Il trasformatore del palo riduce la tensione della media tensione alla tensione richiesta in ciascun sito, il che è molto più economico rispetto a portare la fornitura a linee a bassa tensione per lunghe distanze.
Riferimenti
- ANSI O5.1 — Specifiche e classi dei pali in legno
- IEEE — Standard per trasformatori di distribuzione (serie C57.12)
- NFPA 70 — Codice Elettrico Nazionale (servizio e distribuzione)
- OSHA 1910.269 — Sicurezza nella generazione, trasmissione e distribuzione di energia elettrica
- US DOE — Standard di efficienza dei trasformatori di distribuzione
Conclusione
Questo è un palo specificamente costruito per sostenere un trasformatore, ed è stato progettato in modo appropriato e intenzionale piuttosto che come misura correttiva. Il palo in legno ANSI O5.1, il palo in cemento, il palo in acciaio e il palo composito sono stati fabbricati all'altezza e alle dimensioni corrette in conformità alle normative di carico NESC e ai requisiti di distanza. Questo palo sostiene un trasformatore montato sul palo stesso, così come il necessario interruttore, il parafulmine e il cablaggio secondario. Il trasformatore standard è una fonte affidabile di energia; un trasformatore ad olio immerso che può essere monofase e avere una capacità compresa tra 5kVA e 100kVA o un trasformatore di distribuzione trifase principalmente utilizzato per scopi commerciali con un peso totale che varia da centinaia di libbre a una tonnellata. Pertanto, la classe e le condizioni del palo saranno determinate prima che il palo venga installato. Quando si tratta di acquistare, aggiornare e mantenere il trasformatore del palo, viene seguito un elenco di controllo appropriato, che: — presenta il livello di kVA secondo lo studio di carico così come la riduzione della tensione della linea.