Seguendo la corrente - Il vuoto assicura stabilità per l'approvvigionamento energetico

Seguendo la corrente - Il vuoto assicura stabilità per l'approvvigionamento energetico

Gli interruttori a vuoto sono solo piccoli ingranaggi nel complesso sistema di rete elettrica. Ma svolgono un ruolo chiave nell'assicurare che l'energia elettrica sia disponibile in modo affidabile tutto il giorno.

Dalla centrale elettrica al consumatore
Quando accendiamo la caffettiera o carichiamo i nostri smartphone, di solito non pensiamo all'infrastruttura altamente complessa che ci fornisce elettricità. In Germania, ad esempio, una rete di oltre 1,8 milioni chilometri distribuisce l'energia dalle centrali elettriche ai consumatori finali. L'elettricità ad alta tensione di 220.000 o 380.000 volt scorre attraverso le linee elettriche. 

Per una distribuzione regionale approssimativa, in genere, questo viene inizialmente ridotto a 110.000 volt. Quindi viene portato a una media tensione tra 50.000 e 1.000 volt in succursali più piccole fino a quando l'elettricità raggiunge finalmente le reti locali e comunali a una bassa tensione di 230 volt. A causa del loro elevato fabbisogno energetico, le società industriali, gli ospedali, le piscine più grandi o le torri di trasmissione spesso hanno le proprie stazioni di trasformazione, che di solito sono alimentate direttamente dalla rete a media tensione. La gestione della rete assicura anche un equilibrio tra produzione e consumo. Numerevoli interruttori vengono costantemente attivati durante il processo di trasformazione e durante la regolazione continua del flusso di corrente.

A volte è possibile vedere una piccola scintilla di luce se viene premuto un semplice interruttore elettrico al buio. Questi lampi vengono creati quando i contatti si avvicinano o appena si separano. L'elettricità ionizza l'aria tra i contatti; l'elettricità scorre attraverso di essa fino a una certa distanza superiore a quella tra i contatti. Il breve lampo è un piccolo arco elettrico. Anche se questo fenomeno fisico è innocuo quando si accende un interruttore della luce a casa, può sviluppare una forza distruttiva negli interruttori di alta e massima tensione. L'arco elettrico raggiungerà oltre i 5.000 gradi Celsius, un calore tale da incendiare la maggior parte dei materiali in una frazione di secondo.

Il vuoto previene gli archi elettrici

Tuttavia, la bruciatura dei contatti comprometterebbe immediatamente la funzionalità dell'intera rete elettrica collegata. Inoltre, un incendio può diffondersi anche ad altri interruttori o componenti nelle stazioni ad alta tensione. Questo è il motivo per cui l'aria è già stata evacuata dagli interruttori ad alta tensione durante il processo di produzione. Un interruttore a vuoto racchiude i contatti di commutazione. Nel vuoto, non sono presenti molecole d'aria che potrebbero essere ionizzate e diventare vettori dell'arco elettrico.

Ma si verifica comunque un piccolo arco elettrico perché piccole quantità di metallo dai contatti evaporano sotto corrente ad alta tensione. Il loro tipo di forma particolare, cilindrica con fenditure inclinate, e il loro materiale assicurano che questi archi elettrici possano sviluppare solo basse temperature. Inoltre, nel vuoto rimangono isolati e non possono causare danni. L'evacuazione dell'alloggiamento dell'interruttore è quindi un prerequisito importante per la stabilità della rete.


I guasti nelle centrali elettriche sono tra le ovvie cause di interruzioni di corrente. Ma quando un generatore si guasta, altre centrali elettriche forniscono normalmente più elettricità in quantità adeguate in un tempo molto breve, compensando così il guasto. Un'interruzione di corrente della durata di alcuni secondi può anche essere causata nel caso in cui un fulmine colpisca un traliccio che fa parte della rete a media tensione. Se un'interruzione di corrente in un'ampia sezione della rete dura per minuti o addirittura ore, gli esperti di energia parlano di blackout. In questi casi si ha un'interruzione completa di corrente. Alcuni esempi dei casi in cui può essere causato un blackout sono alberi caduti che interrompono una linea importante o un cortocircuito. Anche le condizioni meteorologiche estreme in inverno possono avere gravi conseguenze. Se lo scioglimento della neve o la pioggia improvvisa dopo un lungo periodo di freddo provoca la formazione di uno spesso strato di ghiaccio sulle linee elettriche, il suo peso può causarne la rottura, interrompendo la trasmissione di energia. A volte i tralicci colpiti si rovesciano e nel peggiore dei casi, si innesca un effetto domino in cui altri piloni si ribaltano. Ma se osserviamo i più grandi blackout della storia, sono stati spesso causati dalla rete stessa: da eccessive fluttuazioni o sovraccarichi oppure a causa di malfunzionamenti tecnici di importanti componenti della rete.

In Europa, la frequenza delle interruzioni di corrente è indicata con il cosiddetto valore SAIDI (System Average Interruption Duration Index). Questo stabilisce un rapporto tra la lunghezza delle interruzioni e il numero di consumatori e indica l'interruzione totale in minuti all'anno. Nel 2013, il Lussemburgo aveva il valore SAIDI più basso con 10 minuti, seguito da vicino da Danimarca, Svizzera e Germania.


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