Tensione Nominale del Trasformatore: Definizione, Significato e Dati Targhetta
La **Tensione Nominale (UN)** di un trasformatore è la **tensione di progetto** per la quale isolamento, rapporto di spire e prestazioni termiche sono garantiti. Appare sulla targhetta per entrambi gli avvolgimenti.
Designazioni di Tensione sulla Targhetta
- Tensione Nominale Primaria (U1N): Tensione da applicare ai morsetti HV/LV1 (es. 13.800 V, 480 V).
- Tensione Nominale Secondaria (U2N): Tensione di output a vuoto a tensione primaria nominale e spira (es. 480 V, 208Y/120 V).
- Spire: ±2×2.5% o ±4×2.5% rispetto al nominale. Consente di abbinare la tensione reale del sistema.
Distinzioni Critiche
| Termine | Significato |
|---|---|
| Tensione Nominale (UN) | Tensione di progetto / targhetta. Riferimento per tutti i test, impedenza, classe di isolamento. |
| Tensione di Esercizio | Tensione reale del sistema ai morsetti. Dovrebbe essere entro ±5–10% di UN (per ANSI/IEC). |
| Classe di Isolamento (BIL) | Sopporto Impulso Fulmine (es. 95 kV BIL per classe 15 kV). *Superiore* alla tensione nominale. |
| Tensione Rapporto Spire | Rapporto di tensione a vuoto. Differisce dalla tensione nominale per la regolazione (tipicamente 1–5%). |
Perché la Tensione Nominale Deve Essere Rispettata
- Sovratensione (U > 1.05–1.10 UN): Saturazione del nucleo → Corrente di magnetizzazione ↑↑ (10–100×) → Armoniche, surriscaldamento, rumore, scatti inopportuni, stress dielettrico.
- Sottotensione (U < 0.90–0.95 UN): Il carico assorbe più corrente (P=VI) → Surriscaldamento avvolgimenti ↑. I carichi motore si bloccano.
- Vita dell'Isolamento: Legge di Arrhenius. L'aumento di temperatura da sovratensione/corrente di eccitazione accelera l'invecchiamento (dimezzamento della vita per ogni ~8–10°C).
- Test Dielettrici: Test di routine in fabbrica (Tensione Applicata / Tensione Indotta) basati su UN e BIL.
La Frequenza è Co-Nominale
La targhetta mostra la **Frequenza Nominale (fN)** — tipicamente 50 Hz o 60 Hz.
- Il rapporto V/f deve essere costante per evitare saturazione. Trasformatore 60 Hz su 50 Hz alla stessa V → Saturazione. Occorre deratare la tensione (V50 = 50/60 × V60).
Targhette Multi-Tensione / Multi-Spira
Esempio: Primario: 480-240 / 208 V (ponticelli Serie-Parallelo). Secondario: 240/120 V (con centro). Ogni combinazione ha una tensione nominale.
La Tensione Nominale è la **linea di base contrattuale** tra produttore, installatore e utility. Funzionare al di fuori della sua fascia invalida la garanzia, rischia guasti e viola gli standard (IEEE C57.12.00, IEC 60076).