Dopo l’articolo di maggio dedicato al il modo di protezione Ex-m (protezione mediante incapsulamento) e quello di luglio dedicato al modo di protezione Ex-q (protezione mediante riempimento polverulento) esaminiamo il modo di protezione Ex-o (immersione in liquido protettivo) [1].

La norma di riferimento attuale è la IEC 60079-6, uscita nella sua quarta edizione nel 2015 e successivamente arricchita nel marzo 2020 con la variante IEC 60079-6:2015/A1:2020. In Italia è stata recepita come CEI EN 60079-6/A1:2025, classificazione CEI 31-82:V1.

Le apparecchiature che utilizzano il modo di protezione Ex-o hanno le parti elettriche immerse in un liquido protettivo che le separa dall’atmosfera esplosiva esterna. Si tratta, quindi, a tutti gli effetti di un modo di protezione basato sul concetto di segregazione [2], nel quale le parti innescanti vengono separate dalla possibile atmosfera esplosiva [3].

È di estrema importanza, per mantenere la protezione, garantire che il livello del liquido sia compreso in un range previsto, minimo a dispositivo freddo e massimo a dispositivo caldo [4]. Questo per tenere conto della inevitabile espansione o contrazione del liquido dovuto appunto alla temperatura. [5] Per questo motivo è necessario che vi siano dei chiari indicatori di livello trasparenti che possano essere inseriti in un piano di manutenzione e/o indicatori di livello remoti e/o dispositivi di protezione capaci di disconnettere il dispositivo dalla rete.

Figura1: la protezione mediante immersione in liquido Ex-o

Il metodo di protezione Ex-o ha un livello di protezione Ex-ob per l’ EPL Mb e Gb ed Ex-oc per EPL Gc; come per il modo di protezione Ex-q, anche questo modo di protezione non è stato sviluppato per le polveri e dunque non esiste un EPL dedicato al rischio di formazione di atmosfera esplosiva dovuto alle polveri combustibili (DUST).

Il modo di protezione Ex-ob deve essere garantito in funzionamento normale e nel caso di malfunzionamenti previsti. 

Anche la custodia esterna dell’apparecchiatura deve rispettare alcune disposizioni, in primis la compatibilità chimica al liquido usato e la resistenza ad alcuni livelli di pressione. Il liquido infatti può parzialmente vaporizzare durante la formazione degli archi elettrici e andare a formare delle sacche di vapore che premono la custodia esterna [6].

Esistono due tipologie di custodie: completamente ermetiche o provviste di sfiato. Sia in un caso che nell’altro, la custodia deve dimostrare la resistenza a dei test di sovrappressione.

Il liquido protettivo può essere olio minerale, la “o” di Ex-o deriva proprio dall’uso di questo liquido. Vi sono anche altri liquidi permessi come i siliconi liquidi e i liquidi esteri sintetici (questi ultimi molto meno sensibili all’umidità).Per quanto riguarda i limiti ai parametri elettrici, le massime tensioni ammesse sono gli 11kV per i dispositivi con EPL Gb, i 15kV per EPL Gc [7]. 

Tabella 1: corrispondenza tra modo di protezione/EPL e Zona di installazione

Il modo di protezione Ex-o è un metodo utilizzato raramente, il suo principale campo di applicazione sono i trasformatori con EPL Gb per livelli di potenza alti, che possono arrivare a 1000 kVA. Questi grandi dispositivi non potrebbero essere realizzati con custodie antideflagranti per via delle loro grandi dimensioni. Il comparto dei morsetti di collegamento è spesso realizzato a sicurezza aumentata Ex-e o vengono usati speciali connettori per alti voltaggi. Un altro vantaggio di questo modo di protezione è che all’interno di questi trasformatori il liquido opera come un dispersore di calore in maniera più efficiente rispetto alla semplice convezione naturale in aria libera.

Nonostante il suo limitato uso, il metodo di protezione con immersione in liquido Ex-o offre un'ottima soluzione di sicurezza per le elevate potenze. L'immersione in liquido dielettrico è dopotutto una tecnologia consolidata nei trasformatori industriali di media e grande potenza, dove la dissipazione di calore e le proprietà isolanti del fluido sono di gran lunga migliori rispetto ai sistemi a secco.

Norme di riferimento e bibliografia

[1]la “o” deriva dallo storico uso di oli industriali, già in uso in dispositivi industriali come grandi trasformatori

[2]vedasi articolo Cortem del 27/07/2021: I modi di protezione antideflagranti: concetti di base

[3]la profondità minima alla quale vanno immersi varia in funzione della tensione e della presenza o meno di un dispositivo di commutazione (tra i 3 e i 50mm) – Tabella 2 IEC 60079-6:2015

[4]tenendo conto dell’intervallo di temperatura ambiente previsto per l’installazione del dispositivo

[5]par. 3.5 e par. 3.6 - IEC 60079-6:2015

[6]il livello di resistenza alla pressione minimo è 150kPa, si noti che non è comunque paragonabile ai livelli di resistenza alla pressione richiesti del metodo Ex-d

[7]che dopo l’estensione del 2020 sono stati portati ai 245kV con specifici sistemi di sicurezza aggiuntivi