Scariche parziali nei cavi
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La nuova frontiera della diagnostica dei cavi passa attraverso la misura delle scariche parziali lungo gli elettrodotti soggetti di misura e manutenzione.
Le scariche parziali o PD (Partial Discharges) sono piccole scariche elettriche incomplete che si verificano in presenza di vacuoli, ovvero sacche d'aria in differenti posizioni all'interno dell'isolamento . I vacuoli possono essere riconducibili al processo di lavorazione, al deterioramento termico, durante il funzionamento per stress di esercizio.
La PD è una scarica elettrica che ha luogo in una zona localizzata di isolamento tra due elettrodi conduttori, senza collegare completamente i gap. Essa può essere causata da discontinuità o imperfezioni del sistema di isolamento.
Il PD test, dà quindi un'indicazione di deterioramento dell'isolamento ed è un indicatore di guasti incipienti. In generale, PD si verificherà nei sistemi operativi a tensioni di 3000 V e sopra; va segnalato però che in alcuni casi possono verificarsi anche PD a tensioni più basse.
Mentre l'isolamento degrada, il numero e l'ampiezza delle scariche parziali aumentano. Anche se l'ampiezza degli impulsi PD non può essere correlata direttamente alla vita rimanente dell'avvolgimento, un incremento o raddoppio dell'ampiezza degli impulsi PD in pochi mesi indica che è in corso un rapido deterioramento.
La misura di questi segnali avviene attraverso l'installazione di sistemi di accoppiamento che consentono di identificare i parametri che caratterizzano le scariche parziali e precisamente:
- Ampiezza degli impulsi PD correlata alla dimensione o volume dei vacuoli
- Numero degli impulsi PD correlato al numero di vacuoli o difetti
- Polarità degli impulsi PD correlata alla posizione dei vacuoli nello spessore dell'isolamento
- Posizione degli impulsi PD in relazione alla tensione fase-terra correlata alla posizione dei difetti nella cava o nell'avvolgimento terminale (testata)
Esempi di installazione di sistema di misura delle scariche parziali Doble
Quando si innesca una scarica parziale, impulsi di corrente di transitori ad alta frequenza compariranno e persisteranno per un intervallo di tempo compreso fra nanosecondi e un microsecondo, per poi scomparire e ricomparire ripetutamente. Le correnti delle scariche parziali sono difficili da misurare vista la loro esiguità e la loro breve durata. L'evento può essere rilevato come una variazione molto piccola della corrente assorbita dal campione sotto osservazione. Un metodo per misurare queste correnti consiste nell'inserire un piccolo resistore per la misurazione della corrente in serie con il campione e poi leggere la tensione generata su un oscilloscopio tramite un cavo coassiale a impedenza adattata. In genere il risultato di tali test è una variazione della carica e si esprime in pC. Tale metodo è alla base della metodologia descritta nella norma IEC 60270, talvolta detta Misurazione della carica apparente.
PD test è particolarmente importante quando l'attività MV / HV è fondamentale per il funzionamento di una rete; questo può essere dovuto all'età del bene, oltre guasti o le conseguenze finanziarie del suo fallimento.
Qualificazione del PD criticità all'interno della rete di alta tensione può essere raggiunto rapidamente e facilmente utilizzando HVPD di on-line di screening e di diagnosi della tecnologia di prova PD per fornire un allarme tempestivo per eventuali errori di isolamento incipienti. Esempi di MT e AT piante che possono essere testati:
- Cavi e accessori per cavi (terminazioni e giunti)
- Quadri (AIS, SIS e GIS)
- Trasformatori di potenza e boccole
- Motori e generatori
- Trasformatori di misura (tensione e corrente)
- Condensatori
Nella pratica, il rilevamento di scariche parziali attive è un'indicazione utile del fatto che gli apparati a media o alta tensione stanno iniziando a deteriorarsi. L'UK Health and Safety Executive ha pubblicato linee guida che raccomandano di sottoporre a test regolari i sezionatori per rilevare un'eventuale attività di scarica parziale.