Test e diagnostica avanzati dei cavi in azione: valutazione delle condizioni di cavi datati

Un'efficace manutenzione dei cavi di alimentazione è essenziale per ridurre al minimo i guasti, prolungare la durata delle risorse e garantire l'affidabilità della rete. Nell’ultimo blog della serie Test e diagnostica dei cavi MV abbiamo evidenziato come l'utilizzo dell’insieme completo di tensioni di eccitazione offra un vantaggio significativo nei test e nella diagnostica. Questo blog presenta un case study reale in cui è stata condotta una valutazione delle condizioni su un cavo a media tensione datato utilizzando questi metodi.

Tramite l’applicazione delle tensioni di eccitazione DAC, CR/Slope VLF e a onda sinusoidale VLF a 0,1 Hz, i tecnici hanno valutato l'integrità dell'isolamento e localizzato un difetto critico. I risultati evidenziano differenze cruciali nella sensibilità di rilevamento tra i metodi di test e sottolineano l'importanza della scelta dell'approccio diagnostico corretto per mantenere l'affidabilità dei sistemi di cavi.

Diagnostica tan delta e di scarica parziale con 3 tensioni di eccitazione

Nell'ambito della strategia di manutenzione di questa azienda è stata condotta una valutazione delle condizioni su un cavo di alimentazione datato. Il cavo oggetto del test era un cavo XLPE da 12/20 kV, installato nel 2007, con una lunghezza totale di 995 metri. Il numero esatto e la posizione dei giunti non erano noti. Per la valutazione è stata utilizzata come fonte di tensione del test una versione montata su furgone del modello TDM4540 dotato di accoppiatore PD interno.

La valutazione ha incluso la misurazione delle perdite dielettriche (tan delta) per valutare lo stato dell'isolamento e rilevare la potenziale degradazione. È stato inoltre eseguito un test di scarica parziale (PD) con l’insieme completo delle tensioni di eccitazione (DAC, CR/Slope VLF e onda sinusoidale VLF a 0,1 Hz) per identificare i difetti di isolamento in diverse condizioni di sollecitazione.

Questi test diagnostici forniscono informazioni critiche sull'invecchiamento del cavo e sui potenziali rischi di guasti. I dati supportano un’oculata pianificazione della manutenzione, contribuendo a prolungare la durata delle risorse, ridurre al minimo i tempi di inattività e garantire l'affidabilità dei sistemi.

Misurazione della perdita dielettrica

La misurazione della perdita dielettrica ha rivelato perdite elevate in tutte le fasi, con risultati considerati critici secondo l'Allegato I della norma IEEE 400.2-2014, a indicare la necessità di ulteriori indagini. In particolare, la fase L2 ha mostrato perdite significativamente più elevate rispetto alle altre due fasi, suggerendo un problema localizzato, quale un guasto in un giunto o una terminazione.

Poiché la misurazione della perdita dielettrica fornisce solo una valutazione globale della

condizione del cavo, non consente di localizzare con precisione il problema. Per localizzare il guasto, si consiglia una misurazione della scarica parziale (PD) o un test di resistenza. È necessario tenere presente

che un test di resistenza identificherà il problema solo se il difetto è sufficientemente grave da causare un guasto immediato durante il test.

Misurazione della scarica parziale

L'utility ha deciso di eseguire una misurazione PD sul cavo, utilizzando tre tensioni di eccitazione per sfruttare appieno le capacità della propria unità TDM. Nella serie di grafici 1 sono mostrate le mappature PD alla tensione nominale Uo per la tensione di eccitazione DAC, CR/Slope VLF e a onda sinusoidale VLF a 0,1 Hz. Sia DAC che CR/Slope VLF hanno identificato un difetto nella fase L2 a circa 280 m, allineandolo con l'anomalia osservata in precedenza dalla misurazione della perdita dielettrica, a indicare un probabile problema in un giunto.

È interessante notare che questo punto debole non era stato rilevato utilizzando la tensione di eccitazione a onda sinusoidale VLF a 0,1 Hz, cosa che sottolinea le differenze di sensibilità tra i singoli metodi di test.

Nella serie di grafici 2 le mappature PD sono visualizzate a una tensione del test pari a 1,7 volte la tensione nominale Uo, la tensione del test massima standard per le misurazioni PD su cavi a media tensione. Come previsto, la concentrazione e l'intensità PD nel punto debole localizzato (~280 m) sono maggiori sia con DAC che con CR/Slope VLF rispetto alle misurazioni alla tensione nominale.

Tuttavia, anche a 1,7 Uo, il punto debole identificato da DAC e CR/Slope VLF rimane non rilevato se si utilizza l'onda sinusoidale VLF a 0,1 Hz, cosa che evidenzia una differenza significativa nelle capacità di rilevamento tra i metodi di test.

A seguito dei risultati delle misurazioni della perdita dielettrica e PD, l'utility ha deciso di far fronte al problema del punto debole situato a circa 280 m, che è stato identificato come un giunto difettoso. Al momento della dissezione sono stati rilevati problemi di lavorazione, in particolare un uso insufficiente di pasta di assemblaggio e di nastro mastice per riempire le cavità, come mostrato nelle immagini.

Dopo la sostituzione del giunto è stata eseguita una misurazione PD di follow-up, a conferma che il punto debole era stato eliminato correttamente e che a quel punto il cavo era in condizioni ottimali.

Conclusione

Questo case study evidenzia l'efficacia dell’abbinamento delle misurazioni della perdita dielettrica e misurazioni PD per identificare e localizzare i problemi critici dei cavi, come il giunto difettoso scoperto in questo caso. Utilizzando DAC e CR/Slope VLF, la misurazione PD ha localizzato correttamente il punto debole evidenziando attività PD già alla tensione nominale Uo, portando alla decisione proattiva di sostituzione del giunto prima che si verificasse un guasto.

È fondamentale osservare che la tensione di eccitazione a onda sinusoidale VLF a 0,1 Hz non ha permesso di rilevare questo difetto critico, mettendo in luce le limitazioni associate a questo metodo. Questo caso sottolinea l'importanza di scegliere gli strumenti diagnostici giusti per garantire un rilevamento accurato dei guasti e mantenere l'integrità dei sistemi di cavi.

Nel prossimo blog della serie Test e diagnostica dei cavi MV, analizzeremo un altro case study che illustra come le soluzioni Megger, sfruttando l'insieme completo di tensioni di eccitazione, hanno identificato efficacemente un difetto precedentemente trascurato, prevenendo in ultima analisi un guasto grave.