Domande e risposte: Test di resistenza avvolgimento

I test di resistenza avvolgimento vengono utilizzati per valutare le condizioni del percorso di trasporto della corrente tra i terminali dell'isolatore passante del trasformatore. Gli esperti consigliano di eseguire regolarmente questo test poiché, senza dubbio, può rivelare modalità di guasto più imminenti rispetto alla maggior parte degli altri test. Problemi quali collegamenti allentati, difettosi o non corretti, circuiti aperti o parzialmente aperti (ossia trefoli rotti), spire in corto negli avvolgimenti o resistenza di contatto elevata nei commutatori di corrente comportano una variazione della resistenza e quindi sono indicati da una misurazione inaspettatamente alta, bassa (per cortocircuiti) o da resistenza instabile. Di seguito sono riportate alcune delle domande che la linea di assistenza Megger riceve di frequente su questo prezioso test.

D: Alcuni colleghi più esperti mi hanno detto che solo di recente abbiamo iniziato a eseguire test di resistenza avvolgimento di routine a causa dei pericoli esistenti. Siete in grado di spiegare questi pericoli e suggerire come possono essere mitigati?

R: Un avvolgimento del trasformatore è un induttore e, se un induttore presenta improvvisamente un circuito aperto mentre la corrente CC lo attraversa, cercherà di opporsi alla variazione di corrente sviluppando un'alta tensione. La tensione è data da V = IR + Ldi/dt, dove I è la corrente di test CC, R è la resistenza dell'avvolgimento, L è l'induttanza dell'avvolgimento e di/dt è il tasso di variazione della corrente. Se un puntale per test si stacca o viene estratto da un terminale dell'isolatore passante durante il test, si sviluppa una tensione pericolosamente alta. Ad esempio, se l'avvolgimento ha un'induttanza di 100 H, la corrente di test è 25 A e di/dt = 25/0,1 (ossia, il tempo necessario per lo scollegamento del puntale per test e la diminuzione della corrente da 25 A a 0 A è di 0,1 s), la tensione sviluppata sarà superiore a 25.000 V. Inoltre, quando la corrente di test CC viene iniettata in un avvolgimento per la durata di un test di resistenza avvolgimento, viene immagazzinata molta energia nel campo magnetico di un trasformatore. Questa energia deve essere dissipata prima che i cavi possano essere scollegati in modo sicuro, il che può richiedere diversi minuti per un trasformatore di grandi dimensioni. Per salvaguardare il personale, la risorsa sottoposta a test e lo strumento per test, gli strumenti per test di resistenza avvolgimento Megger sono dotati di diverse funzioni di sicurezza.

Sono inclusi:

• Un circuito di sicurezza che fornisce un "percorso di fuga" per la dissipazione di energia. (In questo modo si utilizzano cavi di corrente e potenziale per fornire un percorso di scarica alternativo in caso di scollegamento accidentale dei cavi) 
• Protezione/scarica automatica in caso di interruzione dell'alimentazione o di modifica accidentale della corrente di test prima di scaricare la corrente di test esistente.
• Un indicatore di corrente di test che rimane funzionante anche in caso di interruzione dell'alimentazione dello strumento.
• Un interruttore arresto di emergenza

D: Come si può essere certi che i risultati del test di resistenza avvolgimento siano rappresentativi?

R:  Assicurarsi che i cavi di tensione (misurazione) siano "all'interno" dei cavi di corrente (sorgente); utilizzando pinze Kelvin, è possibile eliminare qualsiasi dubbio sui collegamenti per test, ma è comunque necessario assicurarsi che le pinze siano a contatto con i terminali dell'isolatore passante. Il nucleo del trasformatore deve essere saturo per ottenere risultati rappresentativi; in caso contrario, sono possibili errori superiori al 20%. È utile conoscere quale strumento è il migliore per svolgere ogni lavoro. In genere, la corrente di test deve essere superiore all'1% della corrente nominale dell'avvolgimento, ma non deve superare il 15%, come indicato nello standard IEEE C57.152, per evitare il riscaldamento dell'avvolgimento. Se la corrente di test è troppo alta, ciò può causare un errore non quantificabile poiché la resistenza avvolgimento dipende dalla temperatura. Verificare che i risultati siano abbastanza in linea (entro un paio di punti percentuali) tra le fasi e con i risultati dei test precedenti. Tuttavia, quando si effettua un confronto con i risultati precedenti, i risultati misurati, Rm, devono essere convertiti in risultati con compensazione della temperatura, Rs, per tenere conto della differenza di temperatura tra i due test. Ciò è particolarmente importante se i risultati dei test precedenti sono misurazioni di fabbrica.

D: I risultati dei miei test non si stabilizzano e mi chiedo se il nucleo del trasformatore sia saturo. Come procedere?

R: Spesso si ritiene che correnti di test più elevate accelerino la saturazione dei grandi trasformatori, ma nella maggior parte dei casi questo non è vero. La tensione determina la frequenza di saturazione del test, come indicato da: (flusso) ɸ = Volt * t (secondi). Pertanto, quando si sceglie uno strumento per test, sono preferibili tensioni di conformità superiori a 40 V CC. Tuttavia, assicurarsi che la corrente di test sia superiore all'1% della corrente nominale dell'avvolgimento sottoposto a test. Per migliorare la saturazione sugli avvolgimenti del trasformatore quando il tempo di carica è lento, collegare gli avvolgimenti primario e secondario in serie può essere di aiuto. Ciò velocizza il test fornendo più volt-spire di carica. Tuttavia, è importante assicurarsi che gli avvolgimenti siano collegati in modo che la corrente che li attraversa produca un flusso unidirezionale nel nucleo. Con questa configurazione, la corrente di test fluisce attraverso l'avvolgimento ad alta tensione e l'avvolgimento a bassa tensione in serie, mentre la caduta di tensione CC viene misurata, ad esempio, solo nell'avvolgimento a bassa tensione. Poiché la corrente non fluisce nel terminale dell'isolatore passante X1, tenere presente che l'integrità del collegamento dell'isolatore passante X1 non verrà valutata durante questa variazione del test.