Diagnostica delle boccole: cosa hanno rivelato i test basati sulla frequenza in un caso a 230 kV
Quando una boccola inizia a deteriorarsi internamente, le conseguenze possono essere gravi, ed è per questo che è importante valutare accuratamente le sue condizioni.
I test di routine offline sulle boccole di solito si concentrano sulle misurazioni della capacità e del fattore di potenza dell'isolamento C1 e C2 a frequenza di linea. Questi test rimangono fondamentali, ma non sempre offrono una sensibilità sufficiente per distinguere tra il deterioramento interno dell'isolamento e fattori esterni come problemi di messa a terra o di installazione. Questo crea un problema per i team di manutenzione: un risultato anomalo può indicare un vero e proprio guasto, oppure può indicare qualcosa di completamente diverso.
Un'indagine recente su tre boccole OIP da 230 kV dimostra come i test dielettrici basati sulla frequenza abbiano fornito le informazioni aggiuntive necessarie per valutare ogni boccola con maggiore sicurezza.
Quando i risultati dei test di routine generano più domande che risposte
L'indagine è iniziata durante i test di routine sul fattore di potenza di tre boccole da 230 kV. Le prime misurazioni a 50 Hz hanno dato risultati normali per la fase A e la fase C, entrambe nei limiti accettati. La fase B, invece, ha dato un fattore di potenza notevolmente più alto, il che poteva indicare un problema di isolamento.
A quel punto, i risultati hanno sollevato tre questioni importanti. La fase B è stata influenzata dal deterioramento dell'isolamento interno, oppure il risultato anomalo è stato causato da un problema esterno, come ad esempio una messa a terra inadeguata? I risultati apparentemente positivi delle fasi A e C erano davvero rassicuranti? Oppure una di quelle boccole poteva comunque nascondere un problema in fase iniziale che il test a 50 Hz non aveva rivelato chiaramente?
Solo con questi risultati sarebbe stato difficile prendere una decisione sulla manutenzione. Sostituire la fase B senza capirne la causa avrebbe potuto portare a un intervento inutile, mentre dare per scontato che le fasi A e C fossero a posto avrebbe potuto far passare inosservato un problema in fase di sviluppo. Per avere un quadro più chiaro delle condizioni dell'isolamento delle boccole, l'analisi è stata estesa oltre la misurazione iniziale a 50 Hz per includere test dielettrici basati sulla frequenza.
Usare la risposta in frequenza per distinguere i diversi problemi
I test dielettrici basati sulla frequenza valutano la risposta dell'isolamento su un intervallo di frequenze di prova anziché in un unico punto. Ciò fornisce una visione più dettagliata delle condizioni dell'isolamento, poiché i diversi meccanismi di degrado influenzano la risposta dielettrica in modi diversi. Analizzando i valori del fattore di potenza su una gamma di frequenze compresa tra 1 Hz e 500 Hz, i tecnici possono individuare modelli di risposta che indicano diversi tipi di problemi.
In questo caso, l'analisi della risposta in frequenza ha evidenziato tre condizioni nettamente diverse tra le tre boccole.
Fase B: deterioramento dell'isolamento interno
La boccola della fase B ha mostrato un fattore di potenza molto elevato a 1 Hz, superiore al 7% dopo la correzione termica. Con l'aumentare della frequenza di test, il fattore di potenza è sceso drasticamente, avvicinandosi al valore registrato a 50 Hz. Questo caratteristico andamento della risposta, spesso descritto come una curva "a pista da sci", è un chiaro indicatore del deterioramento dell'isolamento interno.
Questo tipo di risposta è comunemente associato all'infiltrazione di umidità nell'isolamento in carta o a un grave deterioramento dell'olio. L'ulteriore dipendenza dalla tensione osservata durante le misurazioni ha confermato tale diagnosi. Dopo aver sostituito la boccola della fase B, i test successivi hanno confermato che la risposta dielettrica anomala non era più presente.
Fase A: problema di messa a terra o di installazione
La boccola della fase A sembrava inizialmente in buone condizioni quando è stata testata a 50 Hz. Tuttavia, la curva di risposta in frequenza ha evidenziato perdite dielettriche elevate alle frequenze più alte. Tale andamento suggeriva che il risultato anomalo fosse dovuto a un fattore esterno piuttosto che al deterioramento dell'isolamento interno. In molti casi, questo tipo di risposta indica un collegamento a terra difettoso tra la flangia della boccola e il serbatoio del trasformatore.
Dopo aver applicato un collegamento di terra provvisorio e aver ripetuto il test, le perdite dielettriche sono tornate ai livelli normali. Questo ha confermato che il problema era legato alla messa a terra piuttosto che al sistema di isolamento stesso.
Fase C: buone condizioni drll'isolamento
La boccola della fase C ha prodotto una curva di risposta in frequenza piatta e stabile su tutto l'intervallo di test. Il valore del fattore di potenza a 1 Hz, corretto in base alla temperatura, è rimasto ben al di sotto delle soglie tipiche di indagine. Questo risultato è in linea con un isolamento asciutto e non contaminato e con una corretta installazione. In altre parole, il test basato sulla frequenza non si è limitato a dimostrare che la fase C superava il test a 50 Hz; ha fornito una conferma più solida del fatto che la boccola fosse in buone condizioni.
Cosa dimostra questo caso nella pratica
Il valore della diagnostica basata sulla frequenza in questo caso non sta semplicemente nell'aver individuato un guasto. Il risultato più importante è stato che ogni boccola ha potuto essere valutata con maggiore sicurezza. Diego ha sottolineato chiaramente questo ruolo di supporto decisionale nel suo articolo, sottolineando che il punto non è che la frequenza cambi necessariamente la decisione, ma che rafforza le informazioni su cui si basa.
Tre lezioni pratiche spiccano su tutte.
Innanzitutto, i risultati dei test a bassa frequenza possono fornire un'indicazione più chiara del degrado dell'isolamento interno rispetto ai soli test a frequenza di linea. Un aumento significativo del fattore di potenza intorno a 1 Hz è spesso associato all'infiltrazione di umidità o a un avanzato processo di invecchiamento all'interno del sistema di isolamento.
In secondo luogo, la forma della curva di risposta in frequenza può aiutare a distinguere tra problemi di isolamento interni e problemi esterni, come errori di messa a terra o di installazione. Tale distinzione è importante perché le misure correttive sono completamente diverse.
In terzo luogo, una risposta stabile su tutta la gamma di frequenza di prova è un indicatore più affidabile dello stato di buona salute dell'isolamento rispetto a un singolo risultato accettabile a 50 o 60 Hz.
Nel loro insieme, queste informazioni consentono ai tecnici di andare oltre la semplice individuazione di un valore anomalo. Aiutano a spiegare la probabile causa del risultato e consentono di prendere una decisione di manutenzione con maggiore sicurezza.
Dai dati diagnostici a decisioni più sicure
Indagini come questa dimostrano quanto sia utile combinare i test di isolamento tradizionali con la diagnostica basata sulla frequenza. Le misurazioni standard a 50 o 60 Hz rimangono una parte fondamentale della valutazione delle boccole, ma da sole non sempre forniscono informazioni sufficienti quando i risultati non sono chiari. I test basati sulla frequenza ampliano il quadro diagnostico e aiutano i tecnici a distinguere il degrado interno dell'isolamento dagli influssi esterni, consentendo al contempo di confermare con maggiore sicurezza l'integrità delle boccole.
Questo migliora la qualità delle decisioni relative alla manutenzione, riduce il rischio di sostituzioni inutili e aiuta i responsabili della gestione delle risorse a concentrare gli interventi dove sono davvero necessari.
Modificare la frequenza dei test non sostituisce i metodi di test consolidati. Rafforza le informazioni disponibili per le decisioni relative alle risorse.
Scopri la diagnostica delle boccole basata sulla frequenza
La diagnostica dell'isolamento basata sulla frequenza offre una comprensione più approfondita delle condizioni delle boccole e può rivelare problemi in fase di sviluppo che i test di routine potrebbero non individuare chiaramente.
Per saperne di più su come questo approccio supporti le decisioni relative alla manutenzione, scopri come il sistema di test TRAX consenta di effettuare diagnosi dell'isolamento basate sulla frequenza su tutti i trasformatori.
