Il trasformatore di potenza è un elemento chiave della rete di distribuzione di energia elettrica. La messa fuori servizio di un trasformatore produce seri disservizi all”utenza e conseguenti danni con peso economico non indifferente. Durante il suo funzionamento, il trasformatore può essere soggetto a carichi di lavoro elevati che nel tempo possono pregiudicarne l’integrità; ad esempio elevati e repentini aumenti delle sollecitazioni elettriche possono inficiare l’integrità meccanica degli elementi strutturali all’interno del trasformatore (nucleo e avvolgimenti) e quindi la tenuta dielettrica. In condizioni di esercizio particolarmente gravose, il degrado precoce del sistema isolante solido (carta e olio isolante) di un trasformatore di potenza, comporta una drastica riduzione della vita progettuale del trasformatore.

In questo rapporto, in linea con le attività svolte nel precedente triennio 2015-2017, sono state analizzate le potenzialità applicative di due tecniche diagnostiche messe a punto in RSE: non tradizionali di tipo elettrico e innovative di tipo ottico per individuare correlazioni tra i parametri diagnostici e situazioni di degrado all’interno di trasformatori.

Per quanto riguarda la risposta dielettrica (fattore di perdita) del sistema isolante solido dei provini, sottoposti a invecchiamento nel precedente triennio di attività, l’analisi è stata estesa ad una più ampia base di dati e a situazioni di esercizio del trasformatore anomale (sovratemperature). Da un punto di vista qualitativo si è evidenziato un comportamento più stabile dei provini con trattamento Vapour Phase nelle diverse condizioni di test; l’assorbimento dell’umidità nella carta risulta infatti drasticamente ridotto rispetto a quello in autoclave, indipendentemente dalle temperature del sistema. Si conferma tuttavia che, sui provini in Vapour Phase, l’algoritmo di calcolo implementato nel sistema di misura non consente di stimare in modo esaustivo la percentuale di umidità della carta.

L’attività sulla sensoristica innovativa di tipo ottico svolta nel 2018 si è focalizzata su due aspetti principali: da un lato, la rivelazione ottica di furfurale (2-FAL), un sottoprodotto di decomposizione della carta, in due diverse matrici di olio minerale isolante di trasformatori a bagno d’olio (olio minerale inibito e non inibito) e, dall’altro, l’analisi della risposta vibrazionale di trasformatori, acquisita mediante accelerometri ottici, in presenza di un allentamento degli avvolgimenti, creato artificialmente.

Nel primo caso si è ottenuto che la misura di 2-FAL non è inficiata dalla tipologia di olio e una estensione dell’intervallo di rilevazione. Nel secondo caso è stata individuata una nuova metodologia di analisi dei dati di vibrazione, basata su algoritmi di classificazione statistica ormai diffusi in diversi campi di applicazione (medicale, diagnostico), che è risultata potenzialmente in grado di discriminare tra la presenza e l’assenza del difetto sul pacco avvolgimenti del trasformatore. Si prevede di estenderne l’analisi locale a tutti i punti di misura del trasformatore in prova.