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Diagnostica dei cavi interrati di media tensione: risultati con nuovo set-up di prova e analisi degli effetti dell’umidità del terreno

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Diagnostica dei cavi interrati di media tensione: risultati con nuovo set-up di prova e analisi degli effetti dell’umidità del terreno

L’attività identifica le principali cause di degrado del sistema isolante nei cavi interrati delle reti di distribuzione mediante metodologie diagnostiche. Per studiare l’effetto dell’umidità del terreno sulle prestazioni dielettriche del componente è stato realizzato ad hoc un impianto sperimentale che simula diverse severità di pioggia. Particolare attenzione è stata dedicata allo studio delle tecnologie di trasmissione IoT per futuri impieghi specifici nelle linee in cavo interrate.

L’attività è stata sviluppata con l’obiettivo di identificare le cause e le dinamiche di degrado del sistema isolante dei giunti, omogenei e di transizione, realizzati, con tecnica auto-restringente, in linee in cavo MT con posa interrata, contribuendo in modo efficace a fornire indicazioni alle utility per incrementare la qualità e l’affidabilità del servizio agli Utenti.

Il lavoro conclude una prima fase di sperimentazione focalizzata sull’analisi dei componenti che esercitano in una condizione di terreno essiccato per poi passare, dopo aver analizzato i dati ottenuti, alla realizzazione di una nuova configurazione circuitale, ricca di novità e più affine alle reali condizioni di esercizio dei cavi e dei giunti.

Con riferimento al circuito di prova realizzato ad hoc presso il laboratorio “Diagnostica cavi MT”, è stata completata, con l’aggiunta dell’ultima campagna di misura, la sperimentazione in corso da alcuni anni, evidenziando che le dinamiche di degrado sono correlate con la temperatura del conduttore e, in particolare, con le condizioni termiche critiche raggiunte a causa dei cambiamenti climatici in atto  e la conseguente alternanza tra periodi di siccità e piogge copiose, a volte caratterizzate da bombe d’acqua. La scelta di adottare diverse metodologie di misura (monitoraggio continuo o on-line e campagne di misura fuori servizio, nel seguito identificate come off-line) si è dimostrata corretta. In particolare, le misure on-line hanno consentito di monitorare ed evidenziare, negli spezzoni di cavo con isolamento in XLPE, l’innesco e l’estinzione di fenomeni di degrado puntuale, sia in fase di riscaldamento che di raffreddamento.

L’analisi della risposta in frequenza del Tan eseguita sul sistema isolante consente di formulare valutazioni a volte più affidabili di quelle formulate a partire dai tradizionali metodi di misura a frequenze specifiche quali 50 Hz e a 0,1 Hz; inoltre la metodologia evidenzia con anticipo i fenomeni di degrado rispetto ai sistemi tradizionali.

Nonostante finora non sia stata considerata l’umidità del terreno, si può affermare che:

  1. in presenza di tensione applicata, a pari condizione di carico alcuni giunti raggiungono temperature di funzionamento superiori ai limiti imposti dalla tecnologia;
  2. le metodologie di prova innovative forniscono informazioni complementari a quelle tradizionali e sono più sensibili al manifestarsi degli effetti degenerativi;
  3. il monitoraggio on-line consente di acquisire in anticipo informazioni sulle cause di degrado rispetto a quello off-line;

Il nuovo setup circuitale realizzato consentirà di valutare anche l’effetto dell’umidità, grazie alle molte novità introdotte:

  • il passaggio dalla posa diretta degli spezzoni di cavo nel terreno alla configurazione di posa a “Trifoglio”;
  • la realizzazione di un impianto ad hoc per riprodurre diverse tipologie di precipitazioni;
  • l’implementazione dei sistemi di comunicazione prototipo LoRA su frequenza libera e NBIoT su frequenza licenziata per valutarne l’affidabilità e validare nuove metodologie di monitoraggio in campo;
  • l’acquisizione di dati utili a determinare possibili correlazioni tra i fenomeni di guasto, le condizioni di esercizio del componente e la situazione metereologica.

Per correlare meglio i risultati di laboratorio con le condizioni ambientali di esercizio dei cavi MT interrati, è auspicabile un’integrazione di informazioni provenienti dall’installato, al momento non disponibili.

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