La ricerca è stata focalizzata sullo studio delle cause e dinamiche di degrado del sistema isolante dei giunti, omogenei e di transizione, realizzati con tecnica auto-restringente nelle linee in cavo MT con posa diretta nel terreno, per incrementare la resilienza della rete elettrica, l’affidabilità e la qualità del servizio per l’Utente finale.
Nel progetto sono stati realizzati in successione due distinti setup di prova: il primo ha permesso di analizzare il comportamento dei giunti in presenza di terreno essiccato, simulato mediante feltri, senza considerare l’effetto dell’umidità; il secondo ha visto l’installazione dei giunti all’interno di vasche riempite con materiale inerte, conforme al capitolato adottato dalle Utility per la posa diretta dei componenti in trincea. Il focus della seconda parte è stato l’analisi dell’effetto dell’umidità del terreno correlata alle precipitazioni atmosferiche sul funzionamento del componente, in presenza di cicli termici giornalieri che simulano le condizioni di servizio in estate, ossia quando il tasso di guasto si incrementa.
Analizzando i dati del primo setup di prova (scariche parziali e Tand) si è concluso 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. Da questi risultati, acquisiti con tecniche tradizionali ed innovative, si è realizzata una nuova configurazione, più affine alle reali condizioni di esercizio dei cavi e dei giunti.
Entrambe le configurazioni prevedono diverse campagne di misura eseguite off-line1 intervallate da periodi di funzionamento on-line2, nei quali al componente veniva applicato un determinato numero di cicli giornalieri impostati in collaborazione con l’Utility Unareti e pensati per non sollecitare il componente oltre i limiti di intervento delle protezioni della rete elettrica, cercando di riprodurre le condizioni di servizio del periodo estivo.
Durante le fasi on-line sono stati monitorati i seguenti parametri: corrente, tensione e temperatura del componente; umidità e temperatura del terreno, consentendo evidenziare, negli spezzoni di cavo con isolamento in XLPE, l’innesco e l’estinzione di fenomeni di degrado puntuale, sia nella fase di riscaldamento sia in quella di raffreddamento.
Grazie all’esperienza maturata finora si può affermare che:
• alcuni kit, pur rispettando la normativa vigente, risultano peggiori di altri;
• la temperatura raggiunta nei giunti è funzione non solo della richiesta di carico ma della posa e delle condizioni ambientali;
• in presenza di terreno essiccato, alcuni giunti superano la temperatura limite del sistema isolante, innescando un fenomeno interno che si autosostiene anche riducendo il carico;
• la presenza di umidità nel terreno favorisce la dissipazione del calore, contribuendo a mantenere la temperatura del componente entro i limiti imposti dalla tecnologia;
• l’umidità contribuisce ad anticipare la tensione di innesco dei fenomeni di scariche parziali;
• nel caso in cui le barriere idrostatiche abbiano perso parzialmente le proprie caratteristiche, mediante un’analisi della risposta in frequenza sul sistema isolante, si nota un significativo aumento del Tand a frequenze inferiori a 0,1Hz evidenziando una diminuzione delle proprietà dielettriche.
• il monitoraggio on-line consente di acquisire informazioni sulle cause di degrado in anticipo rispetto a quello off-line;
• l’implementazione dei sistemi di comunicazione dei prototipi LoRA su frequenza libera e NBIoT su frequenza oggetto di licenza consente di valutarne l’affidabilità e di validare nuove metodologie di monitoraggio;
• l’implementazione di uno strumento prototipo (dimostratore) per l’acquisizione dei dati grezzi riguardo al fenomeno delle scariche parziali costituisce il primo passo di un progetto ambizioso, volto alla realizzazione di uno strumento diagnostico avanzato per fornire un valido supporto al gestore della rete di distribuzione dell’energia elettrica.